传送带模型和滑块模型解析
传送带模型和滑块模型
专题：传送带模型和滑块模型1、板块模型此类问题通常是一个小滑块在木板上运动，小物块与长木板是靠一对滑动摩擦力或静摩擦力联系在一起的。
分别隔离选取研究对象，均选地面为参照系，应用牛顿第二定律及运动学知识，求出木板对地的位移等，解决此类问题的关键在于深入分析的基础上，头脑中建立一幅清晰的动态的物理图景，为此要认真画好草图。
在木板与木块发生相对运动的过程中，作用于木块上的滑动摩擦力f 为动力，作用于木板上的滑动摩擦力f为阻力，由于相对运动造成木板的位移恰等于物块在木板左端离开木板时的位移Sm 与木板长度L 之和，而它们各自的匀加速运动均在相同时间t 内完成。
例2 如图3所示，质量M=8kg的小车放在光滑的水平面上，在小车右端加一水平恒力F，F=8N，当小车速度达到1．5m/s时，在小车的前端轻轻放上一大小不计、质量m=2kg的物体，物体与小车间的动摩擦因数μ=0．2，小车足够长，求物体从放在小车上开始经t=1．5s通过的位移大小。
（g取10m/s2）解答：物体放上后先加速：a1=μg=2m/s2，此时小车的加速度为：，当小车与物体达到共同速度时：v共=a1t1=v0+a2t1，解得：t1=1s ，v共=2m/s，以后物体与小车相对静止：（∵，物体不会落后于小车）物体在t=1．5s内通过的位移为：s=a1t12+v共（t－t1）+ a3（t－t1）2=2．1m 解决这类问题的方法是：①研究物块和木板的加速度；②画出各自运动过程示意图；③找出物体运动的时间关系、速度关系、相对位移关系等；④建立方程，求解结果，必要时进行讨论。
要求学生分析木板、木块各自的加速度，要写位移、速度表达式，还要寻找达到共同速度的时间等等在这三个模型中尤其板块模型最为复杂。
其次是传送带模型，一般情况下只需要分析物体的加速度和运动情况，而传送带一般是匀速运动不需另加分析。
最后是追及相遇问题，它只是一个运动学问题并没有牵扯受力分析问题，相对是最简单的，只要位移关系速度公式就可以问题。
传送带与板块问题(解析版)--高二物理专题练习
传送带与板块问题--高二物理专题练习一、“传送带模型”问题1.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.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.2.倾斜传送带问题求解的关键在于分析清楚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.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.二、“滑块－木板模型”问题1.模型特点涉及两个物体，并且物体间存在相对滑动.2.两种位移关系滑块由木板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和木板同向运动，位移大小之差等于板长；反向运动时，位移大小之和等于板长.设板长为L，滑块位移大小为x1，木板位移大小为x2同向运动时：如图所示，L＝x1－x2反向运动时：如图所示，L＝x1＋x23.解题步骤审题建模→弄清题目情景，分析清楚每个物体的受力情况，运动情况，清楚题给条件和所求↓建立方程→根据牛顿运动定律准确求出各运动过程的加速度(两过程接连处的加速度可能突变)↓明确关系→找出物体之间的位移(路程)关系或速度关系是解题的突破口，上一过程的末速度是下一过程的初速度，这是两过程的联系纽带1．（多选）如图所示，水平绷紧的传送带AB 长8m =L ，始终以恒定速率12m/s v =向右运行。
初速度大小为26m/s v =的小物块（可视为质点）从与传送带等高的光滑水平地面上经B 点向左滑上传送带。
小物块1kg m =，物块与传送带间的动摩擦因数0.3μ=，g 取210m/s 。
小物块在传送带上运动的过程中，下列说正确的是（）A ．小物块离开传送带的速度大小为2m/sB ．摩擦力对小物块做功功率的绝对值先变小后不变C ．传送带克服摩擦力做的功为16JD ．相互摩擦产生的热量为40.5J 【答案】AC【详解】A ．根据题意，物块划上传送带之后，由牛顿第二定律有mg maμ=解得2s 3m a =，物块向左做匀减速直线运动，速度为零时的位移226m 8m2v x L a==<=物即物块不能到达传送带左端，减速到零时，开始向右做匀加速直线运动，当与传送带速度相同时，做匀速直线运动，则小物块离开传送带的速度大小为2m/s ，故A 正确；B ．由A 分析可知，小物块的速率先减小后增大再不变，由公式P Fv =可知，摩擦力对小物块做功功率的绝对值先变小后增大，最后为0，故B 错误；C ．根据题意，由公式0v v at =+可知，滑块向左运动的时间为212s v t a==，滑块向右运动的时间为122s 3v t a ==则传送带运动的位移为()11216m 3x v t t =+=传，传送带克服摩擦力做的功为16J W mgx μ==传，故C 正确；D ．根据题意，由公式2202v v ax -=可得，滑块向右滑动的位移为2122m23v x a ==则滑块与传送带间的相对位移为232m 3x x x x ∆=+-=传物相互摩擦产生的热量为32J Q mg x μ=⋅∆=，故D 错误。
(完整版)高中物理传送带模型(解析版)
送带模型1.模型特征(1)水平传送带模型项目图示滑块可能的运动情况情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速情景2(1)v0>v时，可能一直减速，也可能先减速再匀速(2)v0<v时，可能一直加速，也可能先加速再匀速情景3(1)传送带较短时，滑块一直减速达到左端(2)传送带较长时，滑块还要被传送带传回右端。
其中v0>v返回时速度为v，当v0<v返回时速度为v0(2)倾斜传送带模型项目图示滑块可能的运动情况情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速情景2(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速(3)可能先以a1加速后以a2加速情景3(1)可能一直加速(2)可能一直匀速(3)可能先加速后匀速(4)可能先减速后匀速(5)可能先以a1加速后以a2加速(6)可能一直减速情景4(1)可能一直加速(2)可能一直匀速(3)可能先减速后反向加速(4)可能一直减速2. 注意事项（1）传送带模型中要注意摩擦力的突变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（2）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。
（3） 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。
【典例1】如图所示，传送带的水平部分长为L ，运动速率恒为v ，在其左端无初速放上木块，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可能是( )A.L v ＋v 2μgB.L vC.2L μgD.2L v【答案】 ACD【典例2】如图所示，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【典例3】如图所示，与水平面成θ＝30°的传送带正以v ＝3 m/s 的速度匀速运行，A 、B 两端相距l ＝13.5 m 。
传送带模型和滑块模型
专题：传送带模型和滑块模型1、板块模型此类问题通常是一个小滑块在木板上运动，小物块与长木板是靠一对滑动摩擦力或静摩擦力联系在一起的。
分别隔离选取研究对象，均选地面为参照系，应用牛顿第二定律及运动学知识，求出木板对地的位移等，解决此类问题的关键在于深入分析的基础上，头脑中建立一幅清晰的动态的物理图景，为此要认真画好草图。
在木板与木块发生相对运动的过程中，作用于木块上的滑动摩擦力f 为动力，作用于木板上的滑动摩擦力f为阻力，由于相对运动造成木板的位移恰等于物块在木板左端离开木板时的位移Sm 与木板长度L 之和，而它们各自的匀加速运动均在相同时间t 内完成。
例2 如图3所示，质量M=8kg的小车放在光滑的水平面上，在小车右端加一水平恒力F，F=8N，当小车速度达到1．5m/s时，在小车的前端轻轻放上一大小不计、质量m=2kg的物体，物体与小车间的动摩擦因数μ=0．2，小车足够长，求物体从放在小车上开始经t=1．5s通过的位移大小。
