2023年高考物理与强基计划核心知识点复习与真题精选 牛顿定律中的传送带问题
【物理】高考必刷题物理牛顿运动定律的应用题及解析
【物理】高考必刷题物理牛顿运动定律的应用题及解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1．如图甲所示，一倾角为37°的传送带以恒定速度运行．现将一质量m＝1 kg的小物体抛上传送带，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示，取沿传送带向上为正方向，g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8：求：（1）物体与传送带间的动摩擦因数；（2） 0～8 s内物体机械能的增加量；（3）物体与传送带摩擦产生的热量Q。
【答案】(1)μ＝0.875.(2)ΔE＝90 J（3）Q＝126 J【解析】【详解】(1)由图象可以知道,传送带沿斜向上运动,物体放到传送带上的初速度方向是沿斜面向下的,且加速大小为的匀减速直线运动,对其受力分析,由牛顿第二定律得:可解得：μ＝0.875.（2）根据v-t图象与时间轴围成的“面积”大小等于物体的位移,可得0～8 s 内物体的位移0～8 s s内物体的机械能的增加量等于物体重力势能的增加量和动能增加量之和,为(3) 0～8 s内只有前6s发生相对滑动. 0～6 s内传送带运动距离为:0～6 s内物体位移为:则0～6 s内物体相对于皮带的位移为0～8 s内物体与传送带因为摩擦产生的热量等于摩擦力乘以二者间的相对位移大小,代入数据得：Q＝126 J故本题答案是：(1)μ＝0.875.(2)ΔE＝90 J（3）Q＝126 J【点睛】对物体受力分析并结合图像的斜率求得加速度，在v-t图像中图像包围的面积代表物体运动做过的位移。
2．在一个水平面上建立x 轴，在过原点O 垂直于x 轴的平面的右侧空间有一个匀强电场，场强大小E=6.0×105 N/C ，方向与x 轴正方向相同，在原点O 处放一个质量m=0.01 kg带负电荷的绝缘物块，其带电荷量q = -5×10－8 C ．物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，给物块一个沿x 轴正方向的初速度v 0=2 m/s.如图所示．试求：(1)物块沿x 轴正方向运动的加速度； (2)物块沿x 轴正方向运动的最远距离； (3)物体运动的总时间为多长？ 【答案】(1)5 m/s 2 (2)0.4 m (3)1.74 s 【解析】 【分析】带负电的物块以初速度v 0沿x 轴正方向进入电场中，受到向左的电场力和滑动摩擦力作用，做匀减速运动，当速度为零时运动到最远处，根据动能定理列式求解；分三段进行研究：在电场中物块向右匀减速运动，向左匀加速运动，离开电场后匀减速运动．根据运动学公式和牛顿第二定律结合列式，求出各段时间，即可得到总时间． 【详解】（1）由牛顿第二定律可得mg Eq ma μ+= ，得25m/s a =（2）物块进入电场向右运动的过程，根据动能定理得：()210102mg Eq s mv μ-+=-． 代入数据，得：s 1=0.4m（3）物块先向右作匀减速直线运动，根据：00111••22t v v vs t t +==，得：t 1=0.4s 接着物块向左作匀加速直线运动：221m/s qE mg a m＝μ-=． 根据：212212s a t =得220.2t s = 物块离开电场后，向左作匀减速运动：232m/s mga g mμμ=-=-=-根据：3322a t a t = 解得30.2t s =物块运动的总时间为：123 1.74t t t t s =++= 【点睛】本题首先要理清物块的运动过程，运用动能定理、牛顿第二定律和运动学公式结合进行求解．3．如图1所示， 质量为M 的长木板，静止放置在粗糙水平地面上，有一个质量为m 、可视为质点的物块，以某一水平初速度v 0从左端冲上木板。
专题03 牛顿运动定律-2023年高考物理真题题源解密(全国通用)(原卷版)
专题三牛顿运动定律目录真题考查解读2023年真题展现考向一牛顿第二定律瞬时性与弹簧结合考向二动力学的两类问题考向三牛顿第二定律与图像结合考向四动力学的连接体问题与临界问题结合近年真题对比考向一牛顿第二定律的基本应用考向二动力学的连接体问题考向三动力学常见的两种模型命题规律解密名校模拟探源易错易混速记【命题意图】“牛顿运动定律”是高中物理的核心内容之一，是动力学的“基石”，也是整个经典力学的理论基础，也是高考的必考内容，从近今年的试题看，主要考查牛顿运动定律的应用，运用整体法和隔离法分析连接体问题，意在考查考生的理解能力和综合分析能力。
【考查要点】“牛顿运动定律”主要考查牛顿运动定律的应用，动力学两类问题，与图像的综合问题；对于连接体模型，命题多集中在两个或两个以上相关联的物体之间的相互作用和系统所受的外力情况，一般根据连接类型（直接连接型、绳子连接型、弹簧连接型），且考查时多涉及物体运动的临界和极值问题。
【课标链接】①理解牛顿三定律，特别是理解牛顿第二定律的性质；②能运用牛顿第二定律处理力与运动关系问题和连接体问题考向一牛顿第二定律瞬时性与弹簧结合1. （多选）（2023·湖北卷·第9题）如图所示，原长为l的轻质弹簧，一端固定在O点，另一端与一质量为m的小球相连。
小球套在竖直固定的粗糙杆上，与杆之间的动摩擦因数为0.5。
