適用于新高考新教材備戰(zhàn)2025屆高考物理一輪總復(fù)習(xí)第3章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系第4講專題提升動(dòng)力學(xué)中的傳送帶模型課件

第4講專題提升

動(dòng)力學(xué)中的傳送帶模型專題概述:分析動(dòng)力學(xué)中傳送帶模型的關(guān)鍵在于分析清楚物體與傳送帶的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),從而確定物體所受摩擦力的大小和方向。當(dāng)物體速度與傳送帶速度相等時(shí),物體所受摩擦力可能發(fā)生突變,對(duì)應(yīng)的加速度也會(huì)發(fā)生突變。1.水平傳送帶模型情境

項(xiàng)目圖示滑塊可能的運(yùn)動(dòng)情況情境1

(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速情境2

(1)v0>v時(shí),可能一直減速,也可能先減速再勻速(2)v0<v時(shí),可能一直加速,也可能先加速再勻速情境3

(1)傳送帶較短時(shí),滑塊一直減速到達(dá)左端(2)傳送帶較長(zhǎng)時(shí),滑塊還要被傳送帶傳回右端。若v0>v,返回時(shí)速度為v;若v0<v,返回時(shí)速度為v02.傾斜傳送帶模型情境

項(xiàng)目圖示滑塊可能的運(yùn)動(dòng)情況情境1

(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速情境2

(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速(3)可能先以a1加速后再以a2加速項(xiàng)目圖示滑塊可能的運(yùn)動(dòng)情況情境3

(1)可能一直加速(2)可能一直勻速(3)可能先加速后勻速(4)可能先減速后勻速(5)可能先以a1加速后再以a2加速(6)可能一直減速情境4

(1)可能一直加速(2)可能一直勻速(3)可能先減速后反向加速(4)可能先減速,再反向加速,最后勻速(5)可能一直減速3.傳送帶問(wèn)題的解題思路

題型一水平傳送帶考向一

物體無(wú)初速度傳送情境典題1

如圖為地鐵入口安檢裝置簡(jiǎn)易圖,水平傳送帶AB長(zhǎng)度為l,傳送帶右端B與水平平臺(tái)等高且平滑連接,物品探測(cè)區(qū)域長(zhǎng)度為d,其右端與傳送帶右端B重合。已知傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小為v,方向如圖所示,物品(可視為質(zhì)點(diǎn))由A端無(wú)初速度釋放,加速到傳送帶速度一半時(shí)恰好進(jìn)入探測(cè)區(qū)域,最后勻速通過(guò)B端進(jìn)入平臺(tái)并減速至0,各處的動(dòng)摩擦因數(shù)均相同,空氣阻力忽略不計(jì),重力加速度為g。求:(1)物品與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;(2)物品運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t?？枷蚨?/p>

物體有初速度傳送情境典題2(2024山東日照一模)如圖甲所示,一水平傳送帶沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn),將一可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量m=2kg的小物塊從傳送帶左端A處以某一初速度釋放,t=3s時(shí)恰好到達(dá)右端B處。小物塊從A端到B端運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖像如圖乙所示。重力加速度g取10m/s2。求:(1)小物塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)和A、B間的距離;(2)小物塊從A端到B端的過(guò)程中,系統(tǒng)因摩擦所產(chǎn)生的熱量。答案

(1)0.1

8m(2)4J解析

(1)根據(jù)題意,由圖乙可知,小物塊在傳送帶上先做勻減速運(yùn)動(dòng),再做勻速運(yùn)動(dòng),做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為由牛頓第二定律有μmg=ma聯(lián)立解得μ=0.1根據(jù)題意可知,A、B間的距離等于小物塊的位移,則由v-t圖像中圖像與橫軸圍成的面積表示位移可知,A、B間的距離為(2)根據(jù)題意,由圖乙可知,當(dāng)t=2

s時(shí),小物塊與傳送帶速度相等,且傳送帶的速度為v傳=2

m/s在0~2

s內(nèi)小物塊的位移為在0~2

s內(nèi)傳送帶的位移為s2=v傳t=4

m則小物塊從A端到B端的過(guò)程中,系統(tǒng)因摩擦所產(chǎn)生的熱量為Q=μmg(s1-s2)=4

J。題型二傾斜傳送帶考向一

物體無(wú)初速度傳送情境典題3(多選)如圖所示,有一條傳送帶與水平面的夾角θ=37°,傳送帶以v=4m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)將一小物塊輕放在最高點(diǎn)A,經(jīng)過(guò)時(shí)間t小物塊運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)B。已知A、B之間的距離為5.8m,物塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,小物塊可看作質(zhì)點(diǎn),重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。則小物塊從A到B的時(shí)間可能是(

