2024屆高考物理一輪復(fù)習(xí)逐個擊破38傳送帶模型板塊模型能量分析（原卷版）

專題38傳送帶模型板塊模型能量分析

1.“板一塊”模型和“傳送帶”模型本質(zhì)上都是相對運(yùn)動問題，一般要分別求出各物體相對地面的位

移，再求相對位移。

2.兩物體的運(yùn)動方向相同時，相對位移等于兩物體的位移之差。兩物體的運(yùn)動方向相反時，相對位移

等于兩物體的位移之和。

考點(diǎn)一傳送帶模型能量分析

1.傳送帶克服摩擦力做的功：/=僅傳（x傳為傳送帶對地的位移）

2.系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能：Q=fxm（x相對為總的相對路程）.

3.求解電動機(jī)由于傳送物體而多消耗的電能一般有兩種思路

①運(yùn)用能量守恒

以傾斜傳送帶為例，多消耗的電能為后電,貝！|：E^=\Ek+\EP+Q.

②運(yùn)用功能關(guān)系

傳送帶多消耗的電能等于傳送帶克服阻力做的功E^fx停（特別注意：如果物體在傾斜傳送帶上的運(yùn)動

分勻變速和勻速兩個運(yùn)動過程，這兩個過程中傳送帶都要克服摩擦力做功，勻變速運(yùn)動過程中兩者間的摩

擦力是滑動摩擦力，勻速運(yùn)動過程中兩者間的摩擦力是靜摩擦力）

1.如圖所示，長為5m的水平傳送帶以2m/s的速度順時針勻速轉(zhuǎn)動，將質(zhì)量為2kg的小滑塊無初速度放在

傳送帶左側(cè)。已知傳送帶與小滑塊之間的動摩擦因數(shù)為0.1,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度g

取10m/s2,則下列說法正確的是（）

A.小滑塊在傳送帶上一直做加速運(yùn)動直至離開

B.小滑塊在傳送帶上運(yùn)動時間為2s

C.傳送帶對小滑塊做的功為2J

D.因放上小滑塊，電動機(jī)多消耗的電能為2J

2.（多選）如圖甲所示，水平傳送帶在電動機(jī)帶動下沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動，將一質(zhì)量為10kg的木箱（可

視為質(zhì)點(diǎn)）輕放到傳送帶最左端，木箱運(yùn)動的速度v隨時間t變化的圖像如圖乙所示，4S未木箱到達(dá)傳送帶

最右端，重力加速度g取10m/s2,則（）

甲

A.木箱與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為0.1

B.整個過程中摩擦生熱為20J

C.整個過程中傳送帶對木箱做的功為60J

D.傳送帶速度為2m/s

3.（多選）足夠長的傳送帶水平放置，在電動機(jī)的作用下以速度也逆時針勻速轉(zhuǎn)動，一質(zhì)量為m的小煤塊以

速度巧滑上水平傳送帶的左端，且也>以.小煤塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)〃，重力加速度大小為9。下列說

法正確的是（）

B.煤塊在傳送帶上的痕跡長為9旦

C.傳送帶與煤塊摩擦產(chǎn)生的熱量為gm（憂-詔）

D.傳送帶克服煤塊的摩擦力做功為皿功（%+以）

4.（多選）如圖甲所示，足夠長的水平傳送帶以速度v=2.5m/s沿順時針方向運(yùn)行，可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊在r

=0時刻以速度為=5m/s,從傳送帶左端開始沿傳送帶轉(zhuǎn)動方向運(yùn)動，物塊的質(zhì)量m=4kg,物塊在傳送

帶上運(yùn)動的邵圖像如圖乙所示，已知最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度g取10m/s2,則在

0~1s內(nèi)()

