高中物理滑块、传送带模型计算专题训练
2023版新教材高考物理微专题小练习专题36传送带模型和滑块
专题36 传送带模型和滑块—木板模型中的能量问题1.(多选)如图所示，质量为M 的木块放在光滑的水平面上，质量为m 的子弹以速度v 0沿水平方向射中木块，并最终留在木块中与木块一起以速度v 运动．已知当子弹相对木块静止时，木块前进距离为L ，子弹进入木块的深度为s ，若木块对子弹的阻力F 视为恒定，则下列关系中正确的是( )A ．FL ＝12Mv 2B ．Fs ＝12mv 2C ．Fs ＝12mv 20 －12(M ＋m )v 2D ．F (L ＋s )＝12mv 20 －12mv 22.如图所示，一足够长的木板在光滑的水平面上以速度v 向右匀速运动，现将质量为m 的物体轻轻地放置在木板上的右端，已知物体m 和木板之间的动摩擦因数为μ，为保持木板的速度不变，从物体m 放到木板上到它相对木板静止的过程中，须对木板施一水平向右的作用力F ，那么力F 对木板做功的数值为( )A ．mv 24B ．mv 22C ．mv 2D ．2mv 23.[2022·广东肇庆市统一检测](多选)如图所示是某地铁站的安检设施，该设施中的水平传送带以恒定速率v运动，乘客将质量为m的物品放在传送带上，物品由静止开始加速至速率为v后匀速通过安检设施，下列说法正确的是( )A．物品先受滑动摩擦力作用，后受静摩擦力作用B．物品所受摩擦力的方向与其运动方向相同C．物品与传送带间动摩擦因数越大，产生热量越多D.物品与传送带间动摩擦因数越大，物品与传送带相对位移越小4．[2022·安徽省江淮十校第二次联考]如图甲所示，沿顺时针方向运动的水平传送带AB，零时刻将一个质量m＝1 kg的物块轻放在A处，6 s末恰好运动到B处，物块6 s内的速度—时间图像如图乙所示，物块可视为质点，(重力加速度g＝10 m/s2)则( )A．AB长度为24 mB．物块相对于传送带滑动的距离为12 mC．传送带因传送物块多消耗的电能为16 JD．物块与传送带之间的动摩擦因数为0.55．[2022·吉林省顶级名校期中考试](多选)如图甲所示，足够长的传送带与水平面夹角为θ，传送带以速度v0逆时针匀速转动．在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数μ.图乙为小木块运动的速度—时间图像．根据以上信息可以判断出( )A．μ＞tan θB．μ<tan θC．t0时刻，物体的速度为v0D．传送带始终对小木块做正功6．[2022·云南省昆明市摸底](多选)如图所示，倾角为θ＝37°的传送带在电动机带动下沿顺时针方向匀速转动，将一质量为m＝10 kg的木箱(尺寸可忽略)轻轻放到传送带底端A，木箱运动的速度v随时间t变化的图像如图乙所示，t＝10 s时刻木箱到达传送带上端B(g取10 m/s2).则A．木箱与传动带之间的动摩擦因数为0.6B．木箱与传动带之间的动摩擦因数为0.8C．木箱从A到B的过程中，电动机消耗的电能为920 JD．木箱从A到B的过程中，电动机消耗的电能为1 240 J7．如图甲，长木板A质量为2 kg放在光滑的水平面上，质量为m＝2 kg的另一物体B(可看作质点)以水平速度v0＝2 m/s滑上原来静止的长木板A的表面．由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示，则下列说法正确的是(g取10 m/s2)( )A.木板获得的动能为2 JB．系统损失的机械能为4 JC．木板A的最小长度为2 mD．A、B间的动摩擦因数为0.18.(多选)如图所示，光滑水平面上放着足够长的木板B，木板B上放着木块A，A、B间的接触面粗糙，现用一水平拉力F作用在A上，使其由静止开始在木板B上运动，则下列说法正确的是( )A．拉力F做的功等于A、B系统动能的增加量B．拉力F做的功大于A、B系统动能的增加量C．拉力F和B对A做的功之和小于A的动能的增加量D．A对B做的功等于B的动能的增加量9.如图所示，质量为M＝4 kg的木板静止在光滑的水平面上，在木板的右端放置一个质量为m ＝1 kg ，大小可以忽略的铁块，铁块与木板之间的动摩擦因数μ＝0.4，在铁块上加一个水平向左的恒力F ＝8 N ，铁块在长L ＝6 m 的木板上滑动．取g ＝10 m/s 2.求：(1)经过多长时间铁块运动到木板的左端；(2)在铁块到达木板左端的过程中，恒力F 对铁块所做的功； (3)在铁块到达木板左端时，铁块和木板的总动能．10．[2022·河北省邢台市“五岳联盟”联考]如图所示，一倾角θ＝30°的光滑斜面(足够长)固定在水平面上，斜面下端有一与斜面垂直的固定挡板，用手将一质量m ＝1 kg 的木板放置在斜面上，木板的上端有一质量也为m 的小物块(视为质点)，物块和木板间的动摩擦因数μ＝235，初始时木板下端与挡板的距离L ＝0.9 m ．现将手拿开，同时由静止释放物块和木板，物块和木板一起沿斜面下滑．木板与挡板碰撞的时间极短，且碰撞后木板的速度大小不变，方向与碰撞前的速度方向相反，最终物块恰好未滑离木板．取重力加速度大小g ＝10 m/s 2，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力．求：(1)木板第一次与挡板碰撞前瞬间，物块的速度大小v 0；(2)从拿开手到木板第二次与挡板碰撞前瞬间，物块相对木板的位移大小x ； (3)木板的长度s 以及从拿开手到木板和物块都静止的过程中，物块木板间因摩擦产生的热量Q .专题36 传送带模型和滑块—木板模型中的能量问题1．ACD 以木块为研究对象，根据动能定理得，子弹对木块做功等于木块动能的增加，即FL ＝12Mv 2①，以子弹为研究对象，由动能定理得， F (L ＋s )＝12mv 20 －12mv 2②，联立①②得，Fs ＝12mv 20 －12(M ＋m )v 2，故ACD 正确．2．C 由能量转化和守恒定律可知，拉力F 对木板所做的功W 一部分转化为物体m 的动能，一部分转化为系统内能，故W ＝12mv 2＋μmg ·s 相，s 相＝vt －v 2t ，v ＝μgt ，解得W ＝mv 2，C 正确．3．BD 物品加速时受滑动摩擦力作用，匀速时不受摩擦力，A 错误；物品所受摩擦力的方向与运动方向相同，B 正确；传送带的位移大小x 1＝vt ，物品从加速到与其共速，位移大小x 2＝v 2t ，物品与传送带间产生热量Q ＝f Δx ＝f (x 1－x 2)＝12mv 2，与动摩擦因数无关，C错误；物品与传送带间动摩擦因数越大，滑动摩擦力f 越大，相对位移Δx 越小，D 正确．4．C 由图线与时间轴所夹的面积可得AB 的长度L ＝12×4×4 m ＋4×2 m ＝16 m ，A 错误；物块相对传送带滑动的距离Δx ＝4×4 m －12×4×4 m ＝8 m ，B 错误；物块的加速度a＝Δv Δt＝1 m/s 2，由牛顿第二定律得a ＝μg ，则μ＝0.1，D 错误；传送带因传送物块多消耗的电能E ＝μmg Δx ＋12mv 20 ＝16 J ，C 正确．5．BC 题中由v t 图像得，小木块在t 0时刻之前加速度较大，之后加速度较小，则小木块受的摩擦力先沿传送带向下，后沿传送带向上，所以动摩擦因数μ<tan θ，t 0时刻的速度大小为v 0，传送带对小木块先做正功后做负功，综上所述，B 、C 正确．6．BD 木箱刚放上去时做匀加速运动，其加速度a ＝g sin 37°－μg cos 37°＝0.4 m/s 2，可求得木箱与传动带之间的动摩擦因素μ＝0.8，B 正确；由能量守恒知木箱从A 到B 的过程中，电动机消耗的电能等于物块获得的重力势能、动能以及因摩擦而产生的热能之和，即E 机＝mgh ＋12mv 2＋μmgx 相·cos 37°＝1 240 J ，D 正确．7．D 由题中图像可知，A 、B 的加速度大小都为1 m/s 2，根据牛顿第二定律知二者质量相等，木板获得的动能为1 J ，A 错误；系统损失的机械能ΔE ＝12mv 20 －12·2m ·v 2＝2 J ，B 错误；由v t 图像可求出二者相对位移为1 m ，C 错误；以B 为研究对象，根据牛顿第二定律，求出μ＝0.1，D 正确．8．BD9．(1)2 s (2)64 J (3)40 J解析：(1)铁块与木板间的滑动摩擦力F f ＝μmg ＝0.4×1×10 N ＝4 N 铁块的加速度a 1＝F －F f m ＝4 m/s 2木板的加速度a 2＝F f M＝1 m/s 2设铁块滑到木板左端的时间为t ，则12a 1t 2－12a 2t 2＝L解得t ＝2 s(2)铁块位移x 1＝12a 1t 2＝12×4×22m ＝8 mF 对铁块做的功W ＝Fx 1＝8×8 J ＝64 J(3)由功能关系可知E k 总＝W －μmgL ＝(64－24) J ＝40 J 10．(1)3 m/s (2)1.5 m (3)54 J解析：(1)从拿开手到木板第一次与挡板碰撞前，对物块与木板整体，根据动能定理有2mgL sin θ＝12×2mv 2解得v 0＝3 m/s.(2)木板第一次与挡板碰撞后，木板的加速度方向沿斜面向下，设加速度大小为a 1，根据牛顿第二定律有mg sin θ＋μmg cos θ＝ma 1解得a 1＝11 m/s 2木板第一次与挡板碰撞后，物块的加速度方向沿斜面向上，设加速度大小为a 2，根据牛顿第二定律有μmg cos θ－mg sin θ＝ma 2解得a 2＝1 m/s 2以沿斜面向下为正方向，设从木板第一次与挡板碰撞后，经时间t 木板和物块达到共同速度v ，对木板和物块，根据匀变速直线运动的规律分别有v ＝－v 0＋a 1t ，v ＝v 0－a 2t解得v ＝2.5 m/s ，v 为正值，表示v 的方向沿斜面向下设从木板第一次与挡板碰撞后到物块与木板达到共同速度v 的过程中，木板沿斜面向上运动的位移大小为x 1，根据匀变速直线运动的规律有v 20 －v 2＝2a 1x 1解得x 1＝0.125 m设该过程中物块沿斜面向下运动的位移大小为x 2，根据匀变速直线运动的规律有v 20 －v 2＝2a 2x 2解得x 2＝1.375 m 又x ＝x 1＋x 2 解得x ＝1.5 m.(3)经分析可知，当木板和物块都静止时，木板的下端以及物块均与挡板接触，从拿开手到木板和物块都静止的过程中，根据能量转化与守恒定律有Q ＝mgL sin θ＋mg (L ＋s )sin θ又Q ＝μmgs cos θ 解得s ＝9 m Q ＝54 J。
高考物理模型101专题讲练：第10讲 传送带模型
第10讲传送带模型一.水平传送带模型已知传送带长为L，速度为v，与物块间的动摩擦因数为μ，则物块相对传送带滑动时的加速度大小a＝μg。
项目图示滑块可能的运动情况情景1v0＝0时，物块加速到v的位移x＝v22μg(1)一直加速若x≥L即v≥2μgL时，物块一直加速到右端。
(2)先加速后匀速若x<L即v<2μgL时，物块先加速后匀速；情景2如图甲，当v0≠0，v0与v同向时，(1)v0>v时，一直减速，或先减速再匀速当v0>v时，物块减速到v的位移x＝v20－v22μg，若x<L，即v0>v> v20－2μgL，物块先减速后匀速；若x≥L，即v≤ v20－2μgL，物块一直减速到右端。
（2）当v＝v0时，物块相对传送带静止随传送带匀速运动到右端。
(3)v0<v时，或先加速再匀速，或一直加速当v0<v时，物块加速到v的位移x＝v2－v202μg，若x<L，即v0<v< v20＋2μgL，物块先加速后匀速；若x≥L，即v≥ v20＋2μgL，物块一直加速到右端。
情景3如图乙，v0≠0，v0与v反向，物块向右减速到零的位移x ＝v202μg(1)传送带较短时，滑块一直减速达到左端若x≥L，即v0≥2μgL，物块一直减速到右端；(2)传送带较长时，滑块还要被传送带传回右端。
即x<L，即v0<2μgL，则物块先向右减速到零，再向左加速(或加速到v后匀速运动)直至离开传送带。
若v0>v，返回时速度为v，若v0<v，返回时速度为v0二. 倾斜传送带模型物块在倾斜传送带上又可分为向上传送和向下传送两种情况，物块相对传送带速度为零时，通过比较μmgcosθ与mgsinθ的大小关系来确定物块是否会相对传送带下滑，μ>tanθ时相对静止，μ<tanθ时相对下滑。
项目图示滑块可能的运动情况情景1（一）若0≤v0<v且μ>tanθ(1)一直加速传送带比较短时，物块一直以a＝μgcosθ－gsinθ向上匀加速运动。
课时作业1：专题强化六 传送带模型和滑块—木板模型
专题强化六 传送带模型和滑块—木板模型1．如图1甲所示，倾斜的传送带正以恒定速率v 1沿顺时针方向转动，传送带的倾角为37°.一物块以初速度v 0从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动，其运动的v －t 图像如图乙所示，物块到达传送带顶端时速度恰好为零，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g ＝10 m/s 2，则( )图1A ．传送带的速度为4 m/sB ．传送带底端到顶端的距离为14 mC ．物块与传送带间的动摩擦因数为18D ．摩擦力方向一直与物块运动的方向相反 答案 A解析 如果v 0小于v 1，则物块向上做减速运动时加速度不变，与题图乙不符，因此物块的初速度v 0一定大于v 1.结合题图乙可知物块减速运动到与传送带速度相同时，继续向上做减速运动，由此可以判断传送带的速度为4 m/s ，选项A 正确；传送带底端到顶端的距离等于v －t 图线与横轴所围的面积，即12×(4＋12)×1 m ＋12×1×4 m ＝10 m ，选项B 错误；0～1 s内，a 1＝g sin θ＋μg cos θ＝8 m/s 2,1～2 s 内，a 2＝g sin θ－μg cos θ＝4 m/s 2，解得μ＝14，选项C错误；在1～2 s 内，摩擦力方向与物块的运动方向相同，选项D 错误．2．如图2甲所示，质量为M 的木板静止在光滑水平面上，一个质量为m 的小滑块以初速度v 0从木板的左端向右滑上木板．滑块和木板的水平速度随时间变化的图像如图乙所示．某同学根据图像作出如下一些判断，正确的是( )图2A ．滑块和木板始终存在相对运动B ．滑块始终未离开木板C ．滑块的质量小于木板的质量D ．木板的长度为v 0t 12答案 B解析 由题图乙知，滑块在木板的摩擦力作用下做匀减速直线运动，木板在滑块的摩擦力作用下做初速度为0的匀加速直线运动，最终两者相对静止，一起运动，滑块没有滑离木板，故A 错误，B 正确；由于滑块、木板间相互作用的摩擦力分别使滑块、木板产生加速度，所以满足ma m ＝Ma M ，由题图乙知，在t 1时间内滑块匀减速运动的加速度小于木板匀加速运动的加速度，即a m <a M ，所以可知m >M ，即滑块的质量大于木板的质量，故C 错误；两者相对静止时，两者的位移差x ＝v 0＋v 2t 1－v 2t 1＝v 02t 1，则木板长度大于或等于v 02t 1，故D 错误．3.如图3所示，质量为M 的长木板A 在光滑水平面上，以大小为v 0的速度向左运动，一质量为m 的小木块B (可视为质点)，以大小也为v 0的速度水平向右冲上木板左端，B 、A 间的动摩擦因数为μ，最后B 未滑离A .已知M ＝2m ，重力加速度为g .求：图3(1)A 、B 达到共同速度的时间和共同速度的大小； (2)木板A 的最短长度L . 答案 (1)4v 03μg v 03 (2)4v 023μg解析 (1)对A 、B 分别由牛顿第二定律得 μmg ＝Ma A ，μmg ＝ma B又M ＝2m ，可得a A ＝12μg ，a B ＝μg规定水平向右为正方向，经时间t 两者达到共同速度v ，则v ＝v 0－a B t ＝－v 0＋a A t 解得t ＝2v 0a A ＋a B ＝4v 03μg，v ＝－v 03.即A 、B 的共同速度大小为v 03.(2)在时间t 内：A 的位移x A ＝－v 0＋v 2t ＝－8v 029μgB 的位移x B ＝v 0＋v 2t ＝4v 029μg木板A 的最短长度为两者的相对位移大小，即L ＝Δx ＝x B －x A ＝4v 023μg.4．(多选)如图4甲所示，倾角为θ的足够长的传送带以恒定的速度v 0沿逆时针方向运行．t ＝0时，将质量m ＝1 kg 的物体(可视为质点)轻放在传送带上端，物体相对地面的v －t 图像如图乙所示．设沿传送带向下为正方向，取重力加速度g ＝10 m/s 2.则( )图4A ．传送带的速度v 0＝10 m/sB ．传送带的倾角θ＝30°C ．物体与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.5D ．