39-專題強化練8傳送帶模型

第四章運動和力的關(guān)系專題強化練8傳送帶模型一、選擇題1.(2020山東師大附中高一上期末,)如圖所示,水平放置的傳送帶以速度v=2m/s向右運行,現(xiàn)將一小物體輕輕地放在傳送帶A端,物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,若A端與B端相距4m,則物體由A運動到B的時間和物體到達(dá)B端時的速度是()s,2m/s B.1s,2m/ss,4m/s D.1s,4m/s2.(2020浙江9+1聯(lián)盟高一上聯(lián)考,)(多選)如圖所示,一水平方向足夠長的傳送帶以恒定的速度v1沿順時針方向運動,傳送帶右端有一與傳送帶等高的光滑水平面。物體以恒定的速率v2沿直線向左滑上傳送帶后,經(jīng)過一段時間又返回光滑水平面上,這時速率為v2',則下列說法正確的是(深度解析)A.若v1<v2,則v2'=v1B.若v1>v2,則v2'=v2C.不管v2多大,總有v2'=v2D.只有v1=v2時,才有v2'=v13.(2020浙江嘉興一中高一上期中,)(多選)如圖所示,水平傳送帶A、B兩端相距x=4m,以v0=4m/s的速度(始終保持不變)順時針運轉(zhuǎn)。今將一小煤塊(可視為質(zhì)點)無初速度地輕放在A端,由于煤塊與傳送帶之間有相對滑動,會在傳送帶上留下劃痕。已知煤塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.4,重力加速度大小g取10m/s2。則煤塊從A運動到B的過程中,下列說法正確的是()A.煤塊從A運動到B的時間是2.25sB.煤塊從A運動到B的時間是1.5sC.劃痕長度是0.5mD.劃痕長度是2m4.(2020四川成都外國語學(xué)校高一上檢測,)(多選)如圖所示,傾斜的傳送帶順時針勻速轉(zhuǎn)動,一物塊從傳送帶上端A滑上傳送帶,滑上時速率為v1,傳送帶的速率為v2,且v2>v1。不計空氣阻力,動摩擦因數(shù)一定。關(guān)于物塊離開傳送帶的速率v和位置,下面哪個是可能的()A.從下端B離開,v>v1 B.從下端B離開,v<v1C.從上端A離開,v=v1 D.從上端A離開,v<v15.(2019北京航空航天大學(xué)附中高一上期末,)如圖所示,水平傳送帶沿順時針方向以恒定速率v0勻速轉(zhuǎn)動,傳送帶的右側(cè)上方固定一擋板。在t=0時刻,將一滑塊輕輕放在傳送帶的左端。當(dāng)滑塊運動到擋板所在的位置時,與擋板發(fā)生碰撞,已知碰撞時間極短,不計碰撞過程中的能量損失。某同學(xué)畫出了滑塊從t=0時刻到與擋板第二次碰撞前的vt圖像,其中可能正確的是()6.(2020江蘇徐州高一上期末,)(多選)如圖甲所示,足夠長的傳送帶與水平面夾角為θ,在傳送帶上某位置輕輕放置一小木塊,小木塊與傳送帶間動摩擦因數(shù)為μ,小木塊速度隨時間變化關(guān)系如圖乙所示,v0、t0已知,則(重力加速度大小為g)()甲乙A.傳送帶一定逆時針轉(zhuǎn)動B.μ=tanθ+vC.傳送帶的速度大于v0D.t0后木塊的加速度為2gsinθv7.(2020湖北黃岡模擬,)(多選)機場使用的貨物安檢裝置如圖所示,繃緊的傳送帶始終保持v=1m/s的恒定速率運動,AB為傳送帶水平部分且長度L=2m,現(xiàn)有一質(zhì)量為m=1kg的背包(可視為質(zhì)點)無初速度的放在水平傳送帶的A端,可從B端沿斜面滑到地面。已知背包與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,g取10m/s2,下列說法正確的是()A.背包從A運動到B所用的時間為2.1sB.背包從A運動到B所用的時間為2.3sC.背包與傳送帶之間的相對位移為0.3mD.背包與傳送帶之間的相對位移為0.1m8.(2020遼寧葫蘆島模擬,)(多選)如圖甲所示,傾角為θ的足夠長的傳送帶以恒定的速度v0沿逆時針方向運行。t=0時,將質(zhì)量m=1kg的物體(可視為質(zhì)點)輕放在傳送帶上,物體相對地面的vt圖像如圖乙所示。