杆上M、N两点与O点的距离均为l，P点到O点的距离为12l，OP与杆垂直。
当小球置于杆上P点时恰好能保持静止。
设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。
小球以某一初速度从M点向下运动到N点，在此过程中，弹簧始终在弹性限度内。
下列说法正确的是（）A. 弹簧的劲度系数为4mg lB. 小球在P点下方12l处的加速度大小为4)gC. 从M点到N点的运动过程中，小球受到的摩擦力先变小再变大D. 从M点到P点和从P点到N点的运动过程中，小球受到的摩擦力做功相同考向二动力学的两类问题2.（2023·全国乙卷卷·第14题）一同学将排球自O点垫起，排球竖直向上运动，随后下落回到O点。
2023版高考物理一轮总复习专题3牛顿运动定律热点强化3动力学图像问题课后提能演练
热点强化3 动力学图像问题1．在物流货场中广泛利用传送带搬运货物．如图所示，倾角为θ的足够长的传送带始终以恒定的速率v 1顺时针运行，t ＝0时，初速度为v 2(v 2<v 1)的小货物从传送带的底端滑上传送带，已知小货物与传送带之间的动摩擦因数为μ，且μ>tan θ.小货物在传送带上运动的速度v 、加速度a 、重力势能E p (取小货物刚进入传送带位置重力势能为零)和动能E k 随货物位移s 的变化规律正确的是( )A BC D【答案】D2．一同学研究箱子的运动，让一质量为m ＝1 kg 的箱子在水平恒力F 的推动下沿光滑水平面做直线运动，箱子运动的xt－t 图像如图所示，t 是从某时刻开始计时箱子运动的时间，x 为箱子在时间t 内的位移，由此可知( )A ．箱子受到的恒力大小为F ＝0.5 NB ．0～10 s 内箱子的动量变化量为5 kg ·m/sC ．5 s 时箱子的速度大小为5.5 m/sD ．0～5 s 内箱子的位移为27.5 m 【答案】D3．用外力F 拉一物体使其做竖直上升运动，不计空气阻力，加速度a 随外力F 的变化关系如图所示，下列说法正确的是( )A ．物体的质量为F 0a 0B ．地球表面的重力加速度为2a 0C ．当a >0时，物体处于失重状态D ．当a ＝a 1时，拉力F ＝F 0a 0a 1 【答案】A4．利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小．实验时，把图甲中的小球举高到绳子的悬点O 处，然后将小球由静止释放，同时开始计时，利用传感器和计算机获得弹性绳的拉力随时间的变化如图乙所示．根据图像提供的信息，下列说法正确的是( )A ．t 1、t 3时刻小球的速度最大B ．t 2、t 5时刻小球的动能最小C ．t 3、t 4时刻小球的运动方向相同D ．t 4－t 3<t 7－t 6【答案】B 【解析】把小球举高到绳子的悬点O 处，让小球自由下落，t 1时刻绳子刚好绷紧，此时小球所受的重力大于绳子的拉力，小球向下做加速运动，当绳子的拉力大于重力时，小球才开始做减速运动，t 2时刻绳子的拉力最大，小球运动到最低点，速度为零；当绳子的拉力与重力相等时速度最大，而t 1、t 3时刻绳子的拉力都为零，小于小球的重力，故t 1、t 3时刻小球的速度不是最大，故A 错误；由乙图可知，t 2、t 5时刻小球都到达最低点，速度为零，动能都为零，为最小值，故B 正确；t 3时刻小球速度方向向上，t 4时刻小球速度向下，t 3、t 4时刻小球的运动方向相反，故C 错误；t 3～t 4时间内与t 6～t 7时间内小球都做竖直上抛运动，由于t 3时刻的速度大于t 6时刻的速度，由竖直上抛运动的时间t ＝2v 0g，可知t 4－t 3>t 7－t 6，故D 错误．5．如图为某运动员做蹦床运动时，利用传感器测得蹦床弹力随时间的变化图．假设运动员仅在竖直方向运动，且不计空气阻力，g 取10 m/s 2.依据图像给出的物理信息，运动员离开蹦床上升的最大高度H 和运动员的最大加速度大小a 分别为( )A ．5 m 、40 m/s 2B ．5 m 、50 m/s 2C ．9.8 m 、40 m/s 2D ．9.8 m 、50 m/s 2【答案】A 【解析】由图给信息可知静止时蹦床的弹力等于重力，即G ＝500 N ，则运动员质量为m ＝50 kg ，又最大弹力为2 500 N ，则运动员的最大加速度为a ＝2 500－50050 m/s2＝40 m/s 2，运动员在空中时间t 0＝(8.7－6.7) s ＝2 s ，下落时间t ＝t 02＝1 s ，则最大高度为h ＝12gt 2＝12×10×12m ＝5 m ，故A 正确．6．如图甲所示，水平地面上固定一带挡板的长木板，一轻弹簧左端固定在挡板上，右端接触滑块，弹簧被压缩0.4 m 后锁定，t ＝0时解除锁定，释放滑块．计算机通过滑块上的速度传感器描绘出滑块的v －t 图像如图乙所示，其中Oab 段为曲线，bc 段为直线，倾斜直线Od 是t ＝0时的速度图线的切线，已知滑块质量m ＝2.0 kg ，g 取10 m/s 2，则下列说法正确的是( )A ．滑块被释放后，先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动B ．弹簧恢复原长时，滑块速度最大C ．弹簧的劲度系数k ＝175 N/mD ．