圖甲圖乙

A.物塊一直做勻減速運(yùn)動到速度為零

B.傳送帶對物塊做的功為37.5J

C.物塊與傳送帶的動摩擦因數(shù)為〃=0.5

D.物塊動能的變化量為-37.5J

5.（2023?全國?高三專題練習(xí)）如圖所示，傳送帶與水平面間的夾角為30。，其中48兩點(diǎn)間的距離為3.5m,

傳送帶在電動機(jī)的帶動下以u=2m/s的速度順時針勻速轉(zhuǎn)動?，F(xiàn)將一質(zhì)量4kg的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）輕

放在傳送帶的8點(diǎn)，已知小物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)〃=乎，g為取10m/s2,則在傳送帶將小物塊從8

點(diǎn)傳送到/點(diǎn)的過程中（）

A.小物塊經(jīng)過2s后與傳送帶共速

B.摩擦力對小物塊做的功為24J

C.摩擦產(chǎn)生的熱量為24J

D.因放小物塊而使得電動機(jī)多消耗的電能為78J

6.（多選）如圖所示，傳送帶與水平地面的夾角為0=37。，4、5兩端間距L=16m,傳送帶以速度v=10m/s沿

順時針方向運(yùn)動?，F(xiàn)將一質(zhì)量，*lkg的物體從4端靜止釋放，它與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為〃=0.5,在物體

到達(dá)8端的過程中（最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度g=10m/s2,$所37。=0.6,8S37。=0.8）下

列說法中正確的是（）

A.物體從/端到8端的時間為2s

B.傳送帶克服摩擦力做的功為80J

C.電動機(jī)因傳送物體而多消耗的電能為72J

D.物體與傳送帶之間由于摩擦而產(chǎn)生的熱量為24J

7.（2022?全國?高三專題練習(xí)）（多選）如圖所示為某建筑工地的傳送裝置，傳送帶傾斜地固定在水平面上,

以恒定的速度v尸2m/s向下運(yùn)動，質(zhì)量為/n-lkg的工件無初速度地放在傳送帶的頂端P,經(jīng)時間0-0.2s,

工件的速度達(dá)到2m/s,此后再經(jīng)過r2=1,0s時間，工件運(yùn)動到傳動帶的底端Q,且到底端時的速度為v=4m/s,

重力加速度g=10m/s2,工件可視為質(zhì)點(diǎn)。則下列說法正確的是（）

A.傳送帶的長度為x=2.4m

B.傳送帶與工件間的動摩擦因數(shù)為〃=0.5

C.工件由尸運(yùn)動到。的過程中，傳送帶對工件所做的功為％-11.2J

D.工件由尸運(yùn)動到。的過程中，因摩擦而產(chǎn)生的熱量為0=4.8J

8.（多選）如圖甲，一足夠長的傳送帶與水平面的夾角0=30。，皮帶在電動機(jī)的帶動下，速率始終不變。t

=0時刻在傳送帶適當(dāng)位置放上一具有初速度的小物塊。取沿斜面向上為正方向，物塊在傳送帶上運(yùn)動的速

度隨時間的變化如圖乙所示。已知小物塊質(zhì)量加=lkg,g取10m/s2,下列說法正確的是（）

B.傳送帶與小物塊之間的動摩擦因數(shù)〃=等

C.0?打時間因摩擦產(chǎn)生熱量為27J

D.0?打時間內(nèi)電動機(jī)多消耗的電能為28.5J

9.如圖所示，繃緊的傳送帶與水平面的夾角0=30°,傳送帶在電動機(jī)的帶動下，始終保持%=2m/s的

速率運(yùn)行，現(xiàn)把一質(zhì)量為必=10kg的工件(可看做質(zhì)點(diǎn))輕輕放在傳送帶的底端，經(jīng)過時間t=L9s,工件

被傳送到人=1.5m的高處，取g=10m/s?求：

(1)工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù)；

(2)電動機(jī)由于傳送工件多消耗的電能.

