2026版创新设计高考总复习物理(人教基础版)学生用-专题强化五 动力学中的传送带模型.docxVIP

专题强化五动力学中的传送带模型

学习目标1.会分析物体在传送带上的受力情况及运动情况。2.会计算相对位移及划痕的长度。3.注意物体与传送带之间摩擦力的突变。

1.模型特点

物体(视为质点)放在传送带上,由于物体和传送带相对滑动(或有相对运动趋势)而产生摩擦力,根据物体和传送带间的速度关系,摩擦力可能是动力,也可能是阻力。

2.解题关键

抓住v物=v传的临界点,当v物=v传时,摩擦力发生突变,物体的加速度发生突变。

3.注意物体位移、相对位移和相对路程的区别

(1)物体位移:以地面为参考系,单独对物体由运动学公式求得的位移。

(2)物体相对传送带的位移大小Δx

①若有一次相对运动

Δx=x传-x物或Δx=x物-x传。

②若有两次相对运动

两次相对运动方向相同,则Δx=Δx1+Δx2(图甲);

两次相对运动方向相反,则划痕长度等于较长的相对位移大小Δx2(图乙)。

考点一水平传送带中的动力学问题

水平传送带问题的常见情形及运动分析

情景

滑块的运动情况

传送带不足够长(滑块最终未与传送带相对静止)

传送带足够长

一直加速

先加速后匀速

v0v时,一直加速

v0v时,先加速再匀速

v0v时,一直减速

v0v时,先减速再匀速

滑块一直减速到右端

滑块先减速到速度为0,后被传送带传回左端,若v0≤v,则返回到左端时速度为v0;若v0v,则返回到左端时速度为v

例1(2025·海南海口高三开学考)某快递公司为了提高效率,使用电动传输机输送快件如图所示,水平传送带AB的长度L=5.25m,始终保持恒定速度v=1m/s运行,在传送带上A处无初速度地放置一快件(可视为质点),快件与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g=10m/s2。求:

(1)快件的加速度大小;

(2)快件运动到B点的时间。

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

例2(多选)(2025·广东汕头模拟)地铁站用于安全检查的装置主要由水平传送带和X光透视系统两部分组成,传送过程传送带速度不变。假设乘客把物品轻放在传送带上之后,物品总会先、后经历两个阶段的运动,已知传送带长度为2.1m、速率为2m/s,g取10m/s2,物品与传送带间的动摩擦因数为0.4,则()

A.物品在传送带上运动的时间是1.3s

B.物品做加速运动时,其速度有可能超过传送带速度

C.物品越重,从传送带的左端运送到右端所需要的时间越长

D.若仅使传送带的速率增大为原来的2倍,前阶段物品的位移增大为原来的4倍

例3(2025·河南新乡高三期中)如图所示,足够长水平传送带逆时针转动的速度大小为v1,一小滑块从传送带左端以初速度大小v0滑上传送带,小滑块与传送带之间的动摩擦因数为μ,小滑块最终又返回到左端。已知重力加速度为g,下列说法正确的是()

A.小滑块的加速度向右,大小为μg

B.若v0v1,小滑块返回到左端的时间为v

C.若v0v1,小滑块返回到左端的时间为v

D.若v0v1,小滑块返回到左端的时间为(

考点二倾斜传送带中的动力学问题

倾斜传送带问题的常见情形及运动分析

情景

滑动的运动情况

传送带不足够长

传送带足够长

一直加速(一定满足关系μtanθ)

先加速后匀速(一定满足关系μtanθ)

一直加速(加速度为gsinθ+μgcosθ)

若μ≥tanθ,先加速后匀速

若μtanθ,先以gsinθ+μgcosθ加速,共速后摩擦力方向改变,再以gsinθ-μgcosθ加速

v0v时,一直加速(加速度为gsinθ+μgcosθ)

v0v时,若μ≥tanθ,先加速后匀速;若μtanθ,先以gsinθ+μgcosθ加速,后以gsinθ-μgcosθ加速

v0v时,若μtanθ,一直加速,加速度大小为gsinθ-μgcosθ;若μtanθ,一直减速,加