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第三章运动和力的关系第三章运动和力的关系微专题23“传送带”模型问题1．传送带问题：关键在于对物体摩擦力性质(静摩擦力还是滑动摩擦力)、方向及运动过程的判断。
当物体与传送带不共速时，一定为滑动摩擦力；当物体与传送带共速时，要假设接触面光滑看相对运动趋势，然后判断之后的运动方向。
2.当物体速度与传送带速度相同时，要通过受力分析和状态分析判定以后能否一起运动，物体的摩擦力可能突变。
1.(2023·广东省深圳中学阶段测试)如图所示，一水平的浅色长传送带上放置一质量为m 的煤块(可视为质点)，煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ。
初始时，传送带与煤块都是静止的。
现让传送带以恒定的加速度a 开始运行，当其速度达到v 后，便以此速度做匀速运行。
传送带速度达到v 时，煤块未与其共速，经过一段时间，煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动，关于上述过程，以下判断正确的是(重力加速度为g )()A ．μ与a 之间一定满足关系μ>a gB ．煤块从开始运动到相对于传送带静止经历的位移为v 2μg C ．煤块从开始运动到相对于传送带静止经历的时间为v μgD ．黑色痕迹的长度为v 22μg答案C 解析根据牛顿第二定律得，煤块的加速度a ′＝μg ，要发生相对滑动，传送带的加速度需大于煤块的加速度，即a >μg ，则μ<a g，故A 错误；煤块从开始运动到相对于传送带静止所需的时间为t ＝v a ′＝v μg，此过程煤块的位移为x 1＝v 22μg ，此过程传送带的位移为x 2＝v 22a ＋v (v μg －v a )＝v 2μg －v 22a ，煤块相对于传送带的位移即黑色痕迹的长度为Δx ＝x 2－x 1＝v 22μg －v 22a ，故C 正确，B 、D 错误。
2.如图所示，一绷紧的水平传送带以恒定的速率v ＝10m/s 运行，某时刻将一滑块轻轻地放在传送带的左端，已知传送带与滑块间的动摩擦因数为0.2，传送带的水平部分A 、B 间的距离足够长，将滑块刚放上去2s 时突然停电，传送带立即做加速度大小a ＝4m/s 2的匀减速运动至停止(重力加速度取g ＝10m/s 2)。
传 送 带 问 题一、传送带问题中力与运动情况分析 1、水平传送带上的力与运动情况分析例1 水平传送带被广泛地应用于车站、码头，工厂、车间。
如图所示为水平传送带装置示意图，绷紧的传送带AB 始终保持v 0＝2 m/s 的恒定速率运行，一质量为m 的工件无初速度地放在A 处，传送带对工件的滑动摩擦力使工件开始做匀加速直线运动，设工件与传送带间的动摩擦因数为μ＝0.2 ,AB 的之间距离为L ＝10m ，g 取10m/s 2 ．求工件从A 处运动到B 处所用的时间．例2： 如图甲所示为车站使用的水平传送带的模型，传送带长L ＝8m ，以速度v ＝4m/s 沿顺时针方向匀速转动，现有一个质量为m ＝10kg 的旅行包以速度v 0＝10m/s 的初速度水平地滑上水平传送带．已知旅行包与皮带间的动摩擦因数为μ＝0.6 ，则旅行包从传送带的A 端到B 端所需要的时间是多少？（g ＝10m/s 2 ,且可将旅行包视为质点．）例3、如图所示为车站使用的水平传送带装置的示意图，绷紧的传送带始终保持3.0m ／s 的恒定速率运行，传送带的水平部分AB 距水平地面的高度为h=0.45m.现有一行李包(可视为质点)由A 端被传送到B 端，且传送到B 端时没有被及时取下，行李包从B 端水平抛出，不计空气阻力，g 取10 m/s 2(1) 若行李包从B 端水平抛出的初速v ＝3.0m ／s ，求它在空中运动的时间和飞出的水平距离；(2) 若行李包以v 0＝1.0m ／s 的初速从A 端向右滑行， 包与传送带间的动摩擦因数μ＝0.20，要使它从B 端飞出的水平距离等于(1)中所 求的水平距离，求传送带的长度L 应满足的条件？例4一水平的浅色长传送带上放置一煤块（可视为质点），煤块与传送带之间的动摩擦因数为 。
初始时，传送带与煤块都是静止的。
现让传送带以恒定的加速度a 0开始运动，当其速度达到v 0后，便以此速度做匀速运动，经过一段时间，煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动。
校本课程学案 学案编辑：杨志忠第 1 页 共 1 页传送带问题专题分析【例题1】水平传送带A 、B 以v =4m/s 的速度匀速运动，如图所示，A 、B 相距16m ，一木块（可视为质点）从A 点由静止释放，木块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2．则木块从A 沿传送带运动到B 所需的时间为多少？(g =10m/s 2)【练习1】将一粉笔头轻放在以2m/s 的恒定速度运动的传送带上，传送带上留下一条长度为4m 的划线（粉笔头只要相对于传送带运动就能划线），求粉笔头与传送带间的动摩擦因数。
（g=10m/s 2）【练习2】一水平传送带两轮之间距离为20m ，以2m/s 的速度做匀速运动。