0～2 s 内摩擦力对物体做功W ＝－24 J 答案 ACD解析 由题图乙可知，当物体速度达到v 0＝10 m/s 时，加速度的大小发生了变化，这是因为此时物体与传送带达到共速，物体受到的滑动摩擦力变向所致，故A 正确；0～1 s 内物体的加速度为a 1＝10 m/s 2,1～2 s 内为a 2＝2 m/s 2，则有mg sin θ＋μmg cos θ＝ma 1，mg sin θ－μmg cos θ＝ma 2，联立解得θ＝37°，μ＝0.5，故B 错误，C 正确；设物体的两段位移为x 1、x 2，则有x 1＝v 022a 1＝1022×10 m ＝5 m ，x 2＝v 2－v 022a 2＝122－1022×2 m ＝11 m ，摩擦力对物体做的功为W ＝W 1＋W 2＝(μmg cos θ)x 1－(μmg cos θ)x 2＝－24 J ，故D 正确．5.(多选)(2020·山东日照市模拟)滑沙运动是小孩比较喜欢的一项运动，其运动过程可类比为如图5所示的模型，倾角为37°的斜坡上有长为1 m 的滑板，滑板与沙间的动摩擦因数为916.小孩(可视为质点)坐在滑板上端，与滑板一起由静止开始下滑．小孩与滑板之间的动摩擦因数取决于小孩的衣料，假设图中小孩与滑板间的动摩擦因数为0.5，小孩的质量与滑板的质量相等，斜坡足够长，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g 取10 m/s 2，则下列判断正确的是( )图5A ．小孩在滑板上下滑的加速度大小为2 m/s 2B ．小孩和滑板脱离前滑板的加速度大小为0.5 m/s 2C ．经过 2 s 的时间，小孩离开滑板D ．小孩离开滑板时的速度大小为433 m/s答案 AC解析 对小孩，由牛顿第二定律得，加速度大小为a 1＝mg sin 37°－μ1mg cos 37°m ＝2 m/s 2，同理对滑板，加速度大小为a 2＝mg sin 37°＋μ1mg cos 37°－2μ2mg cos 37°m＝1 m/s 2，选项A 正确，B 错误；要使小孩与滑板分离，12a 1t 2－12a 2t 2＝L ，解得t ＝ 2 s(另一解不符合，舍去)，离开滑板时小孩的速度大小为v ＝a 1t ＝2 2 m/s ，选项C 正确，D 错误．6．(多选)(2019·河南天一大联考上学期期末)如图6甲所示，一滑块置于足够长的长木板左端，木板放置在水平地面上．已知滑块和木板的质量均为2 kg ，现在滑块上施加一个F ＝0.5t (N)的变力作用，从t ＝0时刻开始计时，滑块所受摩擦力随时间变化的关系如图乙所示．设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，重力加速度g 取10 m/s 2，则下列说法正确的是( )图6A ．滑块与木板间的动摩擦因数为0.4B ．木板与水平地面间的动摩擦因数为0.2C ．图乙中t 2＝24 sD ．木板的最大加速度为2 m/s 2 答案 ACD解析 由题图乙可知，滑块与木板之间的滑动摩擦力为8 N ，则滑块与木板间的动摩擦因数为μ＝F fm mg ＝820＝0.4，选项A 正确．由题图乙可知t 1时刻木板相对地面开始滑动，此时滑块与木板相对静止，则木板与水平地面间的动摩擦因数为μ′＝F f ′2mg ＝440＝0.1，选项B 错误．t 2时刻，滑块与木板将要发生相对滑动，此时滑块与木板间的摩擦力达到最大静摩擦力F fm ＝8 N ，此时两物体的加速度相等，且木板的加速度达到最大，则对木板：F fm －μ′·2mg ＝ma m ，解得a m ＝2 m/s 2；对滑块：F －F fm ＝ma m ，解得F ＝12 N ，则由 F ＝0.5t (N)可知，t ＝24 s ，选项C 、D 正确．7．有一项游戏可简化如下：如图7所示，滑板长L ＝1 m ，起点A 到终点线B 的距离s ＝5 m ．开始滑板静止，右端与A 平齐，滑板左端放一可视为质点的滑块，对滑块施一水平恒力F 使滑板前进．滑板右端到达B 处冲线，游戏结束．已知滑块与滑板间动摩擦因数μ＝0.5，地面视为光滑，滑块质量m 1＝2 kg ，滑板质量m 2＝1 kg ，重力加速度g 取10 m/s 2，求：图7(1)滑板由A 滑到B 的最短时间；(2)为使滑板能以最短时间到达B ，水平恒力F 的取值范围． 答案 (1)1 s (2)30 N ≤F ≤34 N解析 (1)滑板由A 滑到B 过程中一直加速时，所用时间最短． 设滑板加速度为a 2，则有 F f ＝μm 1g ＝m 2a 2， 解得a 2＝10 m/s 2，由s ＝a 2t 22，解得t ＝1 s.(2)滑板与滑块刚好要相对滑动时，水平恒力最小，设为F 1，此时可认为二者加速度相等， F 1－μm 1g ＝m 1a 2， 解得F 1＝30 N ，当滑板运动到B ，滑块刚好脱离时，水平恒力最大，设为F 2，设滑块加速度为a 1， F 2－μm 1g ＝m 1a 1， a 1t 22－a 2t 22＝L ， 解得F 2＝34 N ，则水平恒力大小范围是30 N ≤F ≤34 N.8．如图8甲所示，倾角为37°的足够长的传送带以4 m/s 的速度顺时针转动，现使小物块以2 m/s 的初速度沿斜面向下冲上传送带，小物块的速度随时间变化的关系如图乙所示，g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，试求：图8(1)小物块与传送带间的动摩擦因数为多大； (2)0～8 s 内小物块在传送带上留下的划痕为多长． 答案 (1)78(2)18 m解析 (1)根据v －t 图像的斜率表示加速度可得a ＝Δv Δt ＝22 m/s 2＝1 m/s 2对小物块，由牛顿第二定律得μmg cos 37°－mg sin 37°＝ma 解得μ＝78(2)0～8 s 内只有前6 s 内物块与传送带发生相对滑动， 0～6 s 内传送带匀速运动的距离为： x 带＝4×6 m ＝24 m ，由题图乙可知：0～2 s 内物块位移大小为： x 1＝12×2×2 m ＝2 m ，方向沿传送带向下，2～6 s 内物块位移大小为：x 2＝12×4×4 m ＝8 m ，方向沿传送带向上所以划痕的长度为：Δx ＝x 带＋x 1－x 2＝(24＋2－8) m ＝18 m.。
(完整word版)高考物理滑块和传送带问题及答案
一、滑块问题1．以下图，有一块木板静止在圆滑且足够长的水平面上，木板质量为M=4kg，长为L=1.4m；木板右端放着一小滑块，小滑块质量为 m=1kg ，其尺寸远小于 L 。
小滑块与木板之间的动摩擦因数为0.4 (g 10m / s2 )（1）现用恒力 F作用在木板 M 上，为了使得 m能从 M 上边滑落下来，问： F大小的范围是什么？（2）其余条件不变，若恒力F=22.8 牛顿，且一直作用在 M 上，最终使得 m能从 M 上边滑落下来。
问：m在M 上边滑动的时间是多大？分析：（ 1）小滑块与木板间的滑动摩擦力f Nmg小滑块在滑动摩擦力f作用下向右匀加快运动的加快度a1 f / m g4m / s2木板在拉力 F和滑动摩擦力 f作用下向右匀加快运动的加快度a2( F f ) / M 使 m能从 M 上边滑落下来的条件是a2a1即 (F f ) / M f / m 解得 F( M m) g20N（ 2）设 m在 M 上滑动的时间为 t，当恒力 F=22.8N ，木板的加快度a2( F f ) / M 4.7m / s2）小滑块在时间 t内运动位移S1a1t 2/ 2木板在时间 t内运动位移S2a2t 2/ 2因S2S1L即 4.7t 2 / 24t 2 / 2 1.4解得 t2s2．长为 1.5m 的长木板 B 静止放在水平冰面上，小物块 A 以某一初速度从木板 B 的左端滑上长木板 B，直到 A、B 的速度达到同样，此时 A、B 的速度为 0.4m/s，而后 A、B 又一起在水平冰面上滑行了8.0cm 后停下．若小物块 A 可视为质点，它与长木板 B 的质量同样， A、 B 间的动摩擦因数μ1．求：（取 g=10m/s2）v=0.25（ 1）木块与冰面的动摩擦因数．A B （2）小物块相关于长木板滑行的距离．（3）为了保证小物块不从木板的右端滑落，小物块滑上长木板的初速度应为多大？分析：（ 1） A、 B 一同运动时，受冰面对它的滑动摩擦力，做匀减速运动，加快度v222a g 1.0m/s解得木板与冰面的动摩擦因数μ=0.102s（ 2）小物块 A 在长木板上受木板对它的滑动摩擦力，做匀减速运动，加快度a1=μ1g=2.5m/s2小物块 A 在木板上滑动，木块 B 受小物块 A 的滑动摩擦力和冰面的滑动摩擦力，做匀加快运动，有μ1mg－μ2(2m)g=ma2解得加快度 a2=0.50m/s2设小物块滑上木板时的初速度为v10，经时间 t 后 A、 B 的速度同样为 v由长木板的运动得 v=a2t ，解得滑行时间tv0.8s a2小物块滑上木板的初速度v10=v＋a t=2.4m/s1小物块 A 在长木板 B 上滑动的距离为s s s v t 1 a t21a t2 0.96m12012122（ 3）小物块 A 滑上长木板的初速度越大，它在长木板 B 上相对木板滑动的距离越大，当滑动距离等于木板长时，物块 A 达到木板 B 的最右端，二者的速度相等（设为v′)，这类状况下 A 的初速度为保证不从木板上滑落的最大初速度，设为v0．有 v0 t 1a1t 21a2t 2L 22v0 v a1t v a2t由以上三式解得，为了保证小物块不从木板的右端滑落，小物块滑上长木板的初速度不大于最大初速度v02( a1a2 ) L 3.0m/s动力学中的传递带问题一、传递带模型中要注意摩擦力的突变①滑动摩擦力消逝②滑动摩擦力突变成静摩擦力③滑动摩擦力改变方向二、传递带模型的一般解法①确立研究对象；②剖析其受力状况和运动状况，（画出受力剖析图和运动情况图），注意摩擦力突变对物体运动的影响；③分清楚研究过程，利用牛顿运动定律和运动学规律求解未知量。
滑块—滑板与传送带模型
滑块—滑板与传送带模型 (题型研究课)
(一) 滑块—滑板模型 (二) 传送带模型 (三) 历年真题集中演练 课时达标检测
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(一) 滑块—滑板模型
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1．两种位移关系 滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和 滑板同向运动，位移之差等于板长；反向运动时，位移之 和等于板长。
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[解析] μg＝ 4
物块刚滑上传送带时，速度方向向左，由于物块与
传送带间的摩擦作用，使得它做匀减速运动，加速度大小为a＝ m/s2，当物块的速度减小到0时，物块前进的距离为s＝ 0－ 42 m＝ 2 m，其值小于AB的长 3 m，故物块减速到0后仍 2×－ 4 在传送带上，所以它会随传送带向右运动，其加速度的大小与 减速时是相等的，其速度与传送带的速度相等时物块向右滑行 22－ 0 的距离为s′＝ m＝ 0.5 m，其值小于物块向左前进的距 2× 4 离，说明物块仍在传送带上，以后物块相对于传送带静止，其 速度大小等于传送带的速度大小，所以选项B正确。 [答案] B
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[通法归纳]
求解“滑块 —滑板 ”类问题的方法技巧 (1)弄清各物体初态对地的运动和相对运动(或相对运动趋 势 )，根据相对运动(或相对运动趋势)情况，确定物体间的摩 擦力方向。 (2)正确地对各物体进行受力分析，并根据牛顿第二定律 确定各物体的加速度，结合加速度和速度的方向关系确定物 体的运动情况。 (3)速度相等是这类问题的临界点，此时往往意味着物体 间的相对位移最大，物体的受力和运动情况可能发生突变。
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解析： 由于 μ<tan θ，由μmgcos θ<mg sin θ 可知， A沿斜面向下匀加速下滑，加速度 aA ＝ gsin θ－ μgcos θ，故 A错误；将 A、 B及 斜面体视为整体，受力分析可知地面对斜面体的摩擦力等于 m(gsin θ－ μgcos θ)cos θ＋ Fcos θ，地面受到的压力为 (M＋ 2m)g － Fsin θ－ m(gsin θ－ μgcos θ)sin θ，故B、 C错误； B与斜面体 的正压力 N＝ 2mgcos θ，对 B受力分析如图所示，根据共点力平 f′ 衡有： F＝ mgsin θ＋ μmgcos θ＋ f′，则动摩擦因数 μ＝ ＝ N F－ mgsin θ－ μmgcos θ ，故 D正确。 2mgcos θ 答案： D
高中物理必修1核心知识点《滑块—木板模型和传送带模型》典型题强化训练(新含答案)
高中物理必修1核心知识点典型题强化训练《滑块—木板模型和传送带模型》(45分钟100分)一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分，其中第1～6题为单选题，第7～10题为多选题)1．如图1所示，水平桌面由粗糙程度不同的AB、BC两部分组成，且AB ＝BC.小物块P(可视为质点)以某一初速度从A点滑上桌面，最后恰好停在C点，已知物块经过AB与BC两部分的时间之比为1∶4，则物块P与桌面上AB、BC 部分之间的动摩擦因数μ1、μ2之比为(物块P在AB、BC上所做两段运动均可看做匀变速直线运动)()图1A．1∶4B．8∶1C．1∶1 D．4∶12．如图2所示，粗糙的传送带与水平方向夹角为θ，当传送带静止时，在传送带上端轻放一小物块，物块下滑到底端时间为T，则下列说法正确的是()图2A．当传送带顺时针转动时，物块下滑的时间可能大于TB．当传送带顺时针转动时，物块下滑的时间可能小于TC．当传送带逆时针转动时，物块下滑的时间等于TD．当传送带逆时针转动时，物块下滑的时间小于T3．如图3所示，一水平传送带长为20 m，以2 m/s的速度匀速转动．已知某物块与传送带间的动摩擦因数为0.1，现将该物块由静止轻放到传送带的A 端．则物块被送到B端所需的时间为(g取10 m/s2)()图3A．210 s B．10 sC．11 s D．9 s4．如图4所示为粮袋的传送装置，已知AB间长度为L，传送带与水平方向的夹角为θ，工作时其运行速度为v，粮袋与传送带间的动摩擦因数为μ，正常工作时工人在A点将粮袋放到运行中的传送带上，关于粮袋从A到B的运动，以下说法正确的是(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()图4A．粮袋到达B点的速度与v比较，可能大，也可能相等或小B．粮袋开始运动的加速度为g(sin θ－μcos θ)，若L足够大，则以后将一定以速度v做匀速运动C．若μ>tan θ，则粮袋从A到B一定一直是做加速运动D．不论μ大小如何，粮袋从A到B一直做匀加速运动，且a>g sin θ5．如图5所示，一条足够长的浅色水平传送带自左向右匀速运行．现将一个木炭包无初速度地放在传送带的最左端，木炭包在传送带上将会留下一段黑色的径迹．下列说法中正确的是()图5A．黑色的径迹将出现在木炭包的左侧B．木炭包的质量越大，径迹的长度越短C．传送带运动的速度越大，径迹的长度越短D．木炭包与传送带间动摩擦因数越大，径迹的长度越短6．如图6甲所示，静止在光滑水平面上的长木板B(长木板足够长)的左端静止放着小物块A.某时刻，A受到水平向右的外力F作用，F随时间t的变化规律如图乙所示，即F＝kt，其中k为已知常数．设物体A、B之间滑动摩擦力大小等于最大静摩擦力F f，且A、B的质量相等，则下列可以定性描述长木板B 运动的v-t图象是()甲乙图6A B C D7．如图所示，三角形传送带以1 m/s的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是2 m，且与水平方向的夹角均为37°，现有两个质量相等的小物块A、B从传送带顶端都以1 m/s的初速度沿传送带下滑，两物块与传送带间的动摩擦因数都是0.5，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，下列判断正确的是()A．物体A先到达传动带底端B．物块A、B同时到达传送带底端C．传送带对物块A、B的摩擦力都沿传送带向上D．物块A下滑过程中相对传送带的路程小于物块B下滑过程中相对传送带的路程8．