模型29 傳送帶模型中的動力學及能量觀點的綜合問題（原卷版）-2025版高考物理熱點模型精-品講義

模型29傳送帶模型中的動力學及能量觀點的綜合問題學校：_________班級：___________姓名：_____________01模型概述01模型概述1．傳送帶的特點：傳送帶運輸是利用貨物和傳送帶之間的摩擦力將貨物運送到其他地方，物體(視為質點)放在傳送帶上，由于物體和傳送帶相對滑動(或有相對運動趨勢)而產(chǎn)生摩擦力，根據(jù)物體和傳送帶間的速度關系，摩擦力可能是動力，也可能是阻力。2．傳送帶問題的解題關鍵：抓住v物＝v傳的臨界點，當v物＝v傳時，摩擦力發(fā)生突變，物體的加速度發(fā)生突變。3．傳送帶問題中位移的區(qū)別1)物體位移：以地面為參考系，單獨對物體由運動學公式求得的位移。2)物體相對傳送帶的位移(劃痕長度)Δx①若有一次相對運動：Δx＝x傳－x物或Δx＝x物－x傳。②若有兩次相對運動：兩次相對運動方向相同，則Δx＝Δx1＋Δx2(圖甲)；兩次相對運動方向相反，則Δx等于較長的相對位移大小(圖乙)。4.傳送帶問題的基本類型有水平傳送帶和傾斜傳送帶兩種基本模型.1）水平傳送帶常見類型及滑塊運動情況類型滑塊運動情況①可能一直加速②可能先加速后勻速①v0>v時，可能一直減速，也可能先減速再勻速②v0＝v時，一直勻速③v0<v時，摩擦力為動力，可能一直加速，也可能先加速再勻速①傳送帶較短時，摩擦力為阻力，滑塊一直減速到達左端②傳送帶足夠長時，摩擦力先為阻力，滑塊先向左減速，減速到零后摩擦力再為動力，物體反向加速運動回到右端。2）傾斜傳送帶常見類型及滑塊運動情況類型滑塊運動情況①可能一直加速②可能先加速后勻速①可能一直加速②可能先加速后勻速③可能先以a1加速再以a2加速5.傳送帶問題分析的基本思路求解的關鍵在于根據(jù)物體和傳送帶之間的相對運動情況，確定摩擦力的大小和方向.當物體的速度與傳送帶的速度相等時，物體所受的摩擦力有可能發(fā)生突變，速度相等前后對摩擦力的分析是解題的關鍵.1）動力學分析：首先要正確分析物體的運動過程，做好受力分析，然后利用運動學公式結合牛頓第二定律求物體及傳送帶在相應時間內(nèi)的位移，找出物體和傳送帶之間的位移關系．2）功能關系分析①功能關系分析：電機所做的功②對W和Q的理解：Ⅰ、因放上物體而使電動機多消耗的電能：Ⅱ、傳送帶克服摩擦力做的功：；Ⅲ、產(chǎn)生的內(nèi)能：．02典題攻破02典題攻破1.水平傳送帶【典型題1】（2024·河南鄭州·三模）（多選）如圖所示，足夠長的水平傳送帶以恒定速率向右運動，一質量為的滑塊從傳送帶右端以水平向左的速率滑上傳送帶，經(jīng)過時間，最終滑塊又返回至傳送帶的右端。在滑塊整個運動過程中（）A．滑塊距傳送帶右端的最大距離為8mB．傳送帶對滑塊做功為零C．傳送帶與滑塊間的動摩擦因數(shù)為0.2D．傳送帶與滑塊因摩擦產(chǎn)生的熱量為18J2.傾斜傳送帶【典型題2】4．（2024·河南·二模）（多選）一足夠長的粗糙傾斜傳送帶以恒定的速率逆時針轉動，某時刻在傳送帶上適當?shù)奈恢梅派暇哂幸欢ǔ跛俣葀0的小物塊，如圖所示，取沿傳送帶向下的方向為正方向，則下列描述小物塊在傳送帶上運動的v-t圖像中可能正確是（）A． B．C． D．03針對訓練03針對訓練1．（2024·陜西安康·模擬預測）如圖所示，繃緊的水平傳送帶始終沿逆時針方向以恒定速率運行，將質量為的小物塊（可視為質點）輕輕地放在傳送帶左端的M點，同時，小物塊在水平拉力的作用下在傳送帶上運動，后撤去拉力，此時物塊仍在傳送帶上，小物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度g取10m/s2，則最終小物塊在傳送帶上滑動的時間及對應的離開傳送帶時的速度大小不可能為（）A． B．，C． D．2．（2024·陜西寶雞·三模）如圖所示，利用傾斜的傳送帶可以將高處的貨物卸下來。第一次傳送帶靜止，貨物M從傳送帶頂端由靜止滑下，滑離傳送帶所用時間為；第二次傳送帶按照圖中箭頭所示順時針轉動，貨物M從傳送帶頂端由靜止滑下，滑離傳送帶所用時間為。兩次運動情況相比，下列判斷正確的是（）A．貨物滑離傳送帶所用時間大于B．貨物運動的加速度不等C．貨物滑離傳送帶的過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量相等D．貨物滑離傳送帶的過程中摩擦力對貨物做功相等3．（2024·黑龍江吉林·模擬預測）如圖甲所示，一糧食儲備倉庫工人正利用傳送帶運送貨物，以恒定速率v0逆時針運行的傳送帶與水平面的夾角θ=37°，轉軸間距L=3.5m。工人將貨物（可視為質點）沿傳送方向以速度v1=1.5m/s從傳送帶頂端推下，t=4.5s時貨物運動到傳送帶底端，貨物在傳送帶上運動的v-t圖像如圖乙所示。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2，不計空氣阻力，則（）A．t=2.5s時，貨物所受摩擦力方向改變B．貨物與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.4C．傳送帶運行的速度大小為0.5m/sD．貨物向下運動過程中所具有的機械能先減小后不變4．（2024·安徽·三模）（多選）如圖所示，水平傳送帶左端A與右端B相距2.5m，傳送帶以1m/s的速度逆時針勻速轉動。質量為2kg的小滑塊以2m/s的初速度從A端滑上傳送帶，小滑塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為0.1，重力加速度g取10m/s2，下列說法正確的是（

