2020版高考物理一輪復(fù)習(xí)通用版精練課時(shí)檢測(cè)(十八)動(dòng)力學(xué)模型之二——傳送帶(題型研究課)含解析

1、課時(shí)檢測(cè)(十八)動(dòng)力學(xué)模型之二傳送帶(題型研究課)1(多選)如圖甲為應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)和火車站的安全檢查儀，用于對(duì)旅客的行李進(jìn)行安全檢查。其傳送裝置可簡(jiǎn)化為如圖乙的模型，緊繃的傳送帶始終保持v1m/s的恒定速率運(yùn)行。旅客把行李無(wú)初速度地放在A處，設(shè)行李與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.1，A、B間的距離L2m，g取10m/s2。若乘客把行李放到傳送帶的同時(shí)也以v1m/s的恒定速率平行于傳送帶運(yùn)動(dòng)到B處取行李，則()A乘客與行李同時(shí)到達(dá)B處B乘客提前0.5s到達(dá)B處C行李提前0.5s到達(dá)B處D若傳送帶速度足夠大，行李最快也要2s才能到達(dá)B處解析：選BD行李放在傳送帶上，傳送帶對(duì)行李的滑動(dòng)摩擦力使行李開始做勻加

2、速直線運(yùn)動(dòng)，隨后行李又以vv與傳送帶相等的速率做勻速直線運(yùn)動(dòng)。加速度為ag1m/s2，歷時(shí)t1a1s達(dá)到共同速度，位移x12t10.5LxLm，此后行李勻速運(yùn)動(dòng)t2v11.5s到達(dá)B，共用2.5s；乘客到達(dá)B，歷時(shí)tv2s，B正確；若傳送帶速度a1足夠大，行李一直加速運(yùn)動(dòng)，最短運(yùn)動(dòng)時(shí)間tmin2L22s2s，D正確。2(多選)如圖所示，水平傳送帶A、B兩端相距s3.5m，工件與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.1。工件滑上A端瞬時(shí)速度vA4m/s，達(dá)到B端的瞬時(shí)速度設(shè)為vB，則()A若傳送帶不動(dòng)，則vB3m/sB若傳送帶以速度v4m/s逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，vB3m/sC若傳送帶以速度v2m/s順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)

3、，vB3m/sD若傳送帶以速度v2m/s順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，vB2m/s解析：選ABC若傳送帶不動(dòng)，工件的加速度大小ag1m/s2，由vA2vB22as，得vBvA22as3m/s，選項(xiàng)A正確；若傳送帶以速度v4m/s逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，工件的受力情況不變，由牛頓第二定律得知，工件的加速度大小仍為a1m/s2，工件的運(yùn)動(dòng)情況跟傳送帶不動(dòng)時(shí)一樣，則vB3m/s，選項(xiàng)B正確；若傳送帶以速度v2m/s順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，工件滑上傳送帶時(shí)所受的滑動(dòng)摩擦力方向水平向左，做勻減速運(yùn)動(dòng)，工件的加速度大小仍為a1m/s2，工件的運(yùn)動(dòng)情況跟傳送帶不動(dòng)時(shí)一樣，則vB3m/s，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。3.物塊m在靜止的傳送帶上勻速

4、下滑時(shí)，傳送帶突然順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖中箭頭所示，則傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)后()傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)的方向A物塊將減速下滑B物塊仍勻速下滑C物塊受到的摩擦力變小D物塊受到的摩擦力變大解析：選B當(dāng)傳送帶靜止時(shí)，物塊勻速下滑，由物塊受力平衡可得：mgsinmgcos；當(dāng)傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)時(shí)，由于物塊與傳送帶之間運(yùn)動(dòng)方向相反，可判斷物塊所受的滑動(dòng)摩擦力方向并沒(méi)有發(fā)生變化，仍然沿傳送帶向上，大小仍為mgcos，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤；物塊受力仍然是平衡的，所以物塊仍勻速下滑，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確。4如圖甲所示，足夠長(zhǎng)的傳送帶與水平面夾角為，傳送帶勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在傳送帶上某位置輕輕放置一滑塊，滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，滑塊速度隨時(shí)間變化的關(guān)系

5、如圖乙所示，v0、t0已知，則()BtanDt0后滑塊的加速度為2gsin0gcos，由題圖乙可知a10，則tan，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；滑塊與傳送帶的速度相等后的加速度a2gsingcos，解得a22gsin0，選項(xiàng)D正確；由前述分析結(jié)合題圖乙知，傳送帶的速度等于v0，選項(xiàng)CA傳送帶一定順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)v0gt0cosC傳送帶的速度大于v0vt0解析：選D若傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)滑塊下滑時(shí)(mgsinmgcos)，將一直勻加速到底端；當(dāng)滑塊上滑時(shí)(mgsingsin解析：選A糧袋在傳送帶上可能一直做勻加速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度小于v，可能先做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度與傳送帶相同后，做勻速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度與v相同

6、，也可能先做加速度較大的勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度與傳送帶相同后做加速度較小的勻加速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大于v，故A正確；糧袋開始運(yùn)動(dòng)時(shí)受到沿傳送帶向下的滑動(dòng)摩擦力，大小為mgcos，根據(jù)牛頓第二定律得，加速度ag(sincos)，故B錯(cuò)誤；若tan，糧袋從A到B可能一直做勻加速運(yùn)動(dòng)，也可能先做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度與傳送帶相同后，做勻速運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；由以上分析可知，糧袋從A到B不一定一直做勻加速運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。6.(多選)(2019合肥模擬)如圖所示，繃緊的水平傳送帶長(zhǎng)為6m，定速率v12m/s運(yùn)行。一小物塊從與傳送帶等高的光滑水平臺(tái)面滑上沿順時(shí)針?lè)较蛞院銈魉蛶?，其速度大小為v25m/s。若小物塊與

