高中物理力學(xué)篇04 傾斜傳送帶圖像問(wèn)題

高中物理力學(xué)篇04傾斜傳送帶圖像問(wèn)題一、必備學(xué)問(wèn)1.傾斜傳送帶模型（μ>tanθ）（1）運(yùn)動(dòng)圖像（先加后共）Ov（2）難點(diǎn)突破①滑動(dòng)摩擦力f=μmgcosθ②加速度a=g(μcosθ-sinθ)③上傳條件：μ>tanθ④共速摩擦力突變?yōu)殪o摩擦力f'=mgsinθ2.傾斜傳送帶模型（μ<tanθ）(1)運(yùn)動(dòng)分析（始終加速）Ov（2）難點(diǎn)突破eq\o\ac(○,1)μ<tanθ，物體向下加速eq\o\ac(○,2)加速度a=g(μcosθ-sinθ)eq\o\ac(○,3)物體向下位移為L(zhǎng)eq\o\ac(○,4)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間、末速度與傳送帶快慢無(wú)關(guān)2.應(yīng)用技巧傾斜傳送帶中的圖像問(wèn)題1、從上往下如圖所示，足夠長(zhǎng)的傾斜傳送帶，傾角為，一滑塊輕放在傳送帶上端，分析滑塊的運(yùn)動(dòng)狀況并畫(huà)出滑塊運(yùn)動(dòng)的速度-時(shí)間圖像爭(zhēng)辯：滑塊開(kāi)頭做初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，加速度為始終加速到與傳送帶速度相同（1）若，滑塊所受摩擦力變?yōu)殪o摩擦力，則滑塊接下來(lái)與傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)（2）若，滑塊所受滑動(dòng)摩擦力方向轉(zhuǎn)變，此時(shí)加速度為此后滑塊始終向下做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。（3）速度-時(shí)間圖像2、從下往上如圖所示，足夠長(zhǎng)的傾斜傳送帶，傾角為，一滑塊以確定的初速度滑上傳送帶，分析滑塊的運(yùn)動(dòng)狀況并畫(huà)出滑塊運(yùn)動(dòng)的速度-時(shí)間圖像爭(zhēng)辯：滑塊開(kāi)頭做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，加速度為始終減速到與傳送帶速度相同（1）若，滑塊所受摩擦力變?yōu)殪o摩擦力，則滑塊接下來(lái)與傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)（2）若，滑塊所受滑動(dòng)摩擦力方向轉(zhuǎn)變，此時(shí)加速度為此后滑塊始終向上做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。（3）速度-時(shí)間圖像總結(jié)技巧：無(wú)論是哪一種情形，觀看兩個(gè)圖像可知，當(dāng)滑塊速度與傳送帶速度相同時(shí)，速度-時(shí)間圖像毀滅“轉(zhuǎn)折點(diǎn)”，當(dāng)傳送帶較為粗糙時(shí)，圖像變得平坦，當(dāng)傳送帶較為光滑時(shí)，圖像變得更緩。即為“轉(zhuǎn)折共速”，粗平滑緩”。三、實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用(應(yīng)用技題，供應(yīng)解析僅供參考)一、單選題1．如圖甲所示，傾斜的傳送帶正以恒定速率沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，傳送帶的傾角為37°。一物塊以初速度從傳送帶的底部沖上傳送帶并沿傳送帶向上運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)的圖像如圖乙所示，物塊到傳送帶頂端時(shí)速度恰好為零，，，g取10，則（）A．由圖乙可知，0～1s內(nèi)物塊受到的摩擦力大于1～2s內(nèi)的摩擦力B．摩擦力方向始終與物塊運(yùn)動(dòng)的方向相反C．物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0．25D．傳送帶底端到頂端的距離為12m【答案】C【詳解】AB．由乙圖可知在0—1s內(nèi)物塊的速度大于傳送帶的速度，物塊所受摩擦力的方向沿斜面對(duì)下，與物塊運(yùn)動(dòng)的方向相反；1—2s內(nèi)，物塊的速度小于傳送帶的速度，物塊所受摩擦力的方向沿斜面對(duì)上，與物塊運(yùn)動(dòng)的方向相同，由于物塊對(duì)傳送帶的壓力相等，依據(jù)摩擦力公式，可知兩段時(shí)間內(nèi)摩擦力大小相等，故AB錯(cuò)誤；C．