已知某小物体与传送带间的动摩擦因数为0.1，将该小物体从传送带左端沿传送带同样的方向以4m/s 的初速度滑出，设传送带速率不受影响，则物体从左端运动到右端所需时间是多少？【例题2】皮带传送机是靠货物和传送带之间的摩擦力把货物运送到别处的，如图所示，已知一直传送带与水平面的夹角θ=37°，以4m/s 的恒定速率顺时针匀速转动着，在传送带的底端无初速度释放一质量为0.5kg 的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为0.8，若传送带底端到顶端的长度为25m ，则物体从底端到顶端所用的时间为多少？（g=10m/s 2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）【例题3】如图所示，传送带两轮之间的距离为16m ，传送带与水平面间的夹角α=37°，并以v =10m/s 的速度顺时针匀速转动着，在传送带的A 端轻轻地放一个小物体，若已知物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5，则物体从A 端到B 端所用的时间为多少？（g=10m/s 2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）【拓展1】如图所示，传送带两轮之间的距离为16m ，传送带与水平面间的夹角α=37°，并以v =10m/s 的速度逆时针匀速转动着，在传送带的A 端轻轻地放一个小物体，若已知物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5，传送带A 端到B 端所需的时间可能是多少？（g=10m/s 2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）【拓展2】如图所示，传送带两轮之间的距离为16m ，传送带与水平面间的夹角α=37°，并以v =10m/s 的速度逆时针匀速转动着，在传送带的A 端轻轻地放一个小物体，若已知物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.8，传送带A 端到B 端所需的时间可能是多少？（g=10m/s 2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）。
传送带问题归类分析传送带是运送货物的一种省力工具，在装卸运输行业中有着广泛的应用，本文收集、整理了传送带相关问题，并从两个视角进行分类剖析：一是从传送带问题的考查目标（即：力与运动情况的分析、能量转化情况的分析）来剖析；二是从传送带的形式来剖析．（一）传送带分类：（常见的几种传送带模型）1.按放置方向分水平、倾斜和组合三种；2.按转向分顺时针、逆时针转两种；3.按运动状态分匀速、变速两种。
（二）传送带特点：传送带的运动不受滑块的影响，因为滑块的加入，带动传送带的电机要多输出的能量等于滑块机械能的增加量与摩擦生热的和。
（三）受力分析：传送带模型中要注意摩擦力的突变（发生在v物与v带相同的时刻），对于倾斜传送带模型要分析mgsinθ与f的大小与方向。
突变有下面三种：1.滑动摩擦力消失；2.滑动摩擦力突变为静摩擦力；3.滑动摩擦力改变方向；（四）运动分析：1.注意参考系的选择，传送带模型中选择地面为参考系；2.判断共速以后是与传送带保持相对静止作匀速运动呢？还是继续加速运动？3.判断传送带长度——临界之前是否滑出？（五）传送带问题中的功能分析1.功能关系：W F=△E K+△E P+Q。
传送带的能量流向系统产生的内能、被传送的物体的动能变化，被传送物体势能的增加。
因此，电动机由于传送工件多消耗的电能就包括了工件增加的动能和势能以及摩擦产生的热量。
2.对W F 、Q 的正确理解（a ）传送带做的功：W F =F·S 带 功率P=F× v 带 （F 由传送带受力平衡求得） （b ）产生的内能：Q=f·S 相对（c ）如物体无初速，放在水平传送带上，则在整个加速过程中物体获得的动能E K ，因为摩擦而产生的热量Q 有如下关系：E K =Q=2mv 21传 。
一对滑动摩擦力做的总功等于机械能转化成热能的值。
而且这个总功在求法上比一般的相互作用力的总功更有特点，一般的一对相互作用力的功为W ＝f 相s 相对，而在传送带中一对滑动摩擦力的功W ＝f 相s ，其中s 为被传送物体的实际路程，因为一对滑动摩擦力做功的情形是力的大小相等，位移不等（恰好相差一倍），并且一个是正功一个是负功，其代数和是负值，这表明机械能向内能转化，转化的量即是两功差值的绝对值。
难点形成的原因：1、对于物体与传送带之间是否存在摩擦力、是滑动摩擦力还是静摩擦力、摩擦力的方向如何，等等，这些关于摩擦力的产生条件、方向的判断等基础知识模糊不清；2、对于物体相对地面、相对传送带分别做什么样的运动，判断错误；3、对于物体在传送带上运动过程中的能量转化情况考虑不全面，出现能量转化不守恒的错误过程。
1、水平传送带被广泛地应用于机场和火车站，如图所示为一水平传送带装置示意图．绷紧的传送带AB 始终保持恒定的速率v ＝1 m/s 运行，一质量为m ＝4 kg 的行李无初速度地放在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．设行李与传送带之间的动摩擦因数μ＝，A 、B 间的距离L ＝2 m ，g 取10 m/s 2. (1)求行李刚开始运动时所受滑动摩擦力的大小与加速度的大小； (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)行李刚开始运动时，受力如图所示，滑动摩擦力：F f ＝μmg ＝4 N 由牛顿第二定律得：F f ＝ma 解得：a ＝1 m/s 2 (2)行李达到与传送带相同速率后不再加速，则：v ＝at ，解得t ＝v a＝1 s(3)行李始终匀加速运行时间最短，且加速度仍为a ＝1 m/s 2，当行李到达右端时， 有：v 2min ＝2aL 解得：v min ＝2aL ＝2 m/s故传送带的最小运行速率为2 m/s 行李运行的最短时间：t min ＝v mina＝2 s 2：如图所示，传送带与地面成夹角θ=37°，以10m/s 的速度顺时针转动，在传送带下端轻轻地放一个质量m=㎏的物体，它与传送带间的动摩擦因数μ=，已知传送带从A →B 的长度L=50m ，则物体从A 到B 需要的时间为多少【解析】物体放上传送带以后，开始一段时间，其运动加速度2m/s 2.1sin cos =-=mmg mg a θθμ。