10.(2022?湖北?模擬預(yù)測)如圖所示，一足夠長的傾斜傳送帶以速度廠2m/s沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動，傳

送帶與水平方向的夾角0=37。。質(zhì)量"〃=5kg的小物塊A和質(zhì)量W2=5kg的小物塊B由跨過定滑輪的輕繩連接，

A與定滑輪間的繩子與傳送帶平行，輕繩足夠長且不可伸長。某時刻開始給物塊A以沿傳送帶方向的初速度

v?=8m/s(此時物塊A、B的速率相等，且輕繩繃緊)，使物塊A從傳送帶下端沖上傳送帶，已知物塊A與

傳送帶間的動摩擦因數(shù)"=0.5,不計(jì)滑輪的質(zhì)量與摩擦，整個運(yùn)動過程中物塊B都沒有上升到定滑輪處。取

sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力力口速度g=10m/s2,求

(1)物塊A剛沖上傳送帶時加速度的大小及方向；

(2)物塊A沖上傳送帶沿傳送帶向上運(yùn)動的最遠(yuǎn)距離及此過程中傳送帶對物塊A做的功；

(3)若傳送帶以不同的速率v沿順時針方向轉(zhuǎn)動，當(dāng)v取多大時，物塊A沿傳送帶運(yùn)動到最遠(yuǎn)處

過程中與傳送帶因摩擦產(chǎn)生的熱量有最小值，請求出最小值。

□B

11.（2022?全國?高三專題練習(xí)）如圖甲所示，質(zhì)量為機(jī)=20kg的物體在大小恒定的水平外力作用下，沖上

一足夠長、從右向左以恒定速度vo=-10m/s運(yùn)行的水平傳送帶，從物體沖上傳送帶開始計(jì)時，物體的速度

-時間圖像如圖乙所示，己知0?4s內(nèi)水平外力方向始終與物體運(yùn)動方向相反，g取10m/s2。求:

（1）物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)；

（2）0?4s內(nèi)物體與傳送帶間的摩擦熱

12.如圖所示，水平傳送帶正以v=2m/s的速度運(yùn)行，兩端水平距離/=8m,把一質(zhì)量"?=2kg的物塊輕輕放

到傳送帶的力端，物塊在傳送帶的帶動下向右運(yùn)動，若物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)〃=0.1,不計(jì)物塊的大

小，g取10m/s2,則把這個物塊從“端傳送到B端的過程中。

（1）摩擦力對物塊做功的平均功率是多少；

（2）1s時，摩擦力對物塊做功的功率是多少。

13.如圖所示，在傾角為0=30。的光滑斜面MN底端固定一個被壓縮且鎖定的輕彈簧，輕彈簧的上端靜止

放一質(zhì)量m=2kg的可看作質(zhì)點(diǎn)的滑塊，滑塊與斜面頂端N點(diǎn)相距x=0.3m?，F(xiàn)將彈簧解除鎖定，滑塊離

開彈簧后經(jīng)N點(diǎn)離開斜面，恰好水平飛上由電動機(jī)帶動，速度為u=73m/s順時針勻速轉(zhuǎn)動的傳送帶，足

夠長的傳送帶水平放置，其上表面距N點(diǎn)所在水平面高度為h=0.2m,滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)〃=亨,

g取10m/s2o求：

（1）滑塊從離開N點(diǎn)至飛上傳送帶的時間；

（2）彈簧鎖定時儲存的彈性勢能；

（3）滑塊在傳送帶上運(yùn)動時由于摩擦產(chǎn)生的熱量和電動機(jī)多做的功。

14.（2022?重慶?模擬預(yù)測）如圖為模擬運(yùn)送工件的水平傳送帶裝置，繃緊的傳送帶在驅(qū)動電機(jī)作用下始終

保持%=5.0m/s的恒定速率運(yùn)行，傳送帶的水平部分AB距離水平地面的高度h=0.45m。質(zhì)量Tn=1kg的

工件（可視為質(zhì)點(diǎn)）由A端無初速度地放置在傳送帶上，到達(dá)B端時工件剛好從B點(diǎn)水平拋出，落地點(diǎn)與

拋出點(diǎn)的水平距離s=1.2m。已知工件與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)“=0.2,不計(jì)空氣阻力，取g=10m/s2。