（g取10m/s2）?解答：物体放上后先加速：a1=μg=2m/s2，此时小车的加速度为：??????? ，当小车与物体达到共同速度时：v共=a1t1=v0+a2t1，解得：t1=1s?? ，v共=2m/s，以后物体与小车相对静止：（∵，物体不会落后于小车）物体在t=1．5s内通过的位移为：s=a1t12+v共（t－t1）+ a3（t－t1）2=2．1m解决这类问题的方法是：①研究物块和木板的加速度；②画出各自运动过程示意图；③找出物体运动的时间关系、速度关系、相对位移关系等；④建立方程，求解结果，必要时进行讨论。
要求学生分析木板、木块各自的加速度，要写位移、速度表达式，还要寻找达到共同速度的时间等等在这三个模型中尤其板块模型最为复杂。
其次是传送带模型，一般情况下只需要分析物体的加速度和运动情况，而传送带一般是匀速运动不需另加分析。
最后是追及相遇问题，它只是一个运动学问题并没有牵扯受力分析问题，相对是最简单的，只要位移关系速度公式就可以问题。
高中物理难点分类解析滑块与传送带模型问题(经典)
滑块—木板模型例1如图1所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m的物块A和木板B，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，求拉力F的最大值。
分析：为防止运动过程中A落后于B（A不受拉力F的直接作用，靠A、B间的静摩擦力加速），A、B一起加速的最大加速度由A决定。
解答：物块A能获得的最大加速度为：．∴A、B 一起加速运动时，拉力F的最大值为：．变式1例1中若拉力F作用在A上呢如图2所示。
解答：木板B能获得的最大加速度为：。
∴A、B一起加速运动时，拉力F的最大值为：．变式2在变式1的基础上再改为：B与水平面间的动摩擦因数为（认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力），使A、B以同一加速度运动，求拉力F的最大值。
解答：木板B能获得的最大加速度为：，设A、B一起加速运动时，拉力F的最大值为F m，则：解得：《例2 如图3所示，质量M=8kg的小车放在光滑的水平面上，在小车右端加一水平恒力F，F=8N，当小车速度达到1．5m/s时，在小车的前端轻轻放上一大小不计、质量m=2kg的物体，物体与小车间的动摩擦因数μ=0．2，小车足够长，求物体从放在小车上开始经t=1．5s通过的位移大小。
（g 取10m/s2）解答：物体放上后先加速：a1=μg=2m/s2，此时小车的加速度为：，当小车与物体达到共同速度时：v共=a1t1=v0+a2t1，解得：t1=1s ，v共=2m/s，以后物体与小车相对静止：（∵，物体不会落后于小车）物体在t=1．5s内通过的位移为：s=a1t12+v共（t－t1）+ a3（t－t1）2=2．1m练习1如图4所示，在水平面上静止着两个质量均为m=1kg、长度均为L=1．5m的木板A和B，A、B 间距s=6m，在A的最左端静止着一个质量为M=2kg的小滑块C，A、B与C之间的动摩擦因数为μ1=0．2，A、B与水平地面之间的动摩擦因数为μ2=0．1。
最大静摩擦力可以认为等于滑动摩擦力。
牛顿运动定律之滑块与传送带问题(含解析)
牛顿运动定律滑块与传送带专题一“滑块—滑板”模型1．模型特点上、下叠放两个物体，在摩擦力的相互作用下两物体发生相对滑动．2．两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．3．解题思路处理此类问题，必须弄清滑块和滑板的加速度、速度、位移等关系．(1) 加速度关系如果滑块和滑板之间没有发生相对运动，可以用“整体法”求出它们一起运动的加速度；如果滑块和滑板之间发生相对运动，应采用“隔离法”分别求出滑块和滑板的加速度．应注意找出滑块和滑板之间是否发生相对运动等隐含的条件．(2) 速度关系滑块和滑板之间发生相对运动时，分析速度关系，从而确定滑块受到的摩擦力的方向．应注意当滑块和滑板的速度相同时，摩擦力会发生突变的情况．(3) 位移关系滑块和滑板叠放在一起运动时，应仔细分析滑块和滑板的运动过程，认清对地位移和相对位移之间的关系．这些关系就是解题过程中列方程所必需的关系，各种关系找到了，自然也就容易列出所需要的方程了．例一、如图，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：(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．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F f1、F f2和F 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F f1＝μ1m A g ①F f2＝μ1m B g ②F f3＝μ2(m＋m A＋m B)g ③由牛顿第二定律得F f1＝m A a A ④F f2＝m B a B ⑤F f2－F f1－F f3＝ma1 ⑥设在t1时刻，B与木板达到共同速度，其大小为v1，由运动学公式有v1＝v0－a B t1 ⑦v1＝a1t1 ⑧联立①②③④⑤⑥⑦⑧式，代入已知数据得v1＝1 m/s，方向与B的初速度方向相同⑨(2)在t1时间间隔内，B相对于地面移动的距离为s B＝v0t1－12a B t21⑩设在B与木板达到共同速度v1后，木板的加速度大小为a2，对于B与木板组成的体系，由牛顿第二定律有F f1＋F f3＝(m B＋m)a2 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v1，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v2，设A的速度大小从v1变到v2所用的时间为t2，则由运动学公式，对木板有v2＝v1－a2t2 ⑫对A有v2＝－v1＋a A t2 ⑬在t2时间间隔内，B(以及木板)相对地面移动的距离为s1＝v1t2－12a2t22⑭在(t1＋t2)时间间隔内，A相对地面移动的距离为s A＝v0(t1＋t2)－12a A(t1＋t2)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s0＝s A＋s1＋s B ⑯联立以上各式，并代入数据得s0＝1.9 m.(也可用如图所示的速度－时间图线求解)答案：(1)1 m/s方向与B的初速度方向相同(2)1.9 m【题后反思】求解“滑块—滑板”模型问题的方法技巧(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．跟踪练习1. (水平面光滑的“滑块—滑板”模型)如图所示，质量M＝8 kg的小车静止在光滑水平面上，在小车右端施加一水平拉力F＝8 N．当小车速度达到1.5 m/s 时，在小车的右端由静止轻放一大小不计、质量m＝2 kg的物体，物体与小车间的动摩擦因数μ＝0.2，小车足够长．从物体放上小车开始经t＝1.5 s 的时间，物体相对地面的位移为(g取10 m/s2)()A．1 m B．2.1 mC．2.25 m D．3.1 m解析：选B．放上物体后，物体的加速度a1＝μg＝2 m/s2，小车的加速度：a2＝F－μmgM＝0.5 m/s2，物体的速度达到与小车共速的时间为t1，则a1t1＝v0＋a2t1，解得t1＝1 s；此过程中物体的位移：s1＝12a1t21＝1 m；共同速度为v＝a1t1＝2 m/s；当物体与小车相对静止时，共同加速度为a＝FM＋m＝0.8 m/s2，再运动0.5 s的位移s2＝vt′＋12at′2＝1.1 m，故从物体放上小车开始的1.5 s时间内，物体相对地面的位移为1 m＋1.1 m＝2.1 m，选项B正确．2. (水平面粗糙的“滑块—滑板”模型)如图所示，一长木板在水平地面上运动，在某时刻(t＝0)将一相对于地面静止的物块轻放到木板上．已知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上．在物块放到木板上之后，木板运动的速度—时间图象可能是图中的()解析：选A．