倾斜传送带模型：从受力分析到能量转化——问题链导学与避坑指南 专项训练 -2027届高考物理一轮复习

传送带模型：从受力分析到能量转化——问题链导学与避坑指南

第一部分：核心原理

1.受力与运动分析原理

传送带模型中，物体所受滑动摩擦力方向由相对运动方向决定，与物体对地速度方向无关。判断步骤：先比较物体与传送带的速度（大小和方向），确定相对滑动方向，再确定摩擦力方向。共速后需判断重力沿斜面分力与最大静摩擦力的关系，决定能否维持共速。核心易错点：误以为摩擦力方向总与物体运动方向相反。

2.位移与相对位移原理

计算摩擦力做功用对地位移；计算摩擦生热用相对路程；判断划痕长度用最大单向相对位移，反向滑动会覆盖重叠，不可简单相加。核心易错点：将对地位移与相对位移混用。

3.能量转化原理

功能关系：除重力外的力做功等于机械能变化量；摩擦生热；电动机多消耗能量由能量守恒（结合传送带运动方向判断电机实际做功）。核心易错点：忽略摩擦力对传送带做功的正负，导致电机能量计算错误。

第二部分：例题导学

题干：如图所示，倾斜传送带与水平地面间的夹角为，上、下两端A、B间的长度，传送带以的速率逆时针匀速转动。在传送带A端无初速度地放一个质量的黑色煤块，煤块与传送带之间的动摩擦因数。已知，，重力加速度取。求：

（1）煤块刚放上传送带时的加速度大小；
（2）煤块从零加速到过程中，煤块的位移大小；
（3）煤块从A端运动到B端过程中，摩擦力对煤块做的总功；
（4）刚放上物体时加速度能维持多长时间？此阶段位移为多少？
（5）共速后煤块距离B端还有多远？共速后能否维持匀速？若不能，共速后的加速度、运动时间和位移分别为多少？
（6）两个加速阶段中，煤块相对传送带的位移分别为多少？物体在传送带上留下的划痕长度为多少？划痕长度与两个相对位移有何关系？
（7）从A到B，物体的机械能增加量为多少？
（8）从A到B，摩擦生热为多少？

（9）传送带由于传输该物体多消耗的能量为多少？
（10）总结摩擦生热与摩擦力做功计算中的易错点。

第三部分：巩固提升

一、单选题

1．铸造车间常利用皮带输送机将小型铸件从地面输送至位于高处的处理设备。如图所示，传送带顺时针匀速运转，速率，两轮转轴的间距，传送带的倾角。现将质量的铸件无初速度地轻放在传送带底端，铸件与传送带间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，铸件可视为质点。重力加速度g取，，，下列说法正确的是（     ）

A．铸件在传送带上做匀加速运动到顶端

B．铸件运动过程中受到的摩擦力大小始终为32 N

C．铸件从底端运动到顶端的总时间为11.25 s

D．铸件从底端运动到顶端相对于传送带的位移为3.75 m

二、多选题

2．如图所示，传送带与地面的夹角，顶端A到底端B的长度，传送带以的速率逆时针转动，在顶端A无初速地放一个质量的黑色煤块，它与传送带间的动摩擦因数，煤块在传送带上滑动会留下黑色痕迹。取重力加速度大小，。下列说法正确的是（     ）

A．煤块刚放上传送带时，加速度大小

B．煤块从A运动到B的时间为

C．煤块从A运动到B的过程中，传送带上黑色痕迹的长度为

D．煤块先做匀加速直线运动后做匀速直线运动

3．如图所示为一皮带传送装置，皮带以速度顺时针方向匀速传动，货物从皮带顶端由静止释放，被皮带向下传送，当货物被运送到底端时，发现皮带上留有一段长为9.0m的痕迹，已知货物与皮带之间的动摩擦因数，皮带与水平面间的夹角，，，，则下列说法正确的是（　　）

A．货物先做匀加速直线运动后做匀速运动

B．货物静止释放时的加速度大小为

C．货物的传送时间为3.5s

D．货物的传送距离为25.25m

4．如图所示，传送带以10m/s的速度逆时针方向匀速转动，两侧的传送带长都是16m，且与水平方向的夹角均为37°。现有两个滑块A、B（可视为质点）从传送带顶端同时由静止滑下，已知滑块A、B的质量均为1kg，与传送带间的动摩擦因数均为0.5，取重力加速度g=10m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8。下列说法正确的是（　　）

A．滑块A先做匀加速运动后做匀速运动 B．滑块A比B早到达底端2s

C．滑块A、B到达传送带底端时的速度大小不相等 D．滑块A在传送带上的划痕长度为5m

5．如图所示，长度L=16m的倾斜传送带倾角θ=37°，以v0=2m/s的速度顺时针转动。t=0时刻，在传送带下端将物块B无初速度释放，同时在传送带上端使物块A以大小为v1（未知）的初速度沿传送带下滑，运动过程中两物块恰好没有在传送带上相碰。两物块与传送带之间的动摩擦因数均为μ=，两物块均可看作质点，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2，则（     ）

A．t=0时刻，物块A的加速度大小为1m/s2

B．物块A的初速度大小为v1=4m/s

C．物块A在传送带上运动到与B刚好相遇所用时间为6s

D．在运动过程中，A与传送带间的相对路程比B与传送带间的相对路程多14m

6．如图所示，长为的传送带倾斜地固定在水平面上，倾角为，传送带沿逆时针方向以恒定的速度传送，时刻可视为质点的滑块从底端以的初速度冲上传送带，时滑块到达传送带