1、2022屆高三物理二輪常見模型與方法綜合特訓專練專題04傳送帶模型專練目標專練內(nèi)容目標1水平傳送帶模型（IT6T）目標2傾斜傳送帶模型（7T11T）目標3電磁場中的傳送帶模型（12T16T）【典例專練】一、水平傳送帶模型A.小物塊的初速度為4m/sC.傳送帶的速度大小為2m/si如圖甲所示，一小物塊從水平傳送帶的右側滑上傳送帶，固定在傳送帶右端的位移傳感 器記錄的小物塊的位移X隨時間t的變化關系如圖乙所示，已知圖線在前3s內(nèi)為二次函數(shù)， 在3s 4.5sA.小物塊的初速度為4m/sC.傳送帶的速度大小為2m/s_丄 L345 /s乙傳送帶沿逆時針方向轉動D.小物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為卩二0

2、.2【答案】B【詳解】AD.因2s末物體的速度減為零，位移為4m,則a = 2m/s2根據(jù)勻變速直線運12動速度時間公式，可得v0 = at = 4m/s又根據(jù)a =卩g可知，小物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為卩=0.2，AD不符合題意；由x-t圖像可知，因圖像的斜率等于速度，故物體的速度先減小到零后，反向增加，最 后運動運動，可判斷傳送帶順時針方向轉動，B符合題意;Ax 3C.由3.0s4.5s內(nèi)的圖像可知，傳送帶的速度為v = m/s = 2m/s , C不符合題意;At4.5 3故選Bo2.如圖所示，水平傳送帶AB間的距離為16m，質量分別為2kg、4kg的物塊P、Q,通過 繞在光滑定滑輪上

3、的細線連接，Q在傳送帶的左端且連接物塊Q的細線水平，當傳送帶以 8m/s的速度逆時針轉動時，Q恰好靜止。重力加速度g = 10m/s2，最大靜摩擦力等于滑動摩 擦力。當傳送帶以8m/s的速度順時針轉動時，下列說法正確的是（）Q與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.6Q從傳送帶左端滑到右端所用的時間為2.4s整個過程中，Q相對傳送帶運動的距離為4.8m20Q從傳送帶左端滑到右端的過程細線受到的拉力為守N【答案】C【詳解】A.當傳送帶以v = 8m/s逆時針轉動時，Q恰好靜止不動，對Q受力分析，則有F = Ff即mg =卩mgpQ代入數(shù)據(jù)解得R= 0.5故A錯誤;當傳送帶突然以v = 8m/s順時針轉動，物

4、體Q做初速度為零的勻加速直線運動，根據(jù)牛 頓第二定律有、 20+訃解得a = Tm/s2當速度達到傳送帶速度即8m/s后，做勻速直線運動，根據(jù)速度時間公式有v = at代入數(shù)據(jù)解得勻加速的時間為t1 = 1.2 s，勻加速的位移為x=H代入數(shù)據(jù)解得m，則勻速運動的時間為0=令代入數(shù)據(jù)解得丁1-4 s，Q從傳送帶左端滑到右端所用的時間為t總二ti +12 = 2.6s故B錯誤；加速階段的位移之差為Ax = vti - x = 4.8m而勻速階段Q相對傳送帶靜止，沒有相對位移，故整個過程中，Q相對傳送帶運動的距離為4.8m,故C正確；20 當Q加速時，對P分析，根據(jù)牛頓第二定律有mg - T =

5、ma代入數(shù)據(jù)解得T = N之PP3后做勻速直線運動，對對P分析，根據(jù)平衡條件有T二mg = 20N故D錯誤。故選C。P3如圖所示，水平傳送帶長L=11.5 m,以速度v=7.5 m/s沿順時針方向勻速轉動。在傳送帶 的A端無初速度地釋放一個質量m=1 kg的滑塊(可視為質點),在將滑塊放上傳送帶的同時， 對滑塊施加一個大小F=5 N、方向與水平面成涉=37。的拉力，滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù) 1=0.5，重力加速度大小g=10 m/s2, sin 37=0.6, cos 37=0.8。則滑塊從A端運動到B端的時 間是()C. 3 C. 3 sD. 4 s【答案】B【詳解】設滑塊剛釋放時的加速度