在0—1s內(nèi)物塊的加速度大為依據(jù)牛頓其次定律得解得C正確；D．物塊上升的位移大小等于圖像所包圍的面積大小，為所以傳送帶底端到頂端的距離為10m，故D錯(cuò)誤。故選C。2．一足夠長(zhǎng)的傳送帶與水平面的傾角為θ，以確定的速度勻速運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻在傳送帶適當(dāng)?shù)奈恢梅派暇哂写_定初速度的小物塊，如圖甲所示，以此時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)t=0，小物塊之后在傳送帶上運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示，圖中取沿斜面對(duì)上的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，v1>v2，已知傳送帶的速度保持不變，則（

）A．小物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ<tanθB．小物塊在0~t1內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移比在t1~t2內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移小C．0~t2內(nèi)，傳送帶對(duì)物塊做功為D．0~t2內(nèi)物塊動(dòng)能變化量大小確定小于物體與皮帶間摩擦而產(chǎn)生的熱量【答案】D【分析】v-t圖象與坐標(biāo)軸所圍成圖形的面積等于物體位移大小，依據(jù)圖示圖象比較在兩時(shí)間段物體位移大小關(guān)系；由圖看出，物塊先向下運(yùn)動(dòng)后向上運(yùn)動(dòng)，則知傳送帶的運(yùn)動(dòng)方向應(yīng)向上．0～t1內(nèi)，物塊對(duì)傳送帶的摩擦力方向沿傳送帶向下，可知物塊對(duì)傳送帶做功狀況．由于物塊能向上運(yùn)動(dòng)，則有μmgcosθ＞mgsinθ．依據(jù)動(dòng)能定理爭(zhēng)辯0～t2內(nèi)，傳送帶對(duì)物塊做功．依據(jù)能量守恒推斷可知，物塊的重力勢(shì)能減小、動(dòng)能也減小都轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能，則系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量大小確定大于物塊動(dòng)能的變化量大?。驹斀狻吭趖1～t2內(nèi)，物塊向上運(yùn)動(dòng)，則有μmgcosθ＞mgsinθ，解得：μ＞tanθ，故A錯(cuò)誤．因v1>v2，由圖示圖象可知，0～t1內(nèi)圖象與坐標(biāo)軸所形成的三角形面積大于圖象在t1～t2內(nèi)與坐標(biāo)軸所圍成的三角形面積，由此可知，物塊在0～t1內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移比在t1～t2內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移大，故B錯(cuò)誤；0～t2內(nèi)，由圖“面積”等于位移可知，物塊的總位移沿斜面對(duì)下，高度下降，重力對(duì)物塊做正功，設(shè)為WG，依據(jù)動(dòng)能定理得：W+WG=mv22-mv12，則傳送帶對(duì)物塊做功W≠mv22-mv12，故C錯(cuò)誤．0～t2內(nèi)，物塊的重力勢(shì)能減小、動(dòng)能也減小，減小的重力勢(shì)能與動(dòng)能都轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能，則由能量守恒得知，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量大小確定大于物塊動(dòng)能的變化量大小，即：0～t2內(nèi)物塊動(dòng)能變化量大小確定小于物體與皮帶間摩擦而產(chǎn)生的熱，故D正確．故選D．二、多選題3．如圖所示，足夠長(zhǎng)的傾斜傳送帶以恒定速率順時(shí)針運(yùn)行。一小木塊以初速度從傳送帶的底端滑上傳送帶。木塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)全過(guò)程中，關(guān)于木塊的速度v隨時(shí)間t變化關(guān)系的圖像可能的是（）A． B．C． D．【答案】ABD【詳解】A．v1<v0時(shí)，若滿(mǎn)足從v0減速到0，然后反向加速運(yùn)動(dòng)，摩擦力沿斜面對(duì)上，由牛頓其次定律加速度恒定，圖像的斜率不變，v-t圖像與坐標(biāo)軸所圍面積表示位移，可推斷出物塊返回底端時(shí)的速度大小仍等于v1，故A正確；B．v1<v0時(shí)，若滿(mǎn)足從v0加速到v1，摩擦力沿斜面對(duì)上，由牛頓其次定律然后與傳送一起勻速運(yùn)動(dòng)，勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，滿(mǎn)足故B正確；C．v1>v0時(shí)，若滿(mǎn)足從v1減速到v0，摩擦力沿斜面對(duì)下，由牛頓其次定律從v0減速到0，然后反向加速運(yùn)動(dòng)，摩擦力沿斜面對(duì)上，由牛頓其次定律可知加速度從變?yōu)?，圖像的斜率變小；t軸上方圖像所圍面積應(yīng)當(dāng)?shù)扔趖軸下方圖像所圍面積，所以返回底端時(shí)物塊的速度應(yīng)當(dāng)小于v1，故C錯(cuò)誤；D．v1>v0時(shí)，若滿(mǎn)足從v1減速到v0，摩擦力沿斜面對(duì)下，由牛頓其次定律然后與傳送一起勻速運(yùn)動(dòng)，勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，滿(mǎn)足故D正確。故選ABD。4．如圖所示，足夠長(zhǎng)的傳送帶與水平面夾角為，在傳送帶上某位置輕輕放置一小木塊，小木塊與傳送帶間動(dòng)摩擦因數(shù)為，小木塊速度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖所示，v0、t0已知，則（）A．傳送帶確定逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) B．C．傳送帶的速度大于v0 D．t0后滑塊的加速度為【答案】AD【詳解】A．若傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)滑塊下滑時(shí)，將始終勻加速到底端；當(dāng)滑塊上滑時(shí)，先勻加速運(yùn)動(dòng)，在速度與傳送帶速度相等后將勻速運(yùn)動(dòng)，兩種均不符合運(yùn)動(dòng)圖像；故傳送帶是逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；B．滑塊在0～t0內(nèi)，滑動(dòng)摩擦力向下，做勻加速下滑，即有由題圖可知?jiǎng)t故B錯(cuò)誤；C．經(jīng)過(guò)分析，由圖可知，傳送帶的速度等于，C錯(cuò)誤；D．滑塊與傳送帶的速度相等后的加速度代入μ值得故D正確。故選AD。5．木塊沿與水平面夾角為的表面粗糙的傳送帶運(yùn)動(dòng)，其v—t圖象如圖所示，已知傳送帶以速率逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，傳送帶足夠長(zhǎng)，木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則下列說(shuō)法正確的是（）A．圖象描述的是木塊以確定的初速度從傳送帶的底端開(kāi)頭向上的運(yùn)動(dòng)B．從圖象可知木塊的初速度小于C．從圖象可知木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)D．從圖象可以得出木塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度確定有等于的時(shí)刻【答案】BD【詳解】A．若木塊以確定的初速度沿傳送帶開(kāi)頭向上運(yùn)動(dòng)，木塊確定先減速，而圖像表示的是運(yùn)動(dòng)方向不變，且始終做加速運(yùn)動(dòng)，所以木塊的初速度確定向下，故A錯(cuò)誤；B．木塊的初速度確定沿斜面對(duì)下的，又由于圖像的斜領(lǐng)先大后小，所以木塊的加速度也先大后小，木塊的合力先大后小，木塊的所受的摩擦力先向下后向上，只有木塊的初速度小于v0時(shí)摩擦力的方向才能先向下，故B正確；CD．