（1）求工件從B點(diǎn)拋出時的速度；

（2）求因運(yùn)送該工件驅(qū)動傳送帶的電機(jī)多消耗的能量，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果提出不改變運(yùn)送工件時間前提下，

減少電機(jī)能量損耗的方式（不用說明理由）。

h

考點(diǎn)二板塊模型能量分析

1.使滑塊不從木板的末端掉下來的臨界條件是滑塊到達(dá)木板末端時的速度與木板的速度恰好相同。

2.從能量角度分析板塊模型時對滑塊和木板分別運(yùn)用動能定理，或者對系統(tǒng)運(yùn)用能量守恒定律.如圖

所示，注意區(qū)分三個位移：

①求摩擦力對滑塊做功時用滑塊對地的位移XQ

②求摩擦力對木板做功時用木板對地的位移X*

③求摩擦生熱時用相對位移&X.

mh_____________________

-%滑■*—；

----?---*

工板Ax

15.（2023?全國?高三專題練習(xí)）（多選）如圖所示，一個長為人質(zhì)量為M的木板，靜止在光滑水平面上,

一個質(zhì)量為m的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），以水平初速度火,從木板的左端滑向另一端，設(shè)物塊與木板間的動

摩擦因數(shù)為“，當(dāng)物塊與木板相對靜止時，物塊仍在長木板上物塊相對木板的位移為“，木板相對地面的位

移為s。則在此過程中（）

A.摩擦力對物塊做功為-inng（s+d）

B.摩擦力對木板做功為umgs

C.木板動能的增量為mgd

D.由于摩擦而產(chǎn)生的熱量為“mgs

16.如圖所示，長木板A靜止放在光滑的水平地面上，物體B以水平速度沖上A后，由于摩擦力作用，最

后停止在木板A上，則從B沖到木板A上到相對板A靜止的過程中，下述說法中正確的是（）

A.物體B克服摩擦力做的功等于木板A增加的機(jī)械能與系統(tǒng)增加的內(nèi)能之和

B.物體B動能的減少量等于系統(tǒng)損失的機(jī)械能

C.物體B克服摩擦力做的功等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量

D.物體B損失的機(jī)械能等于木板A獲得的機(jī)械能

17.如圖所示，木板A靜止于光滑水平面上，木塊B輕置于木板A上?，F(xiàn)施加外力尸拉著木塊B做勻加速

直線運(yùn)動，木板A在摩擦力作用下也向右加速運(yùn)動，但加速度小于木塊B的加速度，則（）

B

rn->F

A

A.木板A所受摩擦力對木板A做負(fù)功

B.木板A對木塊B的摩擦力做的功與木塊B對木板A的摩擦力做的功的大小相等

C.木塊與木板間摩擦產(chǎn)生的熱量等于木板A對木塊B的摩擦力做功的大小減去木塊B對木板A的摩擦力做

的功

D.力F做的功等于木塊B與木板A的動能增量之和

18.如圖所示，一足夠長、質(zhì)量為"?的木板在光滑的水平面上以速度v向右勻速運(yùn)動，現(xiàn)將質(zhì)量為27n的物

體豎直向下輕輕地放置在木板右端，已知物體和木板之間的動摩擦因數(shù)為〃，為保持木板的速度不變，從物

體放到木板上到它相對木板靜止的過程中，須對木板施一水平向右的作用力F,那么力F對木板做功的數(shù)

值為（）

--------------------------------F

------->

//////////////////////////////////////Z

A.2mv2B.mv2C.0.5mv2D.0.25mv2

19.（2022?湖南?模擬預(yù)測）如圖所示，一足夠長的木板在光滑水平面上以速度v向右勻速運(yùn)動，現(xiàn)將質(zhì)量

為根的物體豎直向下輕輕地放置在木板上的右端，已知物體和木板之間的動摩擦因數(shù)為〃。為保持木板的速

度不變，須對木板施加一水平向右的作用力凡從物體放到木板上到它相對木板靜止的過程中，木塊與物體

組成的系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量為（）

m

——》產(chǎn)

