2024-2025學(xué)年新教材高中物理微專題4傳送帶模型練習(xí)含解析新人教版必修第一冊(cè)

PAGE3-傳送帶模型1.(河南鄭州四中2024期中考試)如圖W4-1所示,一水平傳送帶長(zhǎng)為20m,以2m/s的速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。已知某物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1,現(xiàn)將該物塊由靜止輕放到傳送帶的A端。則物塊被送到B端所需的時(shí)間為(g取10m/s2)()。圖W4-1A.210s B.10s C.11s D.9s答案：C解析：本題的易錯(cuò)之處是摩擦力方向的判定,以及同速時(shí)摩擦力突變。物塊剛放上傳送帶時(shí),速度小于傳送帶的速度,物塊受到向右的滑動(dòng)摩擦力作用而做勻加速運(yùn)動(dòng),對(duì)物塊應(yīng)用牛頓其次定律得μmg=ma,a=μg=1m/s2。物塊加速到v運(yùn)動(dòng)的距離為L(zhǎng)0,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得v2=2aL0,L0=2m。設(shè)傳送帶長(zhǎng)為L(zhǎng),由于L>L0,當(dāng)物塊與傳送帶同速后,兩者相對(duì)靜止,無相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),摩擦力突然變?yōu)榱?物塊做勻速運(yùn)動(dòng)。因此物塊先加速后勻速。加速階段v=at1,得t1=2s。勻速階段L-L0=vt2,得t2=9s。則物塊從A端被送到B端所用的時(shí)間為t=t1+t2,得t=11s。故C正確。2.(上海浦東2024高一檢測(cè))如圖W4-2甲為應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)和火車站的平安檢查儀,用于對(duì)旅客的行李進(jìn)行平安檢查。其傳送裝置可簡(jiǎn)化為如圖W4-2乙模型,緊繃的傳送帶始終保持v=1m/s的恒定速率運(yùn)行。旅客把行李無初速度地放在A處,設(shè)行李與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,AB間的距離為2m,g取10m/s2。若乘客把行李放到傳送帶的同時(shí)也以v=1m/s的恒定速率平行于傳送帶運(yùn)動(dòng)到B處去取行李,則()。圖W4-2A.乘客與行李同時(shí)到達(dá)B處B.乘客提前0.5s到達(dá)B處C.行李提前0.5s到達(dá)B處D.若傳送帶速度足夠大,行李最快也要4s才能到達(dá)B處答案：B解析：行李放在傳送帶上,傳送帶對(duì)行李的滑動(dòng)摩擦力使行李起先做勻加速直線運(yùn)動(dòng),隨后行李又以與傳送帶相等的速率做勻速直線運(yùn)動(dòng)。加速度為a=μg=1m/s2,歷時(shí)t1=va=1s達(dá)到共同速度,位移x1=v2t1=0.5m,此后行李勻速運(yùn)動(dòng)t2=2-x1v=1.5s到達(dá)B處,共用2.5s。乘客到達(dá)B處,歷時(shí)t=2v=2s,故B項(xiàng)正確。若傳送帶速度足夠大,行李始終加速運(yùn)動(dòng),最短運(yùn)動(dòng)時(shí)間tmin3.(陜西西安長(zhǎng)安區(qū)第一中學(xué)2024期末考試)(多選)小滑塊從A處由靜止起先沿斜面下滑,經(jīng)過靜止的粗糙水平傳送帶后以速率v0離開C點(diǎn)。如圖W4-3所示,若傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)而其他條件不變,下列說法正確的是()。圖W4-3A.若沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),滑塊離開C點(diǎn)的速率仍為v0B.若沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),滑塊離開C點(diǎn)的速率可能大于v0C.若沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),滑塊離開C點(diǎn)的速率肯定為v0D.若沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),滑塊離開C點(diǎn)的速率可能小于v0答案：BC解析：本題易錯(cuò)之處是分析各種狀況下滑塊所受的摩擦力。傳送帶靜止或沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),滑塊相對(duì)于傳送帶向右滑動(dòng),受到向左的滑動(dòng)摩擦力作用,在傳送帶上做勻減速直線運(yùn)動(dòng),且運(yùn)動(dòng)狀況完全相同,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤;傳送帶沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),當(dāng)滑塊滑動(dòng)到傳送帶左側(cè)時(shí)的速度分別大于、小于和等于傳送帶速度時(shí),滑塊相對(duì)于傳送帶分別向右、向左滑動(dòng)和相對(duì)靜止,滑塊分別受到向左、向右的滑動(dòng)摩擦力和不受摩擦力作用,分三種狀況探討,受摩擦力向左時(shí)滑塊減速運(yùn)動(dòng),減速到與傳送帶速度相等時(shí)再勻速以大于v0的速率離開C點(diǎn),達(dá)不到傳送帶速度則以v0的速率離開C點(diǎn);受摩擦力向右時(shí)滑塊加速運(yùn)動(dòng),無論能否達(dá)到傳送帶速度均以大于v0的速度離開C點(diǎn);當(dāng)摩擦力為零時(shí),滑塊勻速運(yùn)動(dòng),所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確。4.如圖W4-4所示,傳送帶與地面間的夾角θ=37°,AB長(zhǎng)為16m,傳送帶以10m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)。在傳送帶上端A無初速度地釋放一個(gè)質(zhì)量為0.5kg的物體,它與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,求:物體從A運(yùn)動(dòng)到B所需的時(shí)間。(取sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)圖W4-4答案：起先時(shí),物體的加速度為a1=gsinθ+μgcosθ=10m/s2。因?yàn)関022a1=5m<xAB,所以物體先以a1勻加速,再以a2勻加速運(yùn)動(dòng),以a1勻加速的時(shí)間t1=v0a1=1010以a1勻加速的位移x1=12a1t12=12×10×12當(dāng)物體與傳送帶同速后,物體的加速度為a2=gsinθ-μgcosθ=2m