6、為叫，由牛頓第二定律有Feos 37+“ (mg Fsin 37) =mar 解得 a1=7.5 m/s2vv滑塊與傳送帶達到共同速度所用的時間t= =1 s此過程中滑塊向右運動的位移S= V1 a11 2t=3.75 m共速后，因Feos 37沖(mg Fsin 37)滑塊繼續(xù)向右做加速運動，由牛頓第二定律有Feos 37卩(mg Fsin 37) =ma2 解得a2=0.5 m/s2滑塊到達B端時的速度vR.;v2 + 2a (L-s) -8 m/s滑塊從與傳送帶速度相同的位置2 B 2 1V -V到B端所用的時間t2=r =1 s滑塊從A端到B端所用的時間t=t+t=2 s，B項正確；A

7、CD錯2 a1 22誤；故選B。圖甲所示，繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率v運行，初速度大小為v的小物塊從與傳1 2送帶等高的光滑水平地面上的A處滑上傳送帶。若從小物塊滑上傳送帶開始計時，小物塊 在傳送帶上運動的vt圖像（以地面為參考系）如圖乙所示，已知V v，則（）2 1t時刻，小物塊離A處的距離達到最大2t時刻，小物塊相對傳送帶滑動的距離達到最大20 t時間內(nèi)，小物塊受到的摩擦力方向一直向右20 t時間內(nèi)，小物塊始終受到大小不變的摩擦力作用3【答案】BC【詳解】A.相對地面而言，小物塊在t小時間內(nèi)，向左做勻減速運動，彳之后反向向右1 1向右運動，故小物塊在t時刻離A處距離最大，A錯誤；1小物

8、塊在t1小時間內(nèi)，向左做勻減速運動，相對傳送帶也是向左運動；t2時間內(nèi)， 反向向右做勻加速運動，但速度小于傳送帶向右速度，仍是相對傳送帶向左運動，t時刻兩2者同速，在t t時間內(nèi)，小物塊相對于傳送帶靜止一起向右勻速運動，所以S時刻小物塊232相對傳送帶滑動的距離達到最大值，B正確；由B中分析可知，0t時間內(nèi)，小物塊相對傳送帶一直向左運動，所以受到的摩擦力方2向一直向右，C正確；在0t時間內(nèi)，小物塊相對傳送帶一直向左運動，故小物塊一直受向右的滑動摩擦力，2在t t時間內(nèi)，小物塊相對于傳送帶靜止；小物塊不受摩擦力作用，故D錯誤。故選BC。23條繃緊的水平傳送帶AB以恒定速度v1做勻速直線運動，傳送

9、帶右端的光滑水平臺面 與傳送帶上表面等高，二者間的空隙極小不會影響滑塊的運動?；瑝K以速度v向左從A點2滑上傳送帶，在傳送帶上運動時動能隨路程變化如圖像所示，已知滑塊質量m =2kg,可視為 質點，重力加速度g = 10m/s2。則下列說法中正確的是()滑塊在傳送帶上的運動時間為4.5s若傳送帶運動速度V增大，則滑塊在傳送帶上運動時間一定越來越小滑塊從滑上傳送帶到再次滑回平臺整個過程中因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能為36J滑塊從滑上傳送帶到再次滑回平臺整個過程中，傳送帶的電機多消耗的電能為12J【答案】AC1【詳解】A.由動能的表示式E =三mv2得物塊的初速度為4m/s，減速到0時，位移為4m，k 2由 v

10、2 = 2ax1解得物塊在傳送帶上的加速度為a = 2m/s2則所用時間為t = 2s然后物塊反向加速到與1 a傳送帶共速后速度不再發(fā)生變化，由圖可得，傳送帶速度為2m/s，則物塊與傳送帶共速所需的時間t = 1 = 1s期間的位移為x = at2 = 1m方向水平向右，則剩余3m做勻速直線運動， 2 a222x x所需時間為t3 =r 2 = 1-5s滑塊在傳送帶上的運動時間為t = t +1 +1 = 4.5s故A正確；3V1231物塊做減速運動時間恒定，當皮帶速度大一些時，物塊返回的時間會變短，當皮帶速度大于4m/s時，物塊返回時間不變，在皮帶上運動的總時間也不變，故B錯誤；物塊向左運動

11、時，物塊和傳送帶的相對位移為A%1 = 4m + 2 x 2m = 8m物塊向右運動時， 物塊和傳送帶的相對位移為Ax = 2x 1m1m = 1m由牛頓第二定律得物塊與傳送帶間的摩擦2力大小為f = ma = 4N則滑塊從滑上傳送帶到再次滑回平臺整個過程中因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能為 Q = f (Ax + Ax ) = 36J 故 C 正確；1 2D傳送帶的速度不變，由動能定理得 - mW t2) = 0代入數(shù)據(jù)解E = 24J滑塊從滑上傳 送帶到再次滑回平臺整個過程中，傳送帶的電機多消耗的電能為24J，故D錯誤。故選AC。如圖所示，豎直平面內(nèi)圓弧軌道AP和水平傳送帶PC相切于P點。一質量為m的小物

