传送带上的一对滑动摩擦力做功
高三物理(新课标)二轮专题复习突破：1-2-2传送带模型中的能量问题
难点突破6传送带模型中的能量问题传送带的问题是和实际联系较紧密的一个物理模型，是高中阶段必须掌握的重要内容．解决此类问题的关键是对传送带和物体进行动态分析和终态推断，灵活巧妙地从能量的观点和力的观点来揭示其本质、特征、过程．因此在力学复习中，通过研究传送带类习题，将力学各部分内容串联起来，再利用功能观点处理传送带问题，往往能达到融会贯通的效果．对传送带问题要进行两种分析：1．受力和运动分析对传送带上的物体首先要进行受力分析，判断物体受到的滑动摩擦力方向及物体的运动状态，是加速，是减速，还是匀速；其次判断摩擦力突变(大小、方向)的临界状态；最后运用运动学知识求加速度、速度、位移等物理量，进而利用功和能的有关知识，求因摩擦而产生的热．注意：①判断摩擦力的有无、方向时以传送带为参考系；②临界状态一般发生在v物与v传相同的时刻；③应用运动学公式计算物体的相关物理量时应以地面为参考系．2．传送带中功和能量关系的分析传送带损失电能传送带受到物体的作用力，一般表现为摩擦力传送带对地移动距离ΔE电＝F f x传送带产生内能与传送带间的滑动摩擦力物体相对于传送带移动的距离Q＝F fΔl电动机带动下以v0＝4 m/s的恒定速率顺时针方向运行．在传送带底端P 处有一离传送带很近的固定挡板，可将传送带上的物体挡住．在距P距离为L＝9 m的Q处无初速度地放一质量m＝1 kg的物体，它与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5，物体与挡板的碰撞能量损失及碰撞时间不计，取g＝10 m/s2，sin37°＝0.6，求物体从静止释放到第一次返回上升至最高点的过程中：(1)相对传送带发生的位移；(2)系统因摩擦产生的热量；(3)传送带多消耗的电能；(4)物体的最终状态及该状态后电动机的输出功率．【解析】图1(1)解法1：力和运动法．物体由静止释放，沿传送带向下加速运动，相对传送带亦向下滑，受力如图1所示，有mg sinθ－μmg cosθ＝ma1，得a1＝2 m/s2与P碰前速度v1＝2a1L＝6 m/s设物体从Q到P的时间为t1，则t1＝v1a1＝3 s设物体对地位移为x1，可知x1＝L＝9 m，相对传送带向下的位移Δx1＝x1＋v0t1＝21 m图2物体与挡板碰撞后，以速度v 1反弹，向上做减速运动，因v 1>v 0，物体相对传送带向上滑，设速度减小到与传送带速度相等的时间为t 2，此过程受力如图2所示，有mg sin θ＋μmg cos θ＝ma 2得a 2＝10 m/s 2，t 2＝v 1－v 0a 2＝0.2 s 在t 2时间内物体对地向上的位移x 2＝v 1＋v 02t 2＝1 m 相对传送带向上的位移Δx 2＝x 2－v 0t 2＝0.2 m物体速度与传送带速度相等后，由于mg sin θ>μmg cos θ物体不能匀速，将相对传送带向下滑，对地向上做加速度大小为a 3＝a 1＝2 m/s 2的减速运动，设速度减小到零的时间为t 3，t 3＝v 0a 3＝2 s 此过程中物体对地向上的位移x 3＝v 02t 3＝4 m 相对传送带向下的位移Δx 3＝v 0t 3－x 3＝4 m整个过程中两者相对滑动位移为Δx ＝Δx 1－Δx 2＋Δx 3＝24.8 m.解法2：相对运动法．以传送带为参考系，在求出相对初速度和相对加速度后，三个阶段物体相对传送带的位移分别为Δx 1＝v 0t 1＋12a 1t 21＝21 m Δx 2＝(v 1－v 0)t 2－12a 2t 22＝0.2 mΔx3＝12a3t23＝4 m第二阶段物体相对传送带向上运动，两者相对滑动总位移为Δx＝Δx1－Δx2＋Δx3＝24.8 m.解法3：图象法．设沿传送带向上为正方向，画出如图3所示物体和传送带运动的v－t图象，直接用物体和传送带v－t图线所夹的面积表示相对发生的位移：图3Δx1＝(v0＋v0＋v1)t12＝21 m，Δx2＝(v1－v0)t22＝0.2 mΔx3＝12v0t3＝4 m两者相对滑动的总位移为Δx＝Δx1－Δx2＋Δx3＝24.8 m.图4(2)系统因摩擦产生的热量，是由于一对滑动摩擦力作用点移动的不同导致做功不等而造成的，产生的热量不是与传送带和物体间的相对移动的位移而是与相对移动的距离有关(如图4所示阴影部分面积)：Q＝Q1＋Q2＋Q3＝F f·Δl＝μmg cosθ(Δx1＋Δx2＋Δx3)＝100.8 J(3)传送带消耗的电能是因为传送带要克服摩擦力做功，这与传送带对地运动位移有关(如图5所示阴影部分面积)，在物体向下加速和相对传送带向下运动的减速阶段，摩擦力对传送带做负功消耗电能，在物体相对传送带向上运动的减速阶段，摩擦力对传送带做正功，减少电能损耗．图5ΔE电＝－F f(x传送带1－x传送带2＋x传送带3)＝－μmg cosθ(v0t1－v0t2＋v0t3)＝－76.8 J即传送带多消耗的电能为76.8 J.(4)物体返回上升到最高点时速度为零，以后将重复上述过程，且每次碰后反弹速度、上升高度依次减小，最终达到一个稳态：稳态的反弹速度大小应等于传送带速度4 m/s，此后受到的摩擦力总是斜向上，加速度为g sinθ－μg cosθ＝2 m/s2，方向斜向下，物体相对地面做往返“类竖直上抛”运动，对地上升的最大位移为x m＝v202a1＝4 m，往返时间为T＝2v0a1＝4 s传送带受到的摩擦力大小始终为F f＝μmg cosθ，稳态后方始终斜向下，故电动机的输出功率稳定为P＝F f v0＝μmg cosθ×v0＝16 W.如图所示，甲、乙两种粗糙面不同的传送带，倾斜于水平地面放置，以同样恒定速率v 向上运动．现将一质量为m 的小物体(视为质点)轻轻放在A 处，小物体在甲传送带上到达B 处时恰好达到传送带的速率v ；在乙传送带上到达离B 竖直高度为h 的C 处时达到传送带的速率v .已知B 处离地面的高度皆为H .则在小物体从A 到B 的过程中( )A ．两种传送带与小物体之间的动摩擦因数相同B ．将小物体传送到B 处，两种传送带消耗的电能相等C ．两种传送带对小物体做功相等D ．