高考物理建模之传送带模型

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所属分类:高三物理

传送带模型,是高考物理备考不容忽略的重要模型,模型情景多又复杂,有水平传送带又有倾斜传送带。涉及理论知识点多,常见的有牛顿第二定律、动能定理、能量守恒定律等综合运用。可见,传送带模型常作为经典模型出现,本节无忧物理学习网就该模型做个知识点总结。

模型特征

以水平、斜面传送带分开讨论:

1、水平传送带情景

高考物理建模之传送带模型

说明:首先判断木块运动方向与传送带运动方向,结合vv大小关系,来确定木块所受摩擦力方向,以此判断木块在传送带上做哪种运动;其次,还要涉及到传送带长度问题,传送带足够长话,木块在传送带上运动形式会变化的。

2、倾斜传送带

高考物理建模之传送带模型

说明:根据木块在传送带上受力讨论木块运动性质。同时,还要考虑结合vv大小和方向关系,运动性质判断要与受力要一致。

思维模板

为了更好地理解这类传送带模型,我们可以深刻下面的思维模板解析过程:

高考物理建模之传送带模型

说明:由于木块和传送带都在运动,所以摩擦力的方向判断至关重要。不能简单认为木块和传送带速度相同了,摩擦力方向就向后。正确做法是,要结合两物体速度大小和方向来判断木块所受摩擦力方向。只有正确受力后,我们才能准确判断木块在传送带上的运动情况。

再者,木块的运动性质发生突变的前提条件就是:v=v

经典例题

1、物块M在静止的传送带上匀速下滑时,传送带突然转动,传送带转动的方向如图中箭头所示.则传送带转动后(     )

高考物理建模之传送带模型

AM将减速下滑

BM仍匀速下滑

CM受到的摩擦力变小

DM受到的摩擦力变大

答案:B

解析:开始时木块匀速下滑,说明物体受力如图所示,并且存在mgsinθ=μmgcosθ

当传送带运动时,并且倾斜传送带v传与v木相反,故木块所受摩擦力方向还是沿斜面向上,这也意味着传送带从静止到运动过程中,木块的受力没有发生变化,故依然还是做匀速运动,答案选D

2(多选)如图,一质量为m的小物体以一定的速率v0滑到水平传送带上左端的A点,当传送带始终静止时,已知物体能滑过右端的B点,经过的时间为t0,则下列判断正确的是(     )

高考物理建模之传送带模型

A.若传送带逆时针方向运行且保持速率不变,则物体也能滑过B点,且用时为t

B.若传送带逆时针方向运行且保持速率不变,则物体可能先向右做匀减速运动直到速度减为零,然后向左加速,因此不能滑过B

C.若传送带顺时针方向运行,当其运行速率(保持不变)vv0时,物体将一直做匀速运动滑过B点,用时一定小于t

D.若传送带顺时针方向运行,当其运行速率(保持不变)v>v0时,物体一定向右一直做匀加速运动滑过B点,用时一定小于t

答案:AC

解析:开始时,传送带静止,说明木块所受摩擦力方向向左,故木块在传送带上向右做匀减速直线运动,加速度a=μg

当传送带逆时针运动,v木与v0方向相反,说明木块所受摩擦力方向依然向左,加速度大小a=μg,说明木块的受力没有发生变化,故依然是向右做匀减速直线运动,运动时间不变为t0,因此AB错。

当传送带顺时针运动,vv0时,木块与传送带间没有相对运动,故摩擦力f=0,木块在传送带上做匀速运动,运动时间必然小于t0,故C正确。

当传送带顺时针运动,v>v0时,木块所受摩擦力方向变成向右,故木块在上面向右做匀加速直线运动,当v0达到v时,木块就在上面做匀速直线运动,故D错误。

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