小滑块从A处由静止开始沿斜面下滑，经过静止的粗糙水平传送带后以速率v0离开C点．如图所示，若传送带转动而其他条件不变，下列说法正确的是()A．若沿顺时针方向转动，滑块离开C点的速率仍为v0B．若沿顺时针方向转动，滑块离开C点的速率可能大于v0C．若沿逆时针方向转动，滑块离开C点的速率一定为v0D．若沿逆时针方向转动，滑块离开C点的速率可能小于v09．如图甲所示，在光滑水平面上叠放着A、B两物体，现对A施加水平向右的拉力F，通过传感器可测得物体A的加速度a随拉力F变化的关系如图乙所示．已知重力加速度g取10 m/s2，由图线可知()A．物体A的质量m A＝2 kgB．物体A的质量m A＝6 kgC．物体A、B间的动摩擦因数μ＝0.2D．物体A、B间的动摩擦因数μ＝0.510．如图所示，水平传送带以速度v1顺时针匀速运动，小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连，t＝0时刻P在传送带左端具有速度v2，P与定滑轮间的绳水平，t＝t0时刻P离开传送带．不计定滑轮质量和滑轮与绳之间的摩擦，绳足够长．下列描述小物体P的速度随时间变化的图象中正确的是()A B C D二、非选择题(本题共2小题，共40分)11．(18分)如图11所示，传送带与地面的夹角为θ＝37°，从A到B的长度为16 m，传送带以10 m/s的速率逆时针传动．在传送带上端A无初速度地放一个质量为0.5 kg的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为0.5.求物体从A运动到B所需的时间．(取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2.)图1112．(22分)如图12所示，两个滑块A和B的质量分别为m A＝1 kg和m B＝5 kg，放在静止于水平地面上的木板的两端，两者与木板间的动摩擦因数均为μ1＝0.5；木板的质量为m＝4 kg，与地面间的动摩擦因数为μ2＝0.1.某时刻A、B 两滑块开始相向滑动，初速度大小均为v0＝3 m/s.A、B相遇时，A与木板恰好相对静止．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g＝10 m/s2.求：图12(1)B与木板相对静止时，木板的速度；(2)A、B开始运动时，两者之间的距离.高中物理必修1核心知识点典型题强化训练《滑块—木板模型和传送带模型》（参考答案）(45分钟100分)一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分，其中第1～6题为单选题，第7～10题为多选题)1．如图1所示，水平桌面由粗糙程度不同的AB 、BC 两部分组成，且AB ＝BC .小物块P (可视为质点)以某一初速度从A 点滑上桌面，最后恰好停在C 点，已知物块经过AB 与BC 两部分的时间之比为1∶4，则物块P 与桌面上AB 、BC 部分之间的动摩擦因数μ1、μ2之比为(物块P 在AB 、BC 上所做两段运动均可看做匀变速直线运动)( )图1A ．1∶4B ．8∶1C ．1∶1D ．4∶1B [设物块P 到达B 点时的速度为v B ，根据匀变速直线运动平均速度的推论有v 0＋v B 2t 1＝v B 2t 2，又t 1∶t 2＝1∶4，解得v B ＝v 03，P 在AB 上的加速度为a 1＝μ1g ＝v 0－v B t 1，在BC 上的加速度为a 2＝μ2g ＝v B t 2，联立解得μ1∶μ2＝8∶1，B 正确．] 2．如图2所示，粗糙的传送带与水平方向夹角为θ，当传送带静止时，在传送带上端轻放一小物块，物块下滑到底端时间为T ，则下列说法正确的是( )图2A ．当传送带顺时针转动时，物块下滑的时间可能大于TB ．当传送带顺时针转动时，物块下滑的时间可能小于TC ．当传送带逆时针转动时，物块下滑的时间等于TD ．当传送带逆时针转动时，物块下滑的时间小于TD [当传送带顺时针转动时，物块受重力、支持力和沿传送带向上的摩擦力，加速度与传送带静止时加速度相同，所以物块下滑的时间等于T ，故A 、B 错误．当传送带逆时针转动时，物块受重力、支持力和沿传送带向下的摩擦力，向下做匀加速直线运动的加速度大于传送带静止时的加速度，则物块下滑的时间小于T，故C错误，D正确．]3．如图3所示，一水平传送带长为20 m，以2 m/s的速度匀速转动．已知某物块与传送带间的动摩擦因数为0.1，现将该物块由静止轻放到传送带的A 端．则物块被送到B端所需的时间为(g取10 m/s2)()图3A．210 s B．10 sC．11 s D．9 sC[本题的易错之处是摩擦力方向的判定，以及同速时摩擦力突变．物块刚放上传送带时，速度小于传送带的速度，物块受到向右的滑动摩擦力作用而做匀加速运动，对物块应用牛顿第二定律得μmg＝ma，a＝μg＝1 m/s2.物块加速到v 运动的距离为L0，由运动学公式得v2＝2aL0，L0＝2 m．设传送带长为L，由于L>L0，当物块与传送带同速后，两者相对静止，无相对运动趋势，摩擦力突然变为零，物块做匀速运动．因此物块先加速后匀速．加速阶段v＝at1，得t1＝2 s．匀速阶段L－L0＝v t2，得t2＝9 s．则物块从A端被送到B端所用的时间为t＝t1＋t2，得t＝11 s．故C正确．]4．如图4所示为粮袋的传送装置，已知AB间长度为L，传送带与水平方向的夹角为θ，工作时其运行速度为v，粮袋与传送带间的动摩擦因数为μ，正常工作时工人在A点将粮袋放到运行中的传送带上，关于粮袋从A到B的运动，以下说法正确的是(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()图4A．粮袋到达B点的速度与v比较，可能大，也可能相等或小B．粮袋开始运动的加速度为g(sin θ－μcos θ)，若L足够大，则以后将一定以速度v做匀速运动C．若μ>tan θ，则粮袋从A到B一定一直是做加速运动D．不论μ大小如何，粮袋从A到B一直做匀加速运动，且a>g sin θA[开始时，粮袋相对传送带向上运动，受重力、支持力和沿传送带向下的摩擦力，由牛顿第二定律可知，mg sin θ＋μF N＝ma，F N＝mg cos θ，解得a＝g sin θ＋μg cos θ，故B项错误；粮袋加速到与传送带相对静止时，若mg sin θ<μmg cos θ，即当μ>tan θ时粮袋将做匀速运动，A正确，C、D错误．]5．如图5所示，一条足够长的浅色水平传送带自左向右匀速运行．现将一个木炭包无初速度地放在传送带的最左端，木炭包在传送带上将会留下一段黑色的径迹．下列说法中正确的是()【导学号：84082176】图5A．黑色的径迹将出现在木炭包的左侧B．木炭包的质量越大，径迹的长度越短C．传送带运动的速度越大，径迹的长度越短D．木炭包与传送带间动摩擦因数越大，径迹的长度越短D[木炭包相对于传送带向左运动，因此径迹在木炭包右侧，A错误．设动摩擦因数为μ，传送带的速度为v，则木炭包与传送带共速时，所用时间t＝vμg，运动的位移x1＝v2t＝v22μg，传送带运动的位移x2＝v t＝v2μg，径迹长L＝x2－x1＝v22μg，由此可知D正确，B、C错误．]6．如图6甲所示，静止在光滑水平面上的长木板B(长木板足够长)的左端静止放着小物块A.某时刻，A受到水平向右的外力F作用，F随时间t的变化规律如图乙所示，即F＝kt，其中k为已知常数．设物体A、B之间滑动摩擦力大小等于最大静摩擦力F f，且A、B的质量相等，则下列可以定性描述长木板B运动的v-t图象是()甲乙图6A B C DB[A、B相对滑动之前加速度相同，由整体法可得：F＝2ma，当A、B间，之后木板刚好发生相对滑动时，对木板有F f＝ma，故此时F＝2F f＝kt，t＝2F fk做匀加速直线运动，故只有B项正确．]7．如图7所示，三角形传送带以1 m/s的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是2 m，且与水平方向的夹角均为37°，现有两个质量相等的小物块A、B从传送带顶端都以1 m/s的初速度沿传送带下滑，两物块与传送带间的动摩擦因数都是0.5，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，下列判断正确的是()图7A．物体A先到达传动带底端B．物块A、B同时到达传送带底端C．传送带对物块A、B的摩擦力都沿传送带向上D．物块A下滑过程中相对传送带的路程小于物块B下滑过程中相对传送带的路程BCD[本题易错之处是误认为物块A所受的摩擦力沿传送带向下．对物块A：mg sin θ>μmg cos θ，所以物块A相对于传送带下滑，物块B与传送带初速度相返，也相对于传送带下滑，故传送带对两物块的滑动摩擦力均沿传送带向上，大小也相等，故两物块沿传送带向下的加速度大小相等，滑到底端时位移大小相等，故时间相等，选项A错误，B、C正确；A与传送带是同向运动的，A相对传送带的路程是A对地路程减去在此时间内传送带的路程；B与传送带是反向运动的，B相对传送带的路程是B对地路程加上在此时间内传送带的路程，故物块A下滑过程中相对传送带的路程小于物块B下滑过程中相对传送带的路程，D正确．]8．小滑块从A处由静止开始沿斜面下滑，经过静止的粗糙水平传送带后以速率v0离开C点．如图8所示，若传送带转动而其他条件不变，下列说法正确的是()图8A．若沿顺时针方向转动，滑块离开C点的速率仍为v0B．若沿顺时针方向转动，滑块离开C点的速率可能大于v0C．若沿逆时针方向转动，滑块离开C点的速率一定为v0D．若沿逆时针方向转动，滑块离开C点的速率可能小于v0BC[本题易错之处是不能正确分析各种情况下滑块所受的摩擦力．传送带静止或沿逆时针方向转动时，滑块相对传送带向右滑动，受到向左的滑动摩擦力作用，在传送带上做匀减速直线运动，且运动情况完全相同，选项C正确，D 错误；传送带沿顺时针方向转动时，当滑块滑动到传送带左侧时的速度分别大于、小于和等于传送带速度时，滑块相对传送带分别向右、向左滑动和相对静止，滑块分别受到向左、向右的滑动摩擦力和不受摩擦力作用，分三种情况讨论，受摩擦力向左时滑块减速运动，减速到与传送带速度相等时再匀速以大于v0的速率离开C点，达不到传送带速度则以v0的速率离开C点；受摩擦力向右时滑块加速运动，无论能否达到传送带速度均以大于v0的速度离开C点；当摩擦力为零时，滑块匀速运动，所以选项A错误，B正确．]9．如图9甲所示，在光滑水平面上叠放着A、B两物体，现对A施加水平向右的拉力F，通过传感器可测得物体A的加速度a随拉力F变化的关系如图乙所示．已知重力加速度g取10 m/s2，由图线可知()【导学号：84082177】图9A．物体A的质量m A＝2 kgB．物体A的质量m A＝6 kgC．物体A、B间的动摩擦因数μ＝0.2D．物体A、B间的动摩擦因数μ＝0.5BC[a-F图线的斜率等于质量的倒数，由图可知，拉力F>48 N后，图线斜率变大，表明研究对象质量减小，物体A、B间发生相对滑动，故m A＋m B＝1k1＝8 kg，m A＝1k2＝6 kg.由图象知：当F＝60 N时，a＝8 m/s2，又F－μm A g＝m A a，解得μ＝0.2.]10．如图10所示，水平传送带以速度v1顺时针匀速运动，小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连，t＝0时刻P在传送带左端具有速度v2，P与定滑轮间的绳水平，t＝t0时刻P离开传送带．不计定滑轮质量和滑轮与绳之间的摩擦，绳足够长．下列描述小物体P的速度随时间变化的图象中正确的是()图10A B C DBC[(1)如果小物体P的速度v2小于水平传送带的速度v1，则小物体P受到的滑动摩擦力方向水平向右，①当小物体P受到的滑动摩擦力大于小物体Q 所受到的重力时，在滑动摩擦力和细绳的弹力的作用下使得小物体P加速，当小物体P的速度与水平传送带的速度v1相同时，停止加速，由于小物体P受到水平向右的最大静摩擦力(略大于滑动摩擦力)大于小物体Q所受到的重力，小物体P将与水平传送带一起做匀速直线运动直至从水平传送带的右侧滑出，则B图中的v-t图象与之对应；②当小物体P受到的滑动摩擦力等于小物体Q所受到的重力时，在滑动摩擦力和细绳的弹力的作用下使得小物体P以速度v2做匀速直线运动直至从水平传送带的右侧滑出，无v-t图象与之对应；③当小物体P受到的滑动摩擦力小于小物体Q所受到的重力时，有可能在滑动摩擦力和细绳的弹力的作用下使得小物体P做匀减速直线运动直至从水平传送带的右侧滑出，无v-t 图象与之对应；也有可能在滑动摩擦力和细绳的弹力的作用下使得小物体P做匀减速直线运动直至速度变为零，然后做加速度不变的反方向的匀加速直线运动直至从水平传送带的左侧滑出，无v-t图象与之对应；(2)如果小物体P的速度v2大于水平传送带的速度v1，则小物体P受到的滑动摩擦力方向水平向左，在滑动摩擦力和细绳的弹力的作用下使得小物体P做匀减速直线运动，①有可能小物体P 一直做匀减速直线运动直至从水平传送带的右侧滑出，无v -t 图象与之对应；②有可能速度与水平传送带的速度v 1相同时，停止减速，若小物体P 受到水平向右的最大静摩擦力大于或等于小物体Q 所受到的重力，小物体P 将与水平传送带一起做匀速直线运动直至从水平传送带的右侧滑出，无v -t 图象与之对应；若小物体P 受到水平向右的最大静摩擦力小于小物体Q 所受到的重力，小物体P 将又开始做匀减速直线运动(此时加速度的大小小于刚开始时加速度的大小)，有可能一直做匀减速直线运动直至从水平传送带的右侧滑出，无v -t 图象与之对应；有可能先减速到零然后做加速度大小不变的反向的匀加速直线运动直至从水平传送带的左端滑出，则C 图中的v -t 图象与之对应．故选B 、C.]二、非选择题(本题共2小题，共40分)11．(18分)如图11所示，传送带与地面的夹角为θ＝37°，从A 到B 的长度为16 m ，传送带以10 m/s 的速率逆时针传动．在传送带上端A 无初速度地放一个质量为0.5 kg 的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为0.5.求物体从A 运动到B 所需的时间．(取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g ＝10 m/s 2.)图11【解析】 物体沿传送带下滑的开始阶段，摩擦力方向沿传送带向下，先做匀加速运动，当速度达到10 m/s 后，因mg sin θ>μmg cos θ，剩下一段加速度发生改变后，再继续做匀加速运动一直滑到B 点．物体刚开始一段过程受力分析如图甲所示，根据牛顿第二定律有mg sin θ＋μmg cos θ＝ma 1，则a 1＝g sin θ＋μg cos θ＝10 m/s 2.物体加速直到速度为10 m/s 时，时间t 1＝v a 1＝1 s ，运动位移x ＝a 1t 212＝10×12m ＝5 m<16m.当物体速度大于传送带速度时，其受力分析如图乙所示，由牛顿第二定律得mg sin θ－μmg cos θ＝ma2，则a2＝g sin θ－μg cos θ＝2 m/s2.此过程中物体运动时间，得t2＝1 s，t2＝－11 s(舍去)．为t2，则L－x＝v t2＋a2t222物体从A运动到B所用时间t总＝t1＋t2＝2 s.【答案】 2 s12．(22分)如图12所示，两个滑块A和B的质量分别为m A＝1 kg和m B＝5 kg，放在静止于水平地面上的木板的两端，两者与木板间的动摩擦因数均为μ1＝0.5；木板的质量为m＝4 kg，与地面间的动摩擦因数为μ2＝0.1.某时刻A、B 两滑块开始相向滑动，初速度大小均为v0＝3 m/s.A、B相遇时，A与木板恰好相对静止．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g＝10 m/s2.求：图12(1)B与木板相对静止时，木板的速度；(2)A、B开始运动时，两者之间的距离.【导学号：84082178】【解析】(1)滑块A和B在木板上滑动时，木板也在地面上滑动．设A、B 和木板所受的摩擦力大小分别为f1、f2和f3，A和B相对于地面的加速度大小分别为a A和a B，木板相对于地面的加速度大小为a1，在物块B与木板达到共同速度前有f1＝μ1m A g ①f2＝μ1m B g ②f3＝μ2(m＋m A＋m B)g ③由牛顿第二定律得f1＝m A a A ④f 2＝m B a B⑤ f 2－f 1－f 3＝ma 1⑥ 设在t 1时刻，B 与木板达到共同速度，其大小为v 1.由运动学公式有 v 1＝v 0－a B t 1⑦ v 1＝a 1t 1⑧ 联立①②③④⑤⑥⑦⑧式，代入已知数据得v 1＝1 m/s. ⑨(2)在t 1时间间隔内，B 相对于地面移动的距离为s B ＝v 0t 1－12a B t 21 ⑩设在B 与木板达到共同速度v 1后，木板的加速度大小为a 2，对于B 与木板组成的体系，由牛顿第二定律有f 1＋f 3＝(m B ＋m )a 2 ⑪ 由①②④⑤式知，a A ＝a B ；再由⑦⑧式知，B 与木板达到共同速度时，A 的速度大小也为v 1，但运动方向与木板相反．由题意知，A 和B 相遇时，A 与木板的速度相同，设其大小为v 2，设A 的速度大小从v 1变到v 2所用的时间为t 2，则由运动学公式，对木板有v 2＝v 1－a 2t 2⑫ 对A 有v 2＝－v 1＋a A t 2 ⑬ 在t 2时间间隔内，B (以及木板)相对地面移动的距离为s 1＝v 1t 2－12a 2t 22 ⑭在(t 1＋t 2)时间间隔内，A 相对地面移动的距离为s A ＝v 0(t 1＋t 2)－12a A (t 1＋t 2)2 ⑮A 和B 相遇时，A 与木板的速度也恰好相同．因此A 和B 开始运动时，两者之间的距离为s 0＝s A ＋s 1＋s B⑯ 联立以上各式，并代入数据得s 0＝1.9 m⑰ (也可用如图所示的速度—时间图线求解)【答案】 (1)1 m/s (2)1.9 m。
