考前適應練十　動力學和能量觀點的綜合應用-原卷版

學而優(yōu)教有方考前適應練十動力學和能量觀點的綜合應用題型一傳送帶模型例1(多選)如圖所示為某建筑工地所用的水平放置的運輸帶，在電動機的帶動下運輸帶始終以恒定的速度v0＝1m/s順時針傳動．建筑工人將質量m＝2kg的建筑材料靜止地放到運輸帶的最左端，同時建筑工人以v0＝1m/s的速度向右勻速運動．已知建筑材料與運輸帶之間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.1，運輸帶的長度為L＝2m，重力加速度大小為g＝10m/s2.以下說法正確的是()A．建筑工人比建筑材料早到右端0.5sB．建筑材料在運輸帶上一直做勻加速直線運動C．因運輸建筑材料電動機多消耗的能量為1JD．運輸帶對建筑材料做的功為1J變式訓練1如圖所示，繃緊的傳送帶與水平面的夾角θ＝30°，傳送帶在電動機的帶動下，始終保持v0＝2m/s的速率運行，現(xiàn)把一質量為m＝10kg的工件(可視為質點)輕輕放在傳送帶的底端，經過時間t＝1.9s，工件被傳送到h＝1.5m的高處，g取10m/s2，求：(1)工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù)；(2)電動機由于傳送工件多消耗的電能．題型二滑塊—木板模型綜合分析例2(多選)如圖甲所示，一長木板靜止在水平地面上，在t＝0時刻，一小物塊以一定速度從左端滑上長木板，之后長木板運動的v－t圖像如圖乙所示，已知小物塊與長木板的質量均為m＝1kg，已知木板足夠長，g取10m/s2，則()A．小物塊與長木板間動摩擦因數(shù)μ＝0.5B．在整個運動過程中，物塊與木板構成的系統(tǒng)所產生的熱量70JC．小物塊的初速度為v0＝12m/sD．0～2s與2～3s物塊和木板構成的系統(tǒng)機械能減少量之比為17∶1變式訓練2如圖所示，水平地面上有一長L＝2m、質量M＝1kg的長板，其右端上方有一固定擋板．質量m＝2kg的小滑塊從長板的左端以v0＝6m/s的初速度向右運動，同時長板在水平拉力F作用下以v＝2m/s的速度向右勻速運動，滑塊與擋板相碰后速度為0，長板繼續(xù)勻速運動，直到長板與滑塊分離．已知長板與地面間的動摩擦因數(shù)μ1＝0.4，滑塊與長板間的動摩擦因數(shù)μ2＝0.5，重力加速度g取10m/s2.求：(1)滑塊從長板的左端運動至擋板處的過程，長板的位移x；(2)滑塊碰到擋板前，水平拉力大小F；(3)滑塊從長板的左端運動至與長板分離的過程，系統(tǒng)因摩擦產生的熱量Q.題型三多運動組合問題例3某游樂場的游樂裝置可簡化為如圖所示的豎直面內軌道BCDE，左側為半徑R＝0.8m的光滑圓弧軌道BC，軌道的上端點B和圓心O的連線與水平方向的夾角α＝30°，下端點C與粗糙水平軌道CD相切，DE為傾角θ＝30°的光滑傾斜軌道，一輕質彈簧上端固定在E點處的擋板上．現(xiàn)有質量為m＝1kg的小滑塊P(可視為質點)從空中的A點以v0＝eq\r(2)m/s的初速度水平向左拋出，恰好從B點沿軌道切線方向進入軌道，沿著圓弧軌道運動到C點之后繼續(xù)沿水平軌道CD滑動，經過D點(不計經過D點時的能量損失)后沿傾斜軌道向上運動至F點(圖中未標出)，彈簧恰好壓縮至最短．已知C、D之間和D、F之間距離都為1m，滑塊與軌道CD間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.5，重力加速度g＝10m/s2，不計空氣阻力．