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

1、41傳送帶模型中的能量轉(zhuǎn)化問題方法點(diǎn)撥（1）分析滑塊與傳送帶或木板間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況，確定兩者間的速度關(guān)系、位移關(guān)系，注意兩者速度相等時(shí)摩擦力可能變化.（2）用公式Q= Ff x相對(duì)或動(dòng)能定理、能量守恒求摩擦產(chǎn)生的熱量.1.（多選）（2017 徐州市考前模擬）如圖1所示，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下， 足夠長(zhǎng)的水平 傳送帶以恒定速率 V1勻速向右運(yùn)動(dòng)，質(zhì)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(duì)于此過程，下列判斷正確的是（ ）圖1A.滑塊返回傳送帶右端時(shí)的速率為V11cleB.傳送帶對(duì)滑塊做功為11mv22mv2C.電動(dòng)機(jī)多彳的功

2、為 2mv212D.滑塊與傳送帶間摩擦產(chǎn)生的熱量為2n（V1 + V2）22.（多選）如圖2所示，一質(zhì)量為1 kg的小物塊自斜面上 A點(diǎn)由靜止開始勻加速下滑，經(jīng) 2 s 運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)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(yùn)行.已知 A B間距離為2 m傳送帶長(zhǎng)度（即B C間距離）為10 m,小物塊與傳送帶間的動(dòng)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(yùn)動(dòng)的時(shí)間為2.32 sB.小物塊在傳送帶上因摩擦產(chǎn)生的熱量為2 JC.小物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)過程中彳送帶對(duì)小物塊做的功為6 JD.小物塊滑上傳送帶后，傳動(dòng)系統(tǒng)因此

3、而多消耗的能量為8 J3.（多選）（2018 南通中學(xué)模擬）如圖3所示，足夠長(zhǎng)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(zhì)量為m開始時(shí)，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(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，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(shì)能減少mghB.摩擦力對(duì)a做的功等于a機(jī)械能的增量C.摩擦力對(duì)a做的功等于物塊 a、b動(dòng)能增量之和D.任意時(shí)刻，重力對(duì) a、b做功的瞬時(shí)功率大小相等4. (2018 黃橋中學(xué)模擬)如圖4甲所示，傾斜的傳送帶以恒定的速率逆時(shí)針運(yùn)行.在 t = 0 時(shí)刻，將質(zhì)量為1.0 kg的物

4、塊(可視為質(zhì)點(diǎn))無初速度地放在傳送帶的最上端A點(diǎn)，經(jīng)過1.0s,物塊從最下端的B點(diǎn)離開傳送帶.取沿傳送帶向下為速度的正方向，則物塊的對(duì)地速度隨時(shí)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(dòng)摩擦因數(shù)；(2)從A到B的過程中，傳送帶對(duì)物塊做的功.5. (2017 鹽城中學(xué)調(diào)研)如圖5所示，一由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的傳送帶加速裝置示意圖，傳送帶長(zhǎng)L= 31.25 m ,以V0= 6 m/s順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)將一質(zhì)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(yùn)動(dòng)，圓弧軌道與傳送帶在B點(diǎn)相切，C點(diǎn)為圓弧軌道

5、的最高點(diǎn)，O點(diǎn)為圓弧軌道的圓心.已知傳送帶與物體間的動(dòng)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(zhì)點(diǎn)，求：圖5 物體在B點(diǎn)對(duì)軌道的壓力大小;(2)當(dāng)物體過B點(diǎn)后將傳送帶撤去，求物體落到地面時(shí)的速度大小.合奈相析1 . AD 由于傳送帶足夠長(zhǎng)，滑塊先向左減速至0再向右加速，由于 Vi<V2,當(dāng)速度增大到等于傳送帶速度時(shí)，滑塊還在傳送帶上，之后與傳送帶一起向右勻速運(yùn)動(dòng)，有V2' =vi,故A 1212 正確；根據(jù)動(dòng)能定理，傳送帶對(duì)滑塊做功W

6、 A R=mv -mv ,故B錯(cuò)誤；滑塊向左運(yùn)動(dòng)V2Xi = 2t 1,摩擦力對(duì)滑塊做功：W= FfX1 = Ffv2t1 12又摩擦力做功等于滑塊動(dòng)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(duì)傳送帶做功：W= Ff' X2=- Ff' V1t1 傳送帶對(duì)滑塊的摩擦力與滑塊對(duì)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(shè)滑塊向右勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為為t2,位移為X3,則：V1X3= 2t 2 _12摩擦力對(duì)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(duì)傳送帶的總位移：

7、X相對(duì)=X1+X2+X4 X3= X1+X2+X3系統(tǒng)克服滑動(dòng)摩擦力做功：1 2We = Rx 相對(duì)=|W| +| W2| +W= 2nmv1 + v2)滑塊與傳送帶間摩擦產(chǎn)生的熱量大小等于系統(tǒng)克服滑動(dòng)摩擦力做功，Q= W總=2m V1 + V2)2,故D正確；全過程中，電動(dòng)機(jī)對(duì)傳送帶做的功與滑塊動(dòng)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(cuò)誤.2. BCDmgsin 8 = mg,3. ACD 開始時(shí)，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(shì)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(duì)a做的功等于a、b系統(tǒng)機(jī)械能的增量，因?yàn)橄到y(tǒng)重力勢(shì)能不變，所以摩擦力對(duì)a做的功等于系統(tǒng)動(dòng)能的增量，故 B錯(cuò)誤，C正確；任意日刻a、b的速率相等，對(duì)b,克服重力做功白瞬時(shí)功率Pb=mgv對(duì)a有：Pa=mgvsin 0=mgv所以重力對(duì)a、b做功的瞬時(shí)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(dòng)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(dòng)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(duì)地位移為：xi = -ti則摩擦力對(duì)物塊做功：W= mgpos 0 xi，一 Vi + V2在后0.5 s ,物塊對(duì)地位移為：X2 = -212則摩擦力對(duì)物塊做功 W=科mgpos 0 X2所以傳送帶對(duì)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(shè)物體在AB上全程做勻加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)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(yùn)動(dòng)，2物體剛滑上圓弧軌道時(shí)，對(duì)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(diǎn)對(duì)軌道的壓力大小 Fn，=58 N(2)設(shè)物體能夠到達(dá) C點(diǎn)，從B到C利用動(dòng)能定理：-mc( R FCos 8) = 2mv2 ；mv2解得：vc= 7 m/s> gR