2025版新教材高考物理全程一輪總復(fù)習(xí)課時(shí)分層作業(yè)14傳送帶模型和“滑塊-木板”模型

課時(shí)分層作業(yè)(十四)傳送帶模型和“滑塊—木板”模型基礎(chǔ)強(qiáng)化練1.某工廠檢查立方體工件表面光滑程度的裝置如圖所示，用彈簧將工件彈射到反向轉(zhuǎn)動(dòng)的水平皮帶傳送帶上，恰好能傳送到另一端是合格的最低標(biāo)準(zhǔn)．假設(shè)皮帶傳送帶的長(zhǎng)度為10m、運(yùn)行速度是8m/s，工件剛被彈射到傳送帶左端時(shí)的速度是10m/s.取重力加速度g＝10m/s2.下列說法正確的是()A．工件與皮帶間動(dòng)摩擦因數(shù)不大于0.32才為合格B．工件被傳送到另一端的最長(zhǎng)時(shí)間是2sC．若工件不被傳送過去，返回的時(shí)間與正向運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等D．若工件不被傳送過去，返回到動(dòng)身點(diǎn)的速度為10m/s2．光滑水平面上停放著質(zhì)量M＝2kg的平板小車，一個(gè)質(zhì)量為m＝1kg的小滑塊(視為質(zhì)點(diǎn))以v0＝3m/s的初速度從A端滑上小車，如圖所示．小車長(zhǎng)l＝1m，小滑塊與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.4，取g＝10m/s2，從小滑塊滑上小車起先計(jì)時(shí)，1s末小滑塊與小車B端的距離為()A．1mB．0C．0.25mD．0.75m3.(多選)應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)和火車站的平安檢查儀，其傳送裝置可簡(jiǎn)化為如圖所示的模型．傳送帶始終保持v＝0.4m/s的恒定速率運(yùn)行，行李與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，A、B間的距離為2m，g取10m/s2.旅客把行李(可視為質(zhì)點(diǎn))無(wú)初速度地放在A處，則下列說法正確的是()A．起先時(shí)行李的加速度大小為2m/s2B．行李經(jīng)過2s到達(dá)B處C.行李到達(dá)B處時(shí)速度大小為0.4m/sD．行李在傳送帶上留下的摩擦痕跡長(zhǎng)度為0.08m4.如圖所示，質(zhì)量M＝4kg的長(zhǎng)木板靜止處于粗糙水平地面上，長(zhǎng)木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1＝0.1，現(xiàn)有一質(zhì)量m＝3kg的小木塊以v0＝14m/s的速度從一端滑上木板，恰好未從木板上滑下，木塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2＝0.5，g取10m/s2，求：(1)木塊剛滑上木板時(shí)，木塊和木板的加速度大小分別為多少；(2)木板的長(zhǎng)度；(3)木板在地面上運(yùn)動(dòng)的最大位移．5．質(zhì)量為3kg的長(zhǎng)木板A置于光滑的水平地面上，質(zhì)量為2kg的木塊B(可視為質(zhì)點(diǎn))置于木板A的左端，在水平向右的力F作用下由靜止起先運(yùn)動(dòng)，如圖甲所示．A、B運(yùn)動(dòng)的加速度隨時(shí)間改變的圖像如圖乙所示(g取10m/s2).(1)求木板與木塊之間的動(dòng)摩擦因數(shù)(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)；(2)求4s末A、B的速度大??；(3)若6s末木板和木塊剛好分別，則木板的長(zhǎng)度為多少？實(shí)力提升練6.機(jī)場(chǎng)地勤工作人員利用傳送帶從飛機(jī)上卸行李，如圖所示，以恒定速率v1＝0.6m/s運(yùn)行的傳送帶與水平面間的夾角α＝37°，轉(zhuǎn)軸間距L＝3.95m．工作人員沿傳送方向以速度v2＝1.6m/s從傳送帶頂端推下一件小包袱(可視為質(zhì)點(diǎn)).小包袱與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.8.取重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：(1)小包袱相對(duì)傳送帶滑動(dòng)時(shí)加速度的大小a；(2)小包袱通過傳送帶所需的時(shí)間t.7．[2024·山西臨汾聯(lián)考]某生產(chǎn)車間對(duì)香皂包裝進(jìn)行檢驗(yàn)，為檢驗(yàn)香皂盒里是否有香皂，讓香皂盒在傳送帶上隨傳送帶傳輸時(shí)(可視為勻速)，經(jīng)過一段風(fēng)洞區(qū)域．使空皂盒被吹離傳送帶，裝有香皂的盒子接著隨傳送帶一起運(yùn)動(dòng)，如圖所示．已知傳送帶的寬度d＝0.96m，香皂盒到達(dá)風(fēng)洞區(qū)域前都位于傳送帶的中心．空香皂盒的質(zhì)量為m＝20g，香皂及香皂盒的總質(zhì)量為M＝100g，香皂盒與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.4，風(fēng)洞區(qū)域的寬度為L(zhǎng)＝0.6m，風(fēng)可以對(duì)香皂盒產(chǎn)生水平方向上與傳送帶速度垂直的恒定作用力F＝0.24N，假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，香皂盒可看作質(zhì)點(diǎn)，取重力加速度g＝10m/s2，試求：(1)空香皂盒在風(fēng)洞區(qū)域的加速度a1的大??；(2)為使空香皂盒能離開傳送帶，傳送帶允許的最大速度vmax.課時(shí)分層作業(yè)（十四）1．解析：工件恰好傳送到右端，有0－veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))＝－2μgL，代入數(shù)據(jù)解得μ＝0.5，工件與皮帶間動(dòng)摩擦因數(shù)不大于0.5才為合格，此過程用時(shí)t＝eq\f(v0,μg)＝2s，故A錯(cuò)誤，B正確；若工件不被傳送過去，當(dāng)反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，工件先加速到8m/s，然后再勻速運(yùn)動(dòng)，所以返回的時(shí)間大于正向運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，返回到動(dòng)身點(diǎn)的速度為8m/s，故C、D錯(cuò)誤．