高考物理一轮复习题型解析第三章专题强化六传送带模型和“滑块—木板”模型

这是一份高考物理一轮复习题型解析第三章专题强化六传送带模型和“滑块—木板”模型，共21页。试卷主要包含了倾斜传送带，2 m，5 m/s2等内容，欢迎下载使用。

高考物理
一轮复习题型解析
专题强化六 传送带模型和“滑块—木板”模型
目标要求 1.会对传送带上的物体进行受力分析，能正确解答传送带上物体的动力学问题.2.能正确运用动力学观点处理“滑块—木板模型”．
题型一 传送带模型
1．水平传送带
2.倾斜传送带
考向1 动力学中水平传送带问题
例1 应用于机场和火车站的安全检查仪，其传送装置可简化为如图所示的模型．传送带始终保持v＝0.4 m/s的恒定速率运行，行李与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.2，A、B间的距离为2 m，g取10 m/s2.旅客把行李(可视为质点)无初速度地放在A处，则下列说法正确的是( )
A．开始时行李的加速度大小为4 m/s2
B．行李经过2 s到达B处
C．行李到达B处时速度大小为0.4 m/s
D．行李在传送带上留下的摩擦痕迹长度为0.08 m
答案 C
解析 开始时，对行李，根据牛顿第二定律μmg＝ma
解得a＝2 m/s2，故A错误；设行李做匀加速运动的时间为t1，行李匀加速运动的末速度为v＝0.4 m/s，根据v＝at1，代入数据解得t1＝0.2 s，
匀加速运动的位移大小x＝eq \f(1,2)at12＝eq \f(1,2)×2×0.22 m＝0.04 m，
匀速运动的时间为t2＝eq \f(L－x,v)＝eq \f(2－0.04,0.4) s＝4.9 s，
可得行李从A到B的时间为t＝t1＋t2＝5.1 s，故B错误；由上分析可知行李在到达B处前已经与传送带共速，所以行李到达B处时速度大小为0.4 m/s，故C正确；行李在传送带上留下的摩擦痕迹长度为Δx＝vt1－x＝(0.4×0.2－0.04) m＝0.04 m，故D错误．
考向2 动力学中的倾斜传送带问题
例2 (2022·江苏海安市高三模拟)如图所示，机场地勤人员利用传送带往飞机上运送行李，传送带与水平面间的夹角θ＝37°，转轴间距L＝4.00 m．地勤人员将小包裹(可视为质点)轻轻放在传送带底端．已知传送带运行速率恒为v0＝0.8 m/s，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，cs 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.
答案 (1)0.4 m/s2 (2)6 s
解析 (1)开始时，小包裹的速度为零，则摩擦力方向向上，由牛顿第二定律得
μmgcs θ－mgsin θ＝ma
代入数据解得a＝0.4 m/s2
(2)设经过t1时间与传动带共速，则有t1＝eq \f(v0,a)＝2 s，
此段时间内小包裹的位移x1＝eq \f(v0,2)t1＝0.8 m.
小包裹与传送带共速后，由于mgsin θeq \f(m1＋m2,m2)μ1
D．F1＝μ1m1g
答案 D
解析 由题图(c)可知，0～t2时间段物块与木板相对静止，所以有相同的加速度，故A正确；
由题图(c)可知，t2时刻物块与木板刚要发生相对滑动，以整体为研究对象， 根据牛顿第二定律，
有F2－μ1(m1＋m2)g＝(m1＋m2)a
以木板为研究对象，根据牛顿第二定律，
有μ2m2g－μ1(m1＋m2)g＝m1a>0
解得F2＝eq \f(m2m1＋m2,m1)(μ2－μ1)g
μ2>eq \f(m1＋m2,m2)μ1，故B、C正确；
由题图(c)可知，t1时刻物块、木板一起刚要在水平地面滑动，物块与木板相对静止，此时以整体为研究对象有F1＝μ1(m1＋m2)g，故D错误．
课时精练
1．某工厂检查立方体工件表面光滑程度的装置如图所示，用弹簧将工件弹射到反向转动的水平皮带传送带上，恰好能传送到另一端是合格的最低标准．假设皮带传送带的长度为10 m、运行速度是8 m/s，工件刚被弹射到传送带左端时的速度是10 m/s，取重力加速度g＝10 m/s2.下列说法正确的是( )
A．工件与皮带间动摩擦因数不大于0.32才为合格
B．工件被传送到另一端的最长时间是2 s
C．若工件不被传送过去，返回的时间与正向运动的时间相等
D．若工件不被传送过去，返回到出发点的速度为10 m/s
答案 B
解析 工件恰好传送到右端，有0－v02＝－2μgL，代入数据解得μ＝0.5，工件与皮带间动摩擦因数不大于0.5才为合格，此过程用时t＝eq \f(v0,μg)＝2 s，故A错误，B正确；若工件不被传送过去，当反向运动时，工件先加速到8 m/s，然后再匀速运动，所以返回的时间大于正向运动的时间，返回到出发点的速度为8 m/s，故C、D错误．
2.如图，一足够长的倾斜传送带顺时针匀速转动．一小滑块以某初速度沿传送带向下运动，滑块与传送带间的动摩擦因数恒定，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则其速度v随时间t变化的图像不可能是( )
答案 D
解析 设传送带倾角为θ，动摩擦因数为μ，若mgsin θ>μmgcs θ，滑块所受合力沿传送带向下，小滑块向下做匀加速运动；若mgsin θ＝μmgcs θ，小滑块沿传送带方向所受合力为零，小滑块匀速下滑；若mgsin θ