2023版新教材高考物理復(fù)習(xí)特訓(xùn)卷考點(diǎn)五機(jī)械能守恒定律第44練模型方法“傳送帶”模型中的能量問題

歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！第44練(模型方法)“傳送帶”模型中的能量問題（時(shí)間25分鐘）思維方法1．計(jì)算摩擦力對(duì)物塊做的功和摩擦力對(duì)傳送帶做功要用動(dòng)能定理，計(jì)算摩擦生熱要用Q＝Ffx相對(duì)或能量守恒．2．電機(jī)多做的功一部分增加物塊的機(jī)械能，一部分因摩擦產(chǎn)生熱量．一、選擇題1．(多選)如圖所示，水平傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，速度為v1，質(zhì)量為m的物塊以初速度v0從左端滑上傳送帶，v0>v1，經(jīng)過一段時(shí)間物塊與傳送帶速度相同，此過程中()A．物塊克服摩擦力做的功為eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)B．物塊克服摩擦力做的功為eq\f(1,2)m(veq\o\al(2,0)－veq\o\al(2,1))C．產(chǎn)生的內(nèi)能為eq\f(1,2)m(veq\o\al(2,0)－veq\o\al(2,1))D．產(chǎn)生的內(nèi)能為eq\f(1,2)m(v0－v1)22．如圖甲所示，一傾角為θ＝37°的傳送帶以恒定速度運(yùn)行．現(xiàn)將一質(zhì)量m＝1kg的小物體拋上傳送帶，物體相對(duì)地面的速度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示，取沿傳送帶向上為正方向，g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.則下列說法中正確的是()A．0～8s內(nèi)物體位移的大小為18mB．物體和傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.625C．0～8s內(nèi)物體機(jī)械能增量為78JD．0～8s內(nèi)物體因與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量Q為126J二、非選擇題3．如圖所示，傳送帶與水平面之間的夾角θ＝30°，A、B兩點(diǎn)間的距離L＝5m，傳送帶在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下以v＝1m/s的速度沿順時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．現(xiàn)將一質(zhì)量m＝10kg的小物體(可視為質(zhì)點(diǎn))輕放在傳送帶的A點(diǎn)，已知小物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝eq\f(\r(3),2)，在傳送帶將小物體從A點(diǎn)傳送到B點(diǎn)的過程中(g取10m/s2)，求：(1)傳送帶對(duì)小物體做的功；(2)電動(dòng)機(jī)做的功．4．[2022·廣東佛山一中聯(lián)考]如圖所示，裝置的左邊AB部分是長為L1＝1m的水平面，一水平放置的輕質(zhì)彈簧左端固定并處于原長狀態(tài)；裝置的中間BC部分是長為L2＝2m的水平傳送帶，它與左右兩邊的臺(tái)面等高，并能平滑對(duì)接，傳送帶始終以v＝2m/s的速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；裝置的右邊是一光滑的曲面，質(zhì)量m＝1kg的小滑塊從其上距水平臺(tái)面h＝1m的D處由靜止釋放，并把彈簧最大壓縮到O點(diǎn)，OA間距x＝0.1m，并且彈簧始終處在彈性限度內(nèi)．已知物塊與傳送帶及左邊水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.25，取g＝10m/s2.(1)滑塊第一次到達(dá)B處的速度；(2)彈簧儲(chǔ)存的最大彈性勢(shì)能；(3)滑塊再次回到右邊曲面部分所能到達(dá)的最大高度．第44練（模型方法）“傳送帶”模型中的能量問題1．答案：BD解析：物塊的初速度大于傳送帶的速度，物塊受到的摩擦力向左，其向右勻減速運(yùn)動(dòng)直至與傳送帶共速，由動(dòng)能定理有－Wf＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up11(2),\s\do4(1))－eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up11(2),\s\do4(0))，得Wf＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up11(2),\s\do4(0))－eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up11(2),\s\do4(1))，故A錯(cuò)誤，B正確；物塊和傳送帶間摩擦生熱，相對(duì)位移為Δx＝eq\f(v0＋v1,2)·eq\f(v0－v1,μg)－v1·eq\f(v0－v1,μg)＝eq\f(（v0－v1）2,2μg)，故熱量為Q＝μmg·Δx＝eq\f(m（v0－v1）2,2)，故C錯(cuò)誤，D正確．2．答案：D解析：根據(jù)v-t圖像與時(shí)間軸圍成的“面積”等于物體的位移，可得0～8s內(nèi)物體的位移x＝eq\f(1,2)×2×（2＋4）m＋2×4m＝14m，故A錯(cuò)誤．物體運(yùn)動(dòng)的加速度a＝eq\f(Δv,Δt)＝1m/s2，根據(jù)μmgcos37°－mgsin37°＝ma解得μ＝0.875，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；0～8s內(nèi)物體的機(jī)械能的增加量等于物體重力勢(shì)能的增加量和動(dòng)能增加量之和，為ΔE＝mgxsin37°＋eq\f(1,2)m×（4m/s）2＝92J，故C錯(cuò)誤；0～8s內(nèi)只有前6s發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，0～6s內(nèi)傳送帶運(yùn)動(dòng)距離為x帶＝4×6m＝24m；0～6s內(nèi)物體位移為x物＝6m；則0～6s內(nèi)兩者相對(duì)位移Δx＝x帶－x物＝18m，產(chǎn)生的熱量為Q＝μmgcosθ·Δx＝126J，故D正確．3．答案：（1）255J（2）270J解析：（1）小物體加速過程中，根據(jù)牛頓第二定律有μmgcosθ－mgsinθ＝ma，解得a＝2.5m/s2.當(dāng)小物體的速度v＝1m/s時(shí)，位移x＝eq\f(v2,2a)＝0.2m，之后小物體以v＝1m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)．由功能關(guān)系得W＝ΔEp＋ΔEk＝mgLsinθ＋eq\f(1,2)mv2＝255J.（2）電動(dòng)機(jī)做功使小物體的機(jī)械能增加，同時(shí)小物體與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生熱量．由v＝at得t＝eq\f(v,a)＝0.4s，小物體與傳送帶的相對(duì)位移x′＝vt－eq\f(1,2)vt＝0.2m.則摩擦產(chǎn)生的熱量Q＝μmgx′cosθ＝15J，故電動(dòng)機(jī)做的功W電＝W＋Q＝270J．4．答案：（1）eq\r(10)m/s（2）2.75J（3）0.2m解析：（1）本題考查功能關(guān)系與曲線運(yùn)動(dòng)和多運(yùn)動(dòng)過程的結(jié)合．設(shè)滑塊第一次到達(dá)B處的速度為v1，對(duì)滑塊從D到B的過程，根據(jù)動(dòng)能定理得mgh－μmgL2＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up11(2),\s\do4(1))，解得v1＝eq\r(10)m/s.（2）滑塊從B到O過程，由能量守恒定律得Ep＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up11(2),\s\do4(1))－μmg（L1－x），解得Ep＝2.75J.（3）設(shè)滑塊再次到達(dá)B處的速度為v2，對(duì)滑塊第一次到達(dá)B到再次到達(dá)B的過程，根據(jù)動(dòng)能定理得－2μmg（L1－x）＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up11(2),\s\do4(2))－eq\f(1,/r/