求：(1)小滑塊P經過圓弧軌道上B點的速度大??；(2)小滑塊P到達圓弧軌道上的C點時對軌道壓力的大小；(3)彈簧的彈性勢能的最大值；(4)試判斷滑塊返回時能否從B點離開，若能，求出飛出B點的速度大??；若不能，判斷滑塊最后位于何處．變式訓練3如圖所示，豎直放置的半徑為R＝0.2m的螺旋圓形軌道BGEF與水平直軌道MB和BC平滑連接，傾角為θ＝30°的斜面CD在C處與直軌道BC平滑連接．水平傳送帶MN以v0＝4m/s的速度沿順時針方向運動，傳送帶與水平地面的高度差為h＝0.8m，MN間的距離為LMN＝3.0m，小滑塊P與傳送帶和BC段軌道間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，軌道其他部分均光滑．直軌道BC長LBC＝1m，小滑塊P質量為m＝1kg.重力加速度g取10m/s2.(1)若滑塊P第一次到達與圓軌道圓心O等高的F點時，對軌道的壓力剛好為零，求滑塊P從斜面靜止下滑處與BC軌道高度差H；(2)若滑塊P從斜面高度差H′＝1.0m處靜止下滑，求滑塊從N點平拋后到落地過程的水平位移；(3)滑塊P在運動過程中能兩次經過圓軌道最高點E點，求滑塊P從斜面靜止下滑的高度差H的范圍．課時精練1.如圖所示，足夠長的水平傳送帶以恒定速率v勻速運動，某時刻一個質量為m的小物塊，以大小也是v、方向與傳送帶的運動方向相反的初速度沖上傳送帶，最后小物塊的速度與傳送帶的速度相同．在小物塊與傳送帶間有相對運動的過程中，滑動摩擦力對小物塊做的功為W，小物塊與傳送帶間因摩擦產生的熱量為Q，則下列判斷中正確的是()A．W＝0，Q＝mv2B．W＝0，Q＝2mv2C．W＝eq\f(mv2,2)，Q＝mv2D．W＝mv2，Q＝2mv22.(多選)如圖所示，質量m＝1kg的物體從高為h＝0.2m的光滑軌道上P點由靜止開始下滑，滑到水平傳送帶上的A點，物體和傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.2，傳送帶A、B之間的距離為L＝5m，傳送帶一直以v＝4m/s的速度勻速運動，則(g取10m/s2)()A．物體從A運動到B的時間是1.5sB．物體從A運動到B的過程中，摩擦力對物體做功為2JC．物體從A運動到B的過程中，產生的熱量為2JD．物體從A運動到B的過程中，帶動傳送帶轉動的電動機多做的功為10J3.(多選)如圖所示，質量為M、長度為L的小車靜止在光滑的水平面上．質量為m的小物塊(可視為質點)放在小車的最左端．現(xiàn)用一水平恒力F作用在小物塊上，使小物塊從靜止開始做勻加速直線運動．小物塊和小車之間的摩擦力大小為Ff，小物塊滑到小車的最右端時，小車運動的距離為x，在這個過程中，以下結論正確的是()A．小物塊到達小車最右端時具有的動能為F(L＋x)B．小物塊到達小車最右端時，小車具有的動能為FfxC．摩擦力對小物塊所做的功為Ff(L＋x)D．小物塊在小車上滑行過程中，系統(tǒng)產生的內能為FfL4．(多選)如圖所示，一傾角為θ＝37°的足夠長斜面體固定在水平地面上，質量為M＝2kg的長木板B沿著斜面以速度v0＝9m/s勻速下滑，現(xiàn)把質量為m＝1kg的鐵塊A無初速度放在長木板B的左端，鐵塊最終恰好沒有從長木板上滑下．已知A與B之間、B與斜面之間的動摩擦因數(shù)均為μ，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，則下列判斷正確的是()A．