/////////////////////////////////////

22

A.Imv2B.mv2C.D.”-

24

20.（2023?全國?高三專題練習(xí)）（多選）如圖所示，質(zhì)量為M、長度為乙的小車靜止在光滑的水平面上。質(zhì)

量為機(jī)的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）放在小車的最左端。現(xiàn)用一水平恒力廠作用在小物塊上，使小物塊從靜止

開始做勻加速直線運(yùn)動。小物塊和小車之間的摩擦力大小為耳，小物塊滑到小車的最右端時，小車運(yùn)動的距

離為x,在這個過程中，以下結(jié)論正確的是（）

A.小物塊到達(dá)小車最右端時具有的動能為F（L+X）

B.小物塊到達(dá)小車最右端時，小車具有的動能為Rx

C.摩擦力對小物塊所做的功為-Ff（L+x）

D.小物塊在小車上滑行過程中，系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能為FfL

21.如圖所示，滑塊A和足夠長的木板B疊放在水平地面上，A和B之間的動摩擦因數(shù)是B和地面之間的

動摩擦因數(shù)的4倍，A和B的質(zhì)量均為機(jī)。現(xiàn)對A施加一水平向右逐漸增大的力F,當(dāng)尸增大到幾時A開

始運(yùn)動，之后力F按圖乙所示的規(guī)律繼續(xù)增大，圖乙中的x為A運(yùn)動的位移，已知最大靜摩擦力等于滑動

摩擦力。對兩物塊的運(yùn)動過程，以下說法正確的是（）

A.當(dāng)F>2Fo,木塊A和木板B開始相對滑動

B.當(dāng)F>F（）,木塊A和木板B開始相對滑動

C.自x=0至木板x=x。木板B對A做功大小為華

4

D.時，木板B的速度大小為

22.如圖所示，一足夠長的木板B放在水平地面上，木塊A放在B的水平表面上，A的左端連有輕質(zhì)彈簧,

彈簧左端固定在豎直墻壁上，用力F向右拉動木板B,使B以速度V做勻速運(yùn)動，A相對地面靜止時，彈簧

的彈力為Fi.已知木塊與木板之間、木板和地面之間的動摩擦因數(shù)相同，A始終在B上，則以下說法中正確

A.A相對地面靜止后，B受到的滑動摩擦力的大小等于Fi

B.A相對地面靜止后，地面受到的滑動摩擦力的大小等于Fi

C.若B以2V的速度勻速運(yùn)動，A相對地面靜止后，A受到的滑動摩擦力的大小等于Fi

D.若用2F的力作用在木板B上，A相對地面靜止后，A受到的滑動摩擦力的大小等于2%

23.（多選）如圖所示，質(zhì)量為M、長為乙=4m的木板Q放在光滑的水平面上，可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為機(jī)的物

塊P放在木板的最左端。7=0時刻給物塊水平向右的初速度，當(dāng)物塊P滑到木板Q的最右端時木板Q的位

移為x=7m。則下列說法正確的是（）

..........

/////////////////////////////////////

A.P、Q所受的摩擦力之比為

B.摩擦力對。所做的功的絕對值之比為11:7

C.P減小的動能與P、Q間因摩擦而產(chǎn)生的熱量之比為11:4

D.Q增加的動能與系統(tǒng)損失的機(jī)械能之比為11:4

24.（2023?全國?高三專題練習(xí)）（多選）如圖甲所示，質(zhì)量為M=1.5kg、足夠長的木板靜止在水平面上，質(zhì)

量為w=0.5kg的物塊靜止于木板左端，木板與地面間的動摩擦因數(shù)為〃尸0.1。現(xiàn)用水平向右的拉力尸拉動物

塊，拉力大小隨時間的變化關(guān)系滿足尸（%為常量），物塊的加速度。隨時間f變化的圖像如圖乙所示。

最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取g=10m/s2,則（）

A.A=2N/s

B.物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為0.5

C.0~2s時間內(nèi)，水平拉力尸做的功為々J

D.32s時間內(nèi)，木板與地面間因摩擦產(chǎn)生的熱量為另

25.（2023?全國?高三專題練習(xí)）（多選）如圖所示，一傾角為0=37°的足夠長斜面體固定在水平地面上，質(zhì)