该过程中滑块的最大加速度为35 m/s 2【答案】C 【解析】根据v －t 图线的斜率表示加速度可知，滑块被释放后，先做加速度逐渐减小的加速直线运动，弹簧弹力与摩擦力相等时速度最大，此时加速度为零，随后加速度反向增加，从弹簧恢复原长时到滑块停止运动，加速度不变，A 、B 错误；由题中图像知，滑块脱离弹簧后的加速度大小a 1＝Δv Δt ＝1.50.3m/s 2＝5 m/s 2，由牛顿第二定律得摩擦力大小为F f ＝μmg ＝ma 1＝2×5 N ＝10 N ，刚释放时滑块的加速度大小为a 2＝Δv ′Δt ′＝30.1m/s 2＝30 m/s 2，此时滑块的加速度最大，D 错误；由牛顿第二定律得kx －F f ＝ma 2，代入数据解得k ＝175 N/m ，C 正确．7．如图甲所示，一物体静止在水平面上，从t ＝0时刻起受一向右的水平拉力F 作用，该力随时间t 变化的关系如图乙所示，该物体加速度a 随时间t 变化的图像如图丙所示．若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g 取10 m/s 2，则下列说法正确的是( )A ．物体的质量为1 kgB ．t ＝4 s 时刻，物体的速度大小为2 m/sC ．物体与地面间的动摩擦因数为0.5D ．物体与地面的最大静摩擦力大小为2 N【答案】B 【解析】设物体的质量为m ，物体与地面间的动摩擦因数为μ，对物体，根据牛顿第二定律可得F －μmg ＝ma ，解得a ＝1m F －μg ，根据乙图可知F ＝0.5t ，则a ＝12mt －μg ，所以a －t 图像的斜率表示12m ，即12m ＝24－2，解得m ＝0.5 kg ；当t ＝4 s 时加速度为a＝2 m/s 2，解得μ＝0.2，故A 、C 错误；a －t 图像与坐标轴围成的面积表示速度的变化，0～2 s 内物体静止，所以t ＝4 s 时刻，物体的速度大小为v ＝12×(4－2)×2 m/s ＝2 m/s ，故B正确；根据丙图可知t ＝2 s 时物体开始运动，则根据乙图可知此时的拉力F ＝1 N ，根据平衡条件可得：摩擦力f ＝F ＝1 N ，所以物体与地面的最大静摩擦力大小为1 N ，故D 错误．8．(多选)水平地面上质量为1 kg 的物块受到水平拉力F 1、F 2的作用，F 1、F 2随时间的变化如图所示，已知物块在前2 s 内以4 m/s 的速度做匀速直线运动，g 取10 m/s 2，则( )A ．物块与地面的动摩擦因数为0.2B ．3 s 末物块受到的摩擦力大小为3 NC ．4 s 末物块受到的摩擦力大小为1 ND ．5 s 末物块的加速度大小为3 m/s 2【答案】BC 【解析】在0～2 s 内物块做匀速直线运动，则摩擦力F f ＝3 N ，则μ＝F fmg＝310＝0.3，A 错误；2 s 后物块做匀减速直线运动，加速度a ＝F 合m ＝6－5－31 m/s 2＝－2 m/s 2，则经过t ＝0－v a＝2 s ，即4 s 末速度减为零，则3 s 末物块受到的摩擦力大小为3 N,4 s 末物块受到的摩擦力为静摩擦力，大小为6 N －5 N ＝1 N ，B 、C 正确；物块停止后，因两个力的差值小于最大静摩擦力，故物块受力平衡不再运动，则5 s 末物块的加速度为零，D 错误．9．(2021年四川名校模拟)如图甲所示，物块在沿固定斜面向上的拉力F 作用下沿足够长的粗糙斜面向上运动．已知物块质量m ＝4 kg ，斜面倾角θ＝37°，F ＝40 N ，经t 1＝1.0 s 后撤去F ，测得物块沿斜面向上运动的v －t 图像如图乙所示(g 取10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．求：(1)物块与斜面间的动摩擦因数μ； (2)物块沿斜面向上滑行的最大位移x .解：(1)由图可得前1 s 的加速度为a 1＝2.01.0m/s 2＝2 m/s 2，对物体受力分析，由牛顿第二定律有F －mg sin θ－f ＝ma 1， 在垂直斜面方向，根据平衡条件有F N ＝mg cos θ， 又有f ＝μF N ，联立以上各式得μ＝0.25.(2)物体在前1 s 内沿斜面上升的距离为x 1＝12×2×12 m ＝1 m ，撤去F 后，物体沿斜面向上做匀减速运动，设加速度大小为a 2，根据牛顿第二定律有mg sin θ＋f ＝ma 2，在垂直斜面方向，根据平衡条件有F N ＝mg cos θ， 又f ＝μF N ，联立解得加速度为a 2＝8 m/s 2.设物体减速过程中位移为x 2，由运动学规律有 0－v 2＝2(－a 2)x 2，代入数据可得x 2＝0－22－2×8 m ＝0.25 m ，则物体沿斜面向上运动的最大位移为x m ＝x 1＋x 2＝1.25 m.10．(2021届甘肃靖远一中开学考)如图甲所示，长L ＝1.4 m 的木板静止在足够长的粗糙水平面上，木板的右端放置着质量m ＝1 kg 的滑块(可视为质点)．现用不同的水平恒力F 向右拉木板，得到滑块和木板的加速度a 随拉力F 变化的关系图像如图乙所示，重力加速度g 取10 m/s 2.求：(1)滑块与木板之间的动摩擦因数μ1；(2)木板与地面之间的动摩擦因数μ2以及木板的质量M ； (3)若水平恒力F ＝27.8 N ，滑块从木板上滑落经历的时间t .解：(1)由图可知，F ＝25 N 时，滑块和木板发生相对运动．此时滑块的加速度a 1＝4 m/s 2， 分析滑块受力，由牛顿第二定律μ1mg ＝ma 1， 解得μ1＝0.4.(2)分析木板受力，由牛顿第二定律F －μ2(m ＋M )g －μ1mg ＝Ma 2，代入点(25,4)，(9,0)， 解得μ2＝0.1，M ＝4 kg.(3)F ＝27.8 N 时，滑块和木板发生相对运动．此时，滑块的加速度a 1＝4 m/s 2， 分析木板受力，由牛顿第二定律F －μ2(m ＋M )g －μ1mg ＝Ma 2′，解得a 2′＝4.7 m/s 2，由运动学规律 L ＝12a 2′t 2－12a 1t 2，解得t ＝2 s.。