動摩擦因數(shù)μ＝0.5B．鐵塊A和長木板B共速后的速度大小為6m/sC．長木板的長度為2.25mD．從鐵塊放上長木板到鐵塊和長木板共速的過程中，鐵塊A和長木板B減少的機械能等于A、B之間摩擦產生的熱量5．(多選)如圖甲，一足夠長的傳送帶與水平面的夾角θ＝30°，皮帶在電動機的帶動下，速率始終不變．t＝0時刻在傳送帶適當位置放上一具有初速度的小物塊．取沿斜面向上為正方向，物塊在傳送帶上運動的速度隨時間的變化如圖乙所示．已知小物塊質量m＝1kg，g取10m/s2，下列說法正確的是()A．傳送帶順時針轉動，速度大小為2m/sB．傳送帶與小物塊之間的動摩擦因數(shù)μ＝eq\f(2\r(3),5)C．0～t2時間因摩擦產生熱量為27JD．0～t2時間內電動機多消耗的電能為28.5J6.如圖所示，光滑水平面上有一木板，質量M＝1.0kg，長度L＝1.0m．在木板的最左端有一個小鐵塊(可視為質點)，質量m＝1.0kg.小鐵塊和木板之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.30.開始時它們都處于靜止狀態(tài)，某時刻起對木板施加一個水平向左的拉力F將木板抽出，若F＝8N，g取10m/s2.求：(1)抽出木板的過程中摩擦力分別對木板和鐵塊做的功；(2)抽出木板的過程中由于摩擦產生的內能Q.7．如圖所示，一個可視為質點的小物塊的質量為m＝1kg，從光滑平臺上的A點以v0＝2m/s的初速度水平拋出，到達C點時，恰好沿C點的切線方向進入固定在水平地面上的光滑圓弧軌道，最后小物塊滑上緊靠軌道末端D點的質量為M＝3kg的長木板．已知長木板上表面與圓弧軌道末端切線相平，水平地面光滑，小物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)μ＝0.3，圓弧軌道的半徑為0.4m，C點和圓弧的圓心連線與豎直方向的夾角θ＝60°，不計空氣阻力，g取10m/s2.求：(1)小物塊剛到達圓弧軌道末端D點時對軌道的壓力；(2)要使小物塊不滑出長木板，長木板長度的最小值．8．跳臺滑雪運動員腳穿專用滑雪板，不借助任何外力，從起滑臺起滑，在助滑道上獲得高速度，于臺端飛出，沿拋物線在空中飛行，在著陸坡著陸后，繼續(xù)滑行至水平停止區(qū)靜止．如圖所示為一簡化后的跳臺滑雪的雪道示意圖．助滑坡由傾角為θ＝37°的斜面AB和半徑為R1＝10m的光滑圓弧BC組成，兩者相切于B.AB豎直高度差h1＝30m，豎直跳臺CD高度差為h2＝5m，著陸坡DE是傾角為θ＝37°的斜坡，長L＝130m，下端與半徑為R2＝20m的光滑圓弧EF相切，且EF下端與停止區(qū)相切于F.運動員從A點由靜止滑下，通過C點，以速度vC＝25m/s水平飛出落到著陸坡上，然后運動員通過技巧使垂直于斜坡速度降為0，以沿斜坡的分速度繼續(xù)下滑，經過EF到達停止區(qū)FG.若運動員連同滑雪裝備總質量為80kg.(不計空氣阻力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2)求：(1)運動員在C點對臺端的壓力大?。?2)滑板與斜坡AB間的動摩擦因數(shù)；(3)運動員在著陸坡上的落點距離D多遠；(4)運動員在停止區(qū)靠改變滑板方向增加制動力，若運動員想在60m之內停下，制動力至少是總重力的幾倍．(設兩斜坡粗糙程度相同，計算結果保留兩位有效數(shù)字)9.如圖所示，水平傳送帶足夠