将小物体传送到B 处，两种系统产生的热量相等解析：小物体在两种传送带均做初速度为零的匀加速直线运动，加速度大小a ＝μg cos θ－g sin θ，在速度达到v 的过程中，小物体在甲传送带上的位移s 较大，根据公式a ＝v 22s，可知小物体在甲传送带上时的加速度较小，根据a ＝μg cos θ－g sin θ，可得μ＝a g cos θ＋tan θ，即小物体与甲传送带间的动摩擦因数较小，选项A 错误；在小物体从A 到B 的过程中，根据功能关系可知，传送带对小物体做的功等于小物体机械能的增加量，选项C 正确；在小物体从A 到B 的过程中，只有小物体相对传送带发生滑动时，即只有在加速过程中，系统才发生“摩擦生热”，根据公式Q ＝fs 相对计算系统产生的热量，可选取做匀速运动的传送带为惯性参考系，小物体在惯性参考系里做初速度大小为v ，加速度大小为a ＝μg cos θ－g sin θ，末速度为零的匀减速直线运动，可求出s 相对＝v 22a ，可见，s 相对等于小物体相对于地面速度从0加速到v 过程中的位移，即系统产生的热量等于小物体加速过程中摩擦力对小物体做的功，对于甲传送带，在加速过程中摩擦力做正功设为W 1，克服重力做功为mgH ，动能改变量为12m v 2，根据动能定理可求得W 1＝12m v 2＋mgH ，同理可求出小物体在乙传送带上加速过程中摩擦力做的功为W 2＝12m v 2＋mg (H －h )，显然W 1>W 2，所以Q 1>Q 2，即甲系统产生的热量多，选项D 错误；在将小物体传送到B 处的过程中，传送带消耗的电能等于系统增加的机械能和产生的内能，两种系统增加的机械能相等，产生的内能不等，所以消耗的电能不等，选项B 错误．答案：C如图所示，在大型超市的仓库中，要利用皮带运输机将货物由平台D 运送到高为h ＝2.5 m 的平台C 上．为了便于运输，仓储员在平台D 与皮带间放了一个14圆周的光滑轨道ab ，轨道半径为R ＝0.8 m ，轨道最低点与皮带接触良好．已知皮带和水平面间的夹角为θ＝37°，皮带和货物间的动摩擦因数为μ＝0.75，运输机的皮带以v 0＝1 m/s 的速度沿顺时针方向匀速运动(皮带和轮子之间不打滑)．现仓储员将质量为m ＝200 kg 的货物放于轨道的a 端(g ＝10 m/s 2)．求：(1)货物到达圆轨道最低点b 时对轨道的压力；(2)货物沿皮带向上滑行多远才能相对皮带静止；(3)皮带将货物由A 运送到B 需对货物做多少功．解析：(1)货物由a 到b ，由机械能守恒定律得mgR ＝12m v 2 解得v ＝2gR ＝2×10×0.8 m/s ＝4 m/s在最低点b ，由F 合＝ma 得F －mg ＝m v 2RF ＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫v 2R ＋g ＝200×⎝ ⎛⎭⎪⎫420.8＋10 N ＝6×103 N 由牛顿第三定律可知货物到达圆轨道最低点时对轨道的压力F ′＝F ＝6×103 N.(2)货物在皮带上运动时，由动能定理得：－mgx sin37°－fx ＝12m v 20－12m v 2 且f ＝μmg cos37°解得：x ＝v 2－v 202g (sin37°＋μcos37°)＝0.625 m. (3)由于tan37°＝μ，则货物减速到v 0后便和皮带一起匀速向上运动 货物由平台D 运送到平台C 的过程中，由功能关系知，皮带对货物做的功为W＝mg(h－R)＋12m v20＝3 500 J.11。
摩擦力做功专题[2]解析
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习题讲解：
解： （1）物体的受力如图所示
WF=FScos37°=10×2×0.8J=16J Wf=fScos180°=4.2×2×(-1)J=-8.4J WG=0J WN=0J
习题讲解：
（2）物体所受合外力为 ΣF=Fcos37°-f=10×0.8N-4.2N=3.8N
合外力所做的功为 W合=ΣFScos0°=3.8×2×1J=7.6J
如图所示，物体在水平拉力下静止在粗糙水 平面上，物体与桌面间有静摩擦力，该摩擦 力不做功。
静摩擦力可以对物体做负功
如图所示，物体A、B以初速度V0滑上粗糙 的水平面，能保持相对静止地减速运动，
？ 则在此过程中A对B的静摩擦力对B作
负功！
f
B
S
V0
A
静摩擦力可以对物体做正功
如图所示，光滑水平面上物体A、B在外力 F作用下能保持相对静止地匀加速运动，则
系统机械能的损失等于滑动摩擦力的大小与 两物体间的相对位移的乘积，即
习题：
习题：
习题：
一对相互作用的静摩擦力做功的代数和必为 零，即
滑动摩擦力做功与路程有关，其值等于滑动 摩擦力的大小和物体沿接触面滑动的路程的 乘积，即
摩擦力做功的特点
一对滑动摩擦力做功的代数和必不为零，且 等于滑动摩擦力的大小与两物体间相对位移 的乘积，即
对于与外界无能量交换的孤立系统而言，滑 动摩擦产生的热等于滑动摩擦力的大小与两 物体间相对路程的乘积，即
功的公式的说明；W=FScosα
（4）功是标量，但有正负之分 功是一个标量，它的正、负有什么含 义呢？如果一个力对物体做正功，说 明这个力对物体的运动起促进作用， 是动力；反之，一个力做负功，它对 物体来说就是阻力；功的正、负量不 表示方向，只表示动力或者是阻力做 功，+100J的功和－100J的功意义是 不一样的。
一对相互作用的摩擦力做功的特点
一对相互作用的摩擦力做功的特点湖北枣阳二中 张锋在高中阶段，许多学生对于相互作用力的做功情况尤其是一对相互作用的摩擦力做功的情况感觉很模糊，甚至是束手无策。
现在我就一对相互作用的摩擦力做功的特点发表一下我的看法。
一．一对静摩擦力做功特点（1） 单个静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。
例如在斜面上静止不动的物体，静摩擦力不做功；与倾斜的传送带一起匀速上升的物体，静摩擦力做正功；与倾斜的传送带一起匀速下降的物体，静摩擦力做负功。
（2） 相互摩擦的系统内，一对静摩擦力所做功的代数和总为零，即021=+W W 。
由于受静摩擦力的物体相对静止，所以他们的位移相等，而一对静摩擦力等大反向，故有0)(21=⋅-+⋅==s f s f W W 。
（3） 在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的相互转移（静摩擦力起着传递机械能的作用），而没有机械能转化为其他形式的能。
二．一对滑动摩擦力做功特点（1） 滑动摩擦力总是阻碍物体的相对运动，但不一定阻碍物体的运动，故单个滑动摩擦力可以对物体做正功，也可以对物体做负功，当然也可以不做功。
例如沿粗糙的斜面下滑的物体，滑动摩擦力对物体做负功而对斜面不做功。
（2） 相互摩擦的系统内，一对滑动摩擦力所做功的代数和总为负值，其绝对值恰等于于相对位移的乘积，即恰等于系统因摩擦而损失的机械能。
(Q W W -=+21，其中Q 就是在摩擦过程中产生的内能）。
（3） 一对滑动摩擦力做功的过程中，能量的转化有两种情况：一是相互摩擦的物体之间机械能的转移；二是机械能转化为内能。
转化为内能的数值等于滑动摩擦力于相对位移的乘积，即相对s F Q f ⋅=。
例如：质量为1m 的木板A 静止在光滑的水平面上，A 的上表面动摩擦因数为u,质量2m为物体B 左端以0v 水平冲上A 的上表面，当B 恰好到达A 的右端时二者相对静止。
求:(1)该过程中摩擦力分别对A,B 和系统做的功;(2)系统产生的内能。
2012用-摩擦力做功及功率
不做功 箱子整体向左右移动或静止
判断下列摩擦力做什么功
车往北走，往东推车上的箱子，未推动 车往北走，往北推车上的箱子，未推动
车往北走，往南推车上的箱子，未推动
