2019年高考物理二轮复习十大热门考点专项突破专题03传送带模型练习.pdf
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1、1 教学课件 专题 03 传送带模型 传送带模型与日常生活联系紧密,是历年高考中重要题型之一主要知识涉及运动学规律,牛顿运动 定律,功能关系,这些知识是高中物理的主干知识 传送带问题的本质是摩擦力的问题,物体与传送带之间的摩擦从性质上看有两种情况,一是滑动摩擦 力,二是静摩擦力,从效果上看,一是动力,二是阻力,因此,对与传送带接触的物体,摩擦力的作用决 定物体的运动,解决问题的关键是摩擦力的分析 例 1、 (多选)如图,在匀速转动的电动机带动下,足够长的水平传送带以恒定速率匀速向右运动。一质 量为 m的滑块从传送带右端以水平向左的速率()滑上传送带, 最终滑块又返回至传送带的右端。 就上述过程
2、,下列判断正确的有() A. 滑块返回传送带右端的速率为 B. 此过程中传送带对滑块做功为 C. 过过程中电动机对传送带做功为 D. 此过程中滑块与传送带间摩擦产生的热量为 【来源】【全国百强校】河北省衡水中学2018 届高三二十模考试(B) 物理试题 【答案】 ACD 【解析】 A 、由于传送带足够长,滑块受向右的摩擦力,减速向左滑行,至速度为0,之后,再加速向右滑 行,由于v1v2,物体会先在滑动摩擦力的作用下加速,当速度增大到等于传送带速度时,物体还在传送带 热点分析 经典例题 2 上,之后不受摩擦力,故物体与传送带一起向右匀速运动,有v2=v1;故 A正确; B、此过程中只有传送带 对
3、滑块做功根据动能定理W=EK得: ,故 B错误; D、设滑块向左运动的时间t1,位移为x1,则:,摩擦 力对滑块做功:,又摩擦力做功等于滑块动能的减小,即:,该过程中传 送带的位移:x2=v1t1,摩擦力对传送带做功: ,将代入得:W2=mv1v2,设滑块向右匀加速运动的时间t2, 位移为x3,则:,摩擦力对滑块做功:,该过程中传送带的位移:x4=v1t2=2x3, 【点睛】本题关键是对于物体返回的过程分析,物体先做减速运动,之后反向加速,最后做匀速运动但 是计算滑块与传送带间摩擦产生的热量的过程太复杂C项可作如下解:由W电-Q=Ek,则 。 例 2、如图是工厂流水生产线包装线示意图,质量均为
4、m=2.5kg 、长度均为l=0.36m 的产品在光滑水平工作 台AB上紧靠在一起排列成直线(不粘连),以v0=0.6m/s 的速度向水平传送带运动,设当每个产品有一半长 度滑上传送带时,该产品即刻受到恒定摩擦力Ff=mg 而做匀加速运动,当产品与传送带间没有相对滑动 时,相邻产品首尾间距离保持2l(如图)被依次送入自动包装机C进行包装。观察到前一个产品速度达到 传送带速度时,下一个产品刚好有一半滑上传送带而开始做匀加速运动。取g=10m/s 2 。试求: 3 (1) 传送带的运行速度v; (2) 产品与传送带间的动摩擦因数: (3) 满载工作时与空载时相比,传送带驱动电动机增加的功率?P;
5、(4) 为提高工作效率,工作人员把传送带速度调成v=2.4m/s ,已知产品送入自动包装机前已匀速运动,求 第(3) 问中的 ?P?第 (3) 问中在相当长时间内的等效?P? 【来源】【全国百强校】江西师范大学附属中学2018 届高三最后一卷理科综合物理试题 【答案】 (1)1.8m/s (2) =0.2 (3)9W (4)18W 解法二:产品滑上传送带后做初速度为v0的匀加速运动,设加速时间为t ,则从前一个产品加速开始,到 下一个产品达到传送带速皮所用时间为2t 。 对前一个产品 对下一个产品 且x1-x2=3l 解得t=0.6s 由速度公式得v=v0+at 由牛顿第二定律可知Ff=ma
6、联立代入Ff=mg 解得 =0.2 4 【点睛】关键是明确滑块在传送带的受力情况和运动情况,结合牛顿第二定律和运动学公式列式求解。 例 3、如图所示,光滑斜面与倾斜传送带在同一个平面内,传送带以速度v0逆时针匀速转动,现有一滑块体 从斜面上静止释放,若物体与传送带间的动摩擦因数恒定,规定沿斜面向下的速度方向的正方向,则物体 在传送带上滑动时的速度随时间变化的图线可能是 A. B. C. D. 【参考答案】ACD 5 例 4、(2016 年全国普通高考重庆适应性测试(第三次)理科综合试题) 如图所示,足够长的传送带与水平 面夹角为,在传送带上某位置轻轻放置一小木块,小木块与传送带间动摩擦因素为,