2023高考物理专题冲刺训练--传送带模型
传送带模型一、水平传送带【题型要点】1．水平传送带模型 项目 图示滑块可能的运动情况情景1①可能一直加速②可能先加速后匀速情景2①v 0>v ，可能一直减速，也可能先减速再匀速②v 0＝v ，一直匀速③v 0<v ，可能一直加速，也可能先加速再匀速 情景3①传送带较短时，滑块一直减速到达左端②传送带较长时，滑块还要被传送带传回右端．若v 0>v ，返回时速度为v ，若v 0<v ，返回时速度为v 01. (多选)如图所示,水平传送带A 、B 两端相距m 5.7=s ，工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.1。
工件滑上A 端的瞬时速度A v =4m/s ，到达B 端的瞬时速度设为B v ，g 取102m/s ,则( ) A ．若传送带不动,则B v =2m/sB ．若传送带以速度v=4m/s 逆时针匀速转动,B v =1m/sC ．若传送带以速度v=5m/s 顺时针匀速转动,B v =5m/sD ．若传送带以速度v=6m/s 顺时针匀速转动,B v =6m/s2. (多选)应用于机场和火车站的安全检查仪，其传送装置可简化为如图所示的模型．传送带始终保持v ＝0.4 m/s 的恒定速率运行，行李与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.2，A 、B 间的距离为2 m ，g 取10 m/s 2.旅客把行李(可视为质点)无初速度地放在A 处，则下列说法正确的是( )A ．开始时行李的加速度大小为2 m/s 2B ．行李经过2 s 到达B 处C ．行李到达B 处时速度大小为0.4 m/sD ．行李在传送带上留下的摩擦痕迹长度为0.08 m3. (多选)如图所示，在水平面上有一传送带以速率v1沿顺时针方向运动，传送带速度保持不变，传送带左右两端各有一个与传送带等高的光滑水平面和传送带相连(紧靠但不接触)，现有一物块在右端水平面上以速度v2向左运动，物块速度随时间变化的图象可能的是( )4. 某工厂检查立方体工件表面光滑程度的装置如图2所示，用弹簧将工件弹射到反向转动的水平皮带传送带上，恰好能传送到另一端是合格的最低标准。
高考物理一轮总复习第3章专题强化4传送带模型和“滑块_木板”模型提能训练(含答案)
高考物理一轮总复习提能训练：第三章 专题强化四基础过关练题组一 传送带模型1．(多选)为保障市民安全出行，有关部门规定：对乘坐轨道交通的乘客所携带的物品实施安全检查。
如图甲所示为乘客在进入地铁站乘车前，将携带的物品放到水平传送带上通过检测仪接受检查时的情景。
如图乙所示为水平传送带装置示意图。
紧绷的传送带ab 始终以1 m/s 的恒定速率运行，乘客将一质量为1 kg 的小包(可视为质点)无初速度地放在传送带左端的a 点，设行李与传送带之间的动摩擦因数为0.1，a 、b 间的距离为2 m ，g 取10 m/s 2。
下列速度—时间(v －t )图像和位移—时间(x －t )图像中，可能正确反映行李在a 、b 之间的运动情况的有(除C 中0～1 s 为曲线外，其余均为直线段)( AC )[解析] 行李放到传送带上，由μmg ＝ma 可得a ＝1 m/s 2，则由v ＝at ，得t ＝1 s ，可知行李在0～1 s 内做匀加速直线运动，与传送带共速后做匀速直线运动，故A 正确，B 错误；行李在t ＝1 s 时的位移x ＝12at 2＝0.5 m ，行李在0～1 s 内做匀加速直线运动，x －t图像为抛物线，之后做匀速直线运动，x －t 图像为直线，故C 正确，D 错误。
2.如图所示，水平传送带A 、B 两端相距s ＝3.5 m ，工件与传送带间的动摩擦因数μ＝0.1。
工件滑上A 端瞬时速度v A ＝4 m/s ，到达B 端的瞬时速度设为v B ，则下列说法不正确的是( D )A ．若传送带不动，则vB ＝3 m/sB ．若传送带以速度v ＝4 m/s 逆时针匀速转动，v B ＝3 m/sC ．若传送带以速度v ＝2 m/s 顺时针匀速转动，v B ＝3 m/sD ．若传送带以速度v ＝2 m/s 顺时针匀速转动，v B ＝2 m/s[解析] 若传动带不动或逆时针匀速转动，则工件水平方向受水平向左的滑动摩擦力作用，由牛顿第二定律，得μmg ＝ma ，由匀变速运动的规律可知v 2B －v 2A ＝－2as ，代入数据解得vB ＝3 m/s ，A 、B 正确；若传送带以速度v ＝2 m/s 顺时针匀速转动，假设工件在到达B 端前速度降至2 m/s ，则工件水平方向受水平向左的滑动摩擦力作用，设加速度大小为a ，由牛顿第二定律，得μmg ＝ma ，工件滑上传送带先做匀减速直线运动，当速度减小到2 m/s时所经过的位移x ＝v 2A －v22a ＝16－42m ＝6 m>3.5 m ，所以假设不成立，所以工件一直做匀减速运动，由匀变速运动的规律可知v 2B －v 2A ＝－2as ，代入数据解得vB ＝3 m/s ，D 错误，C 正确。
2024高考物理一轮复习专题练习及解析—传送带模型和“滑块—木板”模型
2024高考物理一轮复习专题练习及解析—传送带模型和“滑块—木板”模型1.如图所示，飞机场运输行李的倾斜传送带保持恒定的速率运行，将行李箱无初速度地放在传送带底端，当传送带将它送入飞机货舱前行李箱已做匀速运动．假设行李箱与传送带之间的动摩擦因数为μ，传送带与水平面的夹角为θ，已知滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力，下列说法正确的是()A．要实现这一目的前提是μ<tan θB．做匀速运动时，行李箱与传送带之间的摩擦力为零C．全过程传送带对行李箱的摩擦力方向沿传送带向上D．若使传送带速度足够大，可以无限缩短传送的时间2．(多选)图甲为一转动的传送带，以恒定的速率v顺时针转动．在传送带的右侧有一滑块以初速度v0从光滑水平面滑上传送带，运动一段时间后离开传送带，这一过程中滑块运动的v－t图像如图乙所示．由图像可知滑块()A．从右端离开传送带B．从左端离开传送带C．先受滑动摩擦力的作用，后受静摩擦力的作用D．变速运动过程中受滑动摩擦力的作用3．(多选)如图甲所示，光滑水平面上静置一个薄长木板，长木板上表面粗糙，其质量为M，t＝0时刻，质量为m的物块以速度v水平滑上长木板，此后木板与物块运动的v－t图像如图乙所示，重力加速度g取10 m/s2，下列说法正确的是()A．M＝mB．M＝2mC．木板的长度为8 mD．木板与物块间的动摩擦因数为0.14.(2023·甘肃省模拟)如图所示，水平匀速转动的传送带左右两端相距L＝3.5 m，物块A(可看作质点)以水平速度v0＝4 m/s滑上传送带左端，物块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.1，设A到达传送带右端时的瞬时速度为v，g取10 m/s2，下列说法不正确的是()A．若传送带速度等于2 m/s，物块不可能先做减速运动后做匀速运动B．若传送带速度等于3.5 m/s，v可能等于3 m/sC．若A到达传送带右端时的瞬时速度v等于3 m/s，传送带可能沿逆时针方向转动D．若A到达传送带右端时的瞬时速度v等于3 m/s，则传送带的速度不大于3 m/s5.(多选)(2023·福建福州市高三检测)如图所示，质量为M的长木板A以速度v0在光滑水平面上向左匀速运动，质量为m的小滑块B轻放在木板左端，经过一段时间恰好从木板的右端滑出，小滑块与木板间的动摩擦因数为μ，下列说法中正确的是()A．若只增大m，则小滑块不能滑离木板B．若只增大M，则小滑块在木板上运动的时间变短C．若只增大v0，则小滑块离开木板的速度变大D．若只减小μ，则小滑块滑离木板过程中小滑块对地的位移变大6．(多选)如图甲所示，一滑块置于足够长的长木板左端，木板放置在水平地面上．已知滑块和木板的质量均为2 kg，现在滑块上施加一个F＝0.5t (N)的变力作用，从t＝0时刻开始计时，滑块所受摩擦力随时间变化的关系如图乙所示．设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，重力加速度g取10 m/s2，则下列说法正确的是()A．滑块与木板间的动摩擦因数为0.4B．木板与水平地面间的动摩擦因数为0.2C．图乙中t2＝24 sD．木板的最大加速度为2 m/s27.(2023·山东泰安市模拟)如图所示，水平传送带AB间的距离为16 m，质量分别为2 kg、4 kg的物块P、Q通过绕在光滑定滑轮上的细线连接，Q在传送带的左端，且连接物块Q的细线水平，当传送带以8 m/s的速度逆时针转动时，Q恰好静止．重力加速度取g＝10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．当传送带以8 m/s 的速度顺时针转动时，下列说法正确的是()A．Q与传送带间的动摩擦因数为0.6B．Q从传送带左端滑到右端所用的时间为2.4 sC．Q从传送带左端滑到右端，相对传送带运动的距离为4.8 mD．Q从传送带左端滑到右端的过程细线受到的拉力大小恒为20 N 8．(2023·河南信阳市模拟)如图甲所示，在顺时针匀速转动且倾角为θ＝37°的传送带底端，一质量m＝1 kg的小物块以某一初速度向上滑动，传送带足够长，物块的速度与时间(v－t)关系的部分图像如图乙所示，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2，求：(1)物块与传送带之间的动摩擦因数μ；(2)物块沿传送带向上运动的最大位移；(3)物块向上运动到最高点的过程中相对传送带的路程．9.(2023·辽宁大连市检测)如图所示，一质量M＝2 kg的长木板B静止在粗糙水平面上，其右端有一质量m＝2 kg的小滑块A，对B施加一水平向右且大小为F＝14 N的拉力；t＝3 s后撤去拉力，撤去拉力时滑块仍然在木板上．已知A、B间的动摩擦因数为μ1＝0.1，B与地面间的动摩擦因数为μ2＝0.2，重力加速度取g ＝10 m/s2.(1)求有拉力时木板B和滑块A的加速度大小；(2)要使滑块A不从木板B左端掉落，求木板B的最小长度．1．C 2.AD 3.BC 4.D 5.AB6．ACD7．C [当传送带以v ＝8 m/s 的速度逆时针转动时，Q 恰好静止不动，对Q 受力分析知m P g ＝μm Q g ，解得μ＝0.5，A 错误；当传送带以v ＝8 m/s 的速度顺时针转动，物块Q 先做初速度为零的匀加速直线运动，有m P g ＋μm Q g ＝(m P ＋m Q )a ，解得a ＝203 m/s 2，当物块Q 速度达到传送带速度，即8 m/s 后，做匀速直线运动，由v ＝at 1，解得匀加速的时间t 1＝1.2 s ，匀加速的位移为x ＝v 22a ＝4.8 m ，则匀速运动的时间为t 2＝L －x v ＝1.4 s ，Q 从传送带左端滑到右端所用的时间为t 总＝t 1＋t 2＝2.6 s ，B 错误；加速阶段的位移之差为Δx ＝v t 1－x ＝4.8 m ，即Q 从传送带左端到右端相对传送带运动的距离为4.8 m ，C 正确；当Q 加速时，对P 分析有m P g －F T ＝m P a ，解得F T ＝203N ，之后做匀速直线运动，有F T ′＝20 N ，D 错误．] 8．(1)0.5 (2)6.4 m (3)4.8 m解析 (1)由题图乙可知，物块的初速度v 0＝8 m/s ，物块的速度减速到与传送带的速度相同时，加速度发生变化，所以传送带转动时的速度v ＝4 m/s ，从t ＝0到t＝0.4 s 时间内，物块加速度大小为a 1＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪Δv Δt ＝8－40.4 m/s 2＝10 m/s 2，方向沿斜面向下；物块受到重力、支持力和沿斜面向下的摩擦力的作用，沿斜面方向由牛顿第二定律有mg sin θ＋μmg cos θ＝ma 1，解得μ＝0.5.(2)设在t ＝0.4 s 后，物块做减速运动的加速度大小为a 2，物块受到重力、支持力和沿斜面向上的摩擦力的作用，由牛顿第二定律可得mg sin θ－μmg cos θ＝ma 2，解得a 2＝2 m/s 2，物块从t ＝0.4 s 开始，经过t 1时间速度减为零，则t 1＝42 s ＝2 s ，从t ＝0到t ＝0.4 s ，物块位移为x 1＝v 0Δt －12a 1(Δt )2＝2.4 m ，从t ＝0.4 s 到t ＝2.4 s ，物块减速到零的位移为x 2＝v 2t 1＝42×2 m ＝4 m ，物块沿传送带向上运动过程中的位移为x ＝x 1＋x 2＝6.4 m.(3)从t ＝0到t ＝0.4 s ，传送带位移为x 3＝v Δt ＝1.6 m ，物块相对传送带向上运动Δx 1＝x 1－x 3＝0.8 m ，从t ＝0.4 s 到t ＝2.4 s ，传送带位移x 4＝v t 1＝8 m ，物块相对传送带向下运动Δx 2＝x 4－x 2＝4 m ，故物块向上运动到最高点的过程中，物块相对传送带的路程Δx ＝Δx 1＋Δx 2＝4.8 m.9．(1)2 m/s 2 1 m/s 2 (2)5.25 m解析 (1)对滑块A 根据牛顿第二定律可得μ1mg ＝ma 1，故A 的加速度大小为a 1＝1 m/s 2，方向向右；对木板B 根据牛顿第二定律可得F －μ1mg －μ2(m ＋M )g ＝Ma 2，解得木板B 加速度大小为a 2＝2 m/s 2.(2)撤去外力瞬间，A 的位移大小为x 1＝12a 1t 2＝4.5 m ，B 的位移大小为x 2＝12a 2t 2＝9 m ，撤去外力时，滑块A 和木板B 的速度分别为v 1＝a 1t ＝3 m/s ，v 2＝a 2t ＝6 m/s ，撤去外力后，滑块A 的受力没变，故滑块A 仍然做加速运动，加速度不变，木板B 做减速运动，其加速度大小变为a 2′＝μ1mg ＋μ2(m ＋M )g M＝5 m/s 2，设再经过时间t ′两者达到共速，则有v 1＋a 1t ′＝v 2－a 2′t ′撤去外力后，A 的位移大小为x 1′＝v 1t ′＋12a 1t ′2B 的位移大小为x 2′＝v 2t ′－12a 2′t ′2故木板B 的长度至少为L ＝x 2－x 1＋x 2′－x 1′代入数据解得L ＝5.25 m.。
物理一轮复习专题练习4动力学中的“木板_滑块”和“传送带”模型含解析
专题突破练习（四)（时间:40分钟）1.（多选）如图所示，质量M＝2 kg的足够长木板静止在光滑水平地面上,质量m＝1 kg的物块静止在长木板的左端，物块和长木板之间的动摩擦因数μ＝0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10 m/s2。
现对物块施加一水平向右的恒力F＝2 N，则下列说法正确的是(）A．物块和长木板之间的摩擦力为1 NB．物块和长木板相对静止一起加速运动C．物块运动的加速度大小为1 m/s2D．拉力F越大,长木板的加速度越大AC［物块对长木板的摩擦力使木板运动，当M与m之间达到最大静摩擦力时，发生相对滑动,设此时水平恒力为F0，由牛顿第二定律有a＝错误!＝错误!＝错误!,解得F0＝1。
5 N.因F＝2 N>F0＝1。
