2016高考专题讲座（一）传送带五个考查重点解读1

2016高考专题复习讲座（一）
传送带五个考查重点解读(一)
传送带在生产中具有广泛的应用，也是物理命题的重要模型。通过对相关传送带的考试题分析，可归纳出有关传送带的命题一般创设六类情景（水平传送带、倾斜传送带、水平与倾斜传送带组合、传送带与倾斜或圆弧轨道组合、类传送带、传送带与图象结合），重点考查五个方面（受力分析、牛顿运动定律与相对运动、平抛运动与动能定理、摩擦力做功和摩擦生热、能量守恒定律和功能关系）。
对传送带模型中问题要注意摩擦力的突变
①滑动摩擦力突变。若物块与传送带发生相对运动，则二者之间存在滑动摩擦力。若二者之间相对静止，则滑动摩擦力消失。21世纪教育网版权所有
②滑动摩擦力突变为静摩擦力。若物块与传送带从相对运动到相对静止，且具有加速度，则滑动摩擦力突变为静摩擦力。 21·cn·jy·com
③滑动摩擦力改变方向。滑动摩擦力方向与物块和传送带的相对运动方向相反，若二者相对运动方向改变，则滑动摩擦力改变方向。21cnjy.com
④静摩擦力突变。静摩擦力一般与传送带加速度大小和方向相关，若传送带加速度变化，则静摩擦力发生突变。
传送带模型的一般解法
①确定研究对象；②分析其受力情况和运动情况，（画出受力分析图和运动情景图），注意摩擦力突变对物体运动的影响；③对物块运动的过程进行分解，对各个运动过程，利用牛顿运动定律和运动学规律、功能关系及其相关知识列方程求解未知量。【来源：21cnj*y.co*m】
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x是物体对地的位移，产生热量中的s是物块与传送带发生相对滑动的相对滑动路程，这些必须明确。【出处：21教育名师】
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。【版权所有：21教育】
考查重点一．受力分析
【考查重点与方法解读】有关传送带的受力分析包括主动轮、从动轮轮缘上某点受力分析、传送带上某点受力分析，传送带上物体的受力分析等。首先要明确主动轮由动力机器提供动力使其转动，从动轮依靠传送带带动而转动。传送带上与主动轮接触点所受摩擦力是动力，从动轮上与传送带接触点所受摩擦力是动力。对于相对于水平传送带静止的物体，若水平传送带匀速运动，其上物体不受摩擦力；水平传送带加速运动，物体所受摩擦力方向与运动方向相同；减速运动，物体所受摩擦力方向与运动方向相反。若物体相对于水平传送带向后运动，所受摩擦力方向与物体运动相同；若物体相对于水平传送带向前运动，所受摩擦力方向与物体运动方向相反。物体沿倾斜传送带运动，若二者运动方向相同，当物体速度小于传送带速度时，摩擦力方向与物体运动方向相同；当物体速度大于传送带速度时，摩擦力方向与物体运动方向相反；若二者运动方向相反，则摩擦力方向与物体运动方向相反。21*cnjy*com
例1. 如图所示，一条水平放置的传送带上面放一物块R.,左侧转动轮M为主动轮，P为转动轮M边缘上最左侧一点。右侧转动轮N为从动轮，P为转动轮N边缘上最右侧一点。若传送带顺时针匀速转动，则
A. P点受到的摩擦力方向竖直向上
B. Q受到的摩擦力方向竖直向上
C. 物块R受到的摩擦力方向水平向右
D. 物块R不受摩擦力作用
解析：由于转动轮M为主动轮，要使传送带顺时针转动，P点对传送带的摩擦力方向竖直向上，根据牛顿第三定律，P点受到的摩擦力方向竖直向下，选项A错误。由于转动轮N为从动轮，传送带顺时针转动，传送带对Q点的摩擦力方向竖直向下，选项B错误。由于传送带顺时针匀速转动，物块R不受摩擦力作用，选项D正确C错误。
答案： D
例2. 如图所示是主动轮P通过传送带带动从动轮Q的示意图。.A与B、C与D分别是皮带与轮缘相互接触的点，则下列判断正确的是( )
A．B点相对于A点运动趋势方向与B点运动方向相反
B．D点相对于C点运动趋势方向与C点运动方向相反.
