2020屆高考物理二輪復習能量和動量微專題突破能量專題問題中的“傳送帶”模型和“板塊”模型

1、能量專題問題中的“傳送帶”模型和“板塊”模型1如圖所示,某滑翔愛好者利用無動力滑翔傘在高山頂助跑起飛，在空中完成長距離滑翔后安全到達山腳下。他在空中滑翔的過程中（）A. 只有重力做功B. 重力勢能的減小量大于重力做的功C重力勢能的減小量等于動能的增加量D.動能的增加量等于合力做的功2、如圖，木塊m放在光滑的水平面上，一顆子彈水平射入木塊中，子彈受到的平均作用力為f ,射入深度為d，此過程中木塊移動了s,則（A. 子彈損失的動能為fsB. 木塊增加的動能為 f （s d）C. 子彈動能的減少等于木塊動能的增加D. 子彈、木塊系統(tǒng)總機械能的損失為fd3、水平傳送帶以速度 v勻速轉(zhuǎn)動，把一質(zhì)量為m的

2、小木塊A由靜止輕放在傳送帶上，若小木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為如圖所示，在小木塊與傳送帶相對靜止時，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的能量為（）A. mv22B. 2mvC.mvD.1 2 mv24、如圖所示,固定在水平面上的光滑斜面傾角為0=30° ,物體A B通過細繩及輕彈簧連接于光滑輕滑輪兩側，P為固定在斜面上且與斜面垂直的光滑擋板，物體A、B的質(zhì)量分別為 m和4m開始時用手托住物體 A滑輪兩邊的細繩恰好伸直，且左邊的細繩與斜面平行，彈簧處 于原長狀態(tài)，A距離地面高度為h,放手后A從靜止開始下落，在A下落至地面前的瞬間，物體B恰好對擋板無壓力，不計空氣阻力，下列關于物體 A的說法正確的是（）A. 在

3、下落至地面前的過程中機械能守恒B. 在下落至地面前的瞬間速度不一定為零C. 在下落至地面前的過程中輕彈簧對A做的功為-mghD. 在下落至地面前的過程中可能一直在做加速運動5、如圖所示,質(zhì)量為m、長為L的木板置于光滑的水平面上，一質(zhì)量為m的滑塊（視為質(zhì)點） 放置在木板左端，滑塊與木板間滑動摩擦力的大小為 f,用水平的恒定拉力 F作用于滑塊.當 滑塊從靜止開始運動到木板右端時，木板在地面上移動的距離為s,滑塊速度為V1,木板速度為V2,下列結論中正確的是（）A. 滑塊克服摩擦力所做的功為f(L+s)1B. 木板滿足關系：f(L s) mv222CUI212C. F L s mv mv22 2D.

4、 其他條件不變的情況下,F越大,滑塊與木板間產(chǎn)生的熱量越多6、如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動的電動機帶動下，足夠長的水平傳送帶以恒定速率V，勻速順時針V2(V2 Vi )滑上傳送帶，最后滑塊返運動，一質(zhì)量為m的滑塊從傳送帶右端以水平向左的速率回傳送帶的右端。下列關于這一過程的判斷中正確的有A.滑塊返回傳送帶右端的速率為B.此過程中傳送帶對滑塊做功為1 2一 mVi2 11 2mV22 2C.此過程中電動機因傳送滑塊多做的功為c 22mV1D.此過程中滑塊與傳送帶間摩擦產(chǎn)生的熱量為1 m(V1222、V2 )7、如圖所示，在光滑的水平面上有一個質(zhì)量為M的木板B處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)有一個質(zhì)量為m的木塊A在B的左

5、端以初速度 V。開始向右滑動，已知M，用和分別表示木v隨時塊A和木板B的圖像，在木塊 A從B的左端滑到右端的過程中，下面關于速度間t、動能Ek隨位移s的變化圖像,其中可能正確的是(A.C.D.8、在光滑水平面上，質(zhì)量均為m的甲、乙兩輛小車，分別以v和2v的速度相向而行，相遇后兩小車粘合在一起，下列說法正確的是（）A. 兩小車粘合后可能靜止1 2B. 兩小車粘合過程中機械能損失mv2C兩小車粘合后速度方向與乙車原來的運動方向相同3D.兩小車粘合過程中甲車對乙車的沖量大小為mv29、 矩形滑塊由不同材料的上、 下兩層粘合在一起組成，將其放在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的子彈以速度v水平射向滑塊若射擊下