木塊的初速度小于v0，摩擦力沿斜面對(duì)下，木塊向下做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，依據(jù)牛頓其次定律由于加速度發(fā)生過(guò)一次轉(zhuǎn)變，說(shuō)明摩擦力方向發(fā)生轉(zhuǎn)變，說(shuō)明轉(zhuǎn)變時(shí)木塊的速度等于v0，當(dāng)木塊的速度等于v0后，由于木塊連續(xù)加速，則解得故C錯(cuò)誤，D正確。故選BD。6．如圖所示，足夠長(zhǎng)的傳送帶與水平面夾角為θ，在傳送帶上某位置輕輕放置一小木塊，小木塊與傳送帶間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，小木塊速度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖所示，若θ、g、v0、t0已知，則下列說(shuō)法中正確的是（）A．傳送帶確定逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)B．C．傳送帶的速度大于v0D．后一段時(shí)間內(nèi)滑塊加速度為【答案】AD【詳解】A．若傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)滑塊下滑（），將始終勻加速到底端；當(dāng)滑塊上滑（），先勻加速運(yùn)動(dòng)，在速度相等后將勻速運(yùn)動(dòng)，兩種均不符合運(yùn)動(dòng)圖象，故傳送帶是逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，A正確；B．滑塊在內(nèi)，滑動(dòng)摩擦力向下做勻加速下滑由圖可知?jiǎng)tB錯(cuò)誤；C．只有當(dāng)滑塊的速度等于傳送帶的速度時(shí)，滑塊所受的摩擦力變成斜向上，故傳送帶的速度等于，C錯(cuò)誤；D．等速后的加速度代入值得D正確。故選AD。7．在大型物流系統(tǒng)中，廣泛使用傳送帶來(lái)搬運(yùn)貨物。如圖3甲所示，傾角為θ的傳送帶以恒定的速率逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，皮帶始終是繃緊的，將m＝1kg的貨物放在傳送帶上的A端，經(jīng)過(guò)1.2s到達(dá)傳送帶的B端。用速度傳感器分別測(cè)得貨物與傳送帶的速度v隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示。已知重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，可知（）A．貨物與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.05B．A、B兩點(diǎn)間的距離為1.2mC．貨物從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中，傳送帶對(duì)貨物做功－11.2JD．貨物從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中，貨物與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量為4.8J【答案】CD【詳解】A．0~0.2s內(nèi)，貨物沿傳送帶向下做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，摩擦力沿斜面對(duì)下0.2~1.2s內(nèi)，貨物連續(xù)沿傳送帶向下做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)解得A錯(cuò)誤；B．從題圖可知，0~1.2s內(nèi)，貨物v－t圖線(xiàn)與t軸圍成的面積對(duì)應(yīng)位移，0~0.2s內(nèi)0.2~1.2s內(nèi)則A、B兩點(diǎn)間的距離B錯(cuò)誤；C．傳送帶對(duì)貨物做的功即摩擦力做的功C正確；D．從題圖乙可知，0~0.2s內(nèi)，傳送帶位移傳送帶比貨物多走0.2m。0.2~1.2s內(nèi)，傳送帶位移貨物比傳送帶多走1m，所以貨物從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中，相對(duì)位移為1.2m。因摩擦產(chǎn)生的熱量D正確。故選CD。8．如圖甲所示，傾斜傳送帶沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，在傳送帶的上端由靜止釋放一個(gè)小滑塊，小滑塊與傳送帶的接觸面粗糙，傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)速度始終保持不變。