用力F向右推动小箱子，缆绳拉着大箱子 1、向右移动 2、向左移动 3、向上或向下移动 4、斜向右上移动
结论2：摩擦力可以 与位移成任夹角！
(2)汽车上坡时，速度越来越大，必须不断减小牵引力以保证输出功率不 超过额定输出功率，当牵引力F= f + mgsinθ=6×103 N时，汽车加速度 为零，速度增大到最大，设为vm，则P＝Fv＝（f＋mgsinθ）〃vm；
P 60 10 vm 10m / s, f mg sin 6000
解：分析汽车上坡过程中受力情况如图所示：牵引力F,重力mg＝ 4×104N，f＝kmg＝4×103 N，支持力N，依题意sinθ＝5/100。 （1）汽车上坡时，若F＝8000N,而f＋mgsinθ＝4×103＋4×104×1/20 ＝6×103 N,即F> f +mgsinθ,汽车将加速上坡，速度不断增大，其输 出功率P=Fv也不断增大，长时间后，将 超出其额定输出功率，所以，汽车不能 保持牵引力为8000N不变上坡。
①若P不变，F与v成反比 ②若F不变，P与v成正比 ③若v不变，P与F成正比
四.汽车的两种启动问题
1.恒定功率P额的加速
可见恒定功率的加速一定不是匀加速。这种加 速过程发动机做的功只能用W=Pt计算，不能用 W=Fs计算（因为F为变力）。
练习5.下列关于汽车运动的论述，不正确的是(
) A
（2）汽车匀加速运动过程可持续的时间t′； （3）汽车启动后，发电机在第三秒末的即时功率P3； （4）汽车在做匀加速直线运动过程中，发动机所做的功W′．
传送带上的摩擦力问题全攻略
传送带上的摩擦力问题全攻略皮带传送是一种综合考查摩擦力及牛顿运动定律的问题，同时也能很好地联系生产、生活实际，所以是一种很好的题型.日常生活中传送带或与传送带类似的运输工具随处可见，如电梯、跑步机等，同学们接触它的机会很多。
近几年，以“传送带"为载体的习题在各类考试中出现的频率较高,形式也很灵活.本文就传送带上的摩擦力举例分析，并归纳解题中应注意的问题.例1 如图1所示，一物块从某曲面上的P 点自由滑下，通过一粗糙的静止传送带后,落到地面上的Q 点。
若传送带的皮带轮沿顺时针方向转动起来,使传送带也随之运动，再把该物体放到P 点自由滑下,那么（ ）A.它仍落在Q 点B 。
它落在点Q 左边C 。
它落在点Q 右边D.它可能落不到地面上 解析 两种情况下皮带对物块滑动摩擦力的大小（F f =μmg )和方向（水平向右）均不变，所以物块运动情况相同.答案 A点评 （1）本题中两种情况下物体相对传送带运动快慢不同，而滑动摩擦力与两物体间相对运动快慢无关.（2）分析此类问题的关键是清楚物体的受力情况，从而确定物体在传送带上的运动情况,最后判断出物体做平抛运动时的初速度大小。
若传送带的皮带沿逆时针方向转动起来，再把该物体放到点自由滑下，它的落点情况就会发生变化.例2 如图2所示,一水平方向足够长的传送带以恒定的速度v 1沿顺时针方向转动，传送带右端有一与传送带等高的光滑水平面，一物体以恒定速率v 2沿直线向左滑向传送带后，经过一段时间又返回光滑水平面，速率为v 2’，则下列说法中正确的是（ ） A 。
只有v 1= v 2时，才有v 2’= v 1B 。
若v 1〉 v 2时，则v 2’= v 2C 。
若v 1< v 2时，则v 2'= v 2D.不管v 2多大,总有v 2'= v 2 解析 物块先受向右的摩擦力，故向左减速,减速至速度为零后又反向加速，若v 1〉 v 2，物块向左减速和向右加速两过程中始终受水平向右的恒定摩擦力，做类竖直上抛运动，故v 2'= v 2；若v 1〈 v 2，物块反向加速，速度先达到v 1，此后物块随传送带一起匀速运动至光滑水平面，所以v 2’= v 1。
传送带专题
传送带专题一．传送带分类：（常见的几种传送带模型）1.按放置方向分水平、倾斜和组合三种；2.按转向分顺时针、逆时针转两种；3.按运动状态分匀速、变速两种。
二．传送带特点：传送带的运动不受滑块的影响，因为滑块的加入，带动传送带的电机要多输出的能量等于滑块机械能的增加量与摩擦生热的和。
三．受力分析：传送带模型中要注意摩擦力的突变（发生在v 物与v 带相同的时刻），对于倾斜传送带模型要分析mgsin θ与f 的大小与方向。
突变有下面三种： 1.滑动摩擦力消失；2.滑动摩擦力突变为静摩擦力；3.滑动摩擦力改变方向； 四.运动分析：1.注意参考系的选择，传送带模型中选择地面为参考系；2.判断共速以后是与传送带保持相对静止作匀速运动呢？还是继续加速运动？3.判断传送带长度——临界之前是否滑出？ 五.传送带问题中的功能分析1.功能关系：W F =△E K +△E P +Q 。
传送带的能量流向系统产生的内能、被传送的物体的动能变化，被传送物体势能的增加。
因此，电动机由于传送工件多消耗的电能就包括了工件增加的动能和势能以及摩擦产生的热量。
2.对W F 、Q 的正确理解（a ）传送带做的功：W F =F·S 带 功率P=F× v 带 （F 由传送带受力平衡求得） （b ）产生的内能：Q=f·S 相对（c ）如物体无初速，放在水平传送带上，则在整个加速过程中物体获得的动能E K ，因为摩擦而产生的热量Q 有如下关系：E K =Q=2mv 21传 。
难点疑点：传送带与物体运动的牵制。
牛顿第二定律中a 是物体对地加速度，运动学公式中S 是物体对地的位移，这一点必须明确。
分析问题的思路：初始条件→相对运动→判断滑动摩擦力的大小和方向→分析出物体受的合外力和加速度大小和方向→由物体速度变化再分析相对运动来判断以后的受力及运动状态的改变。
一、传送带问题中力与运动情况分析 （一）．水平传送带问题的变化类型1.一无限长的粗糙传送带以8m/s 的速度顺时针转动，分别从左右两端以不同的初速度V 0释放一个小物块，求小物块最终的速度。
传送带模型练习(带答案)
1： 如图所示，绷紧的传送带，始终以2 m/s 的速度匀速斜向上运行，传送带与水平方向间的夹角θ＝30°。
现把质量为10 kg 的工件轻轻地放在传送带底端P 处，由传送带传送至顶端Q 处。
已知P 、Q 之间的距离为4 m ，工件与传送带间的动摩擦因数μ＝32，取g ＝10 m/s 2。
(1)通过计算说明工件在传送带上做什么运动；(2)求工件从P 点运动到Q 点所用的时间。