12、塊 從圓弧某處下滑，到達底端P時速度為w再滑上傳送帶PC,傳送帶以速度2v逆時針方向 轉動。小物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為卩,不計物體經(jīng)過圓弧軌道與傳送帶連接處P時的 機械能損失，物塊恰能滑到右端C,重力加速度為g。下列說法正確的是( )傳送帶PC之間的距離L = 8卩g小物塊能回到P點，且速度大小為1 v2若傳送帶沿逆時針方向轉動的速度增大，則小物塊從P點運動到C點所用時間變長若傳送帶順時針轉動，速度大小為2V不變，則小物塊從P點運動到C點所用時間比逆Z-!時針轉動時短【答案】BD1【詳解】A.根據(jù)動能定理，物塊從P到C：-卩mgL = 0-mv2傳送帶PC之間的距離L =故A錯誤;B.物塊

13、到達C點后，在傳送帶的摩擦力作用下向左加速運動，當其速度等于傳送帶的速度 時，根據(jù)動能定理卩mgx = mC|)2得x = 此后物塊隨傳送帶勻速運動，回到P點，故B 正確；若傳送帶沿逆時針方向轉動的速度增大，由于物塊所受的摩擦力不變，加速度不變，小 物塊從P點運動到C點所用時間不變，故C錯誤；若傳送帶順時針轉動，速度大小為2V不變，物塊速度減小到與傳送帶速度相等后，隨 傳送帶一塊勻速運動，則小物塊從P點運動到C點所用時間比逆時針轉動時短，故D正確。 故選BD。、傾斜傳送帶模型7.如圖所示，與水平面成0 = 30。角的傳送帶以v = 2m/ s的速度順時針運行，質量為m = 1kg的小物塊以初速

14、度vo = 4m/s從底部滑上傳送帶，物塊恰好能到達傳送帶頂端。已知物塊與10m/s210m/s2。下列說法正確的是（）傳送帶從底端到頂端的長度為1m物體在傳送帶上向上運動的時間為0.5s物塊在傳送帶上留下的劃痕長度為1.25m物體在傳送帶上向上運動過程中與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量為3.75J【答案】D【詳解】AB.小物塊滑上傳送帶做勻減速直線運動，由牛頓第二定律mg sin0 +mg sin0 +卩mg COs0 = ma1設經(jīng)過時間t!減速到與傳送帶速度相等X1 =V 2 V 2 02aiV 一 V0 解a1得X=0.75m, -=0.25s速度小于傳送帶速度后，受向上滑動摩擦力，由牛頓第二定

15、律mg sin 0 -卩mg cos 0 = ma?2a2v mg sin 0 -卩mg cos 0 = ma?2a2長度為 L=x + x = 1.75m ， t = t +1 = 1.25s 故 AB 都錯誤;1 2 1 2C.在t1和t2時間，傳送帶分別向上位移X = Vt，x = Vt物塊相對傳送帶上滑丄21122As =x - x =0.25m， As =x - x = - 1m即物塊先相對傳送帶上滑0.25m，后相對傳送帶下 1 1 1 2 2 2滑1m,則劃痕長度為1m,故C錯誤；D.物塊相對傳送帶滑動路程為山=Asi + |AsJ=1.25m則摩擦生熱Q=mgcos0 -As帶

16、入數(shù)據(jù) 可得 Q=3.75J故D正確。故選Do8如圖（a）,傾角為37。的傳送帶以v=5m/s的速度逆時針勻速轉動，傳送帶AB之間的距 離為20m，質量為m=1kg的物塊（可視為質點）自A點無初速度放上傳送帶。物塊在傳送 帶上運動時，其動能Ek與位移x關系圖像（Ek-x）如圖（彷）所示，物塊與傳送帶之間的動 摩擦因數(shù)為”,重力加速度g取10m/s2, sin37=0.6, cos37=0.8。則下列說法中正確的是（）圖(b)圖(b)物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)“=0.25物塊到達傳送帶底端B點時的動能為E=25J整個過程中因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能為30JD若物塊能在傳送帶上留下痕跡，則痕跡的長度為7