2023年高考物理与强基计划核心知识点复习与真题精选 功能关系
功能关系一、真题精选（高考必备）1．（2010·上海·高考真题）高台滑雪运动员腾空跃下，如果不考虑空气阻力，则下落过程中该运动员机械能的转换关系是A．动能减少，重力势能减少B．动能减少，重力势能增加C．动能增加，重力势能减少D．动能增加，重力势能增加2．（2014·广东·高考真题）如图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图，图中①和②为楔块，③和④为垫板，楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦，在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中（）A．缓冲器的机械能守恒B．摩擦力做功消耗机械能C．垫板的动能全部转化为内能D．弹簧的弹性势能全部转化为动能3．（2019·浙江·高考真题）奥运会比赛项目撑杆跳高如图所示，下列说法不正确．．．的是（）A．加速助跑过程中，运动员的动能增加B．起跳上升过程中，杆的弹性势能一直增加C．起跳上升过程中，运动员的重力势能增加D．越过横杆后下落过程中，运动员的重力势能减少动能增加4．（2008·广东·高考真题）一个25kg的小孩从高度为3.0m的滑梯顶端由静止开始滑下，滑到底端时的速度为2.0m/s.取g=10m/s2，关于力对小孩做的功，以下结果正确的是（）A．阻力做功500J B．合外力做功50JC．重力做功500J D．支持力做功50J5．（2014·上海·高考真题）静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力．不计空气阻力，在整个上升过程中，物体机械能随时间变化关系是（）A．B．C．D．6．（2012·安徽·高考真题）如图所示，在竖直平面内有一个半径为R的圆弧轨道．半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力，已知AP=2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中( )A．重力做功2mgRB．机械能减少mgRC．合外力做功mgRD．克服摩擦力做功12 mgR7．（2013·全国·高考真题）如图所示，一固定斜面倾角为30°，一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度大小等于重力加速度的大小g．物块上升的最大高度为H，则此过程中，物块的（）A．动能损失了2mgHB．动能损失了mgHC．机械能损失了mgHD．机械能损失了mgH8．（2007·海南·高考真题）如图，卷扬机的绳索通过定滑轮用力Ｆ拉位于粗糙面上的木箱，使之沿斜面加速向上移动．在移动过程中，下列说法正确的是A．Ｆ对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和B．Ｆ对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和C．木箱克服重力所做的功等于木箱增加的重力势能D．Ｆ对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做的功之和9．（2012·重庆·高考真题）图所示为一种摆式摩擦因数测量仪，可测量轮胎与地面间动摩擦因数，基主要部件有：底部固定有轮胎橡胶片的摆锤和连接摆锤的轻质细杆。
2023年高考物理与强基计划核心知识点复习与真题精选 弹性碰撞
弹性碰撞一、真题精选（高考必备）1．（2014·全国·高考真题）一中子与一质量数为A （A ＞1）的原子核发生弹性正碰．若碰前原子核静止，则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为（ ） A．11A A +-B ．11A A -+C ．24(1)A A +D ．22(1)(1)A A +-2．（2020·北京·高考真题）在同一竖直平面内，3个完全相同的小钢球（1号、2号、3号）悬挂于同一高度；静止时小球恰能接触且悬线平行，如图所示。
在下列实验中，悬线始终保持绷紧状态，碰撞均为对心正碰。
以下分析正确的是（ ）A ．将1号移至高度h 释放，碰撞后，观察到2号静止、3号摆至高度h 。
若2号换成质量不同的小钢球，重复上述实验，3号仍能摆至高度hB ．将1、2号一起移至高度h 释放，碰撞后，观察到1号静止，2、3号一起摆至高度h ，释放后整个过程机械能和动量都守恒C ．将右侧涂胶的1号移至高度h 释放，1、2号碰撞后粘在一起，根据机械能守恒，3号仍能摆至高度hD ．将1号和右侧涂胶的2号一起移至高度h 释放，碰撞后，2、3号粘在一起向右运动，未能摆至高度h ，释放后整个过程机械能和动量都不守恒3．（2007·宁夏·高考真题）在光滑的水平面上，质量为m 1的小球A 以速度v 0向右运动。