专题提升九传送带模型和板块模型题组一传送带模型1.如图所示，足够长的水平传送带以v＝2m/s的速度逆时针匀速转动，一个物块以v0＝4m/s的初速度从左端A处水平滑上传送带，物块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.2，g取10m/s2，那么物块再次返回到A处所用的时间为()A.4sB.2sC.4.5sD.3s2.(2022·福建省福州高级中学高一期末)如图，水平传送带长为L＝5.3m，运行速率v＝1m/s，在其左端以初速度v0＝2m/s水平滑上一物块。
若物块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5，g取10m/s2，则物块从左到右的运动过程中()A.刚滑上时，物块受到向右的滑动摩擦力B.物块一直做匀减速直线运动C.物块在传送带上的运动时间为5.2sD.物块在传送带上留下的划痕长度为0.3m3.如图所示，在一条倾斜的、静止不动的传送带上，有一个滑块能够自由地向下滑动，该滑块由上端自由地滑到底端所用时间为t1，如果传送带向上以速度v0运动起来，保持其他条件不变，该滑块由上端滑到底端所用的时间为t2，那么() A.t1＝t2B.t1>t2C.t1<t2D.不能确定题组二“滑块—木板”模型问题4.(2022·湖南高一月考)如图所示，物块A和木板B的质量相同，A可以看作质点，木板B长3m。
开始时A、B均静止。
现使A以水平初速度v0从B的最左端开始运动。
已知A与B、B与水平面间的动摩擦因数分别为μ1＝0.3和μ2＝0.1，取重力加速度大小g＝10m/s2，若A刚好没有从B上滑下来，则v0的大小为()A.5m/sB.25m/sC.6m/sD.26m/s5.(2022·江苏扬州市新华中学高一阶段检测)如图所示，两物体A、B叠放在光滑水平面上，两物体间动摩擦因数为μ＝0.2，已知它们的质量m＝2kg，M＝1kg，力F作用在m物体上(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g＝10m/s2)，则() A.当F＝4N时，两物体即将发生相对运动B.当F＝5N时，两物体一定发生相对运动C.当F＝8N时，物体B的加速度为4m/s2D.当F＝12N时，物体A的加速度为4m/s26.如图所示，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2的木块。
人教版新教材高中物理必修第一册第四章运动和力的关系相对运动模型---传送带专题（题组分类训练）题组特训特训内容题组一物体初速为0的水平匀速传送带模型题组二物体初速与带速同、反向的水平匀速传送带模型题组三物体沿传送带下滑的倾斜匀速传送带模型题组四物体沿传送带上滑的倾斜匀速传送带模型题组五图像问题在传送带模型中的应用基础知识清单擦力和静摩擦力的转换、对地位移和二者间相对位移的区别，综合牛顿运动定律、运动学公式、功和能等知识，该题型按传送带设置可分为水平与倾斜两种；按转向可分为物、带同向和物、带反向两种；按转速是否变化可分为匀速和匀变速两种．水平传送带模型木块，若木块与传送带间的动摩擦因数为μ，则木块从左到右的运动时间可能是( ) A.Lv＋v2μgB.LvC.2LμgD.2Lv【答案】ACD【解析】若木块一直匀加速，则有L＝12μgt2，得t＝2Lμg，C正确；若到达传送带另一端时，速度恰好等于v，则有L＝v－t＝v2t，得t＝2Lv，D正确；若木块先匀加速经历时间t1，位移为x，再匀速经历时间t2，位移为L－x，则有v＝μgt1，2μgx＝v2，vt2＝L －x，从而得t＝t1＋t2＝Lv＋v2μg，A正确．2.如图所示，一水平的浅色长传送带上放置一煤块(可视为质点)，煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ.初始时，传送带与煤块都是静止的．现让传送带以恒定的加速度a0开始运动，当其速度达到v0后，便以此速度做匀速运动．经过一段时间，煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动．求此黑色痕迹的长度．【答案】v20（a0－μg）2a0μg【解析】依题意知，传送带的加速度大于煤块的加速度，即a0>μg，由运动学公式不难求出，传送带达到匀速的时间为v 0a 0，煤块达到与传送带相对静止的时间为v 0μg， 根据以上分析，煤块与传送带的v －t 图象分别如图中直线OB 和折线OAB 所示．因v －t 图线和t 轴所围图形的面积表示位移，则△OAB 的面积即为二者间的相对位移，亦即黑色痕迹的长度L .3. (多选)如图所示，水平传送带A 、B 两端点相距x ＝4 m ，以v 0＝2 m/s 的速度(始终保持不变)顺时针运转．今将一小煤块(可视为质点)无初速度地轻放至A 点处，已知小煤块与传送带间的动摩擦因数为0.4, g 取 10 m/s 2.由于小煤块与传送带之间有相对滑动，会在传送带上留下划痕．则小煤块从A 运动到B 的过程中( )A ．小煤块从A 运动到B 的时间是2sB ．小煤块从A 运动到B 的时间是2.25 sC ．划痕长度是4 mD ．划痕长度是0.5 m【答案】BD【解析】小煤块刚放上传送带后，加速度a ＝μg ＝4 m/s 2，由v 0＝at 1可知，小煤块加速到与传送带同速的时间为t 1＝v 0a ＝0.5 s ，此时小煤块运动的位移x 1＝v 02t 1＝0.5 m ，而传送带的位移为x 2＝v 0t 1＝1 m ，故小煤块在传送带上的划痕长度为l ＝x 2－x 1＝0.5 m ，C 错误，D 正确；之后的x －x 1＝3.5 m ，小煤块匀速运动，故t 2＝x －x 1v 0＝1.75 s ，故小煤块从A 运动到B 的时间t ＝t 1＋t 2＝2.25 s ，A 错误，B 正确．4.如图甲为应用于机场和火车站的安全检查仪，用于对旅客的行李进行安全检查。