7、傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，重力加速度g10m/s2，下列說(shuō)法中正確的是()A小物塊在傳送帶上先向左做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，然后向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B若傳送帶的速度為5m/s，小物塊將從傳送帶左端滑出C若小物塊的速度為4m/s，小物塊將以2m/s的速度從傳送帶右端滑出D若小物塊的速度為1m/s，小物塊將以2m/s的速度從傳送帶右端滑出解析：選BC小物塊在傳送帶上先向左做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度大小為a，速度減至零時(shí)通過(guò)的位移為2a22x。根據(jù)牛頓第二定律得mgma，解得ag2m/s2，則xv2522m6.25m6m，所以小物塊將從傳送為xm4m6m，則小物塊的速度減到零后再向右加速，小物塊向右加速到

8、與傳送帶共速時(shí)的位帶左端滑出，不會(huì)向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；傳送帶的速度為5m/s時(shí)，小物塊在傳送帶上受力情況不變，則運(yùn)動(dòng)情況也不變，仍會(huì)從傳送帶左端滑出，B正確；若小物塊的速度為4m/s，小物塊向左減速運(yùn)動(dòng)的位移大小v24222a22移為xv22212a22m1m4m，以后小物塊以v12m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)到右端，則小物塊從傳送帶右端滑出時(shí)的速度為2m/s，C正確；若小物塊的速度為1m/s，小物塊向左減速運(yùn)動(dòng)的位移大小為xmv21222a220.25mL8m等，所以由題圖乙、丙可知傳送帶的速度大小v04m/s。1(2)vt圖線與t軸圍成圖形的面積表示物體的位移，所以物體A的位移xA2(8

9、.59.5)4m36m傳送帶的長(zhǎng)度L與A的位移相等，也是36m。t1由牛頓第二定律得AmgmaAa所以AgA0.4at2設(shè)物體C從傳送帶左端P到右端Q所用的時(shí)間為tC，則2tC2LCv1aC答案：(1)4m/s(2)36m(3)0.40.20.012524s8.如圖所示為車站使用的水平傳送帶模型，其A、B兩端的距離L8m，它與水平臺(tái)面平滑連接。現(xiàn)有一物塊以v010m/s的初速度從A端水平地滑上傳送帶。已知物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.6。求：(1)若傳送帶保持靜止，物塊滑到B端時(shí)的速度大?。?2)若傳送帶順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的速率恒為12m/s，物塊到達(dá)B端時(shí)的速度大小；(3)若傳送帶逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)

10、動(dòng)的速率恒為4m/s，且物塊初速度變?yōu)関06m/s，仍從A端滑上傳送帶，物塊從滑上傳送帶到離開傳送帶的總時(shí)間。解析：(1)設(shè)物塊的加速度大小為a，由受力分析可知FNmg，F(xiàn)fma，F(xiàn)fFN得a6m/s2傳送帶靜止，物塊從A到B做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，v2252a3則由vB2v022aL得vB2m/s。(2)由題意知，傳送帶順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的速率12m/sv0，物塊所受的摩擦力沿傳送帶方向，即物塊先加速到v112m/s由v12v022ax1，得x1113mL8m故物塊先加速運(yùn)動(dòng)后勻速運(yùn)動(dòng)(3)當(dāng)物塊初速度v06m/s時(shí)，物塊速度減為零時(shí)的位移x203mL，所以物塊先向右減速后向左加即物塊到達(dá)B時(shí)的速度為

11、vBv112m/s。v22a速由v2v0at1，得t11s；當(dāng)物塊向左加速到v34m/s時(shí)43由v32v222ax3得x3mx23m故物塊向左先加速運(yùn)動(dòng)后勻速運(yùn)動(dòng)23由v3v2at2，得t2s；當(dāng)物塊向左勻速運(yùn)動(dòng)v4v34m/sx4x2x353m由x4v4t3，得t3512s故tt1t2t32512s。答案：(1)2m/s(2)12m/s(3)s25129.如圖所示，與水平面成30角的傳送帶正以v3m/s的速A、B兩端相距l(xiāng)13.5m?，F(xiàn)每隔1s把質(zhì)量m1kg的工件(視為質(zhì)率順時(shí)針勻速運(yùn)行，點(diǎn))輕放在傳送帶上，工件在傳送帶的帶動(dòng)下向上運(yùn)動(dòng)，工件與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)235，取g10ml，m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。求：(1)相鄰工件間的最小距離和最大距離；(2)滿載與空載相比，傳送帶需要增加多大的牽引力。解析：(1)設(shè)工件在傳送帶上加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為a，則mgcosmgsinma代入數(shù)據(jù)解得a1.0m/s2剛放上下一個(gè)工件時(shí)，該工件離前一個(gè)工件的距離最小，且最小距離1dmin2at20.50m當(dāng)工件加速運(yùn)動(dòng)到與傳送帶速度相等時(shí)，經(jīng)過(guò)的位移v292a2所以工件勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)兩相鄰工件相距最遠(yuǎn)，則dmaxvt3.0m。v(2)由于工件加速時(shí)間為t1a3.0s，因此傳送帶上總有三個(gè)(n13)工件正在加