答案：B2．解析：設(shè)最終小滑塊與小車速度相等，小滑塊的加速度大小a1＝eq\f(μmg,m)＝μg，小車加速度a2＝eq\f(μmg,M)，則v＝v0－a1t0，v＝a2t0，聯(lián)立解得t0＝0.5s<1s，v＝1m/s，0.5s后小滑塊與小車以共同的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)．則在0～0.5s時(shí)間內(nèi)小滑塊位移x1＝eq\f(v0＋v,2)t0＝1m，小車位移x2＝eq\f(v,2)t0＝0.25m，小滑塊與小車B端的距離d＝l＋x2－x1＝0.25m，C項(xiàng)正確．答案：C3．解析：起先時(shí)，對(duì)行李，依據(jù)牛頓其次定律μmg＝ma解得a＝2m/s2，故A正確；設(shè)行李做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，行李勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度為v＝0.4m/s，依據(jù)v＝at1，代入數(shù)據(jù)解得t1＝0.2s，勻加速運(yùn)動(dòng)的位移大小x＝eq\f(1,2)ateq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))＝eq\f(1,2)×2×0.22m＝0.04m，勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2＝eq\f(L－x,v)＝eq\f(2－0.04,0.4)s＝4.9s，可得行李從A到B的時(shí)間為t＝t1＋t2＝5.1s，故B錯(cuò)誤；由上分析可知行李在到達(dá)B處前已經(jīng)與傳送帶共速，所以行李到達(dá)B處時(shí)速度大小為0.4m/s，故C正確；行李在傳送帶上留下的摩擦痕跡長(zhǎng)度為Δx＝vt1－x＝（0.4×0.2－0.04）m＝0.04m，故D錯(cuò)誤．答案：AC4．解析：（1）由題意知，木塊滑上木板后木塊做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，初速度v0＝14m/s，加速度大小a1＝μ2g＝5m/s2，木板由靜止做勻加速度直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓其次定律得μ2mg－μ1（M＋m）g＝Ma2，解得a2＝2m/s2.（2）木塊恰好未從木板上滑下，當(dāng)木塊運(yùn)動(dòng)到木板最右端時(shí)，二者保持相對(duì)靜止，兩者速度相等．設(shè)此過程所用時(shí)間為t即v木塊＝v0－a1t＝v木板＝a2t，解得t＝2s，木塊位移x木塊＝v0t－eq\f(1,2)a1t2＝18m，木板位移x木板＝eq\f(1,2)a2t2＝4m，木板長(zhǎng)度L＝x木塊－x木板＝14m.（3）μ2>μ1，則木塊、木板達(dá)到共同速度后將一起做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，分析得v共＝a2t＝4m/s，a3＝μ1g＝1m/s2，木塊、木板一起減速的位移x′木板＝eq\f(veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(共)),2a3)＝8m，總位移x＝x木板＋x′木板＝12m.答案：（1）5m/s22m/s2（2）14m（3）12m5．解析：（1）由題圖乙知4s末木塊與木板間達(dá)到最大靜摩擦力，此時(shí)aA＝2m/s2.對(duì)于木板有f＝mAaA＝μmBg，木板與木塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝eq\f(mAaA,mBg)＝0.3.（2）由題圖乙知，4s末A、B的速度均為v＝eq\f(1,2)×4×2m/s＝4m/s.（3）4～6s內(nèi)，木板A運(yùn)動(dòng)的位移xA＝vt2＋eq\f(1,2)aAteq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))，木塊B的位移xB＝vt2＋eq\f(1,2)aBteq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))，則木板的長(zhǎng)度l＝xB－xA＝4m.答案：（1）0.3（2）4m/s4m/s（3）4m6．解析：（1）對(duì)小包袱，由牛頓其次定律有μmgcosα－mgsinα＝ma解得小包袱相對(duì)傳送帶滑動(dòng)時(shí)的加速度大小a＝0.4m/s2.（2）假設(shè)小包袱能與傳送帶共速，則由運(yùn)動(dòng)學(xué)學(xué)問有v2－v1＝at1解得共速前所用的時(shí)間t1＝2.5s又veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))－veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))＝2ax解得這段時(shí)間內(nèi)小包袱的位移x＝2.75m<L，故假設(shè)成立小包袱與傳送帶共速后，由于mgsinα<μmgcosα，故小包袱與傳送帶同速向下運(yùn)動(dòng)，有L－x＝v1t2解得t2＝2.0s則小包袱通過傳送帶所需的時(shí)間t＝t1＋t2＝2.5s＋2.0s＝4.5s.答案：（1）0.4m/s2（2）4.5s7．解析：（1）以地面為參考系進(jìn)行分析，對(duì)空香皂盒，依據(jù)牛頓其次定律有F－μmg＝ma1，解得a1＝8m/s2.（2）傳送帶速度最大時(shí)，香皂盒被風(fēng)吹的時(shí)間最短，此時(shí)空香皂盒在垂直傳送帶速度的方向到達(dá)傳送帶邊緣時(shí)速度恰好減為零．設(shè)加速時(shí)間為t1，減速時(shí)間為t2，垂直于傳送帶方向的加速位移為x1，減速位移為x2，則香皂盒減速過程的加速度大小a2＝eq\f(μmg,m)＝μg＝4m/s2由勻變速直線