传送带问题难点：1、判断物体与传送带之间是否存在摩擦力。
如果存在，是滑动摩擦力还是静摩擦力，摩擦力的大小如何计算，方向如何判断。
2、判断物体相对地面、相对传送带分别做什么样的运动。
1.受力分析：力的正交分解法2.力和运动的关系：力是改变物体运动状态的根本原因。
水平传送带问题：轻轻放在水平传送带上的物体在传送带上只有两种运动情况：（轻轻放意味着物体的初速度为0）1.传送带足够长。
物体先做初速度为0的匀加速直线运动，加速度g a μ=,当物体与传送带共速之后，以传送带的速度做匀速直线运动。
2.传送带不够长。
物体一直做匀加速直线运动，加速度g a μ=,物体的速度还咩有达到与传送带共速，便送传送带滑落出去。
例一、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．如图1所示为一水平传送带装置示意图，绷紧的传送带AB 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，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）从A 运动到B 的时间以及物体在皮带上留下的滑痕长度；（2）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．例二、一水平传送带以2.0m/s 的速度顺时针传动，水平部分长为2.0m ，其右端与一倾角为θ=37°的光滑斜面平滑相连，斜面长为0.4m ，一个可视为质点的物块无初速度地放在传送带最左端，已知物块与传送带间动摩擦因数μ=0.2，试问：（1）物块到达传送带右端的速度。
（2）物块能否到达斜面顶端?若能则说明理由，若不能则求出物块上升的最大高度。
（sin37°=0.6，g 取l0 m/s 2）AB v 图1 图2若物体不是轻轻放在传送带上，而是有初速度，那么分为两种情况。
1.传物v v <，物体做有初速度匀加速直线运动，g a μ=2.传物v v >，物体做有初速度匀减速直线运动，g a μ-=若传送带足够长，这两种情况物体最后的状态都是与传送带共速，做匀速直线运动。
专题五传送带问题和滑块—木板问题课题任务传送带问题1．传送带问题涉及摩擦力的判断、物体运动状态的分析和动力学知识的运用，重点考查学生分析问题和解决问题的能力。
主要有如下两类：(1)水平传送带问题当传送带水平运动时，应特别注意摩擦力的突变和物体运动状态的变化。
摩擦力的突变，常常导致物体的受力情况和运动性质的突变。
静摩擦力达到最大值，是物体和传送带恰好保持相对静止的临界状态；滑动摩擦力存在于发生相对运动的物体之间，因此两物体的速度达到相同时，滑动摩擦力要发生突变(滑动摩擦力为0或变为静摩擦力)。
(2)倾斜传送带问题当传送带倾斜时，除了要注意摩擦力的突变和物体运动状态的变化外，还要注意物体与传送带之间的动摩擦因数μ和传送带倾斜角度θ对受力的影响，从而正确判断物体的速度和传送带速度相等时物体的运动性质。
2．倾斜传送带问题的两种情况倾斜传送带问题可分为倾斜向上传送和倾斜向下传送两种情况(物体从静止开始，传送带匀速运动且足够长)：例1如图所示，水平传送带两端相距x ＝8m，工件与传送带间的动摩擦因数μ＝0.6，工件向左滑上A 端时速度v A ＝10m/s，设工件到达B 端时的速度为v B 。
(g 取10m/s 2)(1)若传送带静止不动，求v B 。
(2)若传送带顺时针转动，工件还能到达B 端吗？若不能，说明理由；若能，则求出到达B 点的速度v B 。
(3)若传送带以v ＝13m/s 逆时针匀速转动，求v B 及工件由A 到B 所用的时间。
[规范解答](1)根据牛顿第二定律可知μmg ＝ma ，则a ＝μg ＝6m/s 2，且v 2B －v 2A ＝－2ax ，故v B ＝2m/s。
(2)能。
当传送带顺时针转动时，工件受力不变，其加速度不发生变化，仍然始终减速，故工件到达B 端的速度v B ＝2m/s。
(3)开始时工件所受滑动摩擦力向左，加速度a ＝μmg m＝μg ＝6m/s 2，假设工件能加速到13m/s，则工件速度达到13m/s 所用时间为t 1＝v －v Aa＝0.5s，匀加速运动的位移为x 1＝v A t 1＋12at 21＝5.75m<8m，则工件在到达B 端前速度就达到了13m/s，此后工件与传送带相对静止，因此工件先加速后匀速。
难点形成的原因： 1、对于物体与传送带之间是否存在摩擦力、是滑动摩擦力还是静摩擦力、摩擦力的方向如何，等等，这些关于摩擦力的产生条件、方向的判断等基础知识模糊不清； 2、对于物体相对地面、相对传送带分别做什么样的运动，判断错误；3、对于物体在传送带上运动过程中的能量转化情况考虑不全面，出现能量转化不守恒的错误过程。
