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冲刺2025年高考物理大题突破(新高考通用)大题05传送带模型(原卷版+解析)

日期:2025-05-06 科目:物理 类型:高中试卷 查看:75次 大小:3977756B 来源:二一课件通
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    大题05 传送带模型 传送带模型是高考物理动力学与能量综合题的典型载体,近五年全国卷及新高考卷中出现频率约80%,分值占比8%-15%,常见于压轴计算题。建议关注:如工厂流水线物料传输、地铁安检传送带简化模型;智能传送带的速度自适应控制(结合PID算法思想);利用函数图像分析临界点(如物块恰好到达传送带顶端的位移条件);节能传送带的功率优化与摩擦生热损耗计算;AGV机器人配合传送带的协同运动分析;超导材料传送带的零摩擦理想模型(探讨能量守恒的边界条件);太空站微重力环境下的传送带运动特性(如依赖静电吸附)。 2025年高考对“传送带模型”的考查将延续“重过程分析、强综合应用、拓创新情境”的命题风格,突出多阶段动态建模与跨模块整合能力。备考需以相对运动为核心抓手,强化图像分析与数学工具应用,同时关注科技前沿与实际工程背景,做到“以动制动,以简驭繁”。 题型1 功能关系和能量观点在传送带模型中的应用 例1.(2025甘肃酒泉一模)如图所示,竖直平面内有一段固定的光滑圆弧轨道PQ,所对应圆心角,半径,O为圆心,圆弧轨道末端与粗糙水平地面相切。圆弧轨道左侧有一速度大小且沿顺时针方向转动的足够长的水平传送带,传送带上表面与P点高度差。现一质量(可视为质点)的滑块从传送带的左侧由静止释放后从右侧水平飞出,由P点沿圆弧切线方向进入圆弧轨道,最后在水平地面滑行一段距离后静止在地面上。已知滑块与传送带、地面间的动摩擦因数均为,重力加速度g取,,,求: (1)滑块从传送带右端飞出时的速度大小; (2)滑块经过Q点时对圆弧轨道的压力大小; (3)滑块运动全过程因摩擦产生的热量。 例2.如图甲所示,水平传送带逆时针匀速转动,一质量为m=2 kg的小物块(可视为质点)沿光滑曲面从一定高度处由静止开始下滑,以某一初速度从传送带的最左端A滑上传送带,取向右为正方向,以地面为参考系,从小物块滑上传送带开始计时,其运动的v-t图像如图乙所示,传送带的速率保持不变,g取10 m/s2。 (1)求小物块与传送带之间的动摩擦因数; (2)若小物块能在传送带上留下划痕,求最长划痕; (3)求小物块在传送带上向右运动的最大位移。 传送带中摩擦力做功与能量转化 (1)静摩擦力做功的特点:①静摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。②相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总是等于零,不会转化为内能。 (2)滑动摩擦力做功的特点:①滑动摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。②相互间存在滑动摩擦力的系统内,一对滑动摩擦力做功之和的绝对值等于产生的内能。 (3)摩擦生热的计算:①Q=Ffs相对,其中s相对为相互摩擦的两个物体间的相对路程。②传送带因传送物体多消耗的能量等于物体增加的机械能与系统产生的内能之和。 1.(2023安徽芜湖统考模拟)如图所示,四分之一光滑圆弧轨道和水平传送带固定在同一竖直平面内,圆弧轨道半径R=5.0 m,其底端切线水平且通过一段光滑水平轨道与传送带连接,传送带长度为L,离地高度为h1=1.5 m,沿逆时针方向转动的速度为v=6.0 m/s,在距传送带右侧水平距离d=1.0 m处有一离地高度h2=1.3 m的平台。一质量m=2.0 kg的小物块(可视为质点)从圆弧顶点处由静止释放,物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,不计物块经过轨道连接处时的动能损失,且传送带转动轮足够小,g取10 m/s2,求: (1)若传送带长度为L1=6.4 m,请通过计算判断物块能否到达右侧平台; (2)若传送带长度为L2=12 m,物块能否返回圆弧轨道?若能,求物块在圆弧轨道能上升的最大高度H。 题型二 斜面上的传送带模型 例3.传送带是一种常见的搬运工具,如图所示为某快递公司卸车时的情境,倾角为α=30°的传送带长度为L=6 m,传送带以v0=4 m/s的速度沿逆时针方向匀速转动,现将一 ... ...

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