在小球A 的前方O 点有一质量为m 2的小球B 处于静止状态，如图所示．小球A 与小球B 发生正碰后小球A 、B 均向右运动．小球B 被在Q 点处的墙壁弹回后与小球A 在P 点相遇，PQ=1.5PO ．假设小球间的碰撞及小球与墙壁之间的碰撞都是弹性的，求两小球质量之比12m m4．（2008·山东·高考真题）一个物体静置于光滑水平面上，外面扣一质量为M 的盒子，如图1所示。
现给盒子一初速度v 0，此后，盒子运动的v -t 图象呈周期性变化，如图2所示。
请据此求盒内物体的质量。
2023年高考物理二轮复习核心素养微专题(一)模型建构——传送带模型
核心素养微专题(一)模型建构——传送带模型传送带是将物体从一处传向另一处应用比较广泛的一种传送装置,与日常生活联系紧密,以其为素材的计算题大多具有情境多样、条件隐蔽、过程复杂的特点。
主要知识涉及运动学规律、牛顿运动定律、功能关系等。
常见类型如下:1.水平传送带:项目图示滑块可能的运动情况情境1 (1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速情境2 (1)v0>v时,可能一直减速,也可能先减速再匀速(2)v0<v时,可能一直加速,也可能先加速再匀速情境3 (1)传送带较短时,滑块一直减速到达左端(2)传送带较长时,滑块还要被传送带传回右端。
其中当v0>v时,返回时速度为v;当v0<v时,返回时速度为v02.倾斜传送带:项目图示滑块可能的运动情况情境1 (1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速情境2 (1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速(3)可能先以a1加速后以a2加速情境3 (1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速(3)可能一直匀速(4)可能先以a1加速后以a2加速情境4 (1)可能一直加速(2)可能一直匀速(3)可能先减速后反向加速【模型1】水平传送带(2022·重庆模拟)如图为地铁入口安检装置简易图,水平传送带AB长度为l,传送带右端B与水平平台等高且平滑连接,物品探测区域长度为d,其右端与传送带右端B重合。
已知:传送带匀速运动的速度大小为v,方向如图,物品(可视为质点)由A端无初速度释放,加速到传送带速度一半时恰好进入探测区域,最后匀速通过B端进入平台并减速至0,各处的动摩擦因数均相同,空气阻力忽略不计,重力加速度为g。
求:(1)物品与传送带间的动摩擦因数μ;(2)物品运动的总时间t。
【解析】(1)设物品做匀加速直线运动的加速度大小为a,则(v2)2=2a(l-d)μmg=ma联立解得a=v 28(l-d),μ=v28(l-d)g(2)设物品匀加速到v走过的位移为s。
高中物理牛顿定律应用-传送带问题(选择题+解答题)
高中物理牛顿定律应用-传送带问题(选择题+解答题)一．选择题（共13小题）1．如图所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速率v1沿顺时针方向转动，传送带右端有一个与传送带等高的光滑水平面．一物体以恒定速率v2沿直线向左滑向传送带后，经过一段时间又返回光滑水平面，速度为v2′，则下列说法中正确的是（）A．只有v1＝v2时，才有v2′＝v1B．若v1＞v2时，则v2′＝v1C．若v1＜v2时，则v2′＝v1D．不管v2多大，总有v2′＝v22．如图所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速率v1沿顺时针转动，传送带右侧有一与传送带等高的光滑水平面，一物块以初速度v2沿直线向左滑向传送带后，经过一段时间又返回光滑水平面，此时其速率为v3，则下列说法正确的是（）A．若v1＜v2，则v3＝v1B．若v1＞v2，则v3＝v1C．只有v1＝v2时，才有v3＝v1D．不管v2多大，总有v3＝v13．质量为m的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到相对静止这一过程，下列说法正确的是（）A．电动机多做的功为mv2B．传送带克服摩擦力做的功为mv2C．电动机增加的功率为2μmgvD．物体在传送带上的划痕长为4．如图所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速率v1沿顺时针转动，传送带右侧有一与传送带登高的光滑水平面，一物块以初速度v2沿直线向左滑向传送带后，经过一段时间又返回光滑水平面、此时其速率为v3，则下列说法正确的是（）A．只有v1＝v2时，才有v3＝v1B．若v1＞v2，则v3＞v2C．若v1＜v2，则v3＝v2D．不管v2多大，总有v3＝v15．如图，水平传送带由电动机带动，始终保持以速度v匀速运动，质量为m的物体在水平传送带上由静止释放，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到相对静止这一过程，下列说法正确的是（）A．电动机多做的功为mv2B．物体在传送带上的划痕长C．传送带克服摩擦力做的功为mv2D．电动机增加的功率为μmgv6．如图所示，一水平传送带以速度v1向右匀速传动，某时刻有一物块以水平速度v2从右端滑上传送带，物块与传送带间的动摩擦因数为μ，则（）A．