1、水平传送带被广泛地应用于机场和火车站，如图所示为一水平传送带装置示意图．绷紧的传送带AB 始终保持恒定的速率v ＝1 m/s 运行，一质量为m ＝4 kg 的行李无初速度地放在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．设行李与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.1，A 、B 间的距离L ＝2 m ，g 取10 m/s 2.(1)求行李刚开始运动时所受滑动摩擦力的大小与加速度的大小；(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)行李刚开始运动时，受力如图所示，滑动摩擦力：F f ＝μmg ＝4 N 由牛顿第二定律得：F f ＝ma 解得：a ＝1 m/s 2(2)行李达到与传送带相同速率后不再加速，则：v ＝at ，解得t ＝v a ＝1 s(3)行李始终匀加速运行时间最短，且加速度仍为a ＝1 m/s 2，当行李到达右端时，有：v 2min ＝2aL 解得：v min ＝2aL ＝2 m/s故传送带的最小运行速率为2 m/s 行李运行的最短时间：t min ＝v min a＝2 s 2：如图所示，传送带与地面成夹角θ=37°，以10m/s 的速度顺时针转动，在传送带下端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体，它与传送带间的动摩擦因数μ=0.9，已知传送带从A →B 的长度L=50m ，则物体从A 到B 需要的时间为多少？【解析】物体放上传送带以后，开始一段时间，其运动加速度2m/s 2.1sin cos =-=m mg mg a θθμ。
因物体与传送带间的动摩擦因数、斜面倾角、传送带速度、传送方向、滑块初速度的大小和方向的不同，传送带问题往往存在多种可能，因此对传送带问题做出准确的动力学过程分析，是解决此类问题的关键。
一、经典例题1．水平浅色长传送带上放置一煤块（可视为质点），煤块与传送带之间的摩擦因数为μ，初始时，传送带与煤块都是静止的。
现在让传送带以恒定的加速度a0开始运动，当其速度达到v0后，便以此速度做匀速运动，经过一段时间，煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动，求此黑色痕迹的长度。
2．如图，绷紧的传送带与水平面的夹角θ=30°，传送带在电动机的带动下，始终保持v0=2 m/s的速率运行；现把一质量为m=10 kg的工件(可看为质点)轻轻放在传送带的底端,经时间t=1.9 s，工件被传送到ℎ=1.5 m的高处,并取得了与传送带相同的速度,取g=10 m/s2，求:(1)工件与传送带之间的滑动摩擦力F1；(2)工件与传送带之间的相对位移Δx。
3．方法归纳：A．是否产生相对位移，比较物块与传送带加速度大小；B．皮带传送物体所受摩擦力突变，发生在物体的速度与传送带速度相等的时刻。
C．对于传送带问题，一定要全面掌握几类传送带模型，尤其注意要根据具体情况适时进行讨论，看一看有没有转折点、突变点，做好运动阶段的划分及相应动力学分析。
4．常见传送带模型分类情况：考点一水平传送带问题滑块在水平传送带上运动常见的3个情景项目图示滑块可能的运动情况情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速情景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景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v0>v返回时速度为v，当v0<v返回时速度为v0考点二倾斜传送带问题滑块在水平传送带上运动常见的4个情景项目图示滑块可能的运动情况情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速情景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加速情景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加速情景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二、练习题1．（2014年全国四川卷）如右图所示，水平传送带以速度v1匀速运动。
牛顿运动定律的应用----传送带问题1．模型特征(1)水平传送带模型项目图示滑块可能的运动情况情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速情景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景3 (1)传送带较短时，滑块一直减速达到左端(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(2)倾斜传送带模型项目图示滑块可能的运动情况情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速情景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加速情景3 （1）可能一直加速（B点离开）（2）可能一直减速（B点离开）（3）可能一直匀速（B点离开）（4）可能先减速后反向加速（A点离开）（5）可能先减速后加速最后匀速（A点离开）2.模型动力学分析(1)传送带模型问题的分析流程3．传送带问题的解题思路题型练习一：水平传送带1:情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速例题分析(1)先加速后匀速例1 . 水平传送带被广泛地应用于车站、码头，工厂、车间。