[答案] (1)先匀加速运动0.8 m ，然后匀速运动3.2 m (2)2.4 s解析 (1)工件受重力、摩擦力、支持力共同作用，摩擦力为动力由牛顿第二定律得：μmg cos θ－mg sin θ＝ma 代入数值得：a ＝2.5 m/s 2则其速度达到传送带速度时发生的位移为 x 1＝v 22a ＝222×2.5m ＝0.8 m<4 m 可见工件先匀加速运动0.8 m ，然后匀速运动3.2 m (2)匀加速时，由x 1＝v 2t 1得t 1＝0.8 s 匀速上升时t 2＝x 2v ＝3.22s ＝1.6 s 所以工件从P 点运动到Q 点所用的时间为 t ＝t 1＋t 2＝2.4 s 2：如图，倾角为37°，长为l ＝16 m 的传送带，转动速度为v ＝10 m/s ，动摩擦因数μ＝0.5，在传送带顶端A 处无初速度地释放一个质量为m ＝0.5 kg的物体．已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g ＝10 m/s 2.求：(1)传送带顺时针转动时，物体从顶端A 滑到底端B 的时间；(2)传送带逆时针转动时，物体从顶端A 滑到底端B 的时间．答案 (1)4 s (2)2 s解析 (1)传送带顺时针转动时，物体相对传送带向下运动，则物体所受滑动摩擦力沿斜面向上，相对传送带向下匀加速运动，根据牛顿第二定律有mg (sin 37°－μcos 37°)＝ma 则a ＝g sin 37°－μg cos 37°＝2 m/s 2，根据l ＝12at 2得t ＝4 s. (2)传送带逆时针转动，当物体下滑速度小于传送带转动速度时，物体相对传送带向上运动，则物体所受滑动摩擦力沿传送带向下，设物体的加速度大小为a 1，由牛顿第二得，mg sin 37°＋μmg cos 37°＝ma 1则有a 1＝mg sin 37°＋μmg cos 37°m＝10 m/s 2 设当物体运动速度等于传送带转动速度时经历的时间为t 1，位移为x 1，则有t 1＝v a 1＝1010 s ＝1 s ，x 1＝12a 1t 21＝5 m<l ＝16 m 当物体运动速度等于传送带速度瞬间，有mg sin 37°>μmg cos 37°，则下一时刻物体相对传送带向下运动，受到传送带向上的滑动摩擦力——摩擦力发生突变．设当物体下滑速度大于传送带转动速度时物体的加速度为a 2，则a 2＝mg sin 37°－μmg cos 37°m＝2 m/s 2 x 2＝l －x 1＝11 m 又因为x 2＝vt 2＋12a 2t 22，则有10t 2＋t 22＝11，解得：t 2＝1 s(t 2＝－11 s 舍去)所以t 总＝t 1＋t 2＝2 s. 3.如图所示，足够长的传送带与水平面倾角θ=37°，以12m/s 的速率逆时针转动。
传送带的摩擦力问题
传送带的摩擦力问题传送带中的摩擦力做功与能量转化问题传送带问题具有理论联系实际，综合性较强的特点。
通过归类教学把相近、类似的问题区别开来，经过典型例题分析、比较，充分认识这类问题的特点、规律，掌握对该类问题的处理方法、技巧，采纳归类教学有利于提高分析、鉴别并解决物理综合问题的能力。
一、运动时间的讨论问题1：(水平放置的传送带)如图所示，水平放置的传送带以速度v=2m/s 匀速向右运行，现将一质量为2kg 的小物体轻轻地放在传送带端，物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，若端与B 端相距4 m ，求物体由到B 的时间和物体到B 端时的速度分别是多少？解析：小物体放在端时初速度为零，且相对于传送带向左运动，所以小物体受到向右的滑动摩擦力，小物体在该力作用下向前加速，=μg,当小物体的速度与传送带的速度相等时，两者相对静止，摩擦力突变为零，小物体开始做匀速直线运动。
所以小物体的运动可以分两个阶段，先由零开始匀加速运动，后做匀速直线运动。
小物体做匀加速运动，达到带速2m/s 所需的时间1v t s == 在此时间内小物体对地的位移m t x 1212== 以后小物体以2m/s 做匀速直线运动的时间s s v x s t B 5.123==-=' 物体由到B 的时间T=1s+1.5s=2.5s ，且到达B 端时的速度为2m/s.讨论：若带长L 和动摩擦因数μ已知，则当带速v 多大时，传送时间最短？22()()22v v v L v T vT gμ=+-=-= 22L v L v T T v v=+=当时最短此时22v L gL μ=这说明小物体一直被加速过去且达到另一端时恰与带同速时间最短。
变式：如图所示，传送带的水平部分长为L ，传动速率为v ，在其左端无初速释放一小木块，若木块与传送带间的动摩擦因数为μ，则木块从左端运动到右端的时间不可能是( ).L v ＋v 2μgB.L vC.2L μgD.2L v 解析：因木块运动到右端的过程不同，对应的时间也不同，水平传送带传送物体一般存在以下三种情况（1）若一直匀加速至右端仍未达带速，则L ＝12μgt 2，得：t ＝2L μg，C 正确；（2）若一直加速到右端时的速度恰好与带速v 相等，则L ＝0＋v 2t ，有：t ＝2L v，D 正确；（3）若先匀加速到带速v ，再匀速到右端，则v22μg ＋v ? ????t －v μg ＝L ，有：t ＝L v ＋v 2μg ，正确，木块不可能一直匀速至右端，故B 不可能．问题2：(倾斜放置的传送带)如图所示，传送带与地面的倾角θ=37°，从端到B 端的长度为16m ，传送带以v 0=10m/s 的速度沿逆时针方向转动。
传送带上物体的摩擦力
传送带上物体的摩擦⼒传送带上物体的摩擦⼒翻阅近年⾼考试题，不乏传送带问题，传送带问题常常涉及三⽅⾯的问题，即物体通过传送带的时间问题，物体在传送带上遗留痕迹问题，以及物体在传送带上的摩擦⼒问题。
本⽂所要阐述的是物体在传送带上的摩擦⼒问题。
分析物体在传送带上的摩擦⼒，⾸先要弄清以下三个问题：1. 物体在传送带上参照物的选取传送带上物体的摩擦⼒，要以与物体接触的传送带为参照物，不要以地⾯或相对于地⾯静⽌的物体为参照物。
2. 物体在传送带上确定摩擦⼒⽅向的⽅法判断物体在传送带上的摩擦⼒⽅向，关键是分清物体相对传送带是相对滑动，还是有相对运动趋势。
如果是相对运动，则物体受到的滑动摩擦⼒⽅向与物体相对传送带滑动的⽅向相反；如果有相对运动趋势，⼀般⽤假设法先确定物体相对传送带的运动趋势⽅向，最后根据静摩擦⼒⽅向与相对运动趋势⽅向相反来确定物体受到的静摩擦⼒⽅向。
确定物体相对传送带运动趋势的⽅法：即假设物体与传送带的接触⾯突然变成光滑，在这⼀条件下开始分析，若物体与传送带的速度仍相同，说明物体与传送带之间⽆相对运动趋势；若物体与传送带的速度不同，再进⼀步分析出物体相对传送带的速度⽅向，则该⽅向就是物体相对传送带的运动趋势⽅向。
3. 物体在传送带上摩擦⼒的⼤⼩计算物体与传送带之间的滑动摩擦⼒⽤计算。
⽔平传送带上，F N等于物体重⼒⼤⼩；倾斜传送带上，F N等于物体重⼒沿垂直于传送带⽅向的分⼒。
计算传送带上物体的静摩擦⼒⼤⼩，没有现成的公式计算，⼀般根据平衡知识或⽜顿第⼆定律确定。
例1. 图1中传送带上部⽔平，长为L，以速度向右匀速运动，今有⼀质量为m的物块以不同的速度v滑上⽪带左端，试分析以下情况物块受到的摩擦⼒⽅向：（1）v＝0；（2）；（3）；（4）图1解析：（1）v＝0时，物块相对地⾯静⽌，假设接触⾯光滑，则物块相对传送带向左运动，即物块相对运动趋势向左，故物块受到的静摩擦⼒⽅向向右。
如果传送带⾜够长，在这个静摩擦⼒作⽤物块加速，直到物块速度等于传送带速度之后，物体将不再受摩擦⼒，⽽与传送带⼀同匀速。
2021高考物理专题--“传送带”模型中的能量转化问题(学生版)
