备战2025届新高考物理一轮总复习第3章运动和力的关系第4讲专题提升动力学中的传送带模型课件

这是一份备战2025届新高考物理一轮总复习第3章运动和力的关系第4讲专题提升动力学中的传送带模型课件，共31页。PPT课件主要包含了题型一水平传送带，题型二倾斜传送带等内容，欢迎下载使用。
专题概述:分析动力学中传送带模型的关键在于分析清楚物体与传送带的相对运动方向或相对运动趋势,从而确定物体所受摩擦力的大小和方向。当物体速度与传送带速度相等时,物体所受摩擦力可能发生突变,对应的加速度也会发生突变。
1.水平传送带模型情境
2.倾斜传送带模型情境
3.传送带问题的解题思路
考向一 物体无初速度传送情境典题1 如图为地铁入口安检装置简易图,水平传送带AB长度为l,传送带右端B与水平平台等高且平滑连接,物品探测区域长度为d,其右端与传送带右端B重合。已知传送带匀速运动的速度大小为v,方向如图所示,物品(可视为质点)由A端无初速度释放,加速到传送带速度一半时恰好进入探测区域,最后匀速通过B端进入平台并减速至0,各处的动摩擦因数均相同,空气阻力忽略不计,重力加速度为g。求:
(1)物品与传送带间的动摩擦因数μ;(2)物品运动的总时间t。
考向二 物体有初速度传送情境典题2 (2024山东日照一模)如图甲所示,一水平传送带沿顺时针方向旋转,将一可视为质点的质量m=2 kg的小物块从传送带左端A处以某一初速度释放,t=3 s时恰好到达右端B处。小物块从A端到B端运动的速度—时间图像如图乙所示。重力加速度g取10 m/s2。求:
(1)小物块与传送带之间的动摩擦因数和A、B间的距离;(2)小物块从A端到B端的过程中,系统因摩擦所产生的热量。
答案 (1)0.1　8 m (2)4 J
解析 (1)根据题意,由图乙可知,小物块在传送带上先做匀减速运动,再做匀速运动,做匀减速运动的加速度大小为由牛顿第二定律有μmg=ma联立解得μ=0.1根据题意可知,A、B间的距离等于小物块的位移,则由v-t图像中图像与横轴围成的面积表示位移可知,A、B间的距离为
(2)根据题意,由图乙可知,当t=2 s时,小物块与传送带速度相等,且传送带的速度为v传=2 m/s在0~2 s内小物块的位移为在0~2 s内传送带的位移为s2=v传t=4 m则小物块从A端到B端的过程中,系统因摩擦所产生的热量为Q=μmg(s1-s2)=4 J。
考向一 物体无初速度传送情境典题3 (多选)如图所示,有一条传送带与水平面的夹角θ=37°,传送带以v=4 m/s的速度匀速运动。现将一小物块轻放在最高点A,经过时间t小物块运动到最低点B。已知A、B之间的距离为5.8 m,物块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5,小物块可看作质点,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8。则小物块从A到B的时间可能是(　　)
A.1 s B.1.4 s
考向二 物体有初速度传送情境典题4 (2023四川眉山三模)如图所示,一足够长的倾斜传送带以v=2 m/s的速度顺时针匀速转动,传送带与水平方向的夹角θ=37°,质量m1=5 kg的小物块P和质量m2=11 kg的小物块Q由跨过定滑轮的轻绳连接,P与定滑轮间的绳子与传送带平行,轻绳
足够长且不可伸长。某时刻物块P从传送带上端以速度v0=8 m/s冲上传送带(此时P、Q的速率相等),已知物块P与传送带间的动摩擦因数μ=0.4,不计滑轮的质量与轴摩擦,整个运动过程中物块Q都没有上升到定滑轮处。sin 37°=0.6,cs 37°=0.8,g取10 m/s2。
(1)求物块P刚冲上传送带时加速度的大小。(2)求物块P在传送带上向前冲的最远距离(以地面为参照物)。(3)若传送带以不同的速度 顺时针匀速运动,当v取多大时,物块P沿传送带运动到最远处过程中与传送带的相对路程最小。
答案 (1)6 m/s2(2)5.5 m(3)3.2 m/s
解析 (1)对P、Q进行受力分析,如图所示设刚冲上传送带时Q的加速度为a1,对Q有m2g-F1=m2a1对P有F1+μm1gcs θ-m1gsin θ=m1a1解得a1=6 m/s2。
设此时P的加速度为a2,对Q有m2g-F2=m2a2对P有F2-μm1gcs θ-m1gsin θ=m1a2解得a2=4 m/s2
设从与传送带共速到减速为0的过程中P的位移为s2,则有-2a2s2=0-v2所以物块P在传送带上向前冲的最远距离为s1+s2=5.5 m。
(3)设共速前第一个减速过程P的位移为s3,用时为t3,皮带位移为s皮3;共速后至减速为零为第二个减速过程,P的位移为s4,用时为t4,皮带位移为s皮4。则
易错点拨 本题属于传送带模型和连接体模型的综合应用,绳上的弹力不等于左侧悬挂物的重力,应该由连接体的特点求解物体加速度。
题型三　传送带模型中的动力学图像
考向一 根据传送情境确定动力学图像典题5 (多选)(2023广东佛山模拟)如图所示,飞机场运输行李的传送带保持恒定的速率运行,将行李箱无初速度地放在传送带底端,传送带将它送入飞机货舱。此过程中货物的速度为v、加速度为a、摩擦力为f、位移为s,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列图像可能正确的有(　　)
解析 行李箱先向上做匀加速运动,此时的v-t图像是倾斜的直线,s-t图像为斜率增大的曲线,a-t图像是平行于t轴的直线;当行李箱与传送带共速后做匀速运动,则此时的v-t图像是平行于t轴的直线,s-t图像是倾斜的直线,加速度a为零,A正确,B、D错误;加速时传送带对行李箱的摩擦力f1=mgsin θ+ma,匀速时f2=mgsin θ