如图所示为水平传送带装置示意图，绷紧的传送带AB始终保持v0＝2 m/s的恒定速率运行，一质量为m的工件无初速度地放在A处，传送带对工件的滑动摩擦力使工件开始做匀加速直线运动，设工件与传送带间的动摩擦因数为μ＝0.2 ,AB 的之间距离为L ＝10m ，g 取10m/s 2 ．求工件从A 处运动到B 处所用的时间．分析 工件无初速度地放在传送带上，由于传送带以2 m/s 的恒定速度匀速运动，工件在传送带上受到传送带给予的滑动摩擦力作用做匀加速运动，当工件加速到与传送带速度相等时，如果工件没有滑离传送带，工件在传送带上再不相对滑动，两者一起做匀速运动．解答 设工件做加速运动的加速度为a ，加速的时间为t 1 ，加速运动的位移为l ，根据牛顿第二定律，有：μmg=ma 代入数据可得：a ＝2 m/s 2工件加速运动的时间t 1＝a v 0 代入数据可得： t 1＝1s 此过程工件发生的位移l =12at 12 代入数据可得：l ＝1m由于l ＜L ，所以工件没有滑离传送带设工件随传送带匀速运动的时间为t 2 ，则t 2＝vl L 代入数据可得：t 2＝4.5s所以工件从A 处运动到B 处的总时间t ＝t 1＋t 2＝5.5 s(2)可能一直加速例 2. 水平传送带被广泛地应用于车站、码头，工厂、车间。
微专题二传送带问题必备知识基础练进阶训练第一层知识点一水平方向传送带1.如图所示，水平放置的传送带以速度v＝2 m/s向右运行，现将一小物体轻轻地放在传送带A端，物体与传送带间的动摩擦因数μ＝0。
2，若A端与B端相距4 m，则物体由A运动到B 的时间和物体到达B端时的速度是(g取10 m/s2）（)A．2.5 s,2 m/s B．1 s，2 m/sC．2。
5 s，4 m/s D．1 s,4 m/s知识点二倾斜方向传送带2．如图所示，粗糙的传送带与水平方向夹角为θ，当传送带静止时，在传送带上端轻放一小物块，物块下滑到底端时间为T，则下列说法正确的是()A．当传送带顺时针转动时,物块下滑的时间可能大于T B．当传送带顺时针转动时，物块下滑的时间可能小于T C．当传送带逆时针转动时，物块下滑的时间等于TD．当传送带逆时针转动时，物块下滑的时间小于T关键能力综合练进阶训练第二层一、单项选择题1．应用于机场和火车站的安全检查仪，用于对旅客的行李进行安全检查．其传送装置可简化为如图所示的模型,紧绷的传送带始终保持v＝1 m/s的恒定速率运行．旅客把行李无初速度地放在A处，设行李与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.1，A、B间的距离x＝2 m，g取10 m/s2.若乘客把行李放到传送带上的同时也以v＝1 m/s的恒定速率平行于传送带运动到B处去取行李，则（）A．乘客与行李同时到达B处B．乘客提前0.5 s到达B处C．行李提前0。
5 s到达B处D．若传送带速率足够大，行李最快也要4 s才能到达B处2．传送带与水平面夹角为37°，传送带以10 m/s的速率运动，传送轮沿顺时针方向转动,如图所示．今在传送带上端A处无初速度地放上一个质量为m＝0.5 kg的小物块，它与传送带间的动摩擦因数为0.5,若传送带A到B的长度为16 m，g取10 m/s2，sin37°＝0。
6，cos37°＝0.8，则小物块从A运动到B的过程中()A．小物块先加速后匀速B．小物块加速度大小为2 m/s2C．小物块到达B点的速度为10 m/sD．小物块全程用时2 s二、多项选择题3．如图甲所示，水平传送带始终以恒定速率v1沿顺时针方向转动,初速度大小为v2的小物块向左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，下列说法正确的是(）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始终向右D．0～t3时间内,小物块相对传送带的位移大小为错误!t2三、非选择题4．如图所示，水平传送带AB长L＝10 m，向右匀速运动的速度v0＝4 m/s.一质量为1 kg的小物块（可视为质点)以v1＝6 m/s的初速度从传送带右端B点冲上传送带,物块与传送带间的动摩擦因数μ＝0。
传送带专题传送带问题具有一定的综合性，能够很好的考查各种能力，我们先通过表格讨论一下传送带没有加速度的情景，设传送带长度L，以v匀速运动。
一、水平传送带问题：在物体做功的过程中有一种有趣的现象，总有一半的能量传输给另外的物体，而另一半能量在做功中消耗掉。
这一现象与能量守恒定律并不违背，并且是自然界存在的普遍规律之一。
三个距离和三种能量的对应关系：摩擦力乘以物块位移的大小等于物块机械能的增加量，W机械＝fx1；摩擦力乘以传动带位移的大小等于电动机多消耗的电能，W电＝fx2；摩擦力乘以物块和传送带相对位移的大小等于耗散掉的能量，Q＝fΔx。
对于水平传送带，滑块加速过程中传送带对其做的功等于这一过程由摩擦产生的热量，即传送装置在这一过程需额外(相对空载)做的功W电＝2W机械＝m v2＝2E k＝2Q。
在物块的速度从零加速到和传送带共速的过程中，传送带的机械能，一半转移给物块，另一半耗散，可以称之为“半能损失”。
需要注意的是，如果传送带倾斜放置，物块增加的能量体现为动能和重力势能的和，此时机械能的增加量和生成的内能相等；如果传送带水平放置，物体增加的能量只表现为动能，此时动能增加量和生成的内能相等。
求解的关键在于对物体所受的摩擦力进行正确的分析判断。
判断摩擦力时要注意比较物体的运动速度与传送带的速度，也就是分析物体在运动位移x1(对地)的过程中速度是否和传送带速度相等。