）A．小滑塊最終從B端離開傳送帶B．整個過程摩擦力對小滑塊做功為-4JC．小滑塊在傳送帶上的劃痕長度為4.5mD．小滑塊在傳送帶上勻速運動的時間為1.5s5．（2025·黑龍江大慶·一模）（多選）如圖所示，長為2m的水平傳送帶以恒定速率v=3m/s順時針運動，一質量為的不計大小的小煤塊從傳送帶左端輕放在傳送帶上，小煤塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)已知重力加速度，在小煤塊整個運動過程中，下列說法正確的是（）A．小煤塊在傳送帶上加速運動時加速度為B．小煤塊在傳送帶上運動時間為2sC．小煤塊在傳送帶上留下的劃痕長度為2mD．傳送小煤塊過程中，傳送帶對小煤塊做功為4.5J6．（2024·江西南昌·二模）（多選）如圖所示，一傳送帶傾斜放置，以恒定速率v順時針轉動。t＝0時刻一物塊以初速度從A端沖上傳送帶，時刻離開傳送帶，則物塊速度隨時間變化的圖象可能是（

）A． B．C． D．7．（多選）糧袋的傳送裝置如圖所示，已知A、B兩端間的距離為L，傳送帶與水平方向的夾角為θ，工作時運行速度為v，糧袋與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ，正常工作時工人在A端將糧袋輕放到運行中的傳送帶上。設最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，重力加速度大小為g。關于糧袋從A到B的運動，以下說法正確的是（

）A．糧袋到達B端的速度與v比較，可能大，可能小，也可能相等B．若L足夠大，且μ>tanθ，糧袋先做加速度為g(sinθ?μcosθ)的勻加速運動，再以速度v做勻速運動C．若L足夠大，且μ<tanθ，糧袋先做加速度為g(sinθ＋μcosθ)的勻加速運動，再做加速度為g(sinθ?μcosθ)做勻加速運動D．不論μ大小如何，糧袋從A端到B端一直做勻加速運動，且加速度a>gsinθ8．（2024·四川成都·模擬預測）（多選）如圖甲所示的等雙翼式傳輸機，其兩側等長的傳送帶傾角可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，方便不同情況下的貨物傳送作業(yè)，工作時兩傳送帶勻速轉動且速度大小相同。圖乙為等雙翼式傳輸機工作示意圖，M1、M2代表兩傳送帶。第一次調(diào)整M1的傾角為30°，M2的傾角為45°，第二次調(diào)整M1的傾角為45°，M2的傾角為30°，兩次分別將同一貨物無初速放在M1的最低端，都能傳到M2的最高端。貨物與M1和M2的接觸面粗糙程度相同，兩次運輸中貨物均在M1上就已與傳送帶共速，先后兩次傳輸機的運行速度大小相同。則（

）A．第一次運送貨物的時間較短B．第二次運送貨物的時間較短C．傳輸機因運送貨物而多消耗的能量，第一次較多D．傳輸機因運送貨物而多消耗的能量，第二次較多9．（2024·四川成都·三模）（多選）如圖甲所示，一足夠長的傳送帶傾斜放置，傾角為θ，以恒定速率順時針轉動，一煤塊以初速度從A端沖上傳送帶，煤塊的速度隨時間變化的圖像如圖乙所示，取g=10m/s2，則下列說法不正確的是（）A．傾斜傳送帶與水平方向夾角的正切值tanθ=0.75B．煤塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.5C．煤塊從最高點下滑到A端所用的時間為2sD．煤塊在傳送帶上留下的痕跡長為10．如圖所示，傳送帶的長度為25m，傳送帶的運行速度，質量的物塊以的初速度滑上傳送帶的處，物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)，物塊可視為質點，取。求：(1)物塊在傳送帶上的運動時間；(2)物塊在傳送帶上運動過程中摩擦產(chǎn)生的熱量。11．（2024·遼寧·三模）如圖所示，工人要將貨物運送到平臺上，由于貨物與傳送帶間的動摩擦因數(shù)較小，便用繩子拴住貨物平行傳送帶向上拉動。傾斜傳送帶與水平面夾角，長度，向上運動的速度，貨物質量，與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.2，貨物可視為質點，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。（取，，重力加速度）。（1）貨物輕放到傳送帶的下端，開始階段工人施加的拉力，求貨物經(jīng)多長時間能達到與傳送帶共速；（2）貨物與傳送帶共速后，工人至少用多大的拉力可以保持貨物相對傳送帶靜止。12．（2024·四川成都·二模）如圖所示，傳送帶傾斜放置，傾角為θ=37°，以恒定速率v=4m/s順時針轉動。一煤塊以初速度=12m/s從A端沖上傳送帶，煤塊剛好不會從傳送帶頂端B沖出。已知煤塊和傳送帶之間的動摩擦因數(shù)=0.25，g取10m/s2，求：（1）求AB之間的距離L；（2）煤塊在傳送帶上留下的劃痕長度?x。

13．（2024·河南·