放上小物块后，长木板受到小物块施加的向左的滑动摩擦力和地面向左的滑动摩擦力，在两力的共同作用下减速，小物块受到向右的滑动摩擦力作用，做匀加速运动，当两者速度相等后，可能以共同的加速度一起减速，直至速度为零，共同减速时的加速度小于两者相对运动时木板的加速度，故A 正确，B、C错误；由于水平面有摩擦，故两者不可能一起匀速运动，D错误．3．(多个板块的组合模型)如图所示，两木板A、B并排放在地面上，A左端放一小滑块，滑块在F＝6 N的水平力作用下由静止开始向右运动．已知木板A、B长度均为l＝1 m，木板A的质量m A＝3 kg，小滑块及木板B的质量均为m＝1 kg，小滑块与木板A、B间的动摩擦因数均为μ1＝0.4，木板A、B与地面间的动摩擦因数均为μ2＝0.1，重力加速度g＝10 m/s2.求：(1)小滑块在木板A上运动的时间；(2)木板B获得的最大速度．解析：(1)小滑块对木板A的摩擦力F f1＝μ1mg＝4 N，木板A与B整体受到地面的最大静摩擦力F f2＝μ2(2m＋m A)g＝5 N.F f1＜F f2，小滑块滑上木板A后，木板A保持静止设小滑块滑动的加速度为a1，则：F－μ1mg＝ma1，l＝12a1t21，解得：t1＝1 s.(2)设小滑块滑上B时，小滑块速度为v1，B的加速度为a2，经过时间t2滑块与B脱离，滑块的位移为x块，B的位移为x B，B的最大速度为v B，则：μ1mg－2μ2mg＝ma2，v B＝a2t2，x B＝12a2t22，v1＝a1t1，x块＝v1t2＋12a1t22，x块－x B＝l，联立以上各式可得：v B＝1 m/s.答案：(1)1 s(2)1 m/s4．(斜面上的“滑块—滑板”问题)如图所示，在足够长的光滑固定斜面底端放置一个长度L＝2 m、质量M＝4 kg 的木板，木板的最上端放置一质量m＝1 kg 的小物块(可视为质点)．现沿斜面向上对木板施加一个外力F使其由静止开始向上做匀加速直线运动．已知斜面倾角θ＝30°，物块和木板间的动摩擦因数μ＝3 2，g取10 m/s2.(1)当外力F＝30 N时，物块和木板保持相对静止，求二者共同运动的加速度大小；(2)当外力F＝53.5 N时，物块和木板之间将会相对滑动，则二者完全分离时的速度各为多大？解析：(1)物块和木板共同运动时，分析整体的受力情况，由牛顿第二定律得F－(M＋m)g sin θ＝(M＋m)a解得a＝1 m/s2.(2)设木板和物块的加速度分别为a1、a2，二者完全分离的时间为t，分离时速度分别为v1、v2，分析木板和物块的受力情况，由牛顿第二定律可得F－Mg sin θ－μmg cos θ＝Ma1μmg cos θ－mg sin θ＝ma2又L＝12(a1－a2)t2v1＝a1tv2＝a2t联立解得v1＝6.5 m/s，v2＝2.5 m/s. 答案：(1)1 m/s2(2)6.5 m/s 2.5 m/s二、传送带模型（一）、水平传送带问题1．情景特点分析项目图示滑块可能的运动情况情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速情景2(1)v0＞v时，可能一直减速，也可能先减速再匀速(2)v0＜v时，可能一直加速，也可能先加速再匀速情景3(1)传送带较短时，滑块一直减速达到左端(2)传送带较长时，滑块还要被传送带传回右端．其中v0＞v返回时速度为v，当v0＜v返回时速度为v0水平传送带问题：求解关键在于对物体所受摩擦力进行正确的分析判断．物体的速度与传送带速度相等的时刻摩擦力发生突变．例1、水平传送带被广泛地应用于机场和火车站，如图所示为一水平传送带装置示意图．紧绷的传送带AB始终保持恒定的速率v＝1 m/s运行，一质量为m＝4 kg的行李无初速度地放在A处，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动，随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动．设行李与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.1，A、B间的距离L＝2 m，g取10 m/s2.(1)求行李刚开始运动时所受滑动摩擦力的大小与加速度的大小；(2)求行李做匀加速直线运动的时间；(3)如果提高传送带的运行速率，行李就能被较快地传送到B处，求行李从A处传送到B处的最短时间和传送带对应的最小运行速率．解析：(1)行李所受滑动摩擦力大小F f＝μmg＝0.1×4×10 N＝4 N，根据牛顿第二定律得F f＝ma，加速度大小a＝μg＝0.1×10 m/s2＝1 m/s2.(2)行李达到与传送带相同速率后不再加速，则v＝at1，得t1＝va＝11s＝1 s.(3)行李始终匀加速运行时，所需时间最短，加速度大小仍为a＝1 m/s2，当行李到达右端时，有v2min＝2aL，得v min＝2aL＝2×1×2 m/s＝2 m/s，所以传送带对应的最小运行速率为2 m/s.由v min＝at min得行李最短运行时间t min＝v mina＝21s＝2 s.答案：(1)4 N 1 m/s2(2)1 s(3)2 s 2 m/s（二）倾斜传送带问题1．情景特点分析项目图示滑块可能的运动情况情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速情景2(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速(3)可能先以a1加速后以a2加速2.解题的关键在于分析清楚物体与传送带的相对运动情况，从而确定物体所受摩擦力的大小和方向．当物体速度与传送带速度相等时，物体所受摩擦力可能发生突变．例2、如图所示为货场使用的传送带的模型，传送带倾斜放置，与水平面夹角为θ＝37°，传送带AB足够长，传送皮带轮以大小为v＝2 m/s的恒定速率顺时针转动．一包货物以v0＝12 m/s的初速度从A端滑上倾斜传送带，若货物与皮带之间的动摩擦因数μ＝0.5，且可将货物视为质点．(1)求货物刚滑上传送带时加速度为多大？(2)经过多长时间货物的速度和传送带的速度相同？这时货物相对于地面运动了多远？(3)从货物滑上传送带开始计时，货物再次滑回A端共用了多少时间？(g＝10 m/s2，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)解析：(1)设货物刚滑上传送带时加速度大小为a1，货物受力如图所示：根据牛顿第二定律得沿传送带方向：mg sin θ＋F f＝ma1，垂直传送带方向：mg cos θ＝F N，又F f＝μF N由以上三式得：a1＝g(sin θ＋μcos θ)＝10×(0.6＋0.5×0.8) m/s2＝10 m/s2，方向沿传送带向下．(2)货物速度从v0减至传送带速度v所用时间设为t1，位移设为x1，则有：t1＝v－v0－a1＝1 s，x1＝v0＋v2t1＝7 m.(3)当货物速度与传送带速度相等时，由于mg sin θ＞μmg cos θ，此后货物所受摩擦力沿传送带向上，设货物加速度大小为a2，则有mg sin θ－μmg cos θ＝ma2，得：a2＝g(sin θ－μcos θ)＝2 m/s2，方向沿传送带向下．设货物再经时间t2，速度减为零，则t2＝0－v－a2＝1 s.沿传送带向上滑的位移x2＝v＋02t2＝1 m，则货物上滑的总距离为x＝x1＋x2＝8 m.货物到达最高点后将沿传送带匀加速下滑，下滑加速度大小等于a2.设下滑时间为t3，则x＝12a2t23，代入解得t3＝2 2 s.所以货物从A端滑上传送带到再次滑回A端的总时间为t＝t1＋t2＋t3＝(2＋22) s.答案：(1)10 m/s2，方向沿传送带向下(2)1 s7 m(3)(2＋22) s【总结提升】解答传送带问题应注意的事项(1)比较物块和传送带的初速度情况，分析物块所受摩擦力的大小和方向，其主要目的是得到物块的加速度．(2)关注速度相等这个特殊时刻，水平传送带中两者一块匀速运动，而倾斜传送带需判断μ与tan θ的关系才能决定物块以后的运动．(3)得出运动过程中两者相对位移情况，以后在求解摩擦力做功时有很大作用．跟踪练习1.(物块初速度不为零的倾斜传送带模型)(多选)如图所示，倾斜的传送带顺时针匀速转动，一物块从传送带上端A滑上传送带，滑上时速率为v1，传送带的速率为v2，且v2＞v1.不计空气阻力，动摩擦因数一定．关于物块离开传送带的速率v和位置，下面哪个是可能的()A．从下端B离开，v＞v1B．从下端B离开，v＜v1C．从上端A离开，v＝v1D．从上端A离开，v＜v1解析：选ABC．