物体的速度与传送带速度相等的时刻就是物体所受摩擦力发生突变的时刻。
总结如下：以上的情况痕迹、相对路程、相对位移是一致的，但是也有不相同的情况，例如，一个物体在地面运动情景如下：二、倾斜传送带问题：求解的关键在于认真分析物体与传送带的相对运动情况，从而确定其是否受到滑动摩擦力作用。
如果受到滑动摩擦力作用应进一步确定其大小和方向，然后根据物体的受力情况确定物体的运动情况。
当物体速度与传送带速度相等时，物体所受的摩擦力有可能发生突变。
再讨论一下，水平传送带和倾斜传送带有加速度的情况，看看分析问题的方法是否已经掌握。
传送带问题知识特点传送带上随行物受力复杂，运动情况复杂，功能转换关系复杂。
基本方法解决传送带问题要特别注重物理过程的分析和理解，关键是分析传送带上随行物时一般以地面为参照系。
1、对物体受力情况进行正确的分析，分清摩擦力的方向、摩擦力的突变。
当传送带和随行物相对静止时，两者之间的摩擦力为恒定的静摩擦力或零；当两者由相对运动变为速度相等时，摩擦力往往会发生突变，即由滑动摩擦力变为静摩擦力或变为零，或者滑动摩擦力的方向发生改变。
2、对运动情况进行分析分清物体的运动过程，明确传送带的运转方向。
3、对功能转换关系进行分析，弄清能量的转换关系，明白摩擦力的做功情况，特别是物体与传送带间的相对位移。
一．基础练习【示例1】一水平传送带长度为20m ，以2m ／s 的速度做匀速运动，已知某物体与传送带间动摩擦因数为0.1，则从把该物体由静止放到传送带的一端开始，到达另一端所需时间为多少？ 解:物体加速度a=μg=1m/s 2，经t 1=v a=2sS 1=12 at 12=2m,然后和传送带一起匀速运动经t 2=l-s 1v=9s ，所以共需时间t=t 1+t 2=11s 【讨论】1、在物体和传送带达到共同速度时物体的位移，传送带的位移，物体和传送带的相对位移分别是多少？（S 1=12vt 1=2m ，S 2=vt 1=4m ，Δs=s 2-s 1=2m ） 2、若物体质量m=2Kg ，在物体和传送带达到共同速度的过程中传送带对物体所做的功，因摩擦而产生的热量分别是多少？（W 1=μmgs 1=12mv 2=4J ，Q=μmg Δs=4J ） 情景变换一、当传送带不做匀速运动时【示例2】一水平的浅色长传送带上放置一煤块（可视为质点），煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ。
初始时，传送带与煤块都是静止的。
现让传送带以恒定的加速度a 0开始运动，当其速度达到v 0后，便以此速度做匀速运动。
经过一段时间，煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动。
求此黑色痕迹的长度。
【解析】方法一： 根据“传送带上有黑色痕迹”可知，煤块与传送带之间发生了相对滑动，煤块的加速度a 小于传送带的加速度a 0。
根据牛顿运动定律，可得 g a μ=设经历时间t ，传送带由静止开始加速到速度等于v 0，煤块则由静止加速到v ，有由于a <a 0，故v <v 0，煤块继续受到滑动摩擦力的作用。
再经过时间t '，煤块的速度由v增加到v 0，有 ´0t a v v +=此后，煤块与传送带运动速度相同，相对于传送带不再滑动，不再产生新的痕迹。
设在煤块的速度从0增加到v 0的整个过程中，传送带和煤块移动的距离分别为s 0和s ，有传送带上留下的黑色痕迹的长度 s s l -=0 由以上各式得 2000()2v a g l a gμμ-= Vt 2t 1图2—6【小结】本方法的思路是整体分析两物体的运动情况，分别对两个物体的全过程求位移。
方法二：第一阶段：传送带由静止开始加速到速度v 0，设经历时间为t ，煤块加速到v ，有v t a 00= ① v gt at μ== ② 传送带和煤块的位移分别为s 1和s 2， 20121t a s =③ 2222121gt at s μ== ④ 第二阶段：煤块继续加速到v 0，设经历时间为t '，有 v 0v gt μ'=+ ⑤传送带和煤块的位移分别为s 3和s 4 ，有30s v t '= ⑥ 2412s vt gt μ''=+ ⑦ 传送带上留下的黑色痕迹的长度 4231s s s s l --+= 由以上各式得 2000()2v a g l a gμμ-= 【小结】本方法的思路是分两段分析两物体的运动情况，分别对两个物体的两个阶段求位移，最后再找相对位移关系。
方法三：传送带加速到v 0 ，有 00v a t = ①传送带相对煤块的速度 0()v a g t μ=- ②传送带加速过程中，传送带相对煤块的位移【相对初速度为零，相对加速度是()g a μ-0】 传送带匀速过程中，传送带相对煤块的位移【相对初速度为()g a μ-0t ，相对加速度是g μ】 整个过程中传送带相对煤块的位移即痕迹长度 ()()g2t 212200μμμg a t g a l -+-= ③ 由以上各式得 2000()2v a g l a g μμ-= 【小结】本方法的思路是用相对速度和相对加速度求解。
关键是先选定好过程，然后对过程进行分析，找准相对初末速度、相对加速度。
方法四：用图象法求解画出传送带和煤块的V —t 图象，如图2—6所示。
其中010v t a =，02v t gμ=， 黑色痕迹的长度即为阴影部分三角形的面积，有： 情景变换二、当传送带倾斜时 【示例3】如图所示倾斜的传送带以一定的速度逆时针运转，现将一物体轻放在传送带的顶端，此后物体在向下运动的过程中。
