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微专题5 动力学中的传送带模型
题组1 水平传送带模型
1.★★(2024北京,10,3分)水平传送带匀速运动,将一物体无初速度地放置在传送带上,最终物体随传送带一起匀速运动。下列说法正确的是( )
A.刚开始物体相对传送带向前运动
B.物体匀速运动过程中,受到静摩擦力
C.物体加速运动过程中,摩擦力对物体做负功
D.传送带运动速度越大,物体加速运动的时间越长
1.答案 D
2.★★★(多选)(2026届河南名校月考)如图甲所示,水平放置的传送带能以不同的速度v逆时针匀速运行,某时刻物块以某一初速度从右端滑上传送带,物块离开传送带后到落地过程的水平位移x与传送带速度v关系图像如图乙所示。已知传送带长度L=0.36 m,重力加速度g=10 m/s2。下列说法正确的是( )
A.当传送带速度在0~0.9 m/s范围内取值时,物块在传送带上一直减速
B.物块的初速度大小为1.5 m/s
C.物块与传送带间的动摩擦因数为0.3
D.当传送带速度在0~0.9 m/s范围内取值时,物块和传送带间因摩擦产生的热量为定值
2.答案 AB
3.★★★(2025届辽宁省实验中学二模)如图所示,水平传送带以v0=2 m/s的速率顺时针匀速转动,质量均为m=0.5 kg的两个可视为质点的滑块A、B与传送带间的动摩擦因数均为μ=0.25。现让A、B分别从传送带的两端同时滑上传送带,滑上时速度的大小均为v=4 m/s,两滑块在传送带上恰好相遇未相碰,重力加速度g=10 m/s2,下列说法正确的是( )
A.两滑块从滑上传送带到相遇所用的时间为0.8 s
B.A、B相遇时与传送带左端的距离为2.4 m
C.传送带的长度为6 m
D.滑块从滑上传送带到相遇,两滑块与传送带之间因摩擦产生的热量为10 J
3.答案 D
4.★★★(多选)(2026届四川绵阳南山中学开学考)如图所示,水平传送带长L=0.21 m,以速度v1=1 m/s匀速运动,质量均为1 kg的小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连,t=0时刻P在传送带左端具有速度v2=1.6 m/s,P与定滑轮间的绳水平,P与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.2。已知重力加速度g=10 m/s2,不计定滑轮质量和滑轮与绳之间的摩擦,绳足够长。下列说法正确的是( )
A.物体Q刚开始的加速度大小为4 m/s2
B.P在传送带上运动的时间为0.2 s
C.P在传送带上留下的划痕长度为0.03 m
D.从开始运动到P与传送带共速,Q上升的高度为0.03 m
4.答案 BC
5.★★★(多选)(2025届海南部分中学模拟)如图所示,水平传送带以v0=6 m/s的恒定速率顺时针匀速转动。现将一质量为m=1 kg的物块(可视为质点)无初速度地放在传送带的左端A点,同时给物块一个水平向右、大小为F=5 N的恒定拉力,物块经过t=2 s到达传送带的右端B点。已知物块与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.1,重力加速度g取10 m/s2。下列说法正确的是( )
A.从A点到B点,物块所受的摩擦力不变
B.从A点到B点,物块先加速后减速
C.物块运动的最大速度为10 m/s
D.传送带A点到B点之间的距离为11 m
5.答案 CD
题组2 倾斜传送带模型
1.★★(2024安徽,4,4分)倾角为θ的传送带以恒定速率v0顺时针转动。t=0时在传送带底端无初速轻放一小物块,如图所示。t0时刻物块运动到传送带中间某位置,速度达到v0。不计空气阻力,则物块从传送带底端运动到顶端的过程中,加速度a、速度v随时间t变化的关系图线可能正确的是( )
1.答案 C
2.★★★(多选)(2025届辽宁三模)如图,与水平面夹角为θ的倾斜传送带以恒定速率v顺时针转动,传送带右端上方的挡板上固定着一个与传送带平行的轻弹簧,质量为m的小物块P随传送带一起向下匀速运动,P接触弹簧后弹簧的最大压缩量为x1,P与传送带之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。从P接触弹簧开始,到第一次将弹簧压缩到最短的过程中( )
A.P一直做减速运动最终静止不动
B.P先做匀速运动后做减速运动
C.传送带对P做功的功率先减小后变大再变小
D.弹簧的最大弹性势能等于mv2+mgx1 sin θ
2.答案 BC
3.★★★(多选)(2026届新疆实验中学开学考)如图甲所示,一足够长的传送带倾斜放置,倾角为θ,以恒定速率顺时针转动,一煤块以初速度v0=12 m/s从A端冲上传送带,煤块的速度随时间变化的图像如图乙所示,取g=10 m/s2。下列说法正确的是( )
A.传送带的速率是2 m/s
B.传送带与水平方向夹角的正切值tan θ=0.6
C.煤块从最高点下滑到A端所用的时间为2 s
D.煤块在传送带上留下的痕迹长为(9+4) m
3.答案 AD
4.★★★(2021辽宁,13,11分)机场地勤工作人员利用传送带从飞机上卸行李。如图所示,以恒定速率v1=0.6 m/s运行的传送带与水平面间的夹角α=37°,转轴间距L=3.95 m。工作人员沿传送方向以速度v2=1.6 m/s从传送带顶端推下一件小包裹(可视为质点)。小包裹与传送带间的动摩擦因数μ=0.8。取重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。求:
(1)小包裹相对传送带滑动时加速度的大小a;
(2)小包裹通过传送带所需的时间t。
4.答案 (1)0.4 m/s2 (2)4.5 s
解析 (1)因为v1<v2,所以包裹相对于传送带向下滑动,所受滑动摩擦力沿传送带向上,根据牛顿第二定律有
μmg cos α-mg sin α=ma,代入数据解得a=0.4 m/s2
(2)设包裹减速运动的时间为t1,位移为x1,和传送带一起匀速运动的时间为t2,位移为x2
减速阶段有v1=v2-at1,-=2ax1
匀速阶段有x2=v1t2,x1+x2=L
且t=t1+t2,联立解得t=4.5 s
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