設(shè)沿傳送帶向下為正方向,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。則()A.傳送帶的速率v0=10m/sB.傳送帶的傾角θ=30°C.物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.5D.0~2s內(nèi)摩擦力對物體做功W=24J二、非選擇題9.[2020福建福州八縣(市)一中聯(lián)考,]某飛機場利用如圖所示的傳送帶將地面上的貨物運送到飛機上,傳送帶與地面的夾角θ=30°,傳送帶兩端A、B的距離L=10m,傳送帶以v=5m/s的恒定速度勻速向上運動。在傳送帶底端A無初速放上一質(zhì)量m=5kg的貨物,貨物與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=32。求貨物從A端運送到B端所需的時間。(g取10m/s2)10.(2020天津耀華中學(xué)高一上期末,)如圖所示,傳送帶與地面成夾角θ=37°,以一定的速度逆時針轉(zhuǎn)動,在傳送帶上端輕輕地放一個質(zhì)量m=0.5kg的物體,它與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,已知傳送帶從A到B的長度L=16m,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2,則(1)若要使物體盡可能快的到達(dá)B端,傳送帶的速度至少為多少?(2)若傳送帶逆時針轉(zhuǎn)動的速度為10m/s,物體從A到B需要的時間為多少?11.(2019廣東深圳高級中學(xué)高一上期末,)一水平傳送帶以2.0m/s的速度順時針傳動,水平部分長為2.0m。其右端與一傾角為θ=37°的光滑斜面平滑相連,斜面長為0.4m,一個可視為質(zhì)點的物塊無初速度地放在傳送帶最左端,已知物塊與傳送帶間動摩擦因數(shù)μ=0.2,試問:(1)物塊能否到達(dá)斜面頂端?若能則說明理由,若不能則求出物塊沿斜面上升的最大距離。(2)物塊從出發(fā)到4.5s末通過的路程。(sin37°=0.6,g取10m/s2)

答案全解全析1.A設(shè)加速運動過程中物體的加速度為a,根據(jù)牛頓第二定律有μmg=ma,得出a=2m/s2;設(shè)達(dá)到傳送帶速度v時物體發(fā)生的位移為x1,所用時間為t1,則v2=2ax1,得出x1=1m;根據(jù)速度公式有v=at1,得出t1=1s;此時距離B端x2=4mx1=3m,接下來做勻速運動,所用時間t2=x2v=1.5s,所以t=t1+t2=2.5s,末速度為2m/s,故選項2.AB由于傳送帶足夠長,物體先減速向左滑行,直到速度減為零,然后在滑動摩擦力的作用下向右運動,分兩種情況:①若v1≥v2,物體向右運動時一直加速,當(dāng)v2'=v2時,離開傳送帶。②若v1<v2,物體向右運動時先加速,當(dāng)速度增大到與傳送帶的速度相等時,物體還在傳送帶上,此后不受摩擦力,物體與傳送帶一起向右勻速運動,此時有v2'=v1。故選項A、B正確,C、D錯誤。技巧點撥傳送帶問題的分析關(guān)鍵求解的關(guān)鍵在于對物體所受的摩擦力進(jìn)行正確的分析判斷。判斷摩擦力時要注意比較物體的運動速度與傳送帶的速度,也就是分析物體在運動位移x(對地)的過程中速度是否和傳送帶速度相等。物體的速度與傳送帶速度相等的時刻就是物體所受摩擦力發(fā)生突變的時刻。