2020年高考物理备考微专题精准突破专题3.6 “传送带”模型中的能量转化问题【专题诠释】传送带中摩擦力做功与能量转化1．静摩擦力做功(1)静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功．(2)相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零．(3)静摩擦力做功时，只有机械能的相互转移，不会转化为内能．2．滑动摩擦力做功的特点(1)滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功．(2)相互间存在滑动摩擦力的系统内，一对滑动摩擦力做功将产生两种可能效果：①机械能全部转化为内能；①有一部分机械能在相互摩擦的物体间转移，另外一部分转化为内能．(3)摩擦生热的计算：Q＝F f x相对．其中x相对为相互摩擦的两个物体间的相对路程．从功的角度看，一对滑动摩擦力对系统做的总功等于系统内能的增加量；从能量的角度看，其他形式能量的减少量等于系统内能的增加量．【最新考向解码】【例1】(2019·长春实验中学高三上学期期末)如图甲所示，倾斜的传送带以恒定的速率逆时针运行。
在t＝0时刻，将质量为1.0 kg的物块(可视为质点)无初速度地放在传送带的最上端A点，经过1.0 s，物块从最下端的B点离开传送带。
取沿传送带向下为速度的正方向，则物块的对地速度随时间变化的图象如图乙所示(g ＝10 m/s2)。
求：(1)物块与传送带间的动摩擦因数；(2)物块从A到B的过程中，传送带对物块做的功。
【例2】(2019·吉林省吉林市高三上学期期末联考)如图所示，在皮带传送装置中，皮带把物体P匀速带至高处，在此过程中，下列说法不正确的是()A．摩擦力对物体做正功B．摩擦力对物体做负功C．支持力对物体不做功D．合外力对物体做功为零【技巧方法】1．水平传送带水平传送带又分为两种情况：物体的初速度与传送带速度同向(含物体初速度为0)或反向．在匀速运动的水平传送带上，只要物体和传送带不共速，物体就会在滑动摩擦力的作用下，朝着和传送带共速的方向变速(若v物<v传，则物体加速；若v物>v传，则物体减速)，直到共速，滑动摩擦力消失，与传送带一起匀速运动，或由于传送带不是足够长，在匀加速或匀减速过程中始终没达到共速．计算物体与传送带间的相对路程要分两种情况：①若二者同向，则Δs＝|s传－s物|；①若二者反向，则Δs＝|s 传|＋|s物|.2．倾斜传送带物体沿倾角为θ的传送带传送时，可以分为两类：物体由底端向上运动，或者由顶端向下运动．解决倾斜传送带问题时要特别注意mg sin θ与μmg cos θ的大小和方向的关系，进一步判断物体所受合力与速度方向的关系，确定物体运动情况．【微专题精练】1.(多选)(2019·山西大学附属中学模拟)如图甲所示，一倾角为37°的传送带以恒定速度运行．现将一质量m ＝1 kg的物体抛上传送带，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示，取沿传送带向上为正方向，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.则下列说法正确的是()A．0～8 s内物体位移的大小是18 m B．0～8 s内物体机械能增量是90 JC．0～8 s内物体机械能增量是84 J D．0～8 s内物体与传送带因摩擦产生的热量是126 J2.(2019·福建八县联考)如图所示，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，匀速运动到达传送带顶端．下列说法正确的是()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等于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等于第一阶段物体机械能的增加D．物体从底端到顶端全过程机械能的增加等于全过程物体与传送带间的摩擦生热3.(2019·潍坊高三统考)如图所示，甲、乙传送带倾斜放置，并以相同的恒定速率v逆时针运动，两传送带粗糙程度不同，但长度、倾角均相同．将一小物体分别从两传送带顶端的A点无初速度释放，甲传送带上小物体到达底端B点时恰好达到速度v；乙传送带上小物体到达传送带中部的C点时恰好达到速度v，接着以速度v运动到底端B点．则小物体从A运动到B的过程()A．小物体在甲传送带上的运动时间比在乙上的大B．小物体与甲传送带之间的动摩擦因数比与乙之间的大C．两传送带对小物体做功相等D．两传送带因与小物体摩擦产生的热量相等4.(2019·泉州模拟)如图所示为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，用v表示传送带速率，用μ表示物品与传送带间的动摩擦因数，则()A．前阶段，物品可能向传送方向的相反方向运动B．后阶段，物品受到摩擦力的方向跟传送方向相同C．v相同时，μ不同的等质量物品与传送带摩擦产生的热量相同D．μ相同时，v增大为原来的2倍，前阶段物品的位移也增大为原来的2倍5.将一质量为1 kg的滑块轻轻放置于传送带的左端，已知传送带正以4 m/s的速度顺时针运行，滑块与传送带间的动摩擦因数为0.2，传送带左右距离无限长，当滑块放上去2 s时，突然断电，传送带以1 m/s2的加速度做匀减速运动至停止，则滑块从放上去到最后停下的过程中，下列说法正确的是()A．前2 s传送带与滑块之间因摩擦力所产生的热量为8 JB．前2 s传送带与滑块之间因摩擦力所产生的热量为16 JC．2 s后传送带与滑块之间因摩擦力所产生的热量为8 JD．2 s后传送带与滑块之间因摩擦力所产生的热量为06.(2019·湖北省黄冈市模拟)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)无初速度的放在水平传送带的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 s B．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 m D．背包与传送带之间的相对位移为0.1 m7.(2019·福建省宁德市上学期期末)智能分拣设备迅速将包裹分拣装车．若把智能分拣设备简化成如图6所示的水平传输装置，皮带在电动机的带动下保持v＝1 m/s的速度向右运动，现将一质量为m＝2 kg的包裹轻放在皮带上，包裹和皮带间的动摩擦因数μ＝0.5.包裹从轻放在皮带上到相对皮带静止的过程中，设皮带足够长，取g＝10 m/s2，求：(1)包裹滑动时加速度a的大小；(2)包裹滑动的时间t；(3)包裹位移x的大小．8．(2018·江西省六校第五次联考)如图所示，一倾角θ＝37°的斜面底端与一传送带左端相接于B点，传送带以v＝7 m/s的速度顺时针转动，有一小物块从斜面顶端以v0＝4 m/s的初速度沿斜面下滑，当物块滑到斜面的底端点时速度恰好为零，然后在传送带的带动下，运动到C点．