5 N，故两者有相对滑动，物块和长木板之间为滑动摩擦力，有F f＝μmg＝1 N，故A正确，B错误；对物块,由牛顿第二定律F－μmg＝ma1,可得a1＝1 m/s2，故C正确；拉力F 越大，物块的合力越大,则加速度越大,但长木板受到的滑动摩擦力为1 N,保持恒定，则相对滑动时木板的加速度恒定为a2＝错误!＝0.5 m/s2，故D错误。
］2.（多选)机场使用的货物安检装置如图所示,绷紧的传送带始终保持v＝1 m/s的恒定速率运动，AB为传送带水平部分且长度L＝2 m，现有一质量为m＝1 kg的背包(可视为质点）无初速度地放在水平传送带的A端，可从B端沿斜面滑到地面.已知背包与传送带间的动摩擦因数μ＝0。
5，g＝10 m/s2，下列说法正确的是（）A．背包从A运动到B所用的时间为2.1 sB．背包从A运动到B所用的时间为2.3 sC．背包与传送带之间的相对位移为0。
3 mD．背包与传送带之间的相对位移为0。
1 mAD[背包在水平传送带上由滑动摩擦力产生加速度，μmg ＝ma,得a＝5 m/s2，背包达到速度v＝1 m/s所用时间t1＝错误!＝0.2 s，此过程背包相对地面位移x1＝v2t1＝错误!×0。
高中物理必修一【传送带模型和滑块—木板模型】专题训练习题
高中物理必修一【传送带模型和滑块—木板模型】专题训练习题1.(多选)如图所示，一足够长的水平传送带以恒定的速度顺时针运行。
将一物体轻轻放在传送带的左端，以v、a、x、F f表示物体速度大小、加速度大小、位移大小和所受摩擦力的大小。
下列选项可能正确的是()解析：物体在传送带上先做匀加速运动，当达到与传送带相同的速度后，开始做匀速运动，A、B正确。
答案：AB2．(多选)如图所示，一足够长的木板静止在光滑水平地面上，一物块静止在木板上，木板和物块间有摩擦。
现用水平力向右拉木板，当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时，撤掉拉力，此后木板和物块相对于水平地面的运动情况为()A．物块先向左运动，再向右运动B．物块向右运动，速度逐渐增大，直到做匀速运动C．木板向右运动，速度逐渐变小，直到做匀速运动D．木板和物块的速度都逐渐变小，直到为零解析：对于物块，由于运动过程中与木板存在相对滑动，且始终相对木板向左运动，因此木板对物块的摩擦力向右，所以物块相对地面向右运动，且速度不断增大，直至相对木板静止而做匀速直线运动，A错误，B正确；对于木板，由作用力与反作用力可知，受到物块给它的向左的摩擦力作用，则木板的速度不断减小，直到二者相对静止，而做匀速运动，C正确；由于水平地面光滑，所以木板和物块的速度不会为零，D错误。
答案：BC3．如图所示，在一条倾斜的、静止不动的传送带上，有一个滑块能够自由地向下滑动，该滑块由上端自由地滑到底端所用时间为t1，如果传送带向上以速度v0运动起来，保持其他条件不变，该滑块由上端滑到底端所用的时间为t2，那么()A．t1＝t2B．t1>t2C．t1<t2D．不能确定解析：滑块受重力、支持力、滑动摩擦力，当传送带向上以速度v0运动起来，保持其他条件不变时，支持力不变，摩擦力大小和方向都不变，根据牛顿第二定律可知两种情况下，加速度相等，而两种情况下位移也相等，根据x＝12可知，2at两种情况下运动的时间相等，即t1＝t2，选项A正确。
专题05 传送带模型(原卷版)
2023年高三物理二轮常见模型与方法强化专训专练专题05 传送带模型一、高考真题1．（2020年海南卷）如图，光滑的四分之一圆弧轨道PQ 竖直放置，底端与一水平传送带相切，一质量a 1kg m =的小物块a 从圆弧轨道最高点P 由静止释放，到最低点Q 时与另一质量b 3kg m =小物块b 发生弹性正碰（碰撞时间极短）。
已知圆弧轨道半径0.8m R =，传送带的长度L =1.25m ，传送带以速度1m/s v =顺时针匀速转动，小物体与传送带间的动摩擦因数0.2μ=，210m/s g =。
求（1）碰撞前瞬间小物块a 对圆弧轨道的压力大小；（2）碰后小物块a 能上升的最大高度；（3）小物块b 从传送带的左端运动到右端所需要的时间。
2．（2022年辽宁卷）机场地勤工作人员利用传送带从飞机上卸行李。
如图所示，以恒定速率v 1=0.6m/s 运行的传送带与水平面间的夹角37α=︒，转轴间距L =3.95m 。
工作人员沿传送方向以速度v 2=1.6m/s 从传送带顶端推下一件小包裹（可视为质点）。
小包裹与传送带间的动摩擦因数μ=0.8。
取重力加速度g =10m/s 2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.求：（1）小包裹相对传送带滑动时加速度的大小a ；（2）小包裹通过传送带所需的时间t 。
二、水平传送带模型3．如图甲所示，质量0.5kg 的小物块从右侧滑上匀速转动的足够长的水平传送带，其位移与时间的变化关系如图乙所示。
图线的0～3s 段为抛物线，3～4.5s 段为直线，（t 1=3s 时x 1=3m ）（t 2=4.5s 时x 2=0）下列说法正确的是 （ ）A ．传送带沿逆时针方向转动B ．传送带速度大小为 1m/sC ．物块刚滑上传送带时的速度大小为 2m/sD ．0~4.5s 内摩擦力对物块所做的功为-3J4．如图所示，一小物块以初速度v 滑上水平传送带的左端，最后恰好停在传送带右端，已知该过程中传送带一直保持静止不动，传送带两端水平间距为ns （n 为整数）。
课时作业16：习题课3 滑块—木板模型和传送带模型
习题课3滑块—木板模型和传送带模型一、选择题(1～4为单项选择题，5～6为多项选择题)1.如图1所示，一条足够长的浅色水平传送带自左向右匀速运行．现将一个木炭包无初速度地放在传送带的最左端，木炭包在传送带上将会留下一段黑色的径迹．下列说法中正确的是()图1A．黑色的径迹将出现在木炭包的左侧B．此时木炭包相对于传送带向右运动C．木炭包的质量越大，径迹的长度越短D．木炭包与传送带间的动摩擦因数越大，径迹的长度越短2.如图2所示，质量为m1的足够长木板静止在水平面上，其上放一质量为m2的物块．物块与木板的接触面是光滑的．从t＝0时刻起，给物块施加一水平恒力F.分别用a1、a2和v1、v2表示木板、物块的加速度和速度大小，下列图象符合运动情况的是()图23.如图3所示，水平传送带A、B两端相距x＝3.5 m，工件与传送带间的动摩擦因数μ＝0.1.工件滑上A端时速度v A＝4 m/s，达到B端的瞬时速度设为v B，则下列说法中错误的是()图3A．若传送带不动，则v B＝3 m/sB．若传送带逆时针匀速转动，v B一定等于3 m/sC．若传送带顺时针匀速转动，v B一定等于3 m/sD．若传送带顺时针匀速转动，v B可能等于3 m/s4.如图4所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上受到水平向右的拉力F的作用向右滑行，但长木板保持静止不动．已知木块与长木板之间的动摩擦因数为μ1，长木板与地面之间的动摩擦因数为μ2，下列说法正确的是()图4A．长木板受到地面的摩擦力的大小一定为μ1MgB．长木板受到地面的摩擦力的大小一定为μ2(m＋M)gC．只要拉力F增大到足够大，长木板一定会与地面发生相对滑动D．无论拉力F增加到多大，长木板都不会与地面发生相对滑动5.如图5所示，一足够长的水平传送带以恒定的速度向右传动．将一物体轻轻放在传送带的左端，以v、a、x、F表示物体速度大小、加速度大小、位移大小和所受摩擦力的大小．下列选项正确的是()图56．如图6甲所示，倾角为θ的足够长的传送带以恒定的速率v0沿逆时针方向运动．t＝0时将质量m＝1 kg的物体(可视为质点)轻放在传送带上，物体相对地面的v－t图象如图乙所示．设沿传送带向下为正方向，取重力加速度g＝10 m/s2.则()图6A．传送带的速率v0＝10 m/sB．传送带的倾角θ＝30°C．物体与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.5D．1.0～2.0 s物体不受摩擦力二、非选择题7．如图7所示，传送带与水平面的夹角为θ＝37°，以4 m/s的速度向上运行，在传送带的底端A处无初速度地放一个质量为0.5 kg的物体，它与传送带间动摩擦因数μ＝0.8，A、B间(B为顶端)长度为25 m．取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.试回答下列问题：图7(1)说明物体的运动性质(相对地面)．(2)物体从A到B的时间为多少？8.如图8所示，在光滑的水平面上有一个长为0.64 m、质量为4 kg的木块B，在B的左端有一个质量为2 kg、可视为质点的铁块A，A与B之间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等．当对A施加水平向右的拉力F＝10 N时，求经过多长时间可将A从B的左端拉到右端．(g取10 m/s2)图89．如图9为火车站使用的传送带示意图，绷紧的传送带水平部分长度L＝4 m，并以v0＝1 m/s 的速度匀速向右运动．现将一个可视为质点的旅行包无初速度地轻放在传送带的左端，已知旅行包与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.2, g取10 m/s2.图9(1)求旅行包经过多长时间到达传送带的右端．(2)若要旅行包从左端运动到右端所用时间最短，传送带速度的大小应满足什么条件？10．质量为2 kg的木板B静止在水平面上，可视为质点的物块A从木板的左侧沿木板上表面水平冲上木板，如图10甲所示．A和B经过1 s达到同一速度，之后共同减速直至静止，A 和B的v－t图象如图乙所示，重力加速度g＝10 m/s2，求：图10(1)A与B上表面之间的动摩擦因数μ1；(2)B与水平面间的动摩擦因数μ2；(3)A的质量．答案精析1．D 2.D 3.C 4.D 5.AB 6.AC7．(1)先做匀加速直线运动，后做匀速直线运动 (2)11.25 s解析 (1)开始时物体相对传送带向下滑动，滑动摩擦力方向沿斜面向上，根据牛顿第二定律得F f －mg sin 37°＝ma 而F f ＝μmg cos 37° 解得a ＝0.4 m/s 2设物体匀加速上升的位移为x ，由v 2＝2ax 得 x ＝v 22a ＝422×0.4m ＝20 m. x <25 m ，故当物体的速度达到4 m/s 后将随传送带向上做匀速直线运动． (2)由(1)知v ＝at 1，t 1＝va ＝10 s25－x ＝v ·t 2，t 2＝1.25 s 所以从A 到B 的总时间 t ＝t 1＋t 2＝11.25 s. 8．0.8 s解析 A 、B 间的最大静摩擦力F max ＝μm 1g ＝4 N ，F >F max ，所以A 、B 发生相对滑动．由分析知A 向右加速，加速度为a 1，则F －μm 1g ＝m 1a 1，a 1＝3 m /s 2；B 也向右加速，加速度为a 2，则μm 1g ＝m 2a 2，a 2＝1 m/s 2.A 从B 的左端运动到右端，则有x A －x B ＝L ，即12a 1t 2－12a 2t 2＝L ，代入数据，解得t ＝0.8 s. 9．(1)4.25 s (2)v ≥4 m/s解析 (1)旅行包无初速度地轻放在传送带的左端，先在滑动摩擦力作用下做匀加速直线运动，加速度a ＝μmgm ＝μg ＝0.2×10 m /s 2＝2 m/s 2.匀加速运动的时间t 1＝v 0a ＝0.5 s匀加速运动的位移x ＝12at 21＝0.25 m此后旅行包匀速运动，匀速运动的时间t 2＝L －xv 0＝3.75 s所以旅行包从左端运动到右端所用时间t ＝t 1＋t 2＝4.25 s.(2)要使旅行包在传送带上运行时间最短，必须使旅行包在传送带上一直加速， 由v 2＝2aL 得v ＝2aL ＝4 m/s即传送带速度必须大于等于4 m/s. 10．(1)0.2 (2)0.1 (3)6 kg解析 (1)由题图乙可知，A 在0～1 s 内的加速度a 1＝v 1－v 0t 1＝－2 m/s 2， 对A 由牛顿第二定律得， －μ1mg ＝ma 1 解得μ1＝0.2.(2)由题图乙知，AB 在1～3 s 内的加速度a 3＝v 2－v 1t 2＝－1 m/s 2，对AB 由牛顿第二定律得， －μ2(M ＋m )g ＝(M ＋m )a 3 解得μ2＝0.1.(3)由题图乙可知B 在0～1 s 内的加速度a 2＝v 1t 1＝2 m/s 2.对B 由牛顿第二定律得，μ1mg －μ2(M ＋m )g ＝Ma 2，代入数据解得m ＝6 kg.。
高中物理传送带和板块模型常考题型组卷
高中物理传送带和板块模型组卷一、传送带模型1．一水平的传送带AB长为20m，以2m/s的速度顺时针做匀速运动，已知物体与传送带间动摩擦因数为0.1，则把该物体由静止放到传送带的A端开始，运动到B端所需时间是多少？2．一水平的传送带AB长为1.62m，以2m/s的速度顺时针做匀速运动，已知物体与传送带间动摩擦因数为μ=0.1，现把该物体由静止放到传送带的A端，求由于摩擦使物体在传送带上留下的痕迹长度．（g=10m/s2）3．一水平的传送带AB长为L=20m，以V=4m/s的速度顺时针做匀速运动，已知物体与传送带间动摩擦因数为μ=0.2，则把该物体从传送带的A端静止释放，求：①物体从A端运动到B端所需的时间是多少．②这段时间内物体在皮带上留下的痕迹是多少．4．如图所示，传送带与水平地面间的夹角θ=37°，传送带上端A至下端B的长度l=16m．当传送带不转动时，在A处轻轻放上一个质量m=0.5kg的物体，它能沿传送带向下做匀加速直线运动．物块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5．取g=10m/s2．sin37°=0.6，cos37°=0.8．（1）若传送带不动，求物块运动的加速度大小；（2）若传送带以v=10m/s的速率顺时针转动，求物块从A运动到B所需的时间；（3）若传送带以v=10m/s的速率逆时针转动，求物块从A运动到B所需的时间．5．如图所示，电动机带动一倾斜传送带以2m/s匀速转动，一质量为10kg的小木块由静止轻放到传送带上，木块与传送带间动摩擦因数为，已知h=2m，θ=30°，g=10m/s2．求（1）木块从A端由静止运动到B端，传送带对其做的功；（2）摩擦产生的内能为多少？（3）由于放了木块后，电动机多消耗的能量．6．如图所示，足够长的传送带与水平面倾角θ=37°，以12米/秒的速率逆时针转动．在传送带底部有一质量m=1.0kg 的物体，物体与斜面间动摩擦因数μ=0.25，现用轻细绳将物体由静止沿传送带向上拉动，拉力F=10.0N，方向平行传送带向上．经时间t=4.0s绳子突然断了，求：（1）绳断时物体的速度大小；（2）绳断后物体还能上行多远；（3）从绳断开始到物体再返回到传送带底端时的运动时间．（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，）7．三角形传送带以2m/s的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是2m，且与水平方向的夹角均为37°．现有两小煤块A、B从传送带顶端都以1m/s的初速度沿传送带下滑，煤块与传送带间的动摩擦因数均为0.5．求：（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）（1）煤块B下滑时的加速度大小和下滑到最低点所需时间各是多少？（2）煤块A下滑到传送带最低点时的速度大小是多少？8．如图所示，一物体以初速度v0=4m/s从长度为S AB=5m的粗糙斜面顶端下滑，斜面与水平面的夹角θ=37°，斜面的末端B与传送带用光滑弧形相接，假设物体滑到B以后速度大小不变，方向马上变为水平向右，传送带始终保持v=2m/s的速率顺时针运行，已知传送带长度S BC=5m，物体与斜面及传送带间的动摩擦因数均为μ=0.5，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，试求：（1）物体从斜面下滑的加速度多大？（2）物体滑到斜面底端B点时的速度v B的大小？（3）物体从斜面顶端A运动到传送带末端C所用的总时间t为多少？9．如图所示，倾斜传送带与水平地面之间的夹角θ=37°，从A→B长度为L=29m，传送带以10m/s的速度逆时针转动，在传送带上端A处无初速度地放一个质量为0.1kg的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力的大小，sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2．