物块从A端滑上传送带，在传送带上必先相对传送带向下运动，由于不确定物块与传送带间的摩擦力和物块的重力沿传送带下滑分力的大小关系和传送带的长度，若能从A端离开，由运动的对称性可知，必有v＝v1，即选项C正确，D错误；若从B端离开，当摩擦力大于重力的分力时，则v＜v1，选项B正确；当摩擦力小于重力的分力时，则v＞v1，选项A正确；当摩擦力和重力的分力相等时，物块一直做匀速直线运动，v＝v1，故本题应选A、B、C．2. (物块初速度为零的倾斜传送带模型)如图所示，传送带AB的长度为L＝16 m，与水平面的夹角θ＝37°，传送带以速度v0＝10 m/s匀速运动，方向如图中箭头所示．在传送带最上端A处无初速度地放一个质量m＝0.5 kg的小物体(可视为质点)，它与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.5.g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求：(1)物体从A运动到底端B所用的时间；(2)物体与传送带的相对位移大小．解析：(1)开始阶段，设物体的加速度为a1，由牛顿第二定律有mg sin θ＋μmg cos θ＝ma1，解得a1＝10 m/s2.物体加速到与传送带的速度相等时的位移为：x1＝v202a＝5 m<16 m，即物体加速到10 m/s时，未达到B点，其时间t1＝v0a1＝1 s.由于mg sin θ＝3 N>μmg cos θ＝2 N，所以物体将继续做加速运动．设物体的加速度为a2，经历的时间为t2，由牛顿第二定律有mg sin θ－μmg cos θ＝ma2，解得a2＝2 m/s2.由位移公式L－x1＝v0t2＋12a2t22，解得时间t2＝1 s，所以总时间t＝t1＋t2＝2 s.(2)在传送带上取一点M.M点做匀速运动，物体一直做加速运动．法一：整体法整个过程物体的位移大小为x物＝L＝16 m，传送带位移大小为x传＝v0t＝20 m，故物体相对于传送带(M 点)的位移大小为： x ＝x 传－x 物＝4 m.由于M 点的位移大于物体的位移，故全过程物体向后远离M 点4 m. 法二：v -t 图象法相对位移的大小为两个阴影三角形面积之差，即： x ＝10×12－1×(12－10)2＝4(m)．法三：分段法第一个过程：M 点的位移为v 0t 1＝10 m ， 所以物体与传送带间的相对位移大小 x 相对1＝v 0t 1－x 1＝5 m.由于M 点的速度大于物体的速度，故此过程物体在M 点后面5 m 处． 第二个过程：M 点的位移为v 0t 2＝10 m ， 物体的位移为L －x 1＝11 m ， 故相对位移大小为x 相对2＝1 m. 此过程物体追M 点，并靠近M 点1 m.故相对位移大小x ＝x 相对1－x 相对2＝4 m ．即全过程物体向后远离M 点4 m. 答案：(1)2 s (2)4 m精选练习1．(多选)如图所示，表面粗糙、质量M ＝2 kg 的木板，t ＝0时在水平恒力F 的作用下从静止开始沿水平面向右做匀加速直线运动，加速度a ＝2.5 m/s 2，t ＝0.5 s 时，将一个质量m ＝1 kg 的小铁块(可视为质点)无初速度地放在木板最右端，铁块从木板上掉下时速度是木板速度的一半．已知铁块和木板之间的动摩擦因数μ1＝0.1，木板和地面之间的动摩擦因数μ2＝0.25，g ＝10 m/s 2，则( )A ．水平恒力F 的大小为10 NB ．铁块放上木板后，木板的加速度为2 m/s 2C ．铁块在木板上运动的时间为1 sD ．木板的长度为1.625 m解析：选AC ．未放铁块时，对木板由牛顿第二定律：F －μ2Mg ＝Ma ，解得F ＝10 N ，选项A 正确；铁块放上木板后，对木板：F －μ1mg －μ2(M ＋m )g ＝Ma ′，解得：a ′＝0.75 m/s 2，选项B 错误；0.5 s 时木板的速度v 0＝at 1＝2.5×0.5 m/s ＝1.25 m/s ，铁块滑离木板时，木板的速度：v 1＝v 0＋a ′t 2＝1.25＋0.75t 2，铁块的速度v ′＝a 铁t 2＝μ1gt 2＝t 2，由题意：v ′＝12v 1，解得t 2＝1 s ，选项C 正确；铁块滑离木板时，木板的速度v 1＝2 m/s ，铁块的速度v ′＝1 m/s ，则木板的长度为：L ＝v 0＋v 12t 2－v ′2t 2＝1.25＋22×1 m －12×1 m ＝1.125 m ，选项D 错误；故选A 、C ．2．(多选)如图甲为应用于机场和火车站的安全检查仪，用于对旅客的行李进行安全检查．其传送装置可简化为如图乙的模型，紧绷的传送带始终保持v ＝1 m/s 的恒定速率运行．旅客把行李无初速度地放在A 处，设行李与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.1，A 、B 间的距离L ＝2 m ，g 取10 m/s 2.若乘客把行李放到传送带的同时也以v ＝1 m/s 的恒定速率平行于传送带运动到B 处取行李，则( )A ．乘客与行李同时到达B 处B ．乘客提前0.5 s 到达B 处C ．行李提前0.5 s 到达B 处D ．若传送带速度足够大，行李最快也要2 s 才能到达B 处解析：选BD ．行李放在传送带上，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动，随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动．加速度为a ＝μg ＝1 m/s 2，历时t 1＝v a ＝1 s 达到共同速度，位移x 1＝v2t 1＝0.5 m ，此后行李匀速运动t 2＝L －x 1v ＝1.5 s 到达B ，共用2.5 s ；乘客到达B ，历时t ＝Lv ＝2 s ，B 正确；若传送带速度足够大，行李一直加速运动，最短运动时间t min ＝2La ＝2×21s ＝2 s ，D 正确． 3．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/s 2，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． 解析：(1)根据v -t 图象的斜率表示加速度， a ＝Δv Δt ＝22m/s 2＝1 m/s 2，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 内传送带匀速运动距离为：x 带＝4×6 m ＝24 m ．速度图象的“面积”大小等于位移，则0～2 s 内物块位移为：x 1＝12×2×2 m ＝2 m ，方向沿斜面向下，2～6 s 内物块位移为：x 2＝12×4×4 m ＝8 m ，方向沿斜面向上．所以划痕的长度为：Δx ＝x 带＋x 1－x 2＝(24＋2－8) m ＝18 m. 答案：(1)78(2)18 m4．如图所示，在光滑水平地面上停放着一质量为M ＝2 kg 的木板，木板足够长，某时刻一质量为m ＝1 kg 的小木块以某一速度v 0(未知)冲上木板，木板上表面粗糙，经过t ＝2 s 后二者共速，且木块相对地面的位移x ＝5 m ，g ＝10 m/s 2.求：(1)木块与木板间的动摩擦因数μ；(2)从木块开始运动到共速的过程中产生的热量Q .(结果可用分数表示) 解析：(1)设冲上木板后小木块的加速度大小为a 1， 对小木块，有μmg ＝ma 1，设木板开始运动的加速度大小为a 2，对木板， 有μmg ＝Ma 2，二者共速时，有v 共＝a 2t ＝v 0－a 1t ， 对小木块，有x ＝v 0t －12a 1t 2，联立得μ＝18.(2)由(1)得a 2＝58 m/s 2，得v 共＝54m/s.木板发生的位移x ′＝v 共2t ＝54m ，二者相对位移为Δx ＝x －x ′＝154m ， 产生的热量为Q ＝μmg ·Δx ， 联立得Q ＝7516J. 答案：(1)18 (2)7516J5. (多选)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( )A ．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433m/s 解析：选AC ．对小孩，由牛顿第二定律，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/s2，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．