高一物理传送带模型专题强化练习 Word版含答案

高一物理传送带模型专题强化练习
一、选择题
1.如图所示,水平传送带始终保持以速度v匀速运动,某时刻把一个物块无初速度地放在传送带左端,经过一段时间,物块与传送带一起以速度v运动。对上述过程,下列说法正确的是(　　)
　　　　　 　　　　　 　　　　　
A.物块始终受到摩擦力的作用
B.在达到速度v之前,物块相对传送带向左滑动
C.在达到速度v之前,物块受到向左的摩擦力
D.与传送带一起以速度v运动时,物块受到向右的摩擦力
2. (多选)为保障市民安全出行,有关部门规定:对乘坐轨道交通的乘客所携带的物品实施安全检查。如图甲所示为乘客在进入地铁站乘车前,将携带的物品放到水平传送带上通过检测仪接受检查时的情景。如图乙所示为水平传送带装置示意图。紧绷的传送带ab始终以1 m/s的恒定速率运行,乘客将一质量为4 kg的行李无初速度地放在传送带左端的a点,设行李与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1,a、b间的距离为2 m,g取10 m/s2。下列速度-时间(v-t)图像和位移-时间(x-t)图像中,可能正确反映行李在a、b之间的运动情况的有(　　)
3 (多选)如图,倾角θ=37°的足够长传送带以恒定速率v=4 m/s顺时针运行,现将一质量m=5 kg的小物块无初速度放在传送带的A端,小物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.85,取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,则在整个上滑过程中的小物块(　　)
A.加速度恒定不变
B.加速运动的时间为5 s
C.所受的摩擦力方向会发生变化
D.所受的滑动摩擦力大小为34 N
二、计算题
4.某粮仓为了把大米送到一定高度处的储藏间,铺设如图所示的传输装置,其中AB为长度L1=4 m的水平传送带,CD为长度L2=9 m、倾角θ=37°的倾斜传送带,两传送带的运行速度可调。现将一袋大米无初速度地放在A端,设米袋从B转移到C时速度大小不变,已知米袋与两传送带之间的动摩擦因数均为μ=0.5,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。现在对设备按照如下两种方式进行调试:
(1)使水平传送带以 v1=5 m/s 的速度顺时针匀速转动,倾斜传送带不转动。求:
①米袋在水平传送带上加速运动的距离;
②米袋沿倾斜传送带所能上滑的距离。
(2)使两条传送带以相同的速度v2顺时针匀速转动,为了使米袋能被运送到D端,试通过分析计算v2的最小值。
答 案
1.B　物块与传送带速度相等之前,物块相对传送带向左滑动,受传送带的向右的摩擦力作用,向右做加速运动;当物块速度与传送带速度相等时,无相对滑动,物块不受摩擦力作用,故A、C、D错误,B正确。
2.AC　行李放上传送带后,受到向右的摩擦力,加速度为a=μmgm=μg=1 m/s2,则行李做匀加速直线运动,速度达到传送带速度经历的时间为t1=va=1 s,而匀加速的位移x1=12at12=0.5 m<2 m,所以此后的x2=1.5 m做匀速直线运动,速度v=1 m/s,运动时间t2=x2v=1.5 s,所以速度-时间图像中先为倾斜直线,再为平行于t轴的直线,故A正确,B错误。位移-时间图像中先为抛物线再为倾斜直线,故C正确,D错误。
3.BD　刚开始小物块受沿斜面向上的滑动摩擦力Ff=μmg cos 37°=34 N,故选项D正确;刚开始小物块向上的加速度a=μg cos 37°-g sin 37°=0.8 m/s2,由v=at解得加速运动的时间t=5 s,故选项B正确;由于μ=0.85>tan θ=34,所以小物块速度达到4 m/s后就与传送带保持相对静止,以共同的速度向上匀速运动,加速度为零,此时小物块受沿斜面向上的静摩擦力作用,摩擦力的方向没有发生变化,故选项A、C错误。
4.答案　(1)①2.5 m　②1.25 m　(2)6 m/s
解析　(1)①米袋在水平传送带上的加速阶段,根据牛顿第二定律有:μmg=ma1
设速度增加到v1时米袋的位移为s1,根据运动学公式有:v12=2a1s1
解得:s1=2.5 m
②因为s1因为倾斜传送带不动,则米袋沿倾斜传送带匀减速向上运动,根据牛顿第二定律有:mg sin θ+μmg cos θ=ma2;
设米袋沿倾斜传送带所能上滑的距离为s2,则有:v12=2a2s2,解得s2=1.25 m;
因为s2(2)因为mg sin θ>μmg cos θ,所以米袋不可能与倾斜传送带保持相同的速度向上运动,则无论如何调节速度,米袋进入倾斜传送带所受滑动摩擦力必须沿传送带向上,米袋在倾斜传送带上做匀减速直线运动,所以米袋恰好被运送到D端时,v2有最小值。
米袋在倾斜传送带上运动时,根据牛顿第二定律有:mg sin θ-μmg cos θ=ma3,
根据运动学公式有:v22=2a3L2,解得:v2=6 m/s;
在水平传送带上时,设米袋速度增加到v2=6 m/s时的位移为s3,根据运动学公式有:v22=2a1s3,解得:s3=3.6 m,因为s3