已知斜面AB长度为L1＝6 m，传送带BC 长度为L2＝6 m，物块与传送带之间的动摩擦因数μ2＝0.3(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2)．求：(1)物块与斜面之间的动摩擦因数μ1；(2)物块在传送带上运动的时间．9.(2018·安徽省安庆市二模)如图所示，半径R＝1.6 m的光滑半圆形轨道固定于竖直平面内，下端与传送带相切于B点，水平传送带上A、B两端点间距L＝16 m，传送带以v0＝10 m/s的速度顺时针运动，将质量m ＝1 kg的小滑块(可视为质点) 放到传送带上，滑块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.4，取g＝10 m/s2.(1)将滑块在传送带A端由静止释放，求滑块由释放到第一次经过B端时所需时间；(2)若滑块仍由静止释放，要想滑块能通过圆轨道的最高点C，求滑块在传送带上释放的位置范围；(3)若将滑块在传送带中点处释放，同时沿水平方向给滑块一初速度，使滑块能通过圆轨道的最高点C，求此初速度满足的条件．10.(2018·甘肃省兰州一中模拟)如图甲所示，倾角为37°足够长的传送带以4 m/s的速度顺时针转动，现将小物块以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/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，试求：(1)小物块与传送带间的动摩擦因数为多大；(2)0～8 s内小物块与传送带之间的划痕为多长．。
传送带中能量问题
“传送带模型”【模型特征】一个物体以速度v0(v0≥0)在另一个匀速运动的物体上开始运动的力学系统可看做“传送带”模型，如图(a)、(b)、(c)所示．【建模指导】水平传送带问题：求解的关键在于对物体所受的摩擦力进行正确的分析判断．判断摩擦力时要注意比较物体的运动速度与传送带的速度，也就是分析物体在运动位移x(对地)的过程中速度是否和传送带速度相等．物体的速度与传送带速度相等的时刻就是物体所受摩擦力发生突变的时刻．水平传送带模型：【例1】传送带是一种常用的运输工具，被广泛应用于矿山、码头、货场、车站、机场等。
如图所示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＝5m，并以v＝2m/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10m/s2(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，则传送带速度的大小应满足什么条件？最短时间是多少？【例2】如图所示，质量为m=1kg的物块，以速度v0=4m/s滑上正沿逆时针方向转动的水平传送带，此时记为时刻t=0，传送带上A、B两点间的距离L=6m，已知传送带的速度v=2m/s，物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g取10m/s2．关于物块在传送带上的整个运动过程，下列表述正确的是（） A．物块在传送带上运动的时间为4s B．传送带对物块做功为6J C．2s 末传送带对物体做功的功率为0D．整个运动过程中由于摩擦产生的热量为18J倾斜传送带问题：求解的关键在于认真分析物体与传送带的相对运动情况，从而确定其是否受到滑动摩擦力作用．如果受到滑动摩擦力作用应进一步确定其大小和方向，然后根据物体的受力情况确定物体的运动情况．当物体速度与传送带速度相等时，物体所受的摩擦力有可能发生突变．倾斜传送带模型：【例3】如图所示，传送带与水平面间的倾角为θ＝37°，传送带以10m/s的速率运行，在传送带上端A处无初速度地放上质量为0.5kg的物体，它与传送带间的动摩擦因数为0.5，若传送带A到B的长度为16m，则物体从A运动到B的时间为多少？(取g＝10 m/s2)传送带中的能量问题【基础知识】一、静摩擦力做功的特点：1、静摩擦力可以做，也可以做，还可以。
传送带模型中的能量问题
37°,在电动机带动下以v o = 4 m/s的恒定速率顺传送带模型中的能量问题1如图所示，比较长的传送带与水平方向的夹角9 =时针方向运行•在传送带底端P处有一离传送带很近的固定挡板，可将传送带上的物体挡住•在距P距离为L = 9 m的Q处无初速度地放一质量m= 1 kg的物体，它与传送带间的动摩擦因数卩= 0.5，物体与挡板的碰撞能量损失及碰撞时间不计，取g = 10 m/s1 2, sin37 ° = 0.6，求物体从静止释放到第一次返回上升至最高点的过程中：(1) 相对传送带发生的位移；(2) 系统因摩擦产生的热量；(3) 传送带多消耗的电能；(4) 物体的最终状态及该状态后电动机的输出功率.【解析】(1) 要分上和下两个过程处理，注意相对路程和相对位移是不一样的。
解法1:力和运动法.物体由静止释放，沿传送带向下加速运动，相对传送带亦向下滑，受力如图1所示，有 mgsin 0 — ^ mgcos 0 = ma，得 a1= 2 m/s 2与 P 碰前速度 V1 = ^2a1L= 6 m/s设物体从Q到P的时间为t1,贝U t1 = V = 3 sa1设物体对地位移为 X1，可知X1= L = 9 m，相对传送带向下的位移△X1 = X1 + V0t 1 = 21 m物体与挡板碰撞后，以速度 V1反弹，向上做减速运动，因V1>V0,物体相对传送带向上滑，设速度减小到与传送带速度相等的时间为12,此过程受力如图 2所示，有mgsin 0 +卩mgcos0 = ma,口2V1 — V0得 a2= 10 m/s , 12= -------------- = 0.2 sa2»................ V1 + V0 ............................. ..在t2时间内物体对地向上的位移X2= —2 t2= 1 m相对传送带向上的位移厶 X2= X2— V0t 2= 0.2 m物体速度与传送带速度相等后，由于mgsin 0 >卩mgcos0物体不能匀速，将相对传送带向下滑，对地向2V0上做加速度大小为 a3= a1= 2 m/s的减速运动，设速度减小到零的时间为t3, t3=一= 2 sa3, V0此过程中物体对地向上的位移X3= 2上3= 4 m相对传送带向下的位移厶X3= V0t 3 — x3= 4 m整个过程中两者相对滑动位移为△x=A X1 —△ X2+A X3 = 24.8 m.解法2:相对运动法.以传送带为参考系，在求出相对初速度和相对加速度后，三个阶段物体相对传送1 2 1 21 2m A X3 =尹上3= 4 m第二阶段物体相对传送带向上运动，两者相对滑动总位移为A x=AX1—A X2+A X3= 24.8 m.