7、小木块速度随时 间变化关系如图所示,v0、t0已知,则 A传送带一定逆时针转动 B 0 0 tan cos v gt C传送带的速度大于v0 Dt0后滑块的加速度为2 gsin - 0 0 v t 【参考答案】AD 6 考点:考查牛顿第二定律、匀变速直线运动. 【名师点睛】本题的关键1、物体的速度与传送带的速度相等时物体会继续加速下滑2、小木块两段的加 速度不一样大 例 5 (2016 河北名校调研) 三角形传送带以1 m/s 的速度逆时针匀速转动,两边的传送带长都是2 m 且与 水平方向的夹角均为37. 现有两个小物块A、B从传送带顶端都以1 m/s 的初速度沿传送带下滑,物块与 传送带间的
8、动摩擦因数都是0.5 ,(g取 10 m/s 2,sin 37 0.6 ,cos 37 0.8) 下列说法正确的是 ( ) A物块A先到达传送带底端 B物块A、B同时到达传送带底端 C传送带对物块A、B均做负功 D物块A、B在传送带上的划痕长度之比为13 【参考答案】BCD 7 例 6、(2016河北名校联盟) 如图所示,光滑水平面与一倾斜运输带MP相接,运输带与水平面夹角 30,运输带顺时针运行的速率v05 m/s. 在水平面上的N点处放一质量m0.4 kg 的小物体,N点与运输 带下端M点间距离x 2 m,现对小物体施加水平恒力F10 N 作用至M点撤掉,连接点M处是平滑的,小 物体在此处
9、无碰撞能量损失小物体与运输带间的动摩擦因数为 3 6 ,到达运输带最高点P时速率恰好 为零,取g10 m/s 2,求: (1) 小物体运动到M时的速度大小; (2)MP之间的距离L; (3) 此过程中小物体与运输带间由于摩擦而产生的热量Q. 解析 (1) 小物体从N至M点,由Fx1 2mv 2 得v10 m/s (2) 小物块与传送带共速前,受沿斜面向下摩擦力,做匀减速运动,mgsin mgcosma1 a17.5 m/s 2 由v 2 0v 2 2a 1L1 得L15 m 小物体与传送带共速后继续做减速运动,相对于传送带下滑,受沿斜面向上摩擦力, mgsin mgcosma2 加速度a22.
10、5 m/s 2 由 0v 2 0 2a2L2 得L25 m 则LL1L210 m 8 答案 (1)10 m/s (2)10 m (3)6.67 J 例 7、 (2018 郑州二模) 如图所示, 传送带水平部分的长度l=4.5m, 在电动机带动下匀速运行。质量 M=0.49kg 的木块 ( 可视为质点 ) 静止在传送带左端的光滑平台上。质量为m=10g的子弹以v=50m/s 的速度水平向右打 入木块并留在其中,之后木块滑到传送带上,最后从右轮轴正上方的P 点离开传送带做平抛运动,正好落 入车厢中心点Q 。已知木块与传送带间的动摩擦因数p=0.5 ,P点与车底板间的竖直高度H=1.8m,与车厢底
11、板中心点Q的水平距离x=1.2m,取 g=10m/s 2,求: (1) 木块从传送带左端到达右端的时间; (2) 由于传送木块,电动机多消耗的电能 【名师解析】 9 例 8、(2016 湖南十三校联考)如图所示,有一条沿顺时针方向匀速传送的传送带,恒定速度v 4 m/s , 传送带与水平面的夹角37, 现将质量m=1kg 的小物块轻放在其底端( 小物块可视作质点) ,与此同时, 给小物块沿传送带方向向上的恒力F8N,经过一段时间,小物块上到了离地面高为 h2.4 m 的平台上。 已知物块与传送带之间的动摩擦因数0.5 , (g取 10 m/s 2, sin37 0.6 ,cos37 0.8 )
12、 .问: (1)物块从传送带底端运动到平台上所用的时间? (2)若在物块与传送带达到相同速度时,立即撤去恒力F,计算小物块还需经过多少时间离开传送带以及 离开时的速度? 【参考答案】 (1) 1.33s (2) 0.85s 【命题立意】本题旨在考查牛顿第二定律、匀变速运动、摩擦力 10 (2)若达到速度相等后撤力F,对物块受力分析,因为,故减速上行 , 得:a3=2m/s 2。 物块还需t 离开传送带,离开时的速度为,则: , =0.85s 【举一反三】(1)如果传送带是浅色的,而物体是一炭块,这一过程中,传送带上留下的有色痕迹有多长? 【热点感悟】力学中的传送带问题,一般归纳起来可分为三大类
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