如图甲所示，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 图象如图乙所示，物块到传送带顶端时速度恰好为零，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2，则()A．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1 8D．摩擦力方向一直与物块运动的方向相反解析：选A．如果v0小于v1，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v0一定大于v1.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，g sin θ＋μg cos θ＝8 m/s2，1～2 s内，g sin θ－μg cos θ＝4 m/s2，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．7．如图所示，倾角α＝30°的足够长的光滑斜面固定在水平面上，斜面上放一长L＝1.8 m，质量M＝3 kg的薄木板，木板的最上端叠放一质量m＝1 kg的小物块，物块与木板间的动摩擦因数μ＝32.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向上做匀加速直线运动，假设物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g＝10 m/s2.(1)为使物块不滑离木板，求力F应满足的条件；(2)若F＝37.5 N，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．解析：(1)若整体恰好静止，则F ＝(M ＋m )g sin α＝(3＋1)×10×sin 30° N ＝20 N. 因要拉动木板，则F >20 N ，若整体一起向上做匀加速直线运动，对物块和木板，由牛顿第二定律得 F －(M ＋m )g sin α＝(M ＋m )a ， 对物块有f －mg sin α＝ma ， 其中f ≤μmg cos α 代入数据解得F ≤30 N.向上加速的过程中为使物体不滑离木板，力F 应满足的条件为20 N<F ≤30 N.(2)当F ＝37.5 N>30 N 时，物块能滑离木板，由牛顿第二定律，对木板有F －μmg cos α－Mg sin α＝Ma 1，对物块有μmg cos α－mg sin α＝ma 2，设物块滑离木板所用的时间为t ，由运动学公式得 12a 1t 2－12a 2t 2＝L ， 代入数据解得t ＝1.2 s.物块滑离木板时的速度v ＝a 2t ， 由－2g sin α·s ＝0－v 2， 代入数据解得s ＝0.9 m. 答案：见解析8．如图所示为车站使用的水平传送带模型，其A 、B 两端的距离L ＝8 m ，它与水平台面平滑连接．现有一物块以v 0＝10 m/s 的初速度从A 端水平地滑上传送带．已知物块与传送带间的动摩擦因数为μ＝0.6.求：(1)若传送带保持静止，物块滑到B 端时的速度大小；(2)若传送带顺时针匀速转动的速率恒为12 m/s ，物块到达B 端时的速度大小；(3)若传送带逆时针匀速转动的速率恒为4 m/s ，且物块初速度变为v 0′＝6 m/s ，仍从A 端滑上传送带，物块从滑上传送带到离开传送带的总时间．解析：(1)设物块的加速度大小为a，由受力分析可知F N＝mg，F f＝ma，F f＝μF N，得a＝6 m/s2.传送带静止，物块从A到B做匀减速直线运动，又x＝v202a＝253m>L＝8 m，则由v2B－v20＝－2aL.得v B＝2 m/s.(2)由题意知，传送带顺时针匀速转动的速率12 m/s>v0，物块所受的摩擦力沿传送带方向，即物块先加速到v1＝12 m/s，由v21－v20＝2ax1，得x1＝113m<L＝8 m.故物块先加速运动后匀速运动即物块到达B时的速度为v B′＝v1＝12 m/s.(3)当物块初速度v0′＝6 m/s时，物块速度减为零时的位移x2＝v0′22a＝3 m<L，所以物块先向右减速后向左加速由v2＝v0′－at1，得t1＝1 s；当物块向左加速到v3＝4 m/s时由v23－v22＝2ax3得x3＝43m<x2＝3 m，故物块向左先加速运动后匀速运动由v3＝v2＋at2，得t2＝23s；当物块向左匀速运动v4＝v3＝4 m/s，x4＝x2－x3＝53m.由x4＝v4t3，得t3＝512s，故t＝t1＋t2＋t3＝25 12s.答案：(1)2 m/s(2)12 m/s(3)25 12s。
统考版高考物理总复习 专题三 动力学中的“传送带”和“滑块—滑板”模型
系为xB＝xA＋L
物块A带动长为L的木板B，物块恰好不
从木板上掉下的临界条件是物块恰好滑
到木板右端时二者速度相等，则位移关
系为xB＋L＝xA
例2. [2021·全国乙卷，21](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
专题三
动力学中的“传送带”和“滑块—滑板”模型
关键能力·分层突破
关键能力·分层突破
模型一
“传送带”模型
1．模型特点
传送带在运动过程中，会涉及很多的力，是传送带模型难点的原因，
例如物体与传送带之间是否存在摩擦力，是滑动摩擦力还是静摩擦力
等；该模型还涉及物体相对地面的运动以及相对传送带的运动等；该
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＝μ1m1g
央．空香皂盒的质量为m＝20 g，香皂及香皂盒的总质量为M＝100 g，香皂盒与
传送带之间的动摩擦因数为μ＝0.4，风洞区域的宽度为L＝0.6 m，风可以对香皂
盒产生水平方向上与传送带速度垂直的恒定作用力F＝0.24 N，假设最大静摩擦
力等于滑动摩擦力，香皂盒可看作质点，取重力加速度g＝10 2 ，试求：
跟进训练
1.如图所示，物块M在静止的足够长的传送带上以速度v0匀速下滑时，传送带突
然启动，方向如图中箭头所示，在此传送带的速度由0逐渐增加到2v0后匀速运动
2025版高考物理一轮总复习第3章运动和力的关系专题强化4传送带模型和“滑块_木板”模型
t2＝sab－v s1＝4.7－11.25 s＝3.45 s。
由于mgsin β>μmgcos β，所以物体沿传送带bc部分匀加速运动到c
点，物体A在传送带bc部分匀加速下滑，
由牛顿第二定律得ma2＝mgsin β－μmgcos β 解得加速度a2＝gsin β－μgcos β＝3.2 m/s2， 设在bc部分运动的时间为t3，由匀变速运动位移公式 得 sbc＝vt3＋12a2t23， 代入数据解得t3＝1.875 s。 物体A从a处被传送到c处所用的时间
专题强化四 传送带模型和“滑块—木板” 模型
核心考点·重点突破
1 传送带模型 (能力考点·深度研析)
解答传送带问题，应做好两个分析 1．传送带模型的受力分析 (1)摩擦力方向的判断：同向“以快带慢”、反向“互相阻碍”。 (2)共速时摩擦力可能突变： ①滑动摩擦力突变为零； ②滑动摩擦力突变为静摩擦力； ③摩擦力方向突变。
l≤2va2时(a＝μgcos θ－
l>2va2时，先加速后匀速(一定
gsin θ)一直加速(一定满
满足关系 gsin θ<μgcos θ)
足关系 gsin θ<μgcos θ)
情景
滑块的运动情况
l≤2va2，一直加速(加
l>2va2时，若 速
μ≥tan
θ，先加速后匀
速度为 gsin θ＋ μgcos θ)
(1)货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向； (2)制动坡床的长度。 [解析] (1)设货物的质量为m，货物在车厢内滑动过程中，货物与 车厢的动摩擦因数μ＝0.4，受摩擦力大小为f，加速度大小为a1，则 f＋mgsin θ＝ma1① f＝μmgcos θ② 联立①②并代入数据得a1＝5 m/s2③ a1的方向沿制动坡床向下。
滑块、木板模型和传送带模型课件
图3
传送带模型
1.问题的特点 (1)当物体与传送带相对静止时，物体与传送带间可能存在静摩擦力也可 能不存在摩擦力． (2)当物体与传送带相对滑动时，物体与传送带间有滑动摩擦力，这时物 体与传送带间会有相对滑动的位移． (3)若物体以大于传送带的速度沿传送带运动方向滑上传送带，则物体将 受到传送带提供的使它减速的摩擦力作用，直到减速到和传送带有相同速度， 相对传送带静止为止，因此该摩擦力方向一定与物体运动方向相反．