C．D点所受静摩擦力方向与D点运动方向相同 .
D．主动轮受到的摩擦力是阻力，从动轮受到的摩擦力是动力.
解析 此题的情景是倾斜传送带。主动轮是依靠摩擦力使其传送带传动。P是主动轮，P带动皮带，A点受到的摩擦力与P轮转动方向一致。所以B点相对于A的运动趋势与P轮的运动方向相同，即与B自身运动方向相同，选项A错。Q是从动轮，即Q受到皮带摩擦力而转动，可知C对D的摩擦力与Q轮转动方向相同。由力的作用是相互的可知，D对C的摩擦力与Q轮运动方向相反。即与C点运动方向相反，选项BC正确。主动轮受到的摩擦力与自身运动方向相反，为阻力。而从动轮受到的摩擦力与自身运动方向相同，为动力，选项D正确。
答案 BCD
例3. 如图所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行。初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的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（以地面为参考系）如图乙所示。已知v2＞v1，则2·1·c·n·j·y
A. t2时刻，小物块离A处的距离达到最大
B. t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大.
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，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用
解析 此题的情景是传送带与速度图象结合。当小物块速度为零时，小物块离A处的距离达到最大，为t1时刻，选项A错误；t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大，选项B正确；0~ t2时间内，小物块受到的摩擦力方向一直向右，选项C错误；0~ t2时间内，小物块始终受到大小不变的滑动摩擦力作用，t2~ t2时间内，由于小物块与传送带速度相同，二者相对静止，小物块不受摩擦力作用，选项D错误。【来源：21·世纪·教育·网】
答案：B
例4.如图所示，某粮库使用电动传输机向粮垛上输送麻袋包．现将一麻袋包放置在倾斜的传送带上，与传送带一起向上匀速运动，其间突遇故障，传送带减速直至停止．若上述匀速和减速过程中，麻袋包与传送带始终保持相对静止，下列说法正确的是www-2-1-cnjy-com
A．匀速运动时，麻袋包只受重力与支持力作用
B．匀速运动时，麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向上
C．减速运动时，麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向下
D．减速运动时，麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向上
?解析：匀速运动时，麻袋包受重力、摩擦力与支持力作用，麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向上，选项B正确；减速运动时，麻袋包的加速度沿斜面向下，受到的摩擦力可能沿传送带向上、向下、为零，选项CD错误。
答案：B
例5. 如图所示，在倾角为α的传送带上有质量均为m的三个木块1、2、3，中间均用原长为L，劲度系数为k的轻弹簧连接起来，木块与传送带间的动摩擦因数均为μ，其中木块1被与传送带平行的细线拉住，传送带按图示方向匀速运行，三个木块处于平衡状态．下列结论正确的是 (　? 　)2-1-c-n-j-y
A．2、3两木块之间的距离等于L＋
B．2、3两木块之间的距离等于L＋
C．1、2两木块之间的距离等于2、3两木块之间的距离
D．如果传送带突然加速，相邻两木块之间的距离都将增大
解析：三个木块均受到沿传送带向下的相同大小的滑动摩擦力作用，f=μmgcosα。隔离木块3分析受力，设2、3木块之间弹簧的弹力为F23， 则有F23=mgsinα+μmgcosα。根据胡克定律，弹簧伸长量x23=，2、3两木块之间的距离等于L＋x23=L+，选项A错误B正确。1、2木块之间弹簧的弹力为F12， 则有F12=2mgsinα+2μmgcosα。弹簧伸长量x12=2，1、2两木块之间的距离大于2、3两木块之间的距离，选项C错误。如果传送带突然加速，木块所受滑动摩擦力不变，相邻两木块之间的距离不变，选项D错误。　　21*cnjy*com
答案：B
例6．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（ ）21教育名师原创作品
A． B．
C． D．
解析：物体从滑槽滑至末端时，速度是一定的．若传送带不动，物体受摩擦力方向水平向左，做匀减速直线运动．若传送带逆时针转动，物体受摩擦力方向水平向左，做匀减速直线运动．两次在传送带都做匀减速运动，对地位移相同，加速度相同，所以末速度相同，时间相同，故选项D正确．
【答案】．D
例7．如图7所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速度v1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，一物体以恒定速度v2沿直线向左滑向传送带后，经过一段时间又反回光滑水平面，速率为v2′，则下列说法正确的是：（ ）21·世纪*教育网
A．只有v1= v2时,才有v2′= v1
B． 若v1 >v2时, 则v2′= v2
C．若v1 D．不管v2多大,v2′= v2.