带的位移分别为A X1= V0t 1+ 2玄让1 = 21 m A X2= (v 1 — v°)t 2 — ?a2t 2= 0.22物体体和传送带v —t图线所夹的面积表示相对发生的位移:(V 0 + V o+ V i)t 1△ X i = _ = 21△ X2 =(v i —V o)t2—2=0.2 (3)76.8 J解法3:图象法•设沿传送带向上为正方向，画出如图3所示物体和传送带运动的v— t图象，直接用物△ X3= 2吸3 = 4 m两者相对滑动的总位移为△x =△ X i —△ X2+A X3= 24.8 m.(2) 系统因摩擦产生的热量，是由于一对滑动摩擦力作用点移动的不同导致做功不等而造成的，产生的热量不是与传送带和物体间的相对移动的位移而是与相对移动的距离有关(如图4所示阴影部分面积)：Q= Q i + Q+ Q= F f •△l =卩 mgcos 0 ( △X i +△x?+A X3) = 100.8 J.出现相对来回的情况时，热量要用相对路程而不能用相对位移(3) 传送带消耗的电能是因为传送带要克服摩擦力做功，这与传送带对地运动位移有关(如图5所示阴影部分面积)，在物体向下加速和相对传送带向下运动的减速阶段，摩擦力对传送带做负功消耗电能，在物体相对传送带向上运动的减速阶段，摩擦力对传送带做正功，减少电能损耗.△ E 电=—F f(x 传送带1— X 传送带2+ X 传送带3)=—卩 mgcos 0 (v o t i — v o t 2 +v o t 3) = — 76.8 J即传送带多消耗的电能为 76.8 J.可由功能关系处理，从开始到回到最高点过程中，系统增加了热能100.8 J，减少了重力势能 mgxsin 0, x=x1-x2-x3=4m, mgxsin 0 =24j,系统动能就有变，系统总的增加了100.8-24=76.8j所以传送带多消耗的电能是76.8j(4) 物体返回上升到最高点时速度为零，以后将重复上述过程，且每次碰后反弹速度、上升高度依次减小，最终达到一个稳态：稳态的反弹速度大小应等于传送带速度 4 m/s，此后受到的摩擦力总是斜向上，加速度为gsin 0 —卩gcos 0 = 2 m/s 2，方向斜向下，物体相对地面做往返"类竖直上抛”运动，对地上升的最v22v°大位移为X m= = 4 m，往返时间为 T= = 4 s2a i a i传送带受到的摩擦力大小始终为F f =卩mgcos0，稳态后方始终斜向下，故电动机的输出功率稳定为P =F f V0=u mgcos 0X V0= 16 W.传送带受到物体的摩擦力方向向下，电动机对传送带的力要向上，这样，电动机的输出功率用力和时间的积就可以求出了。
传送带摩擦力做功 动能定理
传送带摩擦力做功动能定理
根据动能定理，一个物体的动能的变化等于施加在它上面的净外力所做的功。
对于传送带，当物体在传送带上移动时，摩擦力会对物体施加一个净外力，使其发生加速度，因此摩擦力所做的功会使物体的动能发生变化。
如果摩擦力的方向与物体的运动方向相同，则摩擦力所做的功是正的，会增加物体的动能；
如果摩擦力的方向与物体的运动方向相反，则摩擦力所做的功是负的，会减小物体的动能。
因此，传送带摩擦力可以根据它对物体动能的影响来进行功的计算。
专题动力学和能量观点综合应用板块问题传送带问题和图像问题(原卷版)
10专题：动力学和能量观点综合应用 板块问题、传送带问题和图像问题[学习目标]1. 会利用动力学和能量观点分析多运动组合问题.2. 能用功能关系处理板块模型3. 能用功能关系处理传送带模型4. 会分析处理图像类能量变化题型一、多过程问题 1．分析思路① 受力与运动分析：根据物体的运动过程分析物体的受力情况，以及不同运动过程中力的变化情况； ② 做功分析：根据各种力做功的不同特点，分析各种力在不同运动过程中的做功情况；③ 功能关系分析：运用动能定理、机械能守恒定律或能量守恒定律进行分析，选择合适的规律求解． 2．方法技巧① “合”——整体上把握全过程，构建大致的运动情景；② “分”——将全过程进行分解，分析每个子过程对应的基本规律；③ “合”——找出各子过程之间的联系，以衔接点为突破口，寻求解题最优方案． 二、传送带模型 1．设问的角度① 动力学角度：首先要正确分析物体的运动过程，做好受力分析，然后利用运动学公式结合牛顿第二定律求物体及传送带在相应时间内的位移，找出物体和传送带之间的位移关系．② 能量角度：求传送带对物体所做的功、物体和传送带由于相对滑动而产生的热量、因放上物体而使电动机多消耗的电能等，常依据功能关系或能量守恒定律求解． 2．功能关系分析① 功能关系分析：W ＝ΔE k ＋ΔE p ＋Q .② 对W 和Q 的理解：①传送带克服摩擦力做的功：W ＝F f x 传； ②产生的内能：Q ＝F f x 相对． 三、板块模型“滑块—木板”模型问题的分析方法1．动力学分析：分别对滑块和木板进行受力分析，根据牛顿第二定律求出各自的加速度；从放上滑块到二者速度相等，所用时间相等，由t ＝Δv 2a 2＝Δv 1a 1，可求出共同速度v 和所用时间t ，然后由位移公式可分别求出二者的位移．2．功和能分析：对滑块和木板分别运用动能定理，或者对系统运用能量守恒定律，Q E =∆机，即系统机械能的损失量等于产生的摩擦热．如图所示，要注意区分三个位移：① 求摩擦力对滑块做功时用滑块对地的位移x 滑；②求摩擦力对木板做功时用木板对地的位移x板；③求摩擦生热时用相对位移Δx.知识点一：多过程问题【探究重点】1．动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系的，一般以地面或相对地面静止的物体为参考系。
高中物理-第一篇 专题二 微专题1 传送带中的动力学和能量问题
货物与传送带速度相等后运动过程传送带的位移 大小x传送带2＝vt2＝2×1 m＝2 m， 货物速度与传送带速度相等前运动过程货物对于 传送带的位移大小L1＝x1－x传送带1＝0.75 m－0.5 m＝0.25 m， 货物速度与传送带速度相等后运动过程货物对于相传送带的位移大 小L2＝x传送带2－x2＝2 m－1 m＝1 m>L1， 货物速度与传送带速度相等后向上运动过程中货物与传送带上留下 的划痕与第一阶段减速运动过程划痕重合，
物块从B运动到C过程，由动能定理可得 －mgh－μmgcos 37°·sinh37°＝0－12mvB2 解得vB＝6 m/s；
(2)求物块由A运动到C所需要的时间t； 答案 0.9 s
设物块从A运动到B过程中相对传送带的位移是x相对，由动能定理可得 12mvB2－12mv02＝μmgx 相对
解得x相对＝1.1 m＜L 即物块在传送带上先匀加速到vB，然后在传送带上匀速运动. 设物块在传送带上匀加速时间为t1，有vB＝v0＋at1，a＝μg 解得t1＝0.2 s 设物块在传送带上匀速时间为t2，有L－x相对＝vBt2 解得t2＝0.1 s
12
因此货物在传送带上留下划痕的长度L＝L2＝1 m， C错误； 货物从滑上传送带到滑离传送带的过程中，因摩擦 产生的热量为Q＝μmgcos θ·(L1＋L2)＝3.75 J，D正确.