求：（1）物体从A运动到B所需的时间是多少？（2）若物体与传送带之间的动摩擦因数为0.8，则物体从A运动到B所需的时间又是多少？（3）若煤块与传送带之间的动摩擦因数为0.5，求煤块在传送带上留下的痕迹长度？10．一传送带装置示意图如图，其中传送带经过AB区域时是水平的，经过BC区域时变为小圆弧形（圆弧由光滑模板形成，已画出），经过CD区域时是倾斜的倾角是θ，AB和CD都与BC相切．现将大量的质量均为m的小货箱一个一个在A处放到传送带上，放置时初速为零，经传送带运送到D处，D和A的高度差为h．稳定工作时传送带速度不变，CD段上各箱等距排列．每个箱子在A处投放后，在到达B之前已经相对于传送带静止，（忽略经BC 段时的微小滑动），斜面与箱子的摩擦因数μ（小于tanθ），要使箱子能达到D端．已知在一段相当长的时间T内，共运送小货箱的数目为N．这装置由电动机带动，传送带与轮子间无相对滑动，不计轮轴处的摩擦．①皮带速度至少为多少②求电动机至少的平均输出功率P．二、板块模型11．如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m的A、B两个物体，A、B间的最大静摩擦力为μmg，现用水平拉力F拉B，使A、B以同一加速度运动，（1）拉力F的最大值．（2）当拉力为1.5 μmg时A、B间摩擦力多大？12．如图，质量分别为m1=5kg和m2=10kg的A、B两块木块叠放在光滑水平面上，两木块之间的动摩擦因数为0.5，若用水平拉力F拉B，求：（1）若要A、B两木块不发生相对滑动，则水平拉力F不能超过多少N？（2）此时物体的加速度多大？方向怎样？（最大静摩擦力与滑动摩擦力相等．）13．质量分别为m、2m、3m的物块A、B、C叠放在光滑的水平地面上，现对B施加一水平力F，已知AB间、BC 间最大静摩擦力均为f0，为保证它们能够一起运动，求F的取值范围．14．如图，质量分别为m1、m2的A、B两木块叠放在光滑的水平面上，A与B的动摩擦因数为μ．（1）若要保持A和B相对静止，则施于A的水平拉力F的最大值为多少？（2）若要保持A和B相对静止，施于B的水平力F的最大值为多少？（3）若把A从B的上表面拉出，则施于A的水平拉力范围为多少？15．如图所示，质量M=2.0kg的长木板A静置于光滑水平面上，质量m=1.0kg的小铁块B放置在木板右端，已知A、B间的动摩擦因数μ1=0.2，设A、B间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，模板足够长，重力加速度g=10m/s2．现用水平向右的拉力F=11N的作用在木板上．求：（1）拉力F在前4s内做的功W；（2）在前4s内因摩擦产生的总热量Q．16．如图甲所示，质量M=1.0kg的长木板A静止在光滑水平面上，在木板的左端放置一个质量m=l.0kg的小铁块B，铁块与木板间的动摩擦因数μ=0.2，对铁块施加水平向右的拉力F，F大小随时间变化如图乙所示，4s时撤去拉力．可认为A、B间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取重力加速度g=10m/s2．求：（1）0～1s内，A、B的加速度大小a A、a B；（2）B相对A滑行的最大距离s；（3）0～4s内，拉力做的功W．17．质量分别为m1和m2的木块重叠后放在光滑的水平面上，如图所示．木板足够长，m1和m2间的动摩擦因数为μ，二者间的最大静摩擦与滑动摩擦近似相等．现给m2施加随时间t增大的力F=kt，式中k是常数，试求m1、m2的加速度a1、a2与时间t的关系，并在同一坐标系内绘出此关系的图线．（要求用已知量标明转折点的坐标）18．如图所示，倾角α=30°的足够长光滑斜面固定在水平面上，斜面上放一长L=1.8m、质量M=3kg的薄木板，木板的最右端叠放一质量m=lkg的小物块，物块与木板间的动摩擦因数μ=．对木板施加沿斜面向上的恒力F，使木板沿斜面由静止开始做匀加速直线运动．设物块与木板间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=l0m/s2．（1）为使物块不滑离木板，求力F应满足的条件；（2）若F=37.5N，物块能否滑离木板？若不能，请说明理由；若能，求出物块滑离木板所用的时间及滑离木板后沿斜面上升的最大距离．19．如图1，光滑的水平面上有一质量M=4kg足够长的木板，它的中点放一质量m=4kg的小物体，m与M之间的动摩擦因数μ=0.2，且f静max=f滑．开始均静止，从t=0时刻起m受到水平向右、大小如图2所示的拉力F作用，（g=10m/s2）求：（1）前2s内，小物体和木板的加速度各是多大？（2）6s内摩擦产生的热量Q是多少？20．下暴雨时，有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害．某地有一倾角为θ=37°（sin37°=）的山坡C，上面有一质量为m的石板B，其上下表面与斜坡平行；B上有一碎石堆A（含有大量泥土），A和B均处于静止状态，如图所示．假设某次暴雨中，A浸透雨水后总质量也为m（可视为质量不变的滑块），在极短时间内，A、B间的动摩擦因数μ1减小为，B、C间的动摩擦因数μ2减小为0.5，A、B开始运动，此时刻为计时起点；在第2s末，B的上表面突然变为光滑，μ2保持不变．已知A开始运动时，A离B下边缘的距离l=27m，C足够长，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．取重力加速度大小g=10m/s2．求：（1）在0～2s时间内A和B加速度的大小（2）A在B上总的运动时间．21．一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块；在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5m，如图（a）所示。
传送带和滑块(专题练习)
牛顿运动定律补充练习11．如图所示，水平放置的传送带以速度v＝2 m/s向右运行，现将一小物体轻轻地放在传送带A端，物体与传送带间的动摩擦因数μ＝0.2，若A端与B端相距L＝6 m，求物体由A到B的时间(g＝10 m/s2)()A．2 s B．3.5 s C．4 s D．2.5 s4．如图所示，物块M在静止的传送带上以速度v匀速下滑时传送带突然启动，方向如图中箭头所示，若传送带的速度大小也为v，则传送带启动后A. M静止在传送带上B. M可能沿斜面向上运动C. M受到的摩擦力不变D. M下滑的速度不变5．如图所示，一粗糙的水平传送带以恒定的速度v1沿顺时针方向运动，传送带的左、右两端皆有一与传送带等高的光滑水平面，一物体以恒定的速率v2沿水平面分别从左、右两端滑上传送带，下列说法正确的是A. 物体从右端滑到左端所需的时间一定大于物体从左端滑到右端的时间B. 若v2＜v1，物体从左端滑上传送带必然先做加速运动，再做匀速运动C. 若v2＜v1，物体从右端滑上传送带，则物体可能到达左端D. 若v2＜v1，物体可能从右端滑上传送带又回到右端，在此过程中物体先做减速运动再做加速运动6.水平传送带以v=2m/s速度匀速运动，将物体轻放在传送带的A端，它运动到传送带另一端B所需时间为11s，物体和传送带间的动摩擦因数μ=0.1，求：(1)传送带AB两端间的距离？(2)若想使物体以最短时间到达B端，则传送带的速度大小至少调为多少？（g=10m/s2）7．如图所示，传送带右端有一与传送带等高的光滑水平面，一行李包(可视为质点)以一定的初速度v0向左滑上传送带．传送带逆时针转动，速度为v=4m/s，且v<v0．已知行李包与传送带间的动摩擦因数 =0．2，当传送带长度为L=12 m时，行李包从滑上水平传送带的右端到左端的时间刚好为t=2 s．不计空气阻力，g取10 m／s2．求行李包的初速度vo．8．如图所示，传送带与地面成夹角θ=37°，以10m/s的速度逆时针转动，在传送带上端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体，它与传送带间的动摩擦因数μ=0.9，已知传送带从AB的长度L=16m，则物体从A到B需要的时间为多少？若动摩擦因数μ=0.5，又需要多长时间？（sin37。
2023年高考总复习物理-专题限时集训3：应用动力学解决“滑块-木板”“传送带”模型
专题限时集训(三)应用动力学解决“滑块－木板”“传送带”模型1．(多选)如图所示，传送带以速率v顺时针匀速转动，在其水平部分的右端B点正上方有一竖直弹性挡板。
一定质量的小物块以初速度v0(v0大于v)从左端A点滑上传送带，恰好能返回A点，运动过程中的v-t图像如图乙实线所示，下列说法正确的是()甲乙A．v0和v大小满足关系：v0＝2vB．若只增大v0，其他条件不变，物块将从传送带左端滑下C．若v0＝v，其他条件不变，物块将在传送带上往复运动D．若只减小v0，其他条件不变，物块有可能不会返回A点BC[物块与挡板的碰撞是弹性的，结合v-t图像可知，小物块恰好减速到与传送带速度相等时与挡板碰撞，向左减速至A点速度为0，向右减速有μmg ＝ma1，v 20－v2＝2a1x，向左减速有μmg＝ma2，v2＝2a2x，可得v0＝2v，A项错误；若只增大v0，其他条件不变，物块与挡板碰后速度将大于v，物块必从传送带左端滑下，当v0＝v时，物块碰后速度为v，恰好能回到A点，后向右加速，出现往复运动，B、C项正确；若只减小v0，当减为0时，加速到达挡板处应该恰好为v，故物块一定能返回A点，D项错误。
]2．(情境题)(2022·北京市四中高三上学期期中)如图所示，将一盒未开封的香皂置于桌面上的一张纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，香皂盒的位移很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验(示意图如图所示)，若香皂盒和纸板的质量分别为m 1和m 2，各接触面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g 。
若本实验中，m 1＝100 g ，m 2＝5 g ，μ＝0.2，香皂盒与纸板左端的距离d ＝0.1 m ，香皂盒移动的距离超过l ＝0.002 m ，人眼就能感知，忽略香皂盒的体积因素影响，g 取10 m/s 2。
为确保香皂盒移动不被人感知，纸板所需的拉力至少是( )A ．1.42 NB ．2.24 NC ．22.4 ND ．1 420 N A [香皂盒的加速度a 1＝μm 1g m 1＝μg ＝2 m/s 2，纸板的加速度a 2＝F －μm 1g －μ(m 1＋m 2)g m 2，对香皂盒x 1＝12a 1 t 21 ，对纸板x 1 ＋ d ＝ 12a 2 t 21 ，纸板抽出后香皂盒运动的距离x 2＝12a 3t 22，a 3＝a 1，由题意知a 1t 1＝a 3t 2，l ＝x 1＋x 2，解得F ＝1.42 N 。
2024届全国高考复习物理历年好题专项(传送带模型和“滑块—木板”模型)练习(附答案)
2024届全国高考复习物理历年好题专项（传送带模型和“滑块—木板”模型）练习1．如图所示，水平传送带A、B两端相距s＝3.5 m，工件与传送带间的动摩擦因数μ＝0.1.工件滑上A端瞬时速度v A＝4 m/s，到达B端的瞬时速度设为v B，则不正确的是()A．若传送带不动，则v B＝3 m/sB．若传送带以速度v＝4 m/s逆时针匀速转动，v B＝3 m/sC．若传送带以速度v＝2 m/s顺时针匀速转动，v B＝3 m/sD．若传送带以速度v＝2 m/s顺时针匀速转动，v B＝2 m/s2．[2023ꞏ河北廊坊模拟](多选)如图所示，绷紧的水平传送带足够长，且以v1＝2 m/s的恒定速率运行．初速度大小v2＝3 m/s的小墨块从与传送带等高的光滑水平地面(图中未画出)上的A处滑上传送带，墨块可视为质点．若从墨块滑上传送带开始计时，墨块在传送带上运动5 s后与传送带的速度相同，则()A．墨块与传送带速度相同之前，受到传送带的摩擦力方向水平向右B．墨块在传送带上滑行的加速度大小a＝0.2 m/s2C.墨块在传送带上留下的痕迹长度为4.5 mD．墨块在传送带上留下的痕迹长度为12.5 m3．(多选)水平地面上有一质量为m1的长木板，木板的左端上有一质量为m2的物块，如图(a)所示．用水平向右的拉力F作用在物块上，F随时间t的变化关系如图(b)所示，其中F1、F2分别为t1、t2时刻F的大小．木板的加速度a1随时间t的变化关系如图(c)所示．已知木板与地面间的动摩擦因数为μ1，物块与木板间的动摩擦因数为μ2.假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小为g.则()A．F1＝μ1m1gB．F2＝(μ2－μ1)gC．μ2>μ1D．在0～t2时间段物块与木板加速度相等4．(多选)如图甲所示，小车B紧靠平台边缘静止在光滑水平面上，物体A(可视为质点)以初速度v0从光滑的平台水平滑到与平台等高的小车上，物体和小车的v - t图像如图乙所示，取重力加速度g＝10 m/s2，则以下说法正确的是()A．物体A与小车B间的动摩擦因数为0.3B．物体A与小车B的质量之比为1∶2C．小车B的最小长度为2 mD．如果仅增大物体A的质量，物体A有可能冲出去5．(多选)如图所示，在山体下的水平地面上有一静止长木板，某次山体滑坡，有石块从山坡上滑下后，恰好以速度v1滑上长木板，石块与长木板、长木板与水平地面之间都存在摩擦．设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力的大小，且石块始终未滑出长木板．下面给出了石块在长木板上滑行的v - t图像，其中可能正确的是()[答题区]题号1234 5答案6.某兴趣小组对老师演示惯性的一个实验进行了深入的研究，如图甲所示，长方形硬纸板放在水平桌面上，纸板一端稍稍伸出桌外，将一块橡皮擦置于纸板的中间，用手指将纸板水平弹出，如果弹的力度合适，橡皮擦将脱离纸板，已知橡皮擦可视为质点，质量为m1＝20 g，硬纸板的质量为m2＝10 g，长度为l＝5 cm，橡皮擦与纸板、桌面间的动摩擦因数均为μ1＝0.2，纸板与桌面间的动摩擦因数为μ2＝0.3，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.(1)手指对纸板的作用力与时间的关系如图乙所示，要使橡皮擦相对纸板滑动，F0至少多大？(2)若要求橡皮擦移动的时间最长，求纸板被弹出的最小速度？7.[2023ꞏ上海市市西中学二模]如图所示，以恒定速率v1＝0.5 m/s运行的传送带与水平面间的夹角α＝37°，转轴间距L＝4 m．工作人员沿传送方向以速度v2＝1.5 m/s从传送带顶端推下一件m＝2 kg的小包裹(可视为质点).小包裹与传送带间的动摩擦因数μ＝0.8.取重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求：(1)小包裹相对传送带滑动时加速度a的大小．(2)小包裹在传送带上减速运动的时间t和位移s的大小．(3)小包裹与传送带之间的摩擦力对小包裹做的功．参考答案1．答案：C答案解析：以C 为圆心，BC 为半径作圆，如图根据“等时圆”原理可知，从圆上各点沿弦到最低点经过的时间相等，则t a >t b >t c ，选项C 正确．2．答案：B答案解析：假设经过切点的板两端点分别在圆1、圆2上，板与竖直方向的夹角为α，圆1的半径为r ，圆2的半径为R ，则圆内轨道的长度s ＝2(r ＋R )cos α，下滑时小球的加速度α＝g cos α，根据位移时间公式得s ＝12 at 2，则t ＝2sa ＝4（r ＋R ）cos αg cos α＝4（r ＋R ）g，即当板的端点在圆上时，沿不同板下滑到底端所用的时间相同；由题意可知，A 在圆上，B 在圆内，C 在圆外，可知从B 处释放的球下滑的时间最短，故选B.3．答案：C答案解析：由图可知，当倾角为90°时，最大上升高度为54 m ，此时为竖直上抛运动，则有－2gx 1＝0－v 20 ，解得v 0＝5 m/s ，故A 不符合题意；由图可知，当倾角为零时，此时物体水平滑行距离最大为54 3 m ，根据动能定理有－μmgx 2＝0－12 m v 20 ，解得μ＝33 ，故B 不符合题意；由牛顿第二定律有mg sin θ＋μmg cos θ＝ma 最大位移x 与倾角θ满足－2ax＝0－v 20 ，代入得2gx (sin θ＋μcos θ)＝v 20 ，要使x 最小，则应sin θ＋μcos θ最大，由数学知识可知sin θ＋μcos θ＝1＋μ2 sin (θ＋α)，当sin (θ＋α)＝1时有最大阻值，此时位移最小，即x min ＝v 20 2g （sin θ＋μcos θ） ＝v 20 2g 1＋μ2 ＝58 3 m ，此时sin (θ＋α)＝1，即sin α＝μ1＋μ2 ＝12 ，此时则α＝30°，θ＝60°，故C 符合题意；当θ＝45°时，物体运动至最大位移处有mg sin θ>μmg cos θ，则物体将下滑，不能够维持静止，故D 不符合题意．