如果物块能从左端离开传送带，它在传送带上运动的时间一定比传送带不转动时运动的时间长B．如果物块还从右端离开传送带，则整个过程中，传送带对物块所做的总功一定不会为正值C．如果物块还从右端离开传送带，则物块的速度为零时，传送带上产生的滑痕长度达到最长D．物块在离开传送带之前，一定不会做匀速直线运动7．如图所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速率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．一物块以初速度v2沿直线向左滑向传送带后，经过一段时间又返回光滑水平面，此时其速率为v2′，则下列说法正确的是（）A．只有v1＝v2时，才有v2′＝v1B．若v1＜v2，则v2＝v2′C．若v1＜v2，则v2′＝v1D．不管多大，总有v2′＝v28．负重奔跑是体能训练的常用方式之一，如图所示的装置是运动员负重奔跑的跑步机．已知运动员质量为m1，绳拴在腰间沿水平方向跨过定滑轮（不计滑轮摩擦、质量）悬挂质量为m2的重物，人用力向后蹬，使传送带沿顺时针方向转动，下面说法正确的是（）A．若m2静止不动，运动员对传送带的摩擦力大小为m1gB．若m2静止不动，传送带转动越快，运动员对传送带的摩擦力也越大C．若m2匀速上升时，上升速度越大，运动员对传送带的摩擦力也越大D．若m2匀加速上升时，m1越大，运动员对传送带的摩擦力也越大9．如图所示，传送带装置保持2m/s的速度顺时针转动，现将一质量m＝0.5kg的物体从离皮带很近的a点，轻轻的放上，设物体与皮带间的摩擦因数μ＝0.2，a、b间的距离L＝4m，则物体从a点运动到b点所经历的时间为（）A．2.5s B．3s C．2s D．1s10．如图所示，倾角为θ的传送带沿逆时针方向以加速度a加速转动时，小物体A与传送带相对静止．重力加速度为g．则（）A．只有a＞gsinθ，A才受沿传送带向上的静摩擦力作用B．只有a＜gsinθ，A才受沿传送带向上的静摩擦力作用C．只有a＝gsinθ，A才受沿传送带向上的静摩擦力作用D．无论a为多大，A都受沿传送带向上的静摩擦力作用11．质量为m的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到相对静止这一过程，下列说法正确的是（）A．电动机多做的功为mv2B．传送带克服摩擦力做的功为mv2C．电动机增加的功率为μmgvD．物体在传送带上的划痕长为12．如图，传送带不转动时，轻放的木块从顶端匀加速下滑到底端所需的时间为t0，传送带顺时针转动时，轻放的木块从顶端下滑到底端所需的时间为t，那么，t与t0的关系是（）A．t一定等于t0B．t可能大于t0C．t可能小于t0D．t不可能等于t013．如图所示，物体由静止开始从传送带顶端下滑到底端．若传送带静止，所用的时间为t；若在物体下滑过程中，传送带开始顺时针转动，所用时间为t′．则t和t′的关系一定是（）A．t′＞t B．t′＝t C．t′＜t D．不能确定二．解答题（共22小题）14．如图甲所示，可视为质点的小物块B处于长度L＝2m的长木板A的最右端，A、B的质量分别为m A＝1kg与m B＝2kg，A与地面间动摩擦因数μ1＝0.2，初始时AB均静止。
2024届高考物理一轮总复习第三章牛顿运动定律专题二传送带与滑块问题课件
【考点突破 1】某工厂检查立方体工件表面光滑程度的装置如
图 Z2-2 所示，用弹簧将工件弹射到反向转动的水平皮带传送带上，
恰好能传送到另一端是合格的最低标准.假设传送带两个转轮之间
的长度为 18 m、运行速度是 6 m/s，工件刚被弹
射到传送带左端时的速度是 12 m/s，重力加速度
g 取 10 m/s2.则( )
①v0>v，可能一直减速，也可能先减 速再匀速
②v0＝v，一直匀速 ③v0<v时，可能一直加速，也可能先 加速再匀速
(续表) 三种情景
图示
滑块可能的运动情况
①传送带较短时，滑块一直减速到达
左端
情景 3
②传送带较长时，滑块还要被传送带
传回右端.其中v0>v返回时速度为v， 当v0<v返回时速度为v0
度变大，木板静止
变大，滑块静止
(续表)
动摩擦因数
物体运动情况分析
μ2＝0， μ1≠0
μ1＝μ2≠0
若M＋F m＜μ1Mmg，共同加速；
若
F M＋mLeabharlann ＜μ1g，
共
同
加
速
；
若
若
F－μ1mg m
＞
μ1mg M
，
相
对
滑
F－Mμ1mg＞μ1g，相对滑动，木板
动，滑块加速度大
加速度大
若 F＜μ2(M＋m)g，静止；若
μ1＝μ2≠0
滑块减速，木板静止
滑块加速，木板减速，
达到共同速度后以μ2g共 同减速
(续表) 动摩擦因数
μ1m≤ μ2(M＋m)
物体运动情况分析
滑块减速，木板静止
滑块加速，木板减速，
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
传送带问题一、真题精选（高考必备）1．（2011·福建·高考真题）如图所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率1v运行。