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2.(2022·湖南长沙一中高三检测)如图所示，水平传送带足够长，顺时针 运动的速度v＝4 m/s，与倾角为37°的斜面的底端P平滑连接，将一质量m ＝2 kg的小物块(可看作质点)从A点静止释放.已知A、P的距离L＝9 m， 物块与斜面、传送带间的动摩擦因数分别为μ1＝0.5、μ2＝0.1，取重力加 速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求物块： (1)第1次滑过P点时的速度大小v1； 答案 6 m/s
高中物理论文传送带上的摩擦力问题
传送带上的摩擦力问题近年高考中与传送带运动相联系的问题多次出现，考题中虽然都是物体和传送带的运动模型却从不同的角度考查了考生对知识的认识和理解，充分体现了高考注重主干知识和灵活多变的特点。
而有关传送带与运送的物体间的摩擦力则是解决此类问题的一个关键，下面围绕此类问题，结合一些实际问题，分别对水平皮带和倾斜皮带上的动摩擦和静摩擦问题进行讨论1、当物体与传送带间相对静止时，可有静摩擦力或无摩擦力，具体情况要结合物体的运动及受力情景而定。
例题1．如图所示，一质量为m的物体放在水平传送带上随着传送带一道向右运动，试求在下列情景下，物体受到的摩擦力。
①随水平传送带一道匀速运动；②随水平传送带水平向右以加速度大小a匀加速运动；③随水平传送带水平向右以加速度大小a匀减速运动。
解析：①当物体随传送带水平向右匀速直线运动时，如图所示，只受重力和动支持力，处于二力平衡；此时，不受摩擦力的作用。
②此时，竖直方向只受重力和支持力，处于二力平衡；但由力学牛顿运动定律可知，水平方其大小f=ma，受力如向有向右的静摩擦力，图所示。
③此时，竖直方向只受重力和支持力，处于二力平衡；但水平方向有向左的静摩擦力，其大小f=ma，如图所示。
例题2．如图所示，一质量为m的物体放在斜角为传送带上随着传送带一道运动。
试求在下列情景下，物体受到的摩擦力。
①随传送带一道匀速运动，②随传送带一道向上以加速度大小a匀加速运动，③随传送带一道向下以加速度大小a匀加速运动。
解析：①随传送带一道匀速运动时，由于处于平衡状态，因而受力如图所示。
由物体的的平衡条件可知，此时静摩擦力沿斜面向上，大小f=mgsin α。
与物块的运动方向无关②随传送带向上以加速度大小a 匀加速运动时，此时受力如图所示，由力学牛顿运动定律可得，f －mgsin α＝ma ，此时静摩擦力f ＝mgsin α＋ma 。
F若物体随传送带一道向下以加速度a 做匀减速的情形与此相同 ③随水平传送带向下以加速度大小a 匀加速运动时，此时由于 a 与gsin α的大小关系不定，因而静摩擦力f 的大小与方向不能确定，故而受力如图所示（ f 的方向未定）。
传送带上的摩擦力问题
卓越个性化教案学生姓名年级授课时间教师姓名谢辉课时2h 一、摩擦力的回顾与基本计算⑴摩擦力的产生条件：物体间相互接触、挤压；接触面不光滑；物体间有相对运动趋势或相对运动。
⑵匀速运动的传送带上物体所受滑动摩擦力的方向判断一、根据滑动摩擦力阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势，先判断物体相对传送带的运动方向。
显然物体相对传送带有向后运动的趋势，因此物体要受到沿传送带前进方向的摩擦力；二、根据摩擦力产生的作用效果来分析它的方向，物体之所以能由静止开始向前运动，一定受到向前的动力作用，这个水平方向上的力只能是由传送带提供的摩擦力，传送带必须要由电动机带动才能持续而稳定地工作，电动机给传送带提供动力作用，物体给传送带的就是阻力。
例：如图所示，物体A从滑槽某一高度滑下后又滑上粗糙的水平传送带，传送带静止不动时，A滑至传送带最右端的速度为v1，需时间t1；若传送带逆时针转动，A滑至传送带最右端的速度为v2，需时间t2。
则：（）A、v1>v2，t1 < t2B、v1<v2，t1 < t2C、v1>v2，t1 > t2D、v1=v2，t1 = t2⑶物体静置在传送带上与传送带一起由静止开始加速一、若物体与传送带之间的动摩擦因数较大，加速度相对较小，物体和传送带保持相对静止，它们之间存在着静摩擦力，物体的加速就是静摩擦力作用的结果，因此物体一定受沿传送带前进方向的摩擦力；二、若物体与传送带之间的动摩擦因数较小，加速度相对较大，物体和传送带不能保持相对静止，物体将跟不上传送带的运动，但它相对地面仍然是向前加速运动的，它们之间存在着滑动摩擦力，同样物体的加速就是该摩擦力的结果，因此物体一定受沿传送带前进方向的摩擦力。
⑷物体与传送带保持相对静止一起匀速运动，则它们之间无摩擦力，否则物体不可能匀速运动。
例：如图所示，水平放置的传送带以速度v=2m/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4m，则物体由A运动到B的时间是；物体到达B端时的速度是。