4．答案：(1)t AB ＝t AC (2) 3Rg答案解析：(1)设AB 与水平方向夹角为θ，小朋友沿AB 下滑时的加速度a ＝g sin θ，又x AB ＝12 at 2AB ，AB 间的距离为x AB ＝2R sin θ，解得t AB ＝4R g 与角度无关，同理可知t AC ＝ 4Rg ，故t AB ＝t AC .(2)根据第一问的结论，画出以P 点为最高点的半径为r 的等时圆，如图所示，当两圆相切时，运动的时间最短，由几何关系知(R ＋r )2＝(R －r )2＋(3 R )2，解得r ＝34 R ，最短时间t ＝ 3Rg .5．答案：(1)3 m/s 2 (2)72 N 36 N答案解析：(1)设刚开始时弹簧的压缩量为x 0，在沿斜面方向上有(m 1＋m 2)g sin θ＝kx 0，因为在前0.2 s 内，F 为变力，0.2 s 以后，F 为恒力，所以在0.2 s 时，P 对Q 的作用力为零，设0.2 s 时，弹簧的压缩量为x 1，对P ，沿斜面方向上有kx 1－m 1g sin θ＝m 1a ，前0.2 s 内P 、Q 向上运动的距离为x 0－x 1＝12 at 2，解得a ＝3 m/s 2.(2)当P 、Q 开始运动时拉力最小，此时，对P 、Q 整体有F min ＋kx 0－(m 1＋m 2)g sin θ＝(m 1＋m 2)a ，解得F min ＝36 N ，当P 、Q 分离时拉力最大，此时对Q 有F max ＝m 2(a ＋g sin θ)＝72 N ．6．答案：(1)43 m/s 2 (2)2 m/s 2 4 m答案解析：(1)从O 点到A 点，由运动公式：0－v 2＝2ax 0解得a ＝0－v 22x 0＝－422×6 m/s 2＝－43 m/s 2 机器人在此过程加速度a 的大小43 m/s 2.(2)要想用时间最短，则机器人先以最大加速度加速，然后匀速一段时间，再以最大加速度做减速到零．最大加速度由牛顿第二定律有：a m ＝μg ＝2m/s 2加速的位移为x 加＝v 22a m＝4 m ． 考点19 传送带模型和“滑块—木板”模型——提能力1．答案：D答案解析：若传动带不动或逆时针匀速转动，则工件水平方向受水平向左的滑动摩擦力作用，由牛顿第二定律，设加速度大小为a ，得ma ＝μmg 由匀变速规律可知v 2B －v 2A ＝2as代入数据解得v B ＝3 m/s ，A 、B 正确；若传送带以速度v ＝2 m/s 顺时针匀速转动，而且v <v A ，则工件水平方向受水平向左的滑动摩擦力作用，由牛顿第二定律，设加速度大小为a ，得ma ＝μmg 由匀变速规律可知v 2B －v 2A ＝2as 代入数据解得v B ＝3 m/s ，D 错误，C 正确．2．答案：AD答案解析：墨块与传送带速度相同之前，相对传送带向左运动，受到传送带的摩擦力方向水平向右，选项A 正确；墨块在摩擦力的作用下匀变速滑行，t ＝5 s 后与传送带速度相同，则墨块加速度大小a ＝v 1－（－v 2）t＝1 m/s 2，选项B 错误；墨块向左匀减速运动过程，对墨块有0＝v 2－at 1，x 1＝0＋v 22 t 1，解得该过程用时t 1＝3 s ，墨块的路程x 1＝4.5 m ，t 1时间内传送带的路程x 2＝v 1t 1＝6 m ，墨块向右匀加速运动过程，对墨块有v 1＝at 2，x ′1＝0＋v 12 t 2，解得该过程用时t 2＝2 s ，墨块的路程x ′1＝2 m ，t 2时间内传送带的路程x ′2＝v 1t 2＝4 m ，则墨块在传送带上留下的痕迹长度x ＝x 1＋x 2＋x ′2－x ′1＝12.5 m ，选项C 错误，D 正确．3．答案：BCD答案解析：由图(c)可知，在0～t 1时间段物块和木板均静止，在t 1时刻木板与地面的静摩擦力达到最大值，对物块和木板整体分析可知F 1＝μ1(m 1＋m 2)g ，A 错误；由图(c)可知，t 1～t 2时间段物块和木板一起加速运动，在t 2时刻物块和木板开始相对运动，此时物块和木板间的静摩擦力达到最大值，根据牛顿第二定律，有对物块和木板F 2－μ1(m 1＋m 2)g ＝(m 1＋m 2)a m ，对木板μ2m 2g －μ1(m 1＋m 2)g ＝m 1a m ，整理可得F 2＝(μ2－μ1)g ，B 正确；由图(c)可知，对木板μ2m 2g －μ1(m 1＋m 2)g ＝m 1a m ，故μ2m 2g ＞μ1(m 1＋m 2)g ，即μ2>μ1，C 正确；由上述分析可知，在0～t 1时间段物块和木板均静止，t 1～t 2时间段物块和木板一起以共同加速度运动，故在0～t 2时间段物块与木板加速度相等，D 正确．4．答案：AC答案解析：物体A 滑上小车B 后做匀减速直线运动，对物体分析有μm A g ＝m A a A ，由v- t 图像可得a A ＝Δv Δt ＝⎪⎪⎪⎪1－41 m/s 2＝3 m/s 2联立解得μ＝0.3，所以A 正确；对小车B 分析有μm A g ＝m B a B ，由v - t 图像可得a B ＝Δv Δt ＝⎪⎪⎪⎪1－01 m/s 2＝1 m/s 2，联立解得m A m B＝13 ，所以B 错误；小车B 的最小长度为物体A 在小车B 上的最大相对滑动位移，则有L min ＝s A －s B ＝4＋12 ×1－0＋12 ×1(m)＝2 m ，所以C 正确；如果仅增大物体A 的质量，物体A 的加速度保持不变，但是小车B 加速度增大，所以两者达到共速的时间减小了，则物体A 在小车B 上的相对滑动位移减小，所以物体A 不可能冲出去，则D 错误．5．答案：BD答案解析：由于石块与长木板、长木板与地面之间都有摩擦，故石块不可能做匀速直线运动，故A 错误；设石块与长木板之间的动摩擦因数为μ1，长木板与地面之间的动摩擦因数为μ2，石块的质量为m ，长木板的质量为M ，当：μ1mg ＞μ2(M ＋m )g 最终石块与长木板将一起做匀减速直线运动，此时的加速度为μ2g ，由：μ1mg ＞μ2(M ＋m )g 可得：μ1mg ＞μ2mg ，即石块刚开始的加速度大于石块与长木板一起减速时的加速度，即μ1g ＞μ2g ，也就是说图像的斜率将变小，故C 错误，B 正确；若石块对长木板向右的滑动摩擦力小于地面对长木板的最大静摩擦力，则长木板将静止不动，石块将在长木板上做匀减速直线运动，故D 正确．6．答案：(1)F 0>0.15 N (2)0.866 m/s答案解析：(1)当橡皮擦在纸板上滑动时，橡皮擦的加速度a 1：μ1m 1g ＝m 1a 1，解得a 1＝2m/s 2，硬纸板的加速度a 2：F 0－μ2(m 1＋m 2)g －μ1m 1g ＝m 2a 2，要使橡皮擦在纸板上滑动，需使a 2>a 1，解得F 0>0.15 N.(2)纸板获得初速后做减速运动，令加速度为a ′2，则μ2(m 1＋m 2)g ＋μ1m 1g ＝m 2a ′2，解得a ′2＝13 m/s 2，假设橡皮擦一直在纸板上运动，令纸板被弹出后经时间t ，橡皮擦与纸板速度相同，则a 1t ＝v 0－a ′2t ，代入解得t ＝v 015 ，此过程橡皮擦的位移x 1，则有x 1＝12 a 1t 2，纸板的位移x 2＝v 0t －12 a ′2t 2，要使橡皮擦离开纸板，则需x 2>x 1＋l 2 ，解得v 0≥3 m/s ＝0.866 m/s.7．答案：(1)0.4 m/s2(2)2.5 s 2.5 m(3)－50 J答案解析：(1)小包裹的速度v2大于传动带的速度v1，所以小包裹受到传送带的摩擦力沿传动带向上，受力分析如图所示根据牛顿第二定律可知mg sin α－μmg cos α＝ma代入数据可得a＝－0.4 m/s2所以加速度的大小为0.4 m/s2，方向为沿斜面向上；(2)由(1)可知小包裹先在传动带上做匀减速直线运动，至速度与v1相同，用时t＝（v1－v2）a＝0.5－1.5－0.4s＝2.5 s相应的匀减速直线运动的距离为s＝v2t＋at22＝⎝⎛⎭⎫1.5×2.5＋（－0.4）×2.522m＝2.5 m.(3)因为s<L，且mg sin α<μmg cos α因此小包裹与传动带共速后做匀速直线运动至传送带底端匀速直线运动阶段所受静摩擦力大小为F f2＝mg sin α位移大小为s2＝L－s所以小包裹与传送带之间的摩擦力对小包裹做的功为W f＝－F f1s－F f2(L－s)＝－μmgs cos α－mg(L－s)sin α代入数据可得W f＝－50 J．。
高考板块模型及传送带问题 压轴题【含详解】
如图所示，长L=1.5 m，高h=0.45 m，质量M=10 kg的长方体木箱，在水平面上向右做直线运动．当木箱的速度v0=3.6 m/s时，对木箱施加一个方向水平向左的恒力F=50 N，并同时将一个质量m=l kg的小球轻放在距木箱右端的P点(小球可视为质点，放在P点时相对于地面的速度为零)，经过一段时间，小球脱离木箱落到地面．木箱与地面的动摩擦因数为0.2，其他摩擦均不计．取g=10 m/s2．求：⑴小球从离开木箱开始至落到地面所用的时间；⑵小球放到P点后，木箱向右运动的最大位移；⑶小球离开木箱时木箱的速度．【解答】：⑴设小球从离开木箱开始至落到地面所用的时间为t，由于，①则s．②⑵小球放到木箱后相对地面静止，木箱的加速度为m/s2．③)木箱向右运动的最大位移为m ④⑶x1<1 m，故小球不会从木箱的左端掉下．木箱向左运动的加速度为m/s2⑤设木箱向左运动的距离为x2时，小球脱离木箱m ⑥设木箱向左运动的时间为t2，由，得s ⑦小球刚离开木箱瞬间，木箱的速度方向向左，大小为m/s ⑧如图所示，一质量为m B = 2 kg的木板B静止在光滑的水平面上，其右端上表面紧靠一固定斜面轨道的底端（斜面底端与木板B右端的上表面之间有一段小圆弧平滑连接），轨道与水平面的夹角θ= 37°.一质量也为m A = 2 kg的物块A由斜面轨道上距轨道底端x0 = 8 m处静止释放，物块A刚好没有从木板B的左端滑出．已知物块A与斜面轨道间的动摩擦因数为μ= 0.25，与木板B上表面间的动摩擦因数为μ2 = 0.2，sinθ = 0.6，cosθ = 0.8，g 1取10 m/s2，物块A可看做质点．求：⑴ 物块A刚滑上木板B时的速度为多大？⑵ 物块A从刚滑上木板B到相对木板B静止共经历了多长时间？(3)木板B有多长？【解答】：⑴ 物块A从斜面滑下的加速度为a1，则m A g sinθ–μ1m A g cosθ = m A a1，解得a= 4 m/s2，物块A滑到木板B上的速度为v1 = = 8 m/s．1⑵ 物块A在木板B上滑动时，它们在水平方向上的受力大小相等，质量也相等，故它们的加速度大小相等，数值为a2 = μ2g = 2 m/s2；设木板B的长度为L，二者最终的共同速度为v2，在达到最大速度时，木板B滑行的距离为x，利用位移关系得v1t2–a2t2/2 - a2t2/2 = L．对物块A有v2 = v1– a2t2，v2–v12 = –2a2(x + L)．对木板B有v = 2a2x，联立解得相对滑行的时间和木板B的长度分别为：t2 = 2s，L = 8 m．如图所示，一块质量为M、长为l的匀质板放在很长的水平桌面上，板的左端有一质量为m 的物块，物块上连接一根很长的细绳，细绳跨过位于桌面边缘的定滑轮并与桌面平行，某人以恒定的速度v向下拉绳，物块最多只能到达板的中点，且此时板的右端距离桌边定滑轮足够远．求：（1）若板与桌面间光滑，物块与板的动摩擦因数及物块刚到达板的中点时板的位移．（2）若板与桌面间有摩擦，为使物块能到达板右端，板与桌面的动摩擦因数的范围．【解答】：（1）板在摩擦力作用下向右做匀加速运动直至与物块速度相同，此时物块刚到达板的中点，设木板加速度为a1，运动时间为t1，对木板有μ1mg= Ma、v= a1t1 ∴t1 =设在此过程中物块前进位移为s1，板前进位移为s2，则s= vt1、s2 =t1 又因为s1－s2 = ，-1由以上几式可得物块与板间的动摩擦因数μ1= 、板的位移s2 = ．（2）设板与桌面间的动摩擦因数为μ2，物块在板上滑行的时间为t2，木板的加速度为a2，对板有μ1mg― μ2(m + M) g = Ma2，且v = a2t2解得t2 =又设物块从板的左端运动到右端的时间为t3，则vt―t3 = l，t3 = --3为了使物块能到达板的右端，必须满足t2≥ t3即，则μ2≥ -所以为了使物块能到达板的右端，板与桌面间的摩擦因数μ2≥-【答案】如图所示，倾角a = 37°的固定斜面上放一块质量M = 1 kg，长度 L = 3 m的薄平板AB。
滑块、传送带模型分析(带答案)
之阿布丰王创作时间：二O二一年七月二十九日1．如图3－3－13所示,在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板,其上叠放一质量为m2的木块．假定木块和木板之间的最年夜静摩擦力和滑动摩擦力相等．现给木块施加一随时间t增年夜的水平力F＝kt(k是常数),木板和木块加速度的年夜小分别为a1和a2.下列反映a1和a2变动的图线中正确的是( )．2．如图3－3－7所示,足够长的传送带与水平面夹角为θ,以速度v0逆时针匀速转动．在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块,小木块与传送带间的动摩擦因数μ＜tan θ,则图中能客观地反映小木块的速度随时间变动关系的是( )．3．如图3－3－8甲所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行．初速度年夜小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平空中上的A处滑上传送带．若从小物块滑上传送带开始计时,小物块在传送带上运动的v－t图像(以空中为参考系)如图3－3－21乙所示．已知v2>v1,则( )．图3－3－8A．t2时刻,小物块离A处的距离达到最年夜B．t2时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最年夜C．0～t2时间内,小物块受到的摩擦力方向先向右后向左D．0～t3时间内,小物块始终受到年夜小不变的摩擦力作用4.概况粗拙的传送带静止时,物块由顶端A从静止开始滑到皮带底端B用的时间是t,则 ( )A.当皮带向上运动时,物块由A滑到B的时间一定年夜于tB.当皮带向上运动时,物块由A滑到B的时间一定即是tC.当皮带向下运动时,物块由A滑到B的时间一定即是tD.当皮带向下运动时,物块由A滑到B的时间一定小于t5. 如图是一条足够长的浅色水平传送带在自左向右匀速运行.现将一个木炭包无初速地放在传送带的最左端,木炭包在传送带上将会留下一段黑色的径迹.下列说法中正确的是（）A．黑色的径迹将呈现在木炭包的左侧B．木炭包的质量越年夜,径迹的长度越短C. 传送带运动的速度越年夜,径迹的长度越短D．木炭包与传送带间动摩擦因数越年夜,径迹的长度越短6.、如图所示,水平传送带上A、B两端点相距x＝4 m,传送带以v0＝2 m/s的速度(始终坚持不变)顺时针运转．今将一小煤块(可视为质点)无初速度地轻放至A点处,已知小煤块与传送带间的动摩擦因数为0.4,g取10 m/s2.由于小煤块与传送带之间有相对滑动,会在传送带上留下划痕．在小煤块从A运动到B的过程中( )A．所用时间是2 s B．所用时间是2.25 sC．划痕长度是4 m D．划痕长度是0.5 m7.如图所示,一粗拙的水平传送带以恒定的速度v1沿顺时针方向运动,传送带的左、右两端皆有一与传送带等高的光滑水平面,一物体以恒定的速率v2沿水平面分别从左、右两端滑上传送带,下列说法正确的是A.物体从右端滑到左端所需的时间一定年夜于物体从左端滑到右真个时间B. 若v2＜v1,物体从左端滑上传送带肯定先做加速运动,再做匀速运动C. 若v2＜v1,物体从右端滑上传送带,则物体可能达到左端D. 若v2＜v1,物体可能从右端滑上传送带又回到右端,在此过程中物体先做减速运动再做加速运动8.如图所示,传送带的水平部份长为L,运动速率恒为v,在其左端放上一无初速的小木块,若木块与传送带间的动摩擦因数为μ,则木块从左到右的运动时间不成能为（）A(甲)所示,静止在光滑水平面上的长木板B(长木板足够长)的左端静止放着小物块A.