3.BD根據(jù)牛頓第二定律,煤塊的加速度a=μmgm=4m/s2,煤塊運動到速度與傳送帶速度相等所用的時間t1=v0a=1s,位移大小x1=12at12=2m<x,此后煤塊與傳送帶以相同的速度勻速運動至B端,所以劃痕長度即煤塊相對于傳送帶的位移大小,即Δx=v0t1x1=2m,選項D正確,C錯誤;x2=xx1=2m,勻速運動的時間t2=x2v0=0.5s,運動的總時間t=t1+t4.ABC物塊從A端滑上傳送帶,在傳送帶上先相對傳送帶向下運動,由于不確定物塊與傳送帶間的摩擦力和物塊的重力沿傳送帶向下的分力的大小關(guān)系和傳送帶的長度,故存在以下幾種情況:若能從A端離開,由運動的對稱性可知,有v=v1,即選項C正確,D錯誤;若從B端離開,當(dāng)摩擦力大于重力的分力時,則v<v1,選項B正確;當(dāng)摩擦力小于重力的分力時,則v>v1,選項A正確;當(dāng)摩擦力和重力的分力相等時,物塊一直做勻速直線運動,v=v1,故本題應(yīng)選A、B、C。5.A傳送帶沿順時針方向勻速率轉(zhuǎn)動,滑塊輕放在傳送帶左端后,先向右做初速度為零的勻加速直線運動,如果傳送帶足夠長,滑塊加速到與傳送帶的速度相同,即v0,然后與傳送帶一起勻速運動,與擋板碰撞后滑塊以初速度v0向左做勻減速直線運動,當(dāng)速度減為零后再向右做初速度為零的勻加速直線運動,與擋板發(fā)生第二次碰撞時速度為v0,滑塊在傳送帶上做變速運動時加速度大小相等,故A正確。6.AD若傳送帶順時針轉(zhuǎn)動,當(dāng)木塊下滑時(mgsinθ>μmgcosθ),將一直勻加速到底端;當(dāng)木塊上滑時(mgsinθ<μmgcosθ),先勻加速運動,在速度相等后將勻速運動,兩種情況均不符合題圖乙,故傳送帶是逆時針轉(zhuǎn)動,選項A正確。在0~t0內(nèi),滑動摩擦力向下,木塊勻加速下滑,a1=gsinθ+μgcosθ,由題圖乙可知a1=v0t0,則μ=v0gt0cosθtanθ,選項B錯誤。當(dāng)木塊的速度等于傳送帶的速度時,木塊所受的摩擦力變成沿傳送帶向上,故傳送帶的速度等于v0,選項C錯誤。速度相等后木塊的加速度a2=gsinθμgcosθ,代入μ值得a27.AD背包在水平傳送帶上由滑動摩擦力產(chǎn)生加速度,μmg=ma,得a=5m/s2,背包達(dá)到傳送帶的速度v=1m/s所用時間t1=va=0.2s,此過程背包對地面位移x1=v2t1=12×0.2m=0.1m<L=2m,共速后背包與傳送帶相對靜止,沒有相對位移,所以背包與傳送帶的相對位移為Δx=vt1x1=1×0.2m0.1m=0.1m,背包勻速運動的時間t2=L-x1v=2-0.11s=1.9s,所以背包從A運動到B所用的時間為8.ACD由題圖乙可知,當(dāng)物體速度達(dá)到v0=10m/s時,加速度的大小發(fā)生了變化,這是因為此時物體與傳送帶達(dá)到共速,物體受到的滑動摩擦力變向,故A正確;0~1s內(nèi)物體的加速度為a1=10m/s2,1~2s內(nèi)為a2=2m/s2,則有mgsinθ+μmgcosθ=ma1,mgsinθμmgcosθ=ma2,聯(lián)立解得θ=37°,μ=0.5,故B錯誤,C正確;設(shè)物體的兩段位移為x1、x2,則有x1=v022a1=1022×10m=5m,x2=v2-v022a2=122-1022×29.答案3s解析以貨物為研究對象,由牛頓第二定律得μmgcos30°mgsin30°=ma,解得a=2.5m/s2貨物勻加速運動的時間t1=va=2貨物勻加速運動的位移x1=12at12μ>tan30°,然后貨物做勻速運動,運動位移x2=Lx1=5m勻速運動時間t2=x2v=1貨物從A到B所需的時間t=t1+t2=3s。10.答案(1)85m/s(2)2s解析(1)要使物體盡快到達(dá)B端,要求物體以最大加速度一直加速,即摩擦力始終沿傳送帶向下。mgsinθ+μmgcosθ=mav2=2aL解得v=85m/s(2)物體加速到與傳送帶速度相同時有:v1=at1x1=12a物體加速到與傳送帶速度相同后,由于mgsinθ>μmgcosθ,物體將繼續(xù)加速運動,由牛頓第二定律得mgsinθμmgcosθ=ma'x2=v1t2+12a't22物體從A到B需要的時間t=t1+t2解得t=2s11.答案(1)不能13m(2)5解析(1)物塊在傳送帶上先做勻加速直線運動μmg=ma1x1=v022a1所以在到達(dá)傳送帶右端前物塊已勻速物塊以速度v0滑上斜面mg