（ ACD ）A 物体可能一直向下做匀加速运动，加速度不变B.物体可能一直向下做匀速直线运动C.物体可能一直向下做匀加速运动，运动过程中加速度改变D.物体可能先向下做加速运动，后做匀速运动情景变换三、与功和能知识的联系（必修二）【示例4】、如图所示，电动机带着绷紧的传送带始终保持v 0=2m/s 的速度运行，传送带与水平面间的夹角为30︒,现把一个质量为m=10kg 的工件轻放在传送带上，传送到h=2m 的平台上，已知工件与传送带之间的动摩擦因数为μ=3/2，除此之外，不计其它损耗。
则在皮带传送工件的过程中，产生内能及电动机消耗的电能各是多少？（g=10m/s2）解:工件加速上升时加速度a=μgcosθ-gsin θ=2.5m/s 2经t=v 0a =0.8s 与传送带共速，上升的位移s 1=12at 2=0.8m 传送带位移s 2=v 0t=1.6m 相对位移△s= s 2- s 1=0.8m ，所以产生的内能Q=μmgcos θ△s=60J电动机耗能△E=Q+12mv 2+mgh=280J 情景变换四、与动量知识的联系【示例5】、如图所示，水平传送带AB 足够长，质量为M ＝1kg 的木块随传送带一起以v 1＝2m/s 的速度向左匀速运动（传送带的速度恒定），木块与传送带的摩擦因数μ=05.，当木块运动到最左端A 点时，一颗质量为m ＝20g 的子弹，以v 0＝300m/s 的水平向右的速度，正对射入木块并穿出，穿出速度v ＝50m/s ，设子弹射穿木块的时间极短，（g 取10m/s 2）求：（1）木块遭射击后远离A 的最大距离； （2）木块遭击后在传送带上向左运动所经历的时间。
【示例5】解.（1）设木块遭击后的速度瞬间变为V ，以水平向右为正方向，根据动量守恒定律得则V m v v Mv =--()01，代入数据解得V m s =3/，方向向右。
木块遭击后沿传送带向右匀减速滑动，其受力如图所示。
摩擦力 f F Mg N N N ====μμ051105.×× 设木块远离A 点的最大距离为S ，此时木块的末速度为0，根据动能定理得 -=-fS MV 0122 则S MV f m m ===222132509××. （2）研究木块在传送带上向左运动的情况。
设木块向左加速到v m s 12=/时的位移为S 1。
由动能定理得 f S Mv 11212=，则S Mv f m m m 1122212250409===<××.. 由此可知，遭击木块在传送带上向左的运动过程分两个阶段：先向左加速运动一段时间t 1，再匀速运动一段时间t 2。
由动量定理得f t Mv 11=则t Mv f s s 1112504===×. ，t S S v s s 21109042025=-=-=... 所求时间 t t t s s s =+=+=1204025065...二、巩固练习1、水平传输装置如图所示，在载物台左端给物块一个初速度。
当它通过如图方向转动的传输带所用时间t 1。
当皮带轮改为与图示相反的方向传输时，通过传输带的时间为t 2。
当皮带轮不转动时，通过传输带的时间为t 3，下列说法中正确的是：（ C ）M A B V 0 v 1图2A ．t 1一定小于t 2；B ．t 2> t 3> t 1；C ．可能有t 3＝t 2＝t 1；D ．一定有t 1＝t 2< t 3。
2、质量为m 的物体从离传送带高为H 处沿光滑圆弧轨道下滑，水平进入长为L 的静止的传送带落在水平地面的Q 点，已知物体与传送带间的动摩擦因数为μ，则当传送带转动时，物体仍以上述方式滑下，将落在Q 点的左边还是右边?解答：当传送带逆时针转动时，物体仍落在Q 点；当传送带顺时针转动时：当传送带的速度 gL V V μ220-≤时，物体将落在Q 的左边；当传送带的速度gL V V μ220->时，物体将落在Q 的右边 3、如图2—1所示，传送带与地面成夹角θ=37°，以带上端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体，它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，已知传送带从A →B 的长度L=16m ，则物体从A 到B 需要的时间为多少？【解析】物体放上传送带以后，开始一段时间，其运动加速度2m/s 10cos sin =+=m mg mg a θμθ。
这样的加速度只能维持到物体的速度达到10m/s 为止，其对应的时间和位移分别为：,1s 10101s a v t === m 52 21==a s υ＜16m 以后物体受到的摩擦力变为沿传送带向上，其加速度大小为（因为mgsin θ＞μmgcos θ）。
22m/s 2cos sin =-=mmg mg a θμθ。
设物体完成剩余的位移2s 所用的时间为2t ，则22220221t a t s +=υ， 11m= ,10222t t + 解得：)s( 11 s, 1 2212舍去或-==t t所以：s 2s 1s 1=+=总t 。
【总结】该题目的关键就是要分析好各阶段物体所受摩擦力的大小和方向，若μ＞0.75，第二阶段物体将和传送带相对静止一起向下匀速运动；若L ＜5m ，物体将一直加速运动。
因此，在解答此类题目的过程中，对这些可能出现两种结果的特殊过程都要进行判断。
4、如图2—4所示，传送带与地面成夹角θ=37°，以10m/s 的速度顺时针转动，在传送带下端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体，它与传送带间的动摩擦因数μ=0.9，已知传送带从A →B 的长度L=50m ，则物体从A 到B 需要的时间为多少？【解析】物体放上传送带以后，开始一段时间，其运动加速度2m/s 46.8cos sin =+=mmg mg a θμθ。
