2020年高考物理全國卷I第24題解法列舉 新課標 人教版_第1頁
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1、2020年高考物理全國卷I第24題解法列舉 試題：24.（19分）一水平的淺色長傳送帶上放置一煤塊（可視為質(zhì)點），煤塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為。初始時，傳送帶與煤塊都是靜止的?，F(xiàn)讓傳送帶以恒定的加速度a0開始運動,當其速度達到v0后,便以此速度做勻速運動。經(jīng)過一段時間，煤塊在傳送帶上留下了一段黑色痕跡后，煤塊相對于傳送帶不再滑動。求此黑色痕跡的長度。解法一：（國標）根據(jù)“傳送帶上有黑色痕跡”可知，煤塊與傳送帶之間發(fā)生了相對運動，煤塊的加速度a小于傳送帶的加速度a0。根據(jù)牛頓定律，可得 （1）設經(jīng)歷時間t1,傳送帶由靜止開始加速到速度等于v0,煤塊則由靜止加速到v,有：v0=a0t1 (2)v

2、=at1 (3)由于aa0，故vv0，煤塊繼續(xù)受到滑動摩擦力的作用。再經(jīng)過時間t，煤塊的速度由v增加到v0，有：v0=v+at (4)設在煤塊的速度從0增加到v0的整個過程中，傳送帶和煤塊位移分別為s0和s，有： （5） （等效式：） （6） （等效式：）傳送帶上留下的黑色痕跡的長度 （7）解法二：（直接法）設傳送帶加速到的時間為 (1)設煤塊加速到的時間為 (2) 等效式：運用動量定理 （3）皮帶運動的總位移：S1= (4) 等效式：S1=煤塊運動的位移： (5)等效式： 或運用動能定理 黑色痕跡長度： (6)由以上各式得： (7)解法三：（圖像法）煤塊的加速度： (1)煤塊加速到v0 的時

3、間： (2)（以上兩式的等效式：）v00傳送帶煤塊tvAABC傳送皮帶加速到v0 的時間： (3)由此可得煤塊與傳送帶運動過程的vt圖像如圖所示：黑色痕跡的長度可用圖中陰影部分的面積計算得到： (4)等效式：=梯形OABC面積-三角形OBC面積= (5)解法四：（相對運動法）以傳送帶為參照，煤塊相對于傳送帶向后先作勻加速運動再作勻減速運動：勻加速階段： 相對加速度大?。?（1）相對初速度： 加速時間： （2）相對位移： （3）等效式： 勻減速階段：相對加速度大小： （4）相對末速度：設減速時間為則有： （5）等效式： 相對位移： （6）等效式： 黑色痕跡長度： （7）綜合以上多式得： （8）V相Vtt10t1+t2說明：1 勻加速階段相對末速度，結(jié)合和，兩式等效（3）式與（6）式2 用相對速度隨時間變化圖像，v相t圖如圖所示：結(jié)合與兩式，等效（3）（6）（7）式。解法五：（綜合法）v00傳送帶煤塊tvAABC煤塊：從速度

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