初速度大小为2v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2v＞1v，则（）A．2t时刻，小物块离A处的距离达到最大B．2t时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大C．0~2t时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左D．0~3t时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用2．（2014·四川·高考真题）（多选）如图所示，水平传送带以速度v1匀速运动，小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连，t = 0时刻P在传送带左端具有速度v2，P与定滑轮间的绳水平，t = t0时刻P离开传送带．不计定滑轮质量和摩擦，绳足够长．正确描述小物体P速度随时间变化的图象可能是（）A．B．C．D．3．（2021·辽宁·高考真题）机场地勤工作人员利用传送带从飞机上卸行李。
如图所示，以恒定速率v1=0.6m/s运行的α=︒，转轴间距L=3.95m。
工作人员沿传送方向以速度v2=1.6m/s从传送带顶端推下一传送带与水平面间的夹角37件小包裹（可视为质点）。
小包裹与传送带间的动摩擦因数μ=0.8。
取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.求：（1）小包裹相对传送带滑动时加速度的大小a；（2）小包裹通过传送带所需的时间t。
4．（2015·天津天津·高考真题）某快递公司分拣邮件的水平传输装置示意如图，皮带在电动机的带动下保持v＝1 m/s的恒定速度向右运动，现将一质量为m＝2 kg的邮件轻放在皮带上，邮件和皮带间的动摩擦因数μ＝0.5．设皮带足够长，取g＝10 m/s2，在邮件与皮带发生相对滑动的过程中，求：(1)邮件滑动的时间t；(2)邮件对地的位移大小x；(3)邮件与皮带间的摩擦力对皮带做的功W．二、强基训练（高手成长基地）1．（2021·辽宁·庄河高中高一开学考试）一木块沿一与水平面夹角为α的表面粗糙的传送带运动，其v -t 图像如图所示，已知传送带以速率v 0逆时针转动，传送带足够长，木块与传送带间的动摩擦因数为μ。
则下列说法正确的是（ ）A ．v -t 图像描述的是木块以一定的初速度从传送带的底端开始向上的运动B ．从v -t 图像可知木块的初速度大于v 0C ．从v -t 图像可知木块与传送带间的动摩擦因数μ>tan αD ．从v -t 图像可以得出木块运动过程中的速度一定有等于v 0的时刻2．（2021·山东·滕州市第一中学新校高三期中）（多选）如图，倾角为37°的倾斜传送带AB 以5m/s v =的恒定速率逆时针转动，一可视为质点的煤块以03m/s v =的速度从A 点沿传送带向下运动直到离开B 点。
已知AB 长度10.55m L =，煤块与传送带间的动摩擦因数0.5μ=，不计传送带滑轮的尺寸，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin 370.6,cos370.8︒︒==，重力加速度210m/s =g 。
则（ ）A ．0.2s 末，煤块速度达到5m/sB ．煤块即将离开B 点时的速度为5m/sC ．煤块在传送带上的运动时间为2.15sD ．煤块在传送带上的划痕为2.25m3．（2021·浙江宁波·高二期末）（多选）如图甲所示，一小物块从水平转动的传送带的右侧滑上传送带，固定在传送带右端的位移传感器记录了小物块的位移x 随时间t 的变化关系如图乙所示。
已知图线在前3.0s 内为二次函数，在3.0s~4.5s 内为一次函数，取向左运动的方向为正方向，传送带的速度保持不变，小华同学独自思考画出了小物块的v t -图如图丙所示，相关标注如图所示。
则（）A ．13s t =B ．24m /s v =C ．物体与传送带之间的摩擦因数为0.2D ．物体相对传送带最大位移是9米4．（2022·全国·高三专题练习）2020年年初，突如其来的“新冠肺炎”使得口罩需求量大增。
图甲为某口罩生产车间实景图，图乙为车间中两段传送带截面图，1为长度12m L =的水平传送带，2为长度21m L =、倾角30θ=︒的倾斜传送带。
现将质量0.2kg m =的口罩盒（包括口罩）从静止开始轻轻地放在传送带1的右端点a ，到达b 处刚好与传送带l 的速度相等。
口罩盒与传送带1、2之间的动摩擦因数分别为10.4μ=，20.5μ=。
口罩盒在连接点b 处速度大小不变从水平滑上斜面，两传送带均做逆时针转动。
已知sin370.6︒=，cos370.8︒=，重力加速度取210m/s g =。
求： (1)传送带1的速度1v 的大小；(2)要使口罩盒能够运送至c 点，则传送带2的最小速度大小； (3)改变传送带1、2的速度，则口罩从a 到达c 的最短时间。
5．（2021·浙江湖州·高二期末）某矿山研究矿石下滑的高度与矿石在传送带上运动的关系，建立如图所示的物理模型：竖直平面内有一倾角37θ=︒的直轨道，小滑块从轨道上A 点静止释放，其下方右侧放置一水平传送带，传送带与直轨道末端B 间距很小，但允许小滑块从左端滑出。
传送带以恒定速度02m/s v =逆时针转动，水平部分CD 长度L = 2m 。
设释放点A 与B 距离为s ，小滑块从直轨道B 端运动到达传送带上C 点时，速度大小不变，方向变为水平向右。
已知小滑块与直轨道间的动摩擦因数1=0.5μ，与传送带间的动摩擦因数2=0.2μ，且滑块相对传送带滑动时能在传送带上留下清晰划痕，传送带足够长。