6、層，子彈剛好不射出；若射擊上層，則子彈剛好能射穿一半厚度，如圖所示則上述兩種情況相比較（）A.子彈的末速度大小相等C.子彈對滑塊做的功不相同B.系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量一樣多D.子彈和滑塊間的水平作用力一樣大10、如圖所示，長木板A放在光滑的水平面上，質(zhì)量為m=4kg的小物體B以水平速度vo=2m/s 滑上原來靜止的長木板 A的上表面，由于A、B間存在摩擦，之后A、B速度隨時間變化情況 如圖乙所示，取g=10m/s2,則下列說法正確的是（）* En/fEn-H"1)1二A»»1 靜A.木板A獲得的動能為2JB.系統(tǒng)損失的機械能為 2JC. 木板A的最小長度為2m D.A、B

7、間的動摩擦因數(shù)為 0.111、已知一足夠長的傳送帶與水平面的傾角為，以一定的速度勻速運動。某時刻在傳送帶適當?shù)奈恢梅派暇哂幸欢ǔ跛俣鹊奈飰K（如圖甲所示），以此時為t=0時刻記錄了小物塊之后在傳送帶上運動速度隨時間的變化關系，如圖乙所示（圖中取沿斜面向上的運動方向為正方向，其中兩坐標大小 v 掘）。已知傳送帶的速度保持不變。（g取10m/s2）則（ ）A. 0 ti內(nèi)，物塊對傳送帶做負功B. 物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為，tan1 2 1 2C. 0 t2內(nèi),傳送帶對物塊做功為W mv2 一 mw2 2D. 系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量大小一定大于物塊動能的變化量大小12、傳送帶是現(xiàn)代自動化產(chǎn)業(yè)中應用非常廣泛

8、的一種傳動裝置，如圖所示，在一水平向右勻速傳輸?shù)淖銐蜷L的傳送帶的左端A點，每隔相同的時間T,輕放上一個相同質(zhì)量的小煤塊。已知煤塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)均為，煤塊的質(zhì)量為m，經(jīng)測量，發(fā)現(xiàn)右邊那些已經(jīng)和傳送帶達到相同速度的煤塊之間的距離相同且均為X，而且每個煤塊在傳送帶上均留下長為L的擦痕，重力加速度為g，下列判斷正確的有（）A.傳送帶的速率為2LTB. 煤塊加速運動的時間為C. 和傳送帶達到相同速度的煤塊之間的距離為D. 傳送帶因傳送每一個煤塊而多消耗的能量為X T 2 gLmL2T213、如圖甲所示，一傾角為37°的傳送帶以恒定速度運行?，F(xiàn)將一質(zhì)量m= 1 kg的物體拋上傳送帶，物體

9、相對地面的速度隨時間變化的關系如圖乙所示，取沿傳送帶向上為正方向，g = 10 m/s2 , sin 37 =0.6 , cos 37 =0.8 :求：(1) 物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)；(2) 0-8s內(nèi)物體運動的位移；(3) 0-8s內(nèi)物體機械能的增加量。14、如圖所示，某同學設計一個游戲裝置，用彈簧制作的彈射系統(tǒng)將小球從管口P彈出，右側水平距離為L,豎直高度為H=0.5m處固定一半圓形管道,管道所在平面豎直,半徑R=0.75m, 內(nèi)壁光滑。通過調(diào)節(jié)立柱Q可以改變彈射裝置的位置及傾角，若彈出的小球從最低點 M沿切線方向進入管道，從最高點N離開后能落回管口 P,則游戲成功。小球質(zhì)量為0.2k

10、g,半徑略小2于管道內(nèi)徑，可視為質(zhì)點，不計空氣阻力,g取10m/s。該同學某次游戲取得成功 ，試求：丹；(1) 水平距離L;(2) 小球在N處對管道的作用力；(3) 彈簧儲存的彈性勢能。15、如圖所示，質(zhì)量M=1kg且足夠長的木板靜止在水平面上，與水平面間動摩擦因數(shù)2 0.1。現(xiàn)有一質(zhì)量 m=2kg的小鐵塊以V。 3m/s的水平速度從左端滑上木板，鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)10.2。重力加速度g=10m / s2。求：(1) 鐵塊剛滑上木板時，鐵塊和木板的加速度分別多大？(2) 木板的最大速度多大 ？(3 )從木板開始運動至停止的整個過程中，木板在地面上發(fā)生的位移是多少？(4 )從木板開始運動至停