)A.1s B.1.4sBD考向二

物體有初速度傳送情境典題4(2023四川眉山三模)如圖所示,一足夠長(zhǎng)的傾斜傳送帶以v=2m/s的速度順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),傳送帶與水平方向的夾角θ=37°,質(zhì)量m1=5kg的小物塊P和質(zhì)量m2=11kg的小物塊Q由跨過(guò)定滑輪的輕繩連接,P與定滑輪間的繩子與傳送帶平行,輕繩足夠長(zhǎng)且不可伸長(zhǎng)。某時(shí)刻物塊P從傳送帶上端以速度v0=8m/s沖上傳送帶(此時(shí)P、Q的速率相等),已知物塊P與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4,不計(jì)滑輪的質(zhì)量與軸摩擦,整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物塊Q都沒有上升到定滑輪處。sin

37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2。(1)求物塊P剛沖上傳送帶時(shí)加速度的大小。(2)求物塊P在傳送帶上向前沖的最遠(yuǎn)距離(以地面為參照物)。(3)若傳送帶以不同的速度

順時(shí)針勻速運(yùn)動(dòng),當(dāng)v取多大時(shí),物塊P沿傳送帶運(yùn)動(dòng)到最遠(yuǎn)處過(guò)程中與傳送帶的相對(duì)路程最小。答案

(1)6m/s2(2)5.5m(3)3.2m/s解析

(1)對(duì)P、Q進(jìn)行受力分析,如圖所示設(shè)剛沖上傳送帶時(shí)Q的加速度為a1,對(duì)Q有m2g-F1=m2a1對(duì)P有F1+μm1gcos

θ-m1gsin

θ=m1a1解得a1=6

m/s2。設(shè)此時(shí)P的加速度為a2,對(duì)Q有m2g-F2=m2a2對(duì)P有F2-μm1gcos

θ-m1gsin

θ=m1a2解得a2=4

m/s2設(shè)從與傳送帶共速到減速為0的過(guò)程中P的位移為s2,則有-2a2s2=0-v2所以物塊P在傳送帶上向前沖的最遠(yuǎn)距離為s1+s2=5.5

m。(3)設(shè)共速前第一個(gè)減速過(guò)程P的位移為s3,用時(shí)為t3,皮帶位移為s皮3;共速后至減速為零為第二個(gè)減速過(guò)程,P的位移為s4,用時(shí)為t4,皮帶位移為s皮4。則易錯(cuò)點(diǎn)撥

本題屬于傳送帶模型和連接體模型的綜合應(yīng)用,繩上的彈力不等于左側(cè)懸掛物的重力,應(yīng)該由連接體的特點(diǎn)求解物體加速度。題型三傳送帶模型中的動(dòng)力學(xué)圖像考向一

根據(jù)傳送情境確定動(dòng)力學(xué)圖像典題5(多選)(2023廣東佛山模擬)如圖所示,飛機(jī)場(chǎng)運(yùn)輸行李的傳送帶保持恒定的速率運(yùn)行,將行李箱無(wú)初速度地放在傳送帶底端,傳送帶將它送入飛機(jī)貨艙。此過(guò)程中貨物的速度為v、加速度為a、摩擦力為f、位移為s,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,下列圖像可能正確的有(

)AC解析

行李箱先向上做勻加速運(yùn)動(dòng),此時(shí)的v-t圖像是傾斜的直線,s-t圖像為斜率增大的曲線,a-t圖像是平行于t軸的直線;當(dāng)行李箱與傳送帶共速后做勻速運(yùn)動(dòng),則此時(shí)的v-t圖像是平行于t軸的直線,s-t圖像是傾斜的直線,加速度a為零,A正確,B、D錯(cuò)誤;加速時(shí)傳送帶對(duì)行李箱的摩擦力f1=mgsin

θ+ma,勻速時(shí)f2=mgsin

θ<f1,C正確?？枷蚨鶕?jù)動(dòng)力學(xué)圖像分析有關(guān)物理量典題6(多選)(2024遼寧沈陽(yáng)質(zhì)檢)如圖甲所示,淺色傾斜傳送帶兩側(cè)端點(diǎn)間距6m,皮帶總長(zhǎng)12m,傾角37°。t=0時(shí),一質(zhì)量為1kg的煤塊從傳送帶底部的A點(diǎn)以10m/s的速度沖上傳送帶。t=1s時(shí),傳送帶開始沿順時(shí)針方向勻加速轉(zhuǎn)動(dòng),A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖乙所示。煤塊與傳送帶間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,傳送輪和煤塊大小均可以忽略,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。煤塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是(

)A.煤塊運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn),位移為5