17、.5m【答案】C【詳解】A.由圖0）可知，Ek-x圖像的斜率表示合外力的大小，物塊無初速度放上傳送E帶，所受滑動摩擦力沿傳送帶向下，0 x0段有君=mg$迅37。+卩COS37。）； x = x0時物塊與0傳送帶共速，xo16xo動能繼續(xù)增大，速度增大，說明二者共速后物塊繼續(xù)加速，所受滑動A錯誤;3 A錯誤;摩擦力沿傳送帶向上，有4 0 =（Sin37。- y cos37。）聯(lián)立解得卩=0-5，15 x01 1B x = x0時物塊與傳送帶共速薩=嚴解得曽50J，B錯誤;C. 0 x段物塊加速度a = g(sin37 + y cos37 ) = 10m/s2故經(jīng)t.=0.5s與傳送帶共速 0

18、1 1x = vt = 2.5m , x = x = 1.25m此階段相對位移Ax = 1.25m ； x 16x段物塊加速度傳1物10100a = g (sin 37。一卩 cos37 ) = 2m/s22115x石 vt + a 12 解得 t=2.5s ； x = vt = 12.5m, x = 15x = 18.75m 此階段相對位移 02 2 2 22傳 2物 20Ax = 6.25m因此整個過程中因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能為Q = pmg cos37 -(Ax +Ax ) = 30J , C正2 1 2確；D若物塊能在傳送帶上留下痕跡，因為Ax1 = l,25m，Ax2 = 6.25m，A

19、x1 m sin6。開始時將物 ba塊a從斜面底端由靜止釋放，a在斜面中點與傳送帶共速后再向上勻速運動，如圖甲。若將小物塊與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量，a比c多【詳解】A a、c的初末速度相同，但是加速的位移a比c小，a =寧故a的加速度比c大。對系統(tǒng)分析 mg - mg sin 6 + pm g cos 6 = (m + m )abaaabB.對系統(tǒng)，列全程，根據(jù)功能關系有AE +巴 =Wf由于甲乙兩種情況下系統(tǒng)機械能變化 ab f相同，故傳送帶對a或c的摩擦力做功相同，故B正確;乘以建度方向上的力，因為m gsin0 01a 22b122 b2 a故D正確。故選ABD。如圖所示，現(xiàn)將一長為厶

20、、質量為m且分布均勻的金屬鏈條通過裝有傳送帶的斜面輸送到高處。斜面與傳送帶靠在一起連成一直線，與水平方向夾角為為斜面部分光滑，鏈條與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為常數(shù)。傳送帶以較大的恒定速率順時針轉動。已知鏈條處在斜面或者傳送帶上任意位置時，支持力都均勻作用在接觸面上。將鏈條放在傳送帶和斜面上，當位于傳送帶部分的長度為L時，鏈條恰能保持靜止。現(xiàn)將鏈條從位于傳送帶部分的長度為L43的位置由靜止釋放，則下列說法正確的是（假設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）（）鏈條與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)卩=4tan 01釋放瞬間鏈條的加速度為3 g sin 0釋放后，鏈條運動的加速度均勻增大從開始到鏈條離開斜面的過程中，傳

21、送帶對鏈條做的功等于鏈條動能的增加【答案】AB【詳解】A.設整個鏈條的總質量為m,當位于傳送帶部分的長度為L時，鏈條恰能保持靜4止，則mg sin0=mg cos0 解得卩=4tan0 , A 正確；4釋放的瞬間，根據(jù)牛頓第二定律卩3mg cos0 -mg sin0 = ma解得a = 3gsin0 , B正確；設鏈條從靜止釋放，釋放后鏈條受摩擦力隨著鏈條在傳送帶的長度均勻增大，則鏈條的 加速度在增大，C錯誤；從開始到鏈條離開斜面的過程中，根據(jù)動能定理W-W =AE傳送帶對鏈條做的功大于Gk鏈條動能的增加，D錯誤。故選AB。三、電磁場中的傳送帶模型如圖，一質量為m、電荷量為q的帶負電絕緣小物塊