解析：物体以恒定速度v2沿直线向左滑向传送带后，做匀减速直线运动，速度减小到零后，受到传送带滑动摩擦力作用做加速运动，若v1 >v2时, 则v2′= v2；若v1 【答案】．B
例8．物块从光滑斜面上的P点自由滑下通过粗糙的静止水平传送带后落到地面上的Q点．若传送带的皮带轮沿逆时针方向匀速转动，使传送带随之运动，如图所示，物块仍从P点自由滑下，则（ ）
A．物块有可能落不到地面
B．物块将仍落在Q点
C．物块将会落在Q点的左边
D．物块将会落在Q点的右边
解析：传送带静止时，物块能通过传送带落到地面上，说明滑块在传送带上一直做匀减速运动．当传送带逆时针转动，物块在传送带上运动的加速度不变，由可知，滑块滑离传送带时的速度vt不变，而下落高度决定了平抛运动的时间t不变，因此，平抛的水平位移不变，即落点仍在Q点．
【答案】．B
例9．水平传送带被广泛地应用于机场和火车站，用于对旅客的行李进行安全检查右图为一水平传送带装置示意图，绷紧的传送带A、B始终保持v=1m/s的恒定速率运行；一质量为m=4kg的行李无初速地放在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.设行李与传送带间的动摩擦因数μ=0.1，AB间的距离l=2m，g取10m／s2．
（1）求行李刚开始运动时所受的滑动摩擦力大小与加速度大小；
（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）滑动摩擦力F=μmg ①
以题给数值代入，得F=4N ②
由牛顿第二定律得
F=ma ③
代入数值，得a=lm/s2 ④
（2）设行李做匀加速运动的时间为t，行李加速运动的末速度v=1m／s．则
v=at ⑤
代入数值，得t=1s ⑥
（3）行李从A匀加速运动到B时，传送时间最短．则
⑦
代入数值，得 ⑧
传送带对应的运行速率
Vmin=atmin ⑨
代人数据解得Vmin=2m/s ⑩
【答案】（1）4N，a=lm/s2；（2）1s；（3）2m/s
例10．（16分）如图17所示，水平传送带的长度L=5m，皮带轮的半径R=0.1m，皮带轮以角速度顺时针匀速转动。现有一小物体（视为质点）以水平速度v0从A点滑上传送带，越过B点后做平抛运动，其水平位移为S。保持物体的初速度v0不变，多次改变皮带轮的角速度，依次测量水平位移S，得到如图18所示的S—图像。回答下列问题：21教育网
（1）当rad/s时，物体在A、B之间做什么运动？
（2）B端距地面的高度h为多大？
（3）物块的初速度v0多大？
解析：（1）物体的水平位移相同，说明物体离开B点的速度相同，物体的速度大于皮带的速度，一直做匀减速运动。www.21-cn-jy.com
（2）当ω=10rad/s时，物体经过B点的速度为.
平抛运动：.解得：t=1s，h=5m.
（3）当ω>30rad/s时，水平位移不变，说明物体在AB之间一直加速，其末速度
.
根据
当0≤ω≤10rad/s时，
当ω≥30rad/s时，
解得：