11、止的整個過程中，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量是多少？答案以及解析1答案及解析：答案：D解析：A項：滑翔的過程中除重力做功外，還有空氣阻力做功，故A錯誤；B項：由功能關系可知，重力勢能的減小量等于重力做的功，故B錯誤；C項：由能量守恒可知，重力勢能的減小量等動能的增加和克服阻力所做的功，故C錯誤；D項：由動能定理可知，合外力所做的功等于動能的變化量，故D正確。故應選D。2答案及解析：答案：D解析：子彈克服阻力做功為 Wf f(s d)，子彈損失的動能為 f(s d),A錯；f對木塊做 的功為Wf =fs，木塊增加的動能為 fs，B錯；由功能關系知，子彈減少的動能等于木塊增加的 動能與子彈和木塊系統(tǒng)增加的內(nèi)能之

12、和，C錯；子彈和木塊組成的系統(tǒng)機械能的損失量等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量，等于fd，D正確。3答案及解析：答案：D解析：相對滑動時木塊的加速度 ag，從放上至相對靜止所用時間 t - 一，此過程中a g2 2傳送帶相對地的位移 x-i vt 木塊相對地的位移為 x2t 摩擦力對木塊做的g22 g功等于木塊動能的增加量,Ej W1mgx2 mv2傳送帶克服摩擦力做的功2W2mgx mV此過程中傳送帶克服摩擦力做功，將傳送帶的能量轉(zhuǎn)化為木塊的動能及1內(nèi)能.|由能量守恒定律知,轉(zhuǎn)化的內(nèi)能為 VE W2 Wmv2故D正確4答案及解析：答案：C解析：物體A在下落到地面的瞬間,彈簧的拉力T=4mgsin 0 =2

13、mg彈簧對A有向上的拉力2mg在下落的過程中有一部分能量轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，故A的機械能不守恒，A錯誤;對物體A而言,重力對它做正功 mgh彈簧彈力對它做負功° 2mg hmgh ,C正確；合外力對A做的2總功為零，根據(jù)動能定理可知物體 A落到地面前的瞬間速度一定為零 ,B錯誤;在下落到地面前的過程中，A先做加速度減小的加速運動，后做加速度增大的減速運動 ，D錯誤。5答案及解析：答案：A解析：A、當滑塊從靜止開始運動到木板右端時，發(fā)生的位移為L+s(相對于地)，滑塊克服摩擦力所做的功為f(L+s).故A正確.1 2B對木板，由動能定理有:fs=mv2 .故B錯誤.1 1C、滑塊與木

14、板間產(chǎn)生的熱量 Q=fL,根據(jù)能量守恒定律知：F(L+s)=Q+ 2 mv + - mv2,可丄 1得,F(L+s) - fL=mv2+mv?2 .故 C錯誤.D由Q=fL,知F增大時,Q不變，故D錯誤.故選:A6答案及解析：答案：B解析：由于傳送帶足夠長，滑塊在傳送帶上向左做勻減速直線運動，速度減小到零后向右做勻加速直線運動，速度增大到V后做速度為V的勻速直線運動，所以滑塊返回傳送帶右端的速率為v1，選項A錯誤；由動能定理可得，此過程中傳送帶對滑塊做功為1 mv12 1 mv22 ,2 2選項B正確；此過程中滑塊與傳送帶間摩擦產(chǎn)生的熱量等于二者相對滑動距離與摩擦力的乘積，等于1 m(w2 v

15、22)，選項D錯誤;由能量守恒定律得，此過程中電動機因傳送滑塊多2做的功等于傳送帶與滑塊相對滑動產(chǎn)生的熱量和傳送帶對滑塊做功之和，不等于2mv12，選項C錯誤。7答案及解析：答案：D解析：木塊滑上木板，A做勻減速直線運動，B做勻加速直線運動，根據(jù)牛頓第二定律得：aA g g，aB，已知M m，aA aB ,圖線斜率的絕對值大于圖線斜率mM的絕對值，故A、B項錯誤。根據(jù)動能定理得，對A有： mgs Ek Ek0，Ek Ek0 mgs。 對B有：mgs Ek，由動能定理的表達式可知， Ek與s圖線斜率的絕對值可以相等， 故C 項錯誤，D項正確。綜上所述，本題選 D。8答案及解析：答案：CD解析：由

