最新版高考物理第五章機械能微專題41傳送帶模型中的能量轉化問題備考精煉.doc

1、41傳送帶模型中的能量轉化問題方法點撥（1）分析滑塊與傳送帶或木板間的相對運動情況，確定兩者間的速度關系、位移關系，注意兩者速度相等時摩擦力可能變化.（2）用公式Q= Ff x相對或動能定理、能量守恒求摩擦產生的熱量.1.（多選）（2017 徐州市考前模擬）如圖1所示，在勻速轉動的電動機帶動下， 足夠長的水平 傳送帶以恒定速率 V1勻速向右運動，質量為m的滑塊從傳送帶右端以水平向左的速率 V2滑上 傳送帶，且V2>V1,最終滑塊又返回至傳送帶的右端，對于此過程，下列判斷正確的是（ ）圖1A.滑塊返回傳送帶右端時的速率為V11cleB.傳送帶對滑塊做功為11mv22mv2C.電動機多彳的功

2、為 2mv212D.滑塊與傳送帶間摩擦產生的熱量為2n（V1 + V2）22.（多選）如圖2所示，一質量為1 kg的小物塊自斜面上 A點由靜止開始勻加速下滑，經 2 s 運動到B點后通過光滑的銜接弧面恰好滑上與地面等高的傳送帶，傳送帶以4 m/s的恒定速率運行.已知 A B間距離為2 m傳送帶長度（即B C間距離）為10 m,小物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.2 ,取g= 10 m/s 2.下列說法正確的是（）圖2A.小物塊在傳送帶上運動的時間為2.32 sB.小物塊在傳送帶上因摩擦產生的熱量為2 JC.小物塊在傳送帶上運動過程中彳送帶對小物塊做的功為6 JD.小物塊滑上傳送帶后，傳動系統(tǒng)因此

3、而多消耗的能量為8 J3.（多選）（2018 南通中學模擬）如圖3所示，足夠長的傳送帶與水平方向的傾角為0 ,物塊a通過平行于傳送帶的輕繩跨過光滑輕滑輪與物塊b相連，b的質量為m開始時，a、b及傳送帶均靜止，且 a不受傳送帶摩擦力作用，現(xiàn)讓傳送帶逆時針勻速轉動，則在 b上升h高度（未與滑輪相碰）過程中（）A.物塊a的重力勢能減少mghB.摩擦力對a做的功等于a機械能的增量C.摩擦力對a做的功等于物塊 a、b動能增量之和D.任意時刻，重力對 a、b做功的瞬時功率大小相等4. (2018 黃橋中學模擬)如圖4甲所示，傾斜的傳送帶以恒定的速率逆時針運行.在 t = 0 時刻，將質量為1.0 kg的物

4、塊(可視為質點)無初速度地放在傳送帶的最上端A點，經過1.0s,物塊從最下端的B點離開傳送帶.取沿傳送帶向下為速度的正方向，則物塊的對地速度隨時間變化的圖象如圖乙所示 (g= 10 m/s 2),求：甲(1)物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)；(2)從A到B的過程中，傳送帶對物塊做的功.5. (2017 鹽城中學調研)如圖5所示，一由電動機帶動的傳送帶加速裝置示意圖，傳送帶長L= 31.25 m ,以V0= 6 m/s順時針方向轉動，現(xiàn)將一質量mp 1 kg的物體輕放在傳送帶的A端，傳送帶將其帶到另一端B后，物體將沿著半徑 R= 0.5 m的光滑圓弧軌道運動，圓弧軌道與傳送帶在B點相切，C點為圓弧軌道

5、的最高點，O點為圓弧軌道的圓心.已知傳送帶與物體間的動摩擦因數(shù)w =0.8 ,傳送帶與水平地面間夾角8 =37° ,已知sin 37° = 0.6 , cos 37°= 0.8, g=10 m/s 2,物體可視為質點，求：圖5 物體在B點對軌道的壓力大小;(2)當物體過B點后將傳送帶撤去，求物體落到地面時的速度大小.合奈相析1 . AD 由于傳送帶足夠長，滑塊先向左減速至0再向右加速，由于 Vi<V2,當速度增大到等于傳送帶速度時，滑塊還在傳送帶上，之后與傳送帶一起向右勻速運動，有V2' =vi,故A 1212 正確；根據(jù)動能定理，傳送帶對滑塊做功W