滑块—木板模型和传送带模型
滑块—木板模型
1．问题的特点 滑块—木板类问题涉及两个物体，并且物体间存在相对滑动． 2．常见的两种位移关系 滑块从木板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和木板向同一方向运 动，则滑块的位移和木板的位移之差等于木板的长度；若滑块和木板向相反 方向运动，则滑块的位移和木板的位移之和等于木板的长度．
【答案】 (1)10 m/s2 (2)1 s 7 m (3)(2＋2 2) s
分析传送带问题的三个步骤 (1)初始时刻，根据 v 物、v 带的关系，确定物体的受力情况，进而确定物 体的运动情况． (2)根据临界条件 v 物＝v 带确定临界状态的情况，判断之后的运动形式． (3)运用相应规律，进行相关计算．
3．解题方法 此类问题涉及两个物体、多个运动过程，并且物体间还存在相对运动， 所以应准确求出各物体在各个运动过程中的加速度(注意两过程的连接处加 速度可能突变)，找出物体之间的位移(路程)关系或速度关系是解题的突破 口．求解中应注意联系两个过程的纽带，每一个过程的末速度是下一个过程 的初速度．
秘籍04 滑块板块模型和传送带模型(学生版)-备战2024年高考物理抢分秘籍
秘籍04 滑块木板模型和传送带模型一、滑块木板模型1．模型特点：滑块(视为质点)置于木板上，滑块和木板均相对地面运动，且滑块和木板在摩擦力的作用下发生相对滑动．2．位移关系：如图所示，滑块由木板一端运动到另一端的过程中，设板长为L，滑块(可视为质点)位移大小为x块，滑板位移大小为x板。
同向运动时：L＝x块－x板．反向运动时：L＝x块＋x板．3. 判断滑块和模板运动状态的技巧：“滑块—木板”模型问题中，靠摩擦力带动的那个物体的加速度有最大值：a m＝F fmm.假设两物体同时由静止开始运动，若整体加速度小于该值，则二者相对静止，二者间是静摩擦力；若整体加速度大于该值，则二者相对滑动，二者间为滑动摩擦力。
4．技巧突破点(1)由滑块与木板的相对运动来判断“板块”间的摩擦力方向．(2)当滑块与木板速度相同时，“板块”间的摩擦力可能由滑动摩擦力转变为静摩擦力或者两者间不再有摩擦力(水平面上共同匀速运动)． 5．分析板块模型的思路二、传送带模型1．水平传送带情景滑块的运动情况 传送带不足够长 传送带足够长一直加速 先加速后匀速v 0<v 时，一直加速 v 0<v 时，先加速再匀速 v 0>v 时，一直减速v 0>v 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v 0<v 返回到左端时速度为v 0，若v 0>v 返回到左端时速度为v .2．倾斜传送带情景滑块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g sin θ<μg cos θ)先加速后匀速一直加速(加速度为g sin θ＋μg cos θ)若μ≥tan θ，先加速后匀速若μ<tan θ，先以a1加速，后以a2加速v0<v时，一直加速(加速度为g sin θ＋μg cos θ)若μ≥tan θ，先加速后匀速；若μ<tan θ，先以a1加速，后以a2加速v0>v时，一直减速(加速度为g sin θ－μg cos θ)若μ≥tan θ，先减速后匀速；若μ<tan θ，先以a1减速，后以a2加速(摩擦力方向一定沿斜面向上)g sin θ>μg cos θ，一直加速；g sin θ＝μg cos θ，一直匀速g sin θ<μg cos θ，一直减速先减速到速度为0后反向加速到原位置时速度大小为v03．划痕问题：滑块与传送带的划痕长度Δx等于滑块与传送带的相对位移的大小，若有两次相对运动且两次相对运动方向相同，Δx＝Δx1＋Δx2(图甲)；若两次相对运动方向相反，Δx等于较长的相对位移大小．(图乙)4.功能关系分析：(1)功能关系分析：W＝ΔE k＋ΔE p＋Q。
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。
传送带模型全解
传送带模型（一）——传送带与滑块滑块与传送带相互作用的滑动摩擦力，是参与改变滑块运动状态的重要原因之一。
其大小遵从滑动摩擦力的计算公式，与滑块相对传送带的速度无关，其方向取决于与传送带的相对运动方向，滑动摩擦力的方向改变，将引起滑块运动状态的转折，这样同一物理环境可能同时出现多个物理过程。
因此这类命题，往往具有相当难度。
滑块与传送带等速的时刻，是相对运动方向及滑动摩擦力方向改变的时刻，也是滑块运动状态转折的临界点。
按滑块与传送带的初始状态，分以下几种情况讨论。
一、滑块初速为0，传送带匀速运动[例1]如图所示，长为L的传送带AB始终保持速度为v0 C的μ的水平向右的速度运动。
今将一与皮带间动摩擦因数为B A t的时间运动到BA端，求C由A 滑块C，轻放到AB所受滑动摩擦力方向向右，在此力作用下C“轻放”的含意指初速为零，滑块解析：C向右做匀加速运动，如果传送带够长，当C与传送带速度相等时，它们之间的滑动摩擦力消失，之后一起匀速运动，如果传送带较短，C可能由A一直加速到B。
滑块C的加速度为，设它能加速到为时向前运动的距离为。
，C由A一直加速到B，由。
若，前进的距用C由若A加速到时离，匀速运动速度距离内以C由A运动到B的时间。
的恒定速度按图示θ的传送带，以如图所示，倾角为[例2] A方向匀速运动。
已知传送带上下两端相距L今将一与传送带间动摩擦因数为μ的滑块A轻放于传送带上端，求A从上端运动到下端θ．0，传送带做匀变速运动二、滑块初速为的恒定速度运动在足够长将一个粉笔头轻放在以2m/s[例3] CB A 若使的划线。
的水平传送带上后，传送带上留下一条长度为4m的初速改做匀减速运动，加速度大小恒为2m/s该传送带仍以2（与传送带的动摩擦因数将另一粉笔头，且在传送带开始做匀减速运动的同时，1.5m/s 和第一个相同）轻放在传送带上，该粉笔头在传送带上能留下一条多长的划线？坐标图上作出两次划线粉笔头及传送带的解析：在同一v-tv 速度图象，如图所示。
【高考物理】模型构建：模型06、皮带(传送带)模型(解析版)Word(21页)
一个物体以速度0ν(0ν≥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.1、水平传送带项目图示滑块可能的运动情况情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速情景2(1)νν>0时，可能一直减速，也可能先减速再匀速(2)νν<0时，可能一直加速，也可能先加速再匀速情景3(1)传送带较短时，滑块一直减速达到左端(2)传送带较长时，滑块还要被传送带传回右端，其中νν>0返回时速度为v ，当νν<0返回时速度为0ν2、倾斜传送带项目图示滑块可能的运动情况情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速1、传送带模型问题包括水平传送带问题和倾斜传送带问题.(1)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.(2)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-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.2、解答传送带问题应注意的事项(1)水平传送带上物体的运动情况取决于物体的受力情况，即物体所受摩擦力的情况;倾斜传送带上物体的运动情况取决于所受摩擦力与重力沿斜面的分力情况.(2)传送带.上物体的运动情况可按下列思路判定:相对运动→摩擦力方向→加速度方向→速度变化情况→共速，并且明确摩擦力发生突变的时刻是传物νν=(3)倾斜传送带问题，一定要比较斜面倾角与动摩擦因数的大小关系.fL-．．．．【答案】C【详解】AB．将一货物无初速地放在传送带的左端A处，货物受到水平向右的摩擦力，开始做初速度为零的匀加速运动，货物到达处的速度小于等于传送带的速度，货物可能一直做加速度运动也可能先做加速．小木块受到的滑动摩擦力的水平向右0.3 N．小木块与传送带之间的滑动摩擦力大小为3 N．滑块与传送带之间的动摩擦因数为2kLmg．若只将传送带的速度增大为原来的2倍，其他条件不变，滑块向左运动的时间将增加变，故B 错误；C ．设传送带初始速度为v ，则根据功能关系()Q mg vt L μ=+若只将传送带的速度增大为原来的2倍，滑块受力情况不变，滑块向左运动的距离不变，这段时间不变，但这段时间内传送带运动的位移由vt 变为2vt ，则块与传送带之间因摩擦而产生的热量变为'(2)Q mg vt L μ=+不等于2Q ，故C 错误。