22、以水平初速度v0從左端沖上長為L 的水平傳送帶，并從傳送帶右端滑下、已知物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為u,傳送帶沿順 時針方向運行，速度大小恒為1 v0，整個空間存在場強大小E=、方向水平向左的勻強2 0q電場。關于物塊在傳送帶上的運動，下列說法正確的是（）物塊將先做勻加速直線運動后做勻速直線運動物塊將先做勻減速直線運動后做勻速直線運動電動機因物塊在傳送帶上的運動而多消耗的電能為卩mgLd.電動機因物塊在傳送帶上的運動而多消耗的電能為巴2【答案】D【詳解】AB.對物塊受力分析有Eq-pmg = 0所以物塊做勻速直線運動。AB錯誤；CD.物塊離開傳送帶的時間為t = V傳送帶的位移為s = 2=

23、I電動機因物塊在傳送帶上的運動而多消耗的電能為E二fs二巴嚴,C錯誤，D正確。故選Do如圖所示絕緣傳送帶長為/,傾角為氏沿順時針方向轉動，速度大小恒為0.5嶺，質量 為、電荷量為一q的帶電物塊（可視為質點），以初速度v0從底端滑上傳送帶，并從傳送 帶頂端滑出。整個空間存在勻強電場，場強大小E =竺泄，方向平行于傳送帶斜向下。q傳送帶與物體間動摩擦因數(shù)“H0，運動過程中物塊所帶電量不變，重力加速度為g。物塊從 底端滑至頂端的過程中，下列說法中正確的是（）物塊可能先做勻減速直線運動后做勻速直線運動物塊可能先受到滑動摩擦力的作用，再受到靜摩擦力的作用物塊電勢能增加了 mglsinQ3物塊克服摩擦力做

24、功可能為：mv 28 0【答案】AD【詳解】AB.物塊收到的電場力為F二Eq二mg sin9 一開始物塊速度比傳送帶速度大，所以 物塊收到沿斜面向下的滑動摩擦力，當物塊速度和傳送帶速度相等時，物塊和傳送帶沒有相 對滑動，重力向下的分力等于電場力，所以滑動摩擦力突變?yōu)?,物塊后面做勻速直線運動， 故A對，B錯；因為運動方向和電場力方向一樣，所以電場力做正功，電勢能減少，故C錯；物塊先做勻減速運動后做勻速直線運動對全過程列，根據(jù)功能關系得：克服摩擦力做功 為113故選AD.=一 mv2 - m(0.5v ) = mv2 故 D 故選AD.2 o 2o 8 o如圖甲所示，傾角為&的絕緣傳送帶以2 m

25、/s的恒定速率沿順時針方向轉動，其頂端與 底端間的距離為5 m，整個裝置處于方向垂直傳送帶向上的勻強電場中，電場強度大小隨時 間按圖乙規(guī)律變化。t=0時刻將質量m=0.02 kg的帶正電小物塊(電荷量為q)輕放在傳送 帶頂端，物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為上6，已知sin涉=：、cosE2-6， E = 2、6mg，65505q取g=10 m/s2,則小物塊( )甲乙始終沿傳送帶向下加速運動過程中加速度大小變化在傳送帶上運動的總時間為2.5 s與傳送帶之間因摩擦產(chǎn)生的總熱量為0.48 J【答案】D【詳解JAB.存在電場時，有mg sin 0-p(mg cos 0-Eq) = ma解得a = 2m

26、/s2不存在電場時，有mg sin 0-卩mg cos 0 = ma解得a = -2m/s2所以小物塊先勻加速再勻減速運動，交替進行,AB錯誤；11s 一個周期運動的位移為s = 2X-a(-T)2 = 2m所以運動的時間為t =T = 5s，C錯誤；o 2 2s01在沒有電場時，小物塊與傳送帶間有摩擦，所以相對位移為s = 2(2x 1 + 2x2x 1)m = 6m發(fā) 熱量為Q =卩mg cos 0 - s = 0.48J， D 正確。故選 D。如圖甲，一帶電物塊無初速度地放在傳送帶底端，皮帶輪以恒定大小的速率沿順時針方向傳動，該裝置處于垂直紙面向里的勻強磁場中，物塊由底端E運動至皮帶輪頂端F的過 程中，其vt圖像如圖乙所示，物塊全程運動的時間為4.5s，關于帶電物塊及運動過程的說 法正確的是（）該物塊帶負電傳送帶的傳動速度大小一定為1m/s若已知傳送帶的長度，可求出該過程中物塊與傳送帶發(fā)生的相對位移在24.5s內(nèi)，物塊與傳送帶仍可能有相對運動【答案】D【詳解】A.由題圖乙可知，物塊先做加速度減小的加速運動再做勻速運動，物塊的最大速 度是1m/s .對物塊進行受力分析可知，開始時物塊受到重力、支持力和