16、于乙車速度較大，動量較大，系統(tǒng)總動量不為零，總動量方向與乙車原來的速度方向相同,根據(jù)動量守恒定律，兩小車粘合后速度方向與乙車原來的運動方向相同,A錯誤,C正確;選取乙車原來的速度方向為正方向，由動量守恒定律,m 2v mv 2mv',解得v'-。兩小車粘2合過程中機械能損失E m(2v)21 2 -mv12§22mv' -mv ,B錯誤；由動定理可知，兩小車2224粘合過程中甲車對乙車的沖量為1mv' m2v33-mv,大小為一 mv,D 正確。2 29答案及解析：答案：AB解析：根據(jù)動量守恒知，最后物塊獲得的速度(最后物塊和子彈的公共速度)是相同的，

17、所以A 選項是正確的；子彈嵌入下層或上層過程中 ，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量都等于系統(tǒng)減少的動能 ，而子彈 減少的動能一樣多（子彈初末速度分別相等）;物塊能加的動能也一樣多，則系統(tǒng)減少的動能 樣,故系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量一樣多所以B選項是正確的；物塊獲得的動能是相同的，根據(jù)動能定理 物熱量一樣多，產(chǎn)生的熱量Q F L相對，因為子彈相對木塊的位移兩次是不相同的 ，所以子彈 和滑塊間的水平作用力不一樣大 故D錯誤；所以AB選項是正確的 10答案及解析：答案：AD解析：由圖知，木板獲得的速度為 v=1m/s,根據(jù)動量守恒定律得：mvo=（M+m）v,則得，木板A的質(zhì)量為 M=4kg.木板獲得的動能為：Ek=Mv2/2=

18、2J.A正確；由圖得到:0-1s內(nèi)B的位移為11xB = （2+1） 1m=1.5m，A 的位移為 xA=- xixim=0.5m，22木板A的最小長度為L=xB-xA=1m.C錯誤；由斜率大小等于加速度大小 ，得到B的加速度大小為a=1m/ s2,t根據(jù)牛頓第二定律得：umg=mBa代入解得，卩=0.1.正確。系統(tǒng)損失的機械能為 E=u mgL=0.1X 4X 10X 1J=4J.錯誤.11答案及解析：答案：AD解析：由圖知，物塊先向下運動后向上運動，則知傳送帶的運動方向應向上 .0 ti內(nèi)，物塊對傳 送帶的摩擦力方向沿傳送帶向下，則物塊對傳送帶做負功.所以A選項是正確的.、在t1 t2內(nèi)，

19、物塊向上運動，則有 mg cos mg sin ，得 tan .故B錯誤.0 t2內(nèi)，由圖 面積”等于位移 可以知道，物塊的總位移沿斜面向下，高度下降，重力對物塊做正功，設為WG，根據(jù)動能定理 得:W WG -mvf - mvf，則傳送帶對物塊做功 W - mv| - mvf .故 C錯誤.物塊的重力勢22 22能減小、動能也減小都轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能，則由能量守恒得知，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量大小一定大于物塊動能的變化量大小 .所以D選項是正確的.所以AD選項是正確的。12答案及解析：答案：BC解析：煤塊在傳送帶上先做勻加速直線運動，與傳送帶共速后做勻速直線運動，設每個2Vx vt 2 g煤塊勻加速運

20、動的時間為t,傳送帶的速度為 V,煤塊的加速度為 a g,從A點到煤塊與傳送帶共速的過程，t V ,煤塊與傳送帶相對滑動的位移為a且 x L,故傳送帶運動的速率為v 2 gL ,故A錯誤;煤塊加速時間 t與T無關,t V 2L ,故B正確；每個煤塊滑上傳送帶后運動的規(guī)律均相同，可知x vT T 2 gL,故C正確；每個煤塊與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量為Q mg xmgL,根據(jù)能量守恒知，傳送帶因傳送一個煤塊多消耗的能量為1 2E - mv Q 2 mgL ,故 D 錯誤。213答案及解析：答案：(1)0.875(2) 14m(3)90J解析(1)由圖象可知，傳送帶沿斜向上運動，物體放到傳送帶上的初速度方向 是沿斜面向下的，且加速大小為a 1m/s2的勻減速直線運動，由牛頓第二定律 得： mg cos mg sin ma解得：尸0.875(2) v-t圖象與時間軸圍成的“面積”大小等于物體的位移，2 6 1可得08 s內(nèi)物體的位移x 4 - 2 14m