传送带模型--2024年高三物理二轮常见模型(解析版)
2024年高三物理二轮常见模型专题传送带模型特训目标特训内容目标1水平传送带模型(1T-5T)目标2倾斜传送带模型(6T-10T)目标3电磁场中的传送带模型(11T-15T)【特训典例】一、水平传送带模型1如图所示，足够长的水平传送带以v0=2m/s的速度沿逆时针方向匀速转动，在传送带的左端连接有一光滑的弧形轨道，轨道的下端水平且与传送带在同一水平面上，滑块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.4。
现将一质量为m=1kg的滑块(可视为质点)从弧形轨道上高为h=0.8m的地方由静止释放，重力加速度大小取g=10m/s2，则()A.滑块刚滑上传送带左端时的速度大小为4m/sB.滑块在传送带上向右滑行的最远距离为2.5mC.滑块从开始滑上传送带到第一次回到传送带最左端所用的时间为2.5sD.滑块从开始滑上传送带到第一次回到传送带最左端的过程中，传动系统对传送带多做的功为12J【答案】AD【详解】A．滑块刚滑上传送带左端时的速度大小为v=2gh=2×10×0.8m/s=4m/s选项A正确；B．滑块在传送带上向右滑行做减速运动的加速度大小为a=μg=4m/s2向右运动的最远距离为x m=v22a=422×4m=2m选项B错误；C．滑块从开始滑上传送带到速度减为零的时间t1=va =1s位移x1=v2t1=2m然后反向，则从速度为零到与传送带共速的时间t2=v0a=0.5s位移x2=v02t2=0.5m然后匀速运动回到传送带的最左端的时间t3=x1-x2v0=0.75s滑块从开始滑上传送带到第一次回到传送带最左端所用的时间为t=t1+t2+t3=2.25s选项C错误；D．滑块从开始滑上传送带到第一次回到传送带最左端的过程中，传动系统对传送带多做的功等于传送带克服摩擦力做功W=μmg(v0t1+v0t2)=12J选项D正确。
故选AD。
2如图甲所示，一足够长的水平传送带以某一恒定速度顺时针转动，一根轻弹簧一端与竖直墙面连接，另一端与工件不拴接。
传送带模型和滑块(第一课堂)高中一年级物理精品教学课件PPT
A运动到B所需的时间。(g取10 m/s2)
解析 刚将物体无初速度地放上传送带时,物体做加速运动,受力如图甲所
示,
由牛顿第二定律得
x轴方向上:mgsin 30°+f=ma1
y轴方向上:N-mgcos 30°=0
又f=μN
联立解得a1=g(sin 30°+μcos 30°)=8 m/s2
物体加速到与传送带速度相等所用的时间为
2
2
解得v0=6 m/s。
答案 (1)3 m/s2
1.5 m/s2
(2)6 m/s
变式训练2如图所示,厚度不计的木板A长l=5 m,质量M=5 kg,放在水平地面
上。在A上距右端s=3 m处放一物体B(大小不计),其质量m=2 kg,已知A、B
间的动摩擦因数μ1=0.1,A与地面间的动摩擦因数μ2=0.2,原来系统静止。
2
a
=
=3
m/s
1
动,设其加速度大小为a1,则有
木板 B 向右做匀加速运动,设其加速度大小为 a2,则有 a2=
=1.5 m/s2。
(2)A刚好没有从B上滑下来,则A滑到B最右端时的速度和B的速度相同,设
为v,则有v=v0-a1t
v=a2t
0 +
位移关系:L=
t- t
一质量为m=1 kg的小滑块,滑块可视为质点,滑块与传送带间的动摩擦因
数μ=0.2,传送带长L=2 m,重力加速度g取10 m/s2。求:
(1)滑块从传送带左端到右端的时间;
(2)滑块相对传送带滑行的位移的大小。
解析 (1)滑块在传送带上滑行时的加速度
a= =
高中物理传送带模型滑块木板模型
传送带模型1.水平传送带模型*先是靠摩擦力加速到与传送带同速度a1=F/m，后是a2=（Gsina-f摩擦力）/m这个加速度加速①水平传送带问题：求解的关键在于正确分析出物体所受摩擦力．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．②倾斜传送带问题：求解的关键在于正确分析物体与传送带的相对运动情况，从而判断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．小结：分析处理传送带问题时需要特别注意两点：一是对物体在初态时(静止释放或有初速度的释放)所受滑动摩擦力的方向的分析；二是对物体与传送带共速时摩擦力的有无及方向的分析．对于传送带问题，一定要全面掌握上面提到的几类传送带模型，尤其注意要根据具体情况适时进行讨论，看一看受力与速度有没有转折点、突变点，做好运动过程的划分及相应动力学分析．3.传送带问题的解题思路模板[分析物体运动过程]例1：（多选）如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为θ，在传送带上某位置轻轻放置一小木块，小木块与传送带间动摩擦因素为μ，小木块速度随时间变化关系如图所示，v 0、t 0已知，则（ ）A ．传送带一定逆时针转动B ．00tan cos v gt μθθ=+C ．传送带的速度大于v 0D ．t 0后滑块的加速度为02sin v g t θ-[求相互运动时间，相互运动的位移]例2：如图所示，水平传送带两端相距x ＝8 m ，工件与传送带间的动摩擦因数μ＝0.6，工件滑上A 端时速度v A ＝10 m/s ，设工件到达B 端时的速度为v B 。
(取g ＝10 m/s 2)(1)若传送带静止不动，求v B ；(2)若传送带顺时针转动，工件还能到达B 端吗？ 若不能，说明理由；若能，求到达B 点的速度v B ；(3)若传送带以v ＝13 m/s 逆时针匀速转动，求v B 及工件由A 到B 所用的时间。
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专题：传送带模型和滑块模型1、板块模型此类问题通常是一个小滑块在木板上运动，小物块与长木板是靠一对滑动摩擦力或静摩擦力联系在一起的。
分别隔离选取研究对象，均选地面为参照系，应用牛顿第二定律及运动学知识，求出木板对地的位移等，解决此类问题的关键在于深入分析的基础上，头脑中建立一幅清晰的动态的物理图景，为此要认真画好草图。
在木板与木块发生相对运动的过程中，作用于木块上的滑动摩擦力f 为动力，作用于木板上的滑动摩擦力f为阻力，由于相对运动造成木板的位移恰等于物块在木板左端离开木板时的位移Sm 与木板长度L 之和，而它们各自的匀加速运动均在相同时间t 内完成。
例2 如图3所示，质量M=8kg的小车放在光滑的水平面上，在小车右端加一水平恒力F，F=8N，当小车速度达到1．5m/s时，在小车的前端轻轻放上一大小不计、质量m=2kg的物体，物体与小车间的动摩擦因数μ=0．2，小车足够长，求物体从放在小车上开始经t=1．5s通过的位移大小。
（g取10m/s2）解答：物体放上后先加速：a1=μg=2m/s2，此时小车的加速度为：，当小车与物体达到共同速度时：v=a1t1=v0+a2t1，解得：t1=1s ，v共=2m/s，以后物体与小车相对静止：共（∵，物体不会落后于小车）物体在t=1．5s内通过的位移为：s=a1t12+v共（t－t1）+ a3（t－t1）2=2．1m解决这类问题的方法是：①研究物块和木板的加速度；②画出各自运动过程示意图；③找出物体运动的时间关系、速度关系、相对位移关系等；④建立方程，求解结果，必要时进行讨论。
要求学生分析木板、木块各自的加速度，要写位移、速度表达式，还要寻找达到共同速度的时间等等在这三个模型中尤其板块模型最为复杂。
其次是传送带模型，一般情况下只需要分析物体的加速度和运动情况，而传送带一般是匀速运动不需另加分析。
最后是追及相遇问题，它只是一个运动学问题并没有牵扯受力分析问题，相对是最简单的，只要位移关系速度公式就可以问题。
对于上述的三种模型我们不难发现他们的共性是：①分别写出位移、速度表达式；②根据位移、速度的关系求得未知量。
我认为在三个模型中只要熟练分析好板块模型其他两个模型在此基础上根据已知条件稍作变通就可以迎刃而解了。
这样就可以减少了学生对模型数量的记忆，达到事半功倍的效果。