量為的長木板沿著斜面以速度勻速下滑，現(xiàn)把質(zhì)量為的鐵塊輕輕放在長木板

M=2kgBv0=9m/s/n=lkgAB

的左端，鐵塊最終恰好沒有從長木板上滑下。已知A與B之間、B與斜面之間的動摩擦因數(shù)均為〃，最大靜

摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度g=10m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8,則下列判斷正確的是（）

A.動摩擦因數(shù)〃=0.5

B.鐵塊A和長木板B共速后的速度大小為6m/s

C.長木板的長度為2.25m

D.從鐵塊放上到鐵塊和長木板共速的過程中，鐵塊A和長木板B減少的機(jī)械能等于A、B之間摩擦產(chǎn)生的

熱量

26.（2023?全國?高三專題練習(xí)）如圖所示，傾角。=37。，長為6m的斜面體固定在水平地面上，長為3m、

質(zhì)量為4kg的長木板A放在斜面上，上端與斜面頂端對齊；質(zhì)量為2kg的物塊B（可是為質(zhì)點(diǎn)）放在長木板

的上端，同時釋放A和B,結(jié)果當(dāng)A的下端滑到斜面底端時，物塊B也剛好滑到斜面底端，已知長木板A

與斜面間的動摩擦因數(shù)"1=0.5,物塊B與A間的動摩擦因數(shù)〃2=0.375,重力加速度g取10m/s2,不計(jì)物

塊B的大小,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,sin370=0.6,cos37°=0.8.求：

（1）從開始到A的下端滑到斜面底端所用時間；

（2）從開始到A的下端滑到斜面底端的過程中，A與B間、A與斜面間因摩擦產(chǎn)生的總熱量。

27.（2023?全國?高三專題練習(xí)）如圖所示，半徑R=5.0m的光滑圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi)，軌道的一個

端點(diǎn)8和圓心O的連線與水平方向的夾角8=30°,另一端點(diǎn)C為軌道的最低點(diǎn)，C點(diǎn)右側(cè)的水平面上緊挨

C點(diǎn)靜止放置一木板，木板質(zhì)量M=2.0kg,上表面與C點(diǎn)等高。質(zhì)量m=0.5kg可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊在4點(diǎn)

以3m/s的速度水平拋出，恰好從軌道的8端沿切線方向進(jìn)入軌道且沿著軌道下滑，物塊以12m/s的速度滑

上木板的左端。已知物塊與木板間的動摩擦因數(shù)出=0.4,木板與地面之間的動摩擦因數(shù)出=0。4,最大靜

摩擦力等于滑動摩擦力，g=10m/s2求：

（1）物塊在8點(diǎn)時的速度大小奶;

（2）物塊從軌道的B點(diǎn)運(yùn)動至C點(diǎn)的過程中克服摩擦力所做的功Wf；

（3）若木板足夠長，從物塊滑上木板開始至木板停下的整個過程中，木板和地面之間由于摩擦所產(chǎn)生的熱

量。。

28.（2022?河北?任丘市第一中學(xué)高一階段練習(xí)）如圖所示，從/點(diǎn)以火的水平速度拋出一質(zhì)量m=1kg的

小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），當(dāng)小物塊運(yùn)動至8點(diǎn)時，恰好沿切線方向進(jìn)入固定的光滑圓弧軌道8C,圓弧軌道

8c的圓心角a=37。，經(jīng)圓弧軌道后滑上與C點(diǎn)等高、靜止在粗糙水平面上的長木板上，圓弧軌道C端切

線水平。已知長木板的質(zhì)量M=4kg,A.8兩點(diǎn)距C點(diǎn)的高度分別為H