6、 A R=mv -mv ,故B錯誤；滑塊向左運動V2Xi = 2t 1,摩擦力對滑塊做功：W= FfX1 = Ffv2t1 12又摩擦力做功等于滑塊動能的變化量，即：W= mv2該過程中傳送帶的位移：X2= V1t 1摩擦力對傳送帶做功：W= Ff' X2=- Ff' V1t1 傳送帶對滑塊的摩擦力與滑塊對傳送帶的摩擦力為作用力與反作用力，則有Ff=Ff'聯(lián)立得：W= mvv2設滑塊向右勻加速運動的時間為為t2,位移為X3,則：V1X3= 2t 2 _12摩擦力對滑塊做功：W= FfX3= 2mv該過程中傳送帶的位移：X4= V1t 2= 2X3滑塊相對傳送帶的總位移：

7、X相對=X1+X2+X4 X3= X1+X2+X3系統(tǒng)克服滑動摩擦力做功：1 2We = Rx 相對=|W| +| W2| +W= 2nmv1 + v2)滑塊與傳送帶間摩擦產生的熱量大小等于系統(tǒng)克服滑動摩擦力做功，Q= W總=2m V1 + V2)2,故D正確；全過程中，電動機對傳送帶做的功與滑塊動能的減小量之和等于滑塊與傳送帶間1.1.摩擦廣生的熱重，即 Q= W/F2mv2mv12 122整理得：W上 Q- 2mv+2mv = mv+mvv2,故 C 錯誤.2. BCDmgsin 8 = mg,3. ACD 開始時，a、b及傳送帶均靜止且 a不受傳送帶摩擦力作用，有 ma= sinmb e

8、 = sinm e , b上升h,則a下降hsin 0 ,則a重力勢能的減小量為 A & = mag hsine=mgh故A正確；根據(jù)能量守恒定律得，摩擦力對a做的功等于a、b系統(tǒng)機械能的增量，因為系統(tǒng)重力勢能不變，所以摩擦力對a做的功等于系統(tǒng)動能的增量，故 B錯誤，C正確；任意日刻a、b的速率相等，對b,克服重力做功白瞬時功率Pb=mgv對a有：Pa=mgvsin 0=mgv所以重力對a、b做功的瞬時功率大小相等，故 D正確.4.坐（2） -3.75 JVi2解析（1）由題圖乙可知，物塊在刖0.5 s的加速度為：ai = = 8 m/st 1后0.5 s 的加速度為：a2=V： Vl

9、 = 2 m/s 2t2物塊在前0.5 s受到的滑動摩擦力沿傳送帶向下，由牛頓第二定律得：mcsin 0mgcos 0 =ma物塊在后0.5 s受到的滑動摩擦力沿傳送帶向上，由牛頓第二定律得：mcsin 0 （1 mgcos 0 =ma聯(lián)立解得：（1 =過二5Vi（2）由v t圖線與t軸所圍面積意乂可知，在刖 0.5 s ,物塊對地位移為：xi = -ti則摩擦力對物塊做功：W= mgpos 0 xi，一 Vi + V2在后0.5 s ,物塊對地位移為：X2 = -212則摩擦力對物塊做功 W=科mgpos 0 X2所以傳送帶對物塊做的總功：W WH W聯(lián)立解得： W - 3.75 J5. （i）58 N （2）20 m/s解析 （i）根據(jù)牛頓第二定律：（1 mgcos 0 - mgsin 0 = ma解得：a =0.4 m/s 2設物體在AB上全程做勻加速運動，根據(jù)運動學公式：VB2=2aL解得：vb= 5 m/s<6 m/s即物體在AB上全程做勻加速運動，2物體剛滑上圓弧軌道時，對物體受力分析有Fn mgcos 8 =譬R解得Fn= 58 N由牛頓第三定律可得物體在B點對軌道的壓力大小 Fn，=58 N(2)設物體能夠到達 C點，從B到C利用動能定理：-mc( R FCos 8) = 2mv2 ；mv2解得：vc= 7 m/s> gR