下列關(guān)于小滑塊的速度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖像可能正確的是（）A． B．C． D．【答案】AD【詳解】滑塊剛放上去時(shí)速度為零，所以會(huì)相對(duì)于傳送帶向后滑動(dòng)，在沿傳送帶向下的滑動(dòng)摩擦力以及重力沿傳送帶的分力的作用下，滑塊沿著傳送帶勻加速下滑；當(dāng)滑塊速度增大到等于帶速時(shí)，假如傳送帶對(duì)滑塊的最大靜摩擦力大于等于滑塊重力沿傳送帶的分力，則滑塊速度不再增大，與傳送帶保持相對(duì)靜止而勻速運(yùn)動(dòng)；假如傳送帶對(duì)滑塊的最大靜摩擦力小于滑塊重力沿傳送帶的分力，則滑塊將連續(xù)加速下滑，加速度小于之前的加速度。故選AD。9．如圖所示，傳送帶傾角為a，表面粗糙，以恒定速度v0逆時(shí)針運(yùn)行。一小滑塊從斜面頂端由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)到斜面底端過(guò)程中，其速度隨時(shí)間變化的圖像關(guān)系可能是（）A． B．C． D．【答案】AC【詳解】A．物塊靜止釋放，相對(duì)于傳送帶向上運(yùn)動(dòng)，受沿斜面對(duì)下的摩擦力，先想下加速，加速度為加速到傳送帶速度時(shí)，若有時(shí)，則物塊和傳送帶保持相對(duì)靜止，一起勻速，A正確；CD．若有則物塊和傳送帶不能保持相對(duì)靜止，物塊連續(xù)加速，加速度為但故C正確，D錯(cuò)誤；B．物塊只可能存在上述兩種情形，不行能毀滅減速的情形，B錯(cuò)誤。故選AC。10．如圖所示，以速度v逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的足夠長(zhǎng)的傳送帶與水平面的夾角為θ，現(xiàn)將一個(gè)質(zhì)量為m的小木塊輕輕地放在傳送帶的上端，小木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則下列選項(xiàng)中能夠正確地描述小木塊的速度隨時(shí)間變化關(guān)系的圖線(xiàn)是（）A． B．C． D．【答案】AB【詳解】ABCD．木塊放在傳送帶上端時(shí)，傳送帶的速度大于木塊的速度，木塊受到沿斜面對(duì)下的摩擦力，此時(shí)木塊的加速度為當(dāng)木塊與傳送帶共速之后，若木塊受到的摩擦力與重力沿斜面的分力滿(mǎn)足木塊還將連續(xù)向下加速，其加速度為若木塊受到的摩擦力與重力沿斜面的分力滿(mǎn)足木塊將于傳送帶一起做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，AB正確，CD錯(cuò)誤。故選AB。11．勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的長(zhǎng)傳送帶傾斜放置，傳動(dòng)方向如圖所示，在頂部靜止放上一物塊，在物塊下滑過(guò)程中，規(guī)定沿傳送帶向下為正，下列描述物塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的v－t、a－t圖象，可能正確的是()A． B．C． D．【答案】AC【詳解】物塊靜止放到傳送帶后，受到重力、支持力、沿斜面對(duì)下的滑動(dòng)摩擦力，做勻加速運(yùn)動(dòng)，速度均勻增大，由v=at知，v與t成正比．當(dāng)速度等于傳送帶速度時(shí)，重力的下滑分力可能小于或等于最大靜摩擦力，則物塊將與傳送帶一起勻速向下運(yùn)動(dòng)，也可能重力的下滑分力大于最大靜摩擦力，物塊連續(xù)勻加速．開(kāi)頭階段的勻加速過(guò)程中，由牛頓其次定律得：μmgcosθ+mgsinθ=ma，得a=μgcosθ+gsinθ，其次個(gè)勻加速過(guò)程中，由牛頓其次定律得：mgsinθ-μmgcosθ=ma′，解得：a′=gsinθ-μgcosθ，可知，a′＜a，故AC正確，BD錯(cuò)誤．12．如圖為某工程車(chē)的卸貨裝置，該裝置為一能夠直接將貨物傳送到地面的傾角為θ的傳送帶．該裝置在正常工作時(shí)沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，傳送帶的速度為v，卸貨工人將質(zhì)量均為m的貨物無(wú)初速度地放在傳送帶頂端，已知貨物與