（sin370.6︒=，cos370.8︒=） （1）若 3.0m s =，求小滑块从A 运动到B 所需的时间； （2）若 3.0m s =，求小滑块在传送带上留下的划痕长度；（3）改变s 的值，设小滑块从传送带上滑离后在传送带上留下的划痕长度为x ，求x 与s 的关系式。
6．（2022·浙江金华·高一期末）如图所示，许多工厂的流水线上安装有传送带用于传送工件，以提高工作效率。
传送带由装在B 端的驱动电机带动，传送带的速率恒定v =2m/s ，运送质量为m =0.5kg 的工件，将工件轻放到传送带上的A 端，每当前一个工件在传送带上停止相对滑动时，后一个工件立即轻放到传送带上。
工件与传送带之间的动摩擦因数μ=，传送带与水平方向夹角30θ=︒，传送带A 、B 两端的距离L =16m 。
取210m /s g =，工件可视作质点，求：（1）工件在传送带上加速过程通过的位移大小x ； （2）工件从A 端传送到B 端所需要的时间t ； （3）相对传送带静止的工件，相邻工件间的距离Δx ；（4）当传送带所载工件最多时，相比于空载的情况下，驱动电机应对传送带增加的牵引力ΔF 多大？三、参考答案及解析（一）真题部分1．B【解析】A ．0~t 1时间内小物块向左做匀减速直线运动，t 1时刻小物块向左速度减为零，此时离A 处的距离达到最大，故A 错误；B ．t 2时刻前小物块相对传送带向左运动，之后小物块相对传送带静止，2t 时刻小物块相对传送带滑动的距离达到最大，故B 正确；C ．0~t 2时间内小物块先减速，后反向加速，小物块受到大小不变，方向始终向右的摩擦力作用，故C 错误；D ．2t 时刻小物块向右速度增加到与皮带相等，2t 时刻之后小物块与皮带保持相对静止随水平传送带一起匀速运动，摩擦力消失，故D 错误。
故选B 。
2．BC【解析】 若12v v =，小物体P 可能受到的静摩擦力等于绳的拉力，一直相对传送带静止匀速向右运动若最大静摩擦力小于绳的拉力，则小物体P 先向右匀减速运动，减速到零后反向匀加速直到离开传送带，由牛顿第二定律知()Q P Q P m g m g m m a μ-=+，加速度不变；若12v v >，小物体P 先向右匀加速直线运动，由牛顿第二定律知()P Q Q P m g m g m m a μ-=+，到小物体P 加速到与传送带速度1v 相等后匀速，故B 选项可能；若12v v <，小物体P 先向右匀减速直线运动，由牛顿第二定律知1()Q P Q P m g m g m m a μ-=+，到小物体P 减速到与传送带速度1v 相等后继续向右加速但滑动摩擦力方向改向，此时匀减速运动的加速度为2()Q P Q P m g m g m m a μ+=+，到加速为零后，又反向以a 2加速度匀加速运动，而21a a >，故C 选项，A 、D 选项错误． 3．（1）20.4m/s ；（2）4.5s【解析】（1）小包裹的速度2v 大于传动带的速度1v ，所以小包裹受到传送带的摩擦力沿传动带向上，根据牛顿第二定律可知cos sin mg mg ma μθθ-= 解得20.4m/s a =（2）根据（1）可知小包裹开始阶段在传动带上做匀减速直线运动，用时121 1.60.6s 2.5s 0.4v v t a --=== 在传动带上滑动的距离为1211 1.60.62.5 2.75m 22v v x t ++==⨯= 因为小包裹所受滑动摩擦力大于重力沿传动带方向上的分力，即cos sin mg mg μθθ>，所以小包裹与传动带共速后做匀速直线运动至传送带底端，匀速运动的时间为121 3.95 2.75s 2s 0.6L x t v --=== 所以小包裹通过传送带的时间为12 4.5s =+=t t t 4．(1)0.2s ；(2)0.1m ； (3)-2J【解析】(1)邮件放到皮带上与皮带发生相对滑动过程中受到的滑动摩擦力，据牛顿第二定律有：mg ma μ= 取向右为正方向，由运动学公式得：v at = 代入数据解得：25m/s a =、t =0.2s(2)邮件与皮带发生相对滑动的过程中，由运动学公式得：210.1m 2x at == (3)邮件与皮带发生相对滑动的过程中，设皮带相对地面的位移为s ，则：s vt =摩擦力对皮带做的功：W mgs μ=- 代入数据解得：W =﹣2J（二）强基部分1．D【解析】A ．若木块以一定的初速度从传送带的底端开始向上的运动，木块一定先减速向上后加速向下，而图像表示的是运动方向不变，且一直做加速运动，所以木块的初速度一定向下，A 错误；B ．木块的初速度一定沿斜面向下的，又因为图像的斜率先大后小，所以木块的加速度也先大后小，木块的合力先大后小，木块的所受的摩擦力先向下后向上，只有木块的初速度小于v 0时摩擦力的方向才能先向下，B 错误；C ．木块的初速度小于v 0，摩擦力沿斜面向下，木块向下做匀加速直线运动，其加速度为1sin mg f ma θ+=当木块的速度等于v 0时，若木块与传送带间的动摩擦因数μ>tan α，则cos sin mg mg μθθ>木块将随着传送带一起以v 0的速度匀速运动，不能继续加速运动，C 错误；D ．当木块的速度等于v 0时，且μ<tan α，木块无法与传送带相对静止，继续向下加速运动，摩擦力的方向沿斜面向上，其加速度为2sin mg f ma θ-=木块运动过程中的速度一定有等于v 0的时刻，D 正确。