例3、如图1所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m的物块A和木板B，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，求拉力F的最大值。
分析：为防止运动过程中A落后于B（A不受拉力F的直接作用，靠A、B间的静摩擦力加速），A、B一起加速的最大加速度由A决定。
解答：物块A能获得的最大加速度为：．∴A、B一起加速运动时，拉力F的最大值为：．变式1 例1中若拉力F 作用在A 上呢？如图2所示。
解答：木板B 能获得的最大加速度为：。
∴A 、B 一起加速运动时，拉力F 的最大值为：．变式2 在变式1的基础上再改为：B 与水平面间的动摩擦因数为（认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力），使A 、B 以同一加速度运动，求拉力F 的最大值。
解答：木板B 能获得的最大加速度为：，设A 、B 一起加速运动时，拉力F 的最大值为F m ，则：解得：例4．如图所示，有一块木板静止在光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μ==04102.(/)g m s （1）现用恒力F 作用在木板M 上，为了使得m 能从M 上面滑落下来，问：F 大小的范围是什么？（2）其它条件不变，若恒力F=22.8牛顿，且始终作用在M 上，最终使得m 能从M 上面滑落下来。
问：m 在M 上面滑动的时间是多大？解析：（1）小滑块与木板间的滑动摩擦力f N mg ==μμ，小滑块在滑动摩擦力f 作用下向右匀加速运动的加速度 a f m g m s 124===//μ，木板在拉力F 和滑动摩擦力f 作用下向右匀加速运动的加速度a F f M 2=-()/，使m 能从M 上面滑落下来的条件是 a a 21>，即N g m M F m f M f F 20)(//)(=+>>-μ解得，（2）设m 在M 上滑动的时间为t ，当恒力F=22.8N ，木板的加速度a F f M m s 2247=-=()/./ ），小滑块在时间t内运动位移S a t 1122=/，木板在时间t 内运动位移S a t 2222=/，因S S L 21-= 即s t t t 24.12/42/7.422==-解得例5．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 的速度达到相同，此时A 、B 的速度为0.4m/s ，然后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 的质量相同，A 、B 间的动摩擦因数μ1=0.25．求：（取g =10m/s 2）（1）木块与冰面的动摩擦因数．（2）小物块相对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？解析：（1）A 、B 一起运动时，受冰面对它的滑动摩擦力，做匀减速运动，加速度222 1.0m/s 2v a g s μ=== 解得木板与冰面的动摩擦因数μ2=0.10（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，加速度a 1=μ1g =2.5m/s 2。
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，做匀加速运动，有μ1mg －μ2(2m )g =ma 2 解得加速度a 2=0.50m/s 2 。
设小物块滑上木板时的初速度为v 10，经时间t 后A 、B 的速度相同为v ，由长木板的运动得v =a 2t ，解得滑行时间20.8s v t a ==，小物块滑上木板的初速度 v 10=v ＋a 1t =2.4m/s ，小物块A 在长木板B 上滑动的距离为22120112110.96m 22s s s v t a t a t ∆=-=--=（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，两者的速度相等（设为v ′)，这种情况下A 的初速度为保证不从木板上滑落的最大初速度，设为v 0．有220121122v t a t a t L --=，012v v a t v a t ''-==，由以上三式解得，为了保证小物块不从木板的右端滑落，v小物块滑上长木板的初速度不大于最大初速度03.0m/sv==2 传送带问题突破方法是灵活运用“力是改变物体运动状态的原因”这个理论依据，对物体的运动性质做出正确分析，判断好物体和传送带的加速度、速度关系，能够明确对于物块来说当它的速度达到和传送带速度相等时是摩擦力方向、大小改变的转折点。
画好草图分析，找准物体和传送带的位移及两者之间的关系。
解决这类题目的方法如下：选取研究对象，对所选研究对象进行隔离处理，就是一个化难为易的好办法。
对轻轻放到运动的传送带上的物体，由于相对传送带向后滑动，受到沿传送带运动方向的滑动摩擦力作用，决定了物体将在传送带所给的滑动摩擦力作用下，做匀加速运动，直到物体达到与皮带相同的速度，不再受摩擦力，而随传送带一起做匀速直线运动。
传送带一直做匀速直线运动，要想再把两者结合起来看，则需画一运动过程的位移关系图就可让学生轻松把握。
总之就是物体只要上了传送带就是想和传送带达到共同的速度，至于能否达到要看实际条件。
简化一下即为：①研究物块的加速度；②画出运动过程示意图；③找出物体运动的时间关系、速度关系、位移关系以及传送带的位移关系；④建立方程，求解结果，必要时进行讨论。
滑块与传送带相互作用的滑动摩擦力，是参与改变滑块运动状态的重要原因之一。
其大小遵从滑动摩擦力的计算公式，与滑块相对传送带的速度无关，其方向取决于与传送带的相对运动方向，滑动摩擦力的方向改变，将引起滑块运动状态的转折，这样同一物理环境可能同时出现多个物理过程。
因此这类命题，往往具有相当难度。
滑块与传送带等速的时刻，是相对运动方向及滑动摩擦力方向改变的时刻，也是滑块运动状态转折的临界点。
按滑块与传送带的初始状态，分以下几种情况讨论。
点评：处理水平传送带问题，首先是要对放在传送带上的物体进行受力分析，通过比较物体初速度与传送带的速度的关系，分清物体所受的摩擦力是动力还是阻力；其次是分析物体的运动状态，即对静态— 动态— 终态做分析和判断，对其全过程做出合理的分析、推断，进而用相关的物理规律求解．一、滑块初速为0，传送带匀速运动[例1]如图所示，长为L 的传送带AB始终保持速度为v 0的水平向右的速度运动。
今将一与皮带间动摩擦因数为μ的滑块C ，轻放到A 端，求C 由A 运动到B 的时间t AB解析：“轻放”的含意指初速为零，滑块C 所受滑动摩擦力方向向右，在此力作用下C 向右做匀加速运动，如果传送带够长，当C 与传送带速度相等时，它们之间的滑动摩擦力消失，之后一起匀速运动，如果传送带较短，C 可能由A 一直加速到B 。
滑块C 的加速度为，设它能加速到为 时向前运C A BA θ 动的距离为。
若，C 由A 一直加速到B ，由 。
若，C 由A 加速到 用时 ，前进的距离 距离内以速度匀速运动C 由A 运动到B 的时间 。
[例2]如图所示，倾角为θ的传送带，以的恒定速度按图示方向匀速运动。
已知传送带上下两端相距L 今将一与传送带间动摩擦因数为μ的滑块A 轻放于传送带上端，求A 从上端运动到下端的时间t 。
解析：当A 的速度达到时是运动过程的转折点。
A 初始下滑的加速度若能加速到 ，下滑位移（对地）为。
（1）若。
A 从上端一直加速到下端。
（2）若，A下滑到速度为用时之后距离内摩擦力方向变为沿斜面向上。
又可能有两种情况。
（a）若，A达到后相对传送带停止滑动，以速度匀速，总时间（b）若，A达到后相对传送带向下滑，，到达末端速度用时总时间２倾斜的传送带情景一：如图４（ａ）所示，传送带顺时针匀速运行，且足够长．现将物体轻轻放在传送带上的Ａ端，物体经过一段时间运动到另一端Ｂ点．分析：将物块轻轻放在传送带上后，物块所受滑动摩擦力方向沿斜面向下，受力情况如图３（ｂ）所示，物块将做匀加速直线运动．当速度达到ｖ后，如果ｍｇｓｉｎθ＞ｆ，将继续向下加速运动，直到运动至Ｂ点．如果ｍｇｓｉｎθ≤ｆ，物块将随传送带一起匀速运动至Ｂ点，物块受力情况如图４（ｂ）所示．图４二、滑块初速为0，传送带做匀变速运动[例3]将一个粉笔头轻放在以2m/s 的恒定速度运动在足够长的水平传送带上后，传送带上留下一条长度为4m 的划线。