（江蘇專版）2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 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

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qffx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v2v1，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v1b傳送帶對(duì)滑塊做功為mv22mv12c電動(dòng)機(jī)多做的功為2mv12d滑塊與傳送帶間摩擦產(chǎn)生的熱量為m(v1v2)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g10 m/s2.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)過程中傳送帶對(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，足夠長的傳送帶與水平方向的傾角為，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()圖3a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t0時(shí)刻，將質(zhì)量為1.0 kg的物塊(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1.0 s，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(g10 m/s2)，求：圖4(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l31.25 m，以v06 m/s順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)將一質(zhì)量m1 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r0.5 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)0.8，傳送帶與水平地面間夾角37，已知sin 370.6，cos 370.8，g10 m/s2，物體可視為質(zhì)點(diǎn)，求：圖5(1)物體在b點(diǎn)對(duì)軌道的壓力大??；(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)的速度大小答案精析1ad由于傳送帶足夠長，滑塊先向左減速至0再向右加速，由于v1v2，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v2v1，故a正確；根據(jù)動(dòng)能定理，傳送帶對(duì)滑塊做功wekmv12mv22，故b錯(cuò)誤；滑塊向左運(yùn)動(dòng)x1t1，摩擦力對(duì)滑塊做功：w1ffx1fft1又摩擦力做功等于滑塊動(dòng)能的變化量，即：w1mv22該過程中傳送帶的位移：x2v1t1摩擦力對(duì)傳送帶做功：w2ffx2ffv1t1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ffff聯(lián)立得：w2mv1v2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：x3t2摩擦力對(duì)滑塊做功：w3ffx3mv12該過程中傳送帶的位移：x4v1t22x3滑塊相對(duì)傳送帶的總位移：x相對(duì)x1x2x4x3x1x2x3系統(tǒng)克服滑動(dòng)摩擦力做功：w總ffx相對(duì)|w1|w2|w3m(v1v2)2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，qw總m(v1v2)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摩擦產(chǎn)生的熱量，即qwmv22mv12整理得：wqmv22mv12mv12mv1v2，故c錯(cuò)誤2bcd3acd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magsin mbg，則ma，b上升h，則a下降hsin ，則a重力勢(shì)能的減小量為epamaghsin 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；任意時(shí)刻a、b的速率相等，對(duì)b，克服重力做功的瞬時(shí)功率pbmgv，對(duì)a有：pamagvsin 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(1)(2)3.75 j解析(1)由題圖乙可知，物塊在前0.5 s的加速度為：a18 m/s2后0.5 s的加速度為：a22 m/s2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：mgsin mgcos ma1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：mgsin mgcos ma2聯(lián)立解得：(2)由vt圖線與t軸所圍面積意義可知，在前0.5 s，物塊對(duì)地位移為：x1t1則摩擦力對(duì)物塊做功：w1mgcos x1在后0.5 s，物塊對(duì)地位移為：x2t2則摩擦力對(duì)物塊做功w2mgcos x2所以傳送帶對(duì)物塊做的總功：ww1w2聯(lián)立解得：w3.75 j5(1)58 n(2)20 m/s解析(1)根據(jù)牛頓第二定律：mgcos mgsin ma解得：a0.4 m/s2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)