某时刻,A受到水平向右的外力F作用,F随时间t的变动规律如图(乙)所示,即F＝kt,其中k为已知常数．设物体A、B之间的滑动摩擦力年夜小即是最年夜静摩擦力f,且A、B的质量相等,则下列可以定性描述长木板速度时间图象的是() 10.如图甲所示,光滑水平面上,木板m,向左匀速运动．t＝0时刻,木块从木板的左端向右以与木板相同年夜小的速度滑上木板,t1时刻,木块和木板相对静止,共同向左匀速运动．以v1和a1暗示木板的速度和加速度,以v2和a2暗示木块的速度和加速度,以向左为正方向,则图乙中正确的是()11、如图所示为上、下两端相距 L=5 m、倾角α=30°、始终以v=3 m/s 的速率顺时针转动的传送带(传送带始终绷紧).将一物体放在传送带的上端由静止释放滑下,经过t=2 s 达到下端,重力加速度g 取10 m/s 2,求：(1)传送带与物体间的动摩擦因数多年夜？(2)如果将传送带逆时针转动,速率至少多年夜时,物体从传送带上端由静止释放能最快地达到下端？12.空中高为h=1.25m,在水平面上向右做直线运动,A 、B 是其左右两个端点．某时刻小车速度为v0=7.2m/s,在此时刻对平板车施加一个方向水平向左的恒力F=50N,与此同时,将一个质量m=1kg 的小球轻放在平板车上的P 点（小球可视为质点,放在P 点时相对空中的速度为零）,3LPB ,经过一段时间,小球脱离平板车落到空中．车与空中的动摩擦因数为0.2,其他摩擦均不计．取g=10m/s2．求：（1）小球从离开平板车开始至落到空中所用的时间；（2）小球从轻放到平板车开始至离开平板车所用的时间；（3）从小球轻放上平板车到落地瞬间,平板车的位移年夜小．1、如图所示,质量为m 的木块在质量为M 的长木板上向右滑行,木块受到向右的拉力F 的作用,长木板处于静止状态,已知木块与长木板间的动摩擦因数为μ1,长木板与空中间的动摩擦因数为μ2,则( )FP AB v0A．长木板受到空中的摩擦力的年夜小一定是μ1mgB．长木板受到空中的摩擦力的年夜小一定是μ2(m＋M)gC．当F>μ2(m＋M)g时,长木板便会开始运动D．无论怎样改变F的年夜小,长木板都不成能运动解析：木块受到的滑动摩擦力年夜小为μ1mg,由牛顿第三定律,长木板受到m对它的摩擦力年夜小也是μ1mg,对长木板使用平衡条件得空中对长木板的静摩擦力为μ2mg,A正确．改变F的年夜小,木块m受到的滑动摩擦力不会发生变动,长木板受力不变,D正确．谜底：AD2、如图18所示,某工厂用水平传送带传送零件,设两轮子圆心的距离为S,传送带与零件间的动摩擦因数为μ,传送带的速度恒为V,在P点轻放一质量为m的零件,并使被传送到右边的Q处.设零件运动的后一段与传送带之间无滑动,则传送所需时间为,摩擦力对零件做功为.分析与解：刚放在传送带上的零件,起初有个靠滑动摩擦力加速的过程,当速度增加到与传送带速度相同时,物体与传送带间无相对运动,摩擦力年夜小由f=μmg突酿成零,尔后以速度V走完余下距离.由于f=μmg=ma,所以a=μg.加速时间加速位移共用时间3.如图7所示,一质量为m＝2 kg的滑块从半径为R＝0.2 m的光滑四分之一圆弧轨道的顶端A处由静止滑下,A点和圆弧对应图18的圆心O 点等高,圆弧的底端B 与水平传送带平滑相接．已知传送带匀速运行的速度为v 0＝4 m/s,B 点到传送带右端C 点的距离为L ＝2 m ．当滑块滑到传送带的右端C 时,其速度恰好与传送带的速度相同．(g ＝10 m/s 2),求：(1)滑块达到底端B 时对轨道的压力；(2)滑块与传送带间的动摩擦因数μ；(3)此过程中,由于滑块与传送带之间的摩擦而发生的热量Q . 谜底 (1)60 N,方向竖直向下 (2)0.3 (3)4 J解析 (1)滑块由A 到B 的过程中,由机械能守恒定律得：mgR ＝12mv 2B ① 物体在B 点,由牛顿第二定律得：F B －mg ＝m v2B R②由①②两式得：F B ＝60 N由牛顿第三定律得滑块达到底端B 时对轨道的压力年夜小为60 N,方向竖直向下．(2)解法一：滑块在从B 到C 运动过程中,由牛顿第二定律得：μmg ＝ma ③由运动学公式得：v 20－v 2B ＝2aL ④由①③④三式得：μ＝0.3⑤解法二：滑块在从A 到C 整个运动过程中,由动能定理得：mgR ＋μmgL ＝12mv 20－0解得：μ (3)滑块在从B 到C 运动过程中,设运动时间为t由运动学公式得：v 0＝v B ＋at ⑥发生的热量：Q ＝μmg (v 0t －L )⑦由①③⑤⑥⑦得：Q ＝4 J.4.如图9所示,绷紧的传送带与水平面的夹角θ＝30°,皮带在电念头的带动下,始终坚持v 0＝2 m/s 的速率运行,现把一质量为m ＝10 kg 的工件(可看做质点)轻轻放在皮带的底端,经过时间t ＝1.9 s,工件被传送到h ＝1.5 m 的高处,取g ＝10 m/s 2,求：(1)工件与传送带间的动摩擦因数；(2)电念头由于传送工件多消耗的电能．解析 (1)由题图可知,皮带长x ＝h sin θ＝3 m ．工件速度达到v 0前,做匀加速运动的位移x 1＝v t 1＝v02t 1匀速运动的位移为x －x 1＝v 0(t －t 1)解得加速运动的时间t 1＝0.8 s 加速运动的位移x 1＝0.8 m,所以加速度a ＝v0t1＝2.5 m/s 2 由牛顿第二定律有：μmg cos θ－mg sin θ＝ma ,解得μ＝32. (2)根据能量守恒的观点,显然电念头多消耗的电能用于增加工件的动能、势能以及克服传送带与工件之间发生相对位移时摩擦力做功发生的热量．在时间t 1内,皮带运动的位移x 皮＝v 0t 1＝1.6 m ,工件相对皮带的位移x 相＝x 皮－x 1＝0.8 m摩擦发生的热量Q ＝μmg cos θx 相＝60 J,工件获得的动能E k ＝12mv 20＝20 J 工件增加的势能E p ＝mgh ＝150 J,电念头多消耗的电能W ＝Q ＋E k ＋E p ＝230 J.谜底 (1)32(2)230 J 5.如图10所示,质量为m 的物体在水平传送带上由静止释放,传送带由电念头带动,始终坚持以速度v 匀速运动,物体与传送带间的动摩擦因数为μ,物体在滑下传送带之前能坚持与传送带相对静止, 图10对物体从静止释放到与传送带相对静止这一过程,下列说法中正确的是( )A ．电念头多做的功为12mv 21B ．物体在传送带上的划痕长v2μgC ．传送带克服摩擦力做的功为12mv 2D ．电念头增加的功率为μmgv谜底 D解析 小物块与传送带相对静止之前,物体做匀加速运动,由运动学公式知x 物＝v 2t ,传送带做匀速运动,由运动学公式知x 传＝vt ,对物块根据动能定理μmgx 物＝12mv 2,摩擦发生的热量Q ＝μmgx 相＝μmg (x 传－x 物),四式联立得摩擦发生的热量Q ＝12mv 2,根据能量守恒定律,电念头多做的功一部份转化为物块的动能,一部份转化为热量,故电念头多做的功即是mv2,A项毛病；物体在传送带上的划痕长即是x传－x物＝x物＝v22μg,B项毛病；传送带克服摩擦力做的功为μmgx传＝2μmgx物＝mv2,C项毛病；电念头增加的功率也就是电念头克服摩擦力做功的功率为μmgv,D项正确．6．如图14所示,倾斜的传送带始终以恒定速率v2运动．一小物块以v1的初速度冲上传送带,v1>v2.小物块从A到B的过程中一直做减速运动,则( )A．小物块达到B真个速度可能即是v2B．小物块达到B真个速度不成能即是零C．小物块的机械能一直在减少D．小物块所受合力一直在做负功谜底AD解析小物块一直做减速运动,到B点时速度为小于v1的任何值,故A正确,B毛病．当小物块与传送带共速后,如果继续向上运动,摩擦力将对小物块做正功,机械能将增加,故C毛病．W合＝ΔE k<0,D正确．7．一个平板小车置于光滑水平面上,其右端恰好和一个14光滑圆弧轨道AB的底端等高对接,如图9所示．已知小车质量M＝2 kg,小车足够长,圆弧轨道半径R＝0.8 m．现将一质量m＝0.5 kg的小滑块,由轨道顶端A点无初速度释放,滑块滑到B端后冲上小车．滑块与小车上概况间的动摩擦因数μ＝0.2.(取g＝10 m/s2)试求：(1)滑块达到B端时,对轨道的压力年夜小；(2)小车运动2 s时,小车右端距轨道B 真个距离；(3)滑块与车面间由于摩擦而发生的内能．谜底 (1)15 N (2)0.96 m (3)3.2 J解析 (1)滑块从A 端下滑到B 端时速度年夜小为v 0,由动能定理得mgR ＝12mv 20v 0＝4 m/s 在B 点对滑块由牛顿第二定律得F N －mg ＝m v20R解得轨道对滑块的支持力F N ＝3mg ＝15 N由牛顿第三定律得,滑块对轨道的压力年夜小F N ′＝15 N(2)滑块滑上小车后,由牛顿第二定律对滑块：－μmg ＝ma 1,得a 1＝－2 m/s 2对小车：μmg ＝Ma 2,得a 2＝0.5 m/s 2设经时间t 后两者达到共同速度,则有v 0＋a 1t ＝a 2t 解得t ＝1.6 s由于t ＝1.6 s<2 s ．故1.6 s 后小车和滑块一起匀速运动,速度v ＝a 2t ＝0.8 m/s因此,2 s 时小车右端距轨道B 真个距离为x ＝12a 2t 2＋v (2－t )＝0.96 m(3)滑块相对小车滑动的距离为Δx ＝v0＋v 2t －v 2t ＝3.2 m 所以发生的内能Q ＝μmg Δx ＝3.2 J(1)传送带对小物体做的功；(2)电念头做的功.15.机电带动水平传送带以速度v 匀速转动,一质量为m 的小木块由静止轻放在传送带上,若小木块与传送带之间的动摩擦因数为μ,如图所示,当小木块与传送带相对静止时,求：(1)小木块的位移；(2)传送带转过的路程；(3)小木块获得的动能；(4)摩擦过程发生的摩擦热；(5)机电带动传送带匀速转动输出的总能量．解析木块刚放上,速度为零,肯定受到传送带的滑动摩擦力作用,做匀加速直线运动,达到与传送带相同速度后不再相对滑动,整个过程中木块获得一定的动能,系统要发生摩擦热．对小木块,相对滑动时,由ma ＝μmg 得加速度a ＝μg ,由v ＝at 得,达到相对静止所用时间t ＝v μg .(1)小木块的位移s 1＝12at 2＝v22μg .(2)传送带始终匀速运动,路程s 2＝vt ＝v2μg .(3)小木块获得的动能E k ＝12mv 2.这一问也可用动能定理解：μmgs 1＝E k,故E k ＝12mv 2.(4)发生的摩擦热Q ＝μmg (s 2－s 1)＝12mv 2.注意,这里恰巧Q ＝E k ,但不是所有的问题都这样．(5)由能的转化与守恒得,机电输出的总能量转化为小木块的动能与摩擦热,所以E 总＝E k ＋Q ＝mv 2.谜底 (1)v22μg (2)v2μg (3)12mv 2(4)12mv 2(5)mv 2总结：利用Q ＝fs 相对进行热量Q 的计算时,关键是对相对路程s 相对的理解．例如：如果两物体同向运动,s 相对为两物体对位置移年夜小之差；如果两物体反向运动,s 相对为两物体对位置移年夜小之和；如果一个物体相对另一个物体往复运动,则s 相对为两物体相对滑行路径的总长度.如图5所示,足够长的传送带以恒定速率顺时针运行．将一个物体轻轻放在传送带底端,第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度,第二阶段与传送带相对静止,匀速运动达到传送带顶端．下列说法中正确的是()A．第一阶段摩擦力对物体做正功,第二阶段摩擦力对物体不做功B．第一阶段摩擦力对物体做的功即是第一阶段物体动能的增加C．第一阶段物体和传送带间的摩擦生热即是第一阶段物体机械能的增加量D．物体从底端到顶端全过程机械能的增加量即是全过程物体与传送带间的摩擦生热谜底C解析第一阶段摩擦力对物体做正功,第二阶段摩擦力对物体仍做正功,选项A毛病；第一阶段摩擦力对物体做的功即是第一阶段物体动能的增加量和重力势能的增加量,选项B毛病；第一阶段物体和传送带间的摩擦生热即是第一阶段物体机械能的增加量,选项C正确；物体从底端到顶端全过程机械能的增加量年夜于全过程物体与传送带间的摩擦生热,选项D毛病．例3 如图6所示,质量为m的物体在水平传送带上由静止释放,传送带由电念头带动,始终坚持以速度v匀速运动,物体与传送带间的动摩擦因数为μ,物体在滑下传送带之前能坚持与传送带相对静止,对物体从静止释放到与传送带相对静止这一过程,下列说法中正确的是()A．电念头多做的功为12mv2B．物体在传送带上的划痕长v2μgC ．传送带克服摩擦力做的功为12mv 2D ．电念头增加的功率为μmgv解析 物体与传送带相对静止之前,物体做匀加速运动,由运动学公式知x 物＝v 2t ,传送带做匀速运动,由运动学公式知x 传＝vt ,对物体根据动能定理μmgx 物＝12mv 2,摩擦发生的热量Q ＝μmgx 相对＝μmg (x 传－x 物),四式联立得摩擦发生的热量Q ＝12mv 2,根据能量守恒定律,电念头多做的功一部份转化为物体的动能,一部份转化为热量,故电念头多做的功即是mv 2,A 项毛病；物体在传送带上的划痕长即是x 传－x 物＝x 物＝v22μg,B 项毛病；传送带克服摩擦力做的功为μmgx 传＝2μmgx 物＝mv 2,C 项毛病；电念头增加的功率也就是电念头克服摩擦力做功的功率为μmgv ,D 项正确．谜底D25．如图10所示,水平传送带由电念头带动,并始终坚持以速度v 匀速运动,现将质量为m 的某物块由静止释放在传送带上的左端,过一会儿物块能坚持与传送带相对静止,设物块与传送带间的动摩擦因数为μ,对这一过程,下列说法毛病的是( )mv 2mv 2mv 2D ．电念头多做的功为mv 2mv 2,故A 正确；传送带的位移是物块位移的两倍,所以物块对传送带做功是摩擦力对物块做功的两倍,物块对传送带做负功,即－mv 2,故B 错；电念头多做的功就是克服传送带的摩擦力做的功,也为mv2,故D正确；系统摩擦生热即是摩擦力与相对位移的乘积,故C正确.谜底：B例1、一质量为M的长木板静止在光滑水平桌面上．一质量为m的小滑块以水平速度v0从长木板的一端开始在木板上滑动,直到离开木板．滑块刚离开木板时的速度为v0/3．若把该木板固定在水平桌面上,其它条件相同,求滑块离开木板时的速度v．例2、一块质量为M长为L的长木板,静止在光滑水平桌面上,一个质量为m的小滑块以水平速度v0从长木板的一端开始在木板上滑动,直到离开木板,滑块刚离开木板时的速度为v05．若把此木板固定在水平桌面上,其他条件相同．求：（1）求滑块离开木板时的速度v；（2）若已知滑块和木板之间的动摩擦因数为μ,求木板的长度．例3、如图所示,光滑的曲面轨道的水平出口跟停在光滑水平面上的平板小车的上概况相平,质量为m的小滑块从光滑轨道上某处由静止开始滑下并滑下平板小车,使得小车在光滑水平面上滑动．已知小滑块从光滑轨道上高度为H的位置由静止开始滑下,最终停到板面上的Q点．若平板小车的质量为3m．用g 暗示本地的重力加速度年夜小,求：（1）小滑块达到轨道底端时的速度年夜小v0；（2）小滑块滑上小车后,平板小车可达到的最年夜速度V；（3）该过程系统发生的总热量Q．例4、如图所示,一质量为M、长为l的长方形木板B放在光滑的水平空中上,在其右端放一质量为m的小木块A,m<M．现以空中为参照系,给A和B以年夜小相等、方向相反的初速度（如图）,使A开始向左运动、B开始向右运动,但最后A刚好没有滑离木板．以空中为参考系．（1）若已知A和B的初速度年夜小为v0,求它们最后的速度的年夜小和方向；（2）若初速度的年夜小未知,求小木块A向左运动达到的最远处（从空中上看）离动身点的距离．例5、如图所示,长木板ab的b端固定一挡板,木板连同档板的质量为M=4.0kg,a、b间距离s=．a端有一小物块,其质量m=1.0kg,小物块与木板间的动摩擦因数μ=0.10,它们都处于静止状态．现令小物块以初速v0=4.0m/s沿木板向前滑动,直到和挡板相碰.碰撞后,小物块恰好回到a端而不脱离木板．求碰撞过程中损失的机械能．例1：【谜底】413v mMv0v0例2.【谜底】（12例3：【谜底】（123例4.【谜底】（1方向向右；（2例5.【谜底】解析：设木块和物块最后共同的速度为v ,由动量守恒定律得 ①设全过程损失的机械能为E ,则②用s 1暗示从物块开始运动到碰撞前瞬间木板的位移,W 1暗示在这段时间内摩擦力对木板所做的功．用W 2暗示同样时间内摩擦力对物块所做的功．用s 2暗示从碰撞后瞬间到物块回到a 端时木板的位移,W3暗示在这段时间内摩擦力对木板所做的功．用W 4暗示同样时间内摩擦力对物块所做的功．用W 暗示在全过程中摩擦力做的总功,则W 1③W 2④W 3⑤W 4 ⑥W ＝W 1＋W 2＋W 3＋W 4⑦ 用E 1暗示在碰撞过程中损失的机械能,则E1＝E－W⑧由①～⑧式解得⑨代入数据得E1＝2.4J ⑩。