2024-2025學年新教材高中物理微專題4傳送帶模型練習含解析新人教版必修第一冊

PAGE3-傳送帶模型1.(河南鄭州四中2024期中考試)如圖W4-1所示,一水平傳送帶長為20m,以2m/s的速度勻速轉動。已知某物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.1,現(xiàn)將該物塊由靜止輕放到傳送帶的A端。則物塊被送到B端所需的時間為(g取10m/s2)()。圖W4-1A.210s B.10s C.11s D.9s答案：C解析：本題的易錯之處是摩擦力方向的判定,以及同速時摩擦力突變。物塊剛放上傳送帶時,速度小于傳送帶的速度,物塊受到向右的滑動摩擦力作用而做勻加速運動,對物塊應用牛頓其次定律得μmg=ma,a=μg=1m/s2。物塊加速到v運動的距離為L0,由運動學公式得v2=2aL0,L0=2m。設傳送帶長為L,由于L>L0,當物塊與傳送帶同速后,兩者相對靜止,無相對運動趨勢,摩擦力突然變?yōu)榱?物塊做勻速運動。因此物塊先加速后勻速。加速階段v=at1,得t1=2s。勻速階段L-L0=vt2,得t2=9s。則物塊從A端被送到B端所用的時間為t=t1+t2,得t=11s。故C正確。2.(上海浦東2024高一檢測)如圖W4-2甲為應用于機場和火車站的平安檢查儀,用于對旅客的行李進行平安檢查。其傳送裝置可簡化為如圖W4-2乙模型,緊繃的傳送帶始終保持v=1m/s的恒定速率運行。旅客把行李無初速度地放在A處,設行李與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,AB間的距離為2m,g取10m/s2。若乘客把行李放到傳送帶的同時也以v=1m/s的恒定速率平行于傳送帶運動到B處去取行李,則()。圖W4-2A.乘客與行李同時到達B處B.乘客提前0.5s到達B處C.行李提前0.5s到達B處D.若傳送帶速度足夠大,行李最快也要4s才能到達B處答案：B解析：行李放在傳送帶上,傳送帶對行李的滑動摩擦力使行李起先做勻加速直線運動,隨后行李又以與傳送帶相等的速率做勻速直線運動。加速度為a=μg=1m/s2,歷時t1=va=1s達到共同速度,位移x1=v2t1=0.5m,此后行李勻速運動t2=2-x1v=1.5s到達B處,共用2.5s。乘客到達B處,歷時t=2v=2s,故B項正確。若傳送帶速度足夠大,行李始終加速運動,最短運動時間tmin3.(陜西西安長安區(qū)第一中學2024期末考試)(多選)小滑塊從A處由靜止起先沿斜面下滑,經(jīng)過靜止的粗糙水平傳送帶后以速率v0離開C點。如圖W4-3所示,若傳送帶轉動而其他條件不變,下列說法正確的是()。圖W4-3A.若沿順時針方向轉動,滑塊離開C點的速率仍為v0B.若沿順時針方向轉動,滑塊離開C點的速率可能大于v0C.若沿逆時針方向轉動,滑塊離開C點的速率肯定為v0D.若沿逆時針方向轉動,滑塊離開C點的速率可能小于v0答案：BC解析：本題易錯之處是分析各種狀況下滑塊所受的摩擦力。傳送帶靜止或沿逆時針方向轉動時,滑塊相對于傳送帶向右滑動,受到向左的滑動摩擦力作用,在傳送帶上做勻減速直線運動,且運動狀況完全相同,選項C正確,D錯誤;傳送帶沿順時針方向轉動時,當滑塊滑動到傳送帶左側時的速度分別大于、小于和等于傳送帶速度時,滑塊相對于傳送帶分別向右、向左滑動和相對靜止,滑塊分別受到向左、向右的滑動摩擦力和不受摩擦力作用,分三種狀況探討,受摩擦力向左時滑塊減速運動,減速到與傳送帶速度相等時再勻速以大于v0的速率離開C點,達不到傳送帶速度則以v0的速率離開C點;受摩擦力向右時滑塊加速運動,無論能否達到傳送帶速度均以大于v0的速度離開C點;當摩擦力為零時,滑塊勻速運動,所以選項A錯誤,B正確。4.如圖W4-4所示,傳送帶與地面間的夾角θ=37°,AB長為16m,傳送帶以10m/s的速度勻速運動。在傳送帶上端A無初速度地釋放一個質量為0.5kg的物體,它與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為0.5,求:物體從A運動到B所需的時間。(取sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)圖W4-4答案：起先時,物體的加速度為a1=gsinθ+μgcosθ=10m/s2。因為v022a1=5m<xAB,所以物體先以a1勻加速,再以a2勻加速運動,以a1勻加速的時間t1=v0a1=1010以a1勻加速的位移x1=12a1t12=12×10×12當物體與傳送帶同速后,物體的加速度為a2=gsinθ-μgcosθ=2m