摩擦力做功及傳送帶中的能量問題

1、9月6日 摩擦力做功及傳送帶中的能量問題高考頻度：難易程度：如圖所示，足夠長的傳送帶與水平方向的夾角為，物塊a通過平行于傳送帶的輕繩跨過光滑定滑輪與物塊b相連，b的質(zhì)量為m。開始時，a、b及傳送帶均靜止，且a不受摩擦力作用。現(xiàn)讓傳送帶逆時針勻速轉(zhuǎn)動，在b由靜止開始上升h高度(未與定滑輪相碰)過程中 Aa的重力勢能減少mghB摩擦力對a做的功等于a機械能的增量C摩擦力對a做的功等于a、b動能增加量之和D任意時刻，重力對a、b做功的瞬時功率大小相等【參考答案】ACD【知識補給】摩擦力做功的特點靜摩擦力：可以不做功，可以做正功，也可以做負(fù)功；相互作用的系統(tǒng)內(nèi)，一對靜摩擦力所做共的代數(shù)和為零；在靜摩擦

2、力做功的過程重，只有機械能的相互轉(zhuǎn)化，而沒有機械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能?；瑒幽Σ亮Γ豢梢圆蛔龉?，可以做正功，也可以做負(fù)功；相互作用的系統(tǒng)內(nèi)，一對滑動摩擦力所做功的代數(shù)和總為負(fù)值，其絕對值等于滑動摩擦力與相對路程的乘積，等于系統(tǒng)損失的機械能，在滑動摩擦力做功的過程中，既有機械能的相互轉(zhuǎn)移，又有機械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。在傳送帶模型中，物體和傳送帶由于摩擦而產(chǎn)生的熱量等于摩擦力乘以相對路程，即。如圖所示，白色傳送帶與水平面夾角為37°，以10 m/s的恒定速率沿順時針方向轉(zhuǎn)動。在傳送帶上端A處無初速度地輕放一個質(zhì)量為1 kg的小煤塊(可視為質(zhì)點)，它與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.5。已知傳送

3、帶上端A到下端B的距離為16 m，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，重力加速度g=10 m/s2。則在小煤塊從A運動到B的過程中A運動的時間為2 sB小煤塊在白色傳送帶上留下的黑色印記長度為6 mC小煤塊和傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量為24 JD小煤塊對傳送帶做的總功為0（2017·山西太原高一期末）關(guān)于重力，摩擦力做功的敘述，正確的是A重力對物體做功只與始、末位置有關(guān)，而與路徑無關(guān)B物體克服重力做了多少功，物體的重力勢能就減少多少C摩擦力對物體做功與路徑無關(guān)D摩擦力對物體做功，物體動能一定減少（2017·山西太原高三月考）如圖所示，傳送帶以恒

4、定速率順時針運行。將物體輕放在傳送帶底端，第一階段物體被加速，第二階段物體做勻速運動到達(dá)傳送帶頂端。下列說法中正確的是A第一階段摩擦力對物體做正功，第二階段摩擦力對物體不做功B第一階段摩擦力對物體做的功等于第一階段物體動能的增加C全過程摩擦力對物體做的功等于全過程物體機械能的增加D第一階段物體和傳送帶間的摩擦生熱等于第一階段物體動能的增加（2017·河南周口高三期末）如圖所示，質(zhì)量為m的物塊與水平轉(zhuǎn)臺之間有摩擦，物塊與轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)軸相距R，物塊隨轉(zhuǎn)臺由靜止開始轉(zhuǎn)動并計時，在t1時刻轉(zhuǎn)速達(dá)到n，物塊即將開始滑動，保持轉(zhuǎn)速n不變，繼續(xù)轉(zhuǎn)動到t2時刻。則A在0t1時間內(nèi)，摩擦力做功為零B在0t1

5、時間內(nèi)，摩擦力做功為C在0t1時間內(nèi)，摩擦力做功為D在t1t2時間內(nèi)，摩擦力做功為mgR（2017·河南六市高三聯(lián)考）如圖所示，傳送帶I與水平面央角為30°，傳送帶與水平面夾角為37°，兩傳送帶與一小段光滑的水平面BC平滑連接，兩傳送帶均順時針勻速率運行。現(xiàn)將裝有貨物的箱子輕放至傳送帶I的A點，運送到水平面上后，工作人員將箱子內(nèi)的物體取出，箱子速度不變繼續(xù)運動到傳送帶上，傳送帶的D點與高處平臺相切。已知箱子的質(zhì)量m=l kg，傳送帶I的速度1=8 m/s，AB長L1=15.2 m，與箱子間的動摩擦因數(shù)為，傳送帶的速度2=5 m/s，CD長L2=8.2 m。箱子與傳

6、送帶間的動摩擦因數(shù)為2=0.5，已知sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，g=10 m/s2。（1）求裝著物體的箱子在傳送帶I上運動的時間；（2）通過計算說明箱子能否被運送到高處平臺上（能達(dá)到D點就認(rèn)為可運送到平臺上）；（3）求箱子在傳送帶上向上運動的過程中產(chǎn)生的內(nèi)能?！緟⒖即鸢浮緼CD 設(shè)小煤塊經(jīng)時間t1與傳送帶共速，則t1=，a1=gsin +gcos ，可得t1=1 s，小煤塊下滑s1=5 m<16 m，設(shè)小煤塊繼續(xù)下滑到B用時t2，則s2=Ls1=vt2+，a2=gsin gcos ，可得t2=1 s，小煤塊從A到B用時2 s；小煤塊先相對傳送帶向上

7、滑動s1=vt1=5 m，后相對傳送帶向下滑動s2=1 m，故小煤塊在傳送帶上留下的黑色印記長度為5 m；小煤塊和傳送帶間的摩擦力大小為f=mgcos =4 N，因摩擦產(chǎn)生的熱量Q=f(s1+s2)=24 J；小煤塊對傳送帶做的總功為W=fvt1+fvt2=0。A 重力對物體做功只與始、末位置有關(guān)，而與路徑無關(guān)，故A正確。物體克服重力做了多少功，物體的重力勢能就增加多少物體重力做了多少功，物體的重力勢能就減少多少，故B錯誤。摩擦力對物體做功與路徑有關(guān)，故C錯誤。摩擦力可以對物體做正功，物體的動能可以增大，如物體輕輕放在水平運動的傳送帶上時摩擦力對物體做正功，物體的動能增加，故D錯誤。故選A?！?/p>

8、名師點睛】解答此題要知道：重力對物體做功只與始、末位置有關(guān)，而與路徑無關(guān)。物體克服重力做了多少功，物體的重力勢能就增加多少。摩擦力對物體做功與路徑有關(guān)。摩擦力也可以對物體做正功。C 第一階段滑動摩擦力對物體做功，第二階段靜摩擦力對物體做功；第一階段和全過程一樣，重力以外的其它力就是摩擦力，因此摩擦力做的功等于物體機械能的增加；第一階段物體的平均速度是傳送帶速度的一半，因此物體的位移s1恰好等于物體和傳送帶間相對移動的距離d。摩擦生熱Q=fd=fs1，等于物塊機械能增加而不是動能的增加。（1）t=3.5s （2）s=8.2m，恰能到平臺 （3）Q=26.8 J（1）設(shè)箱子和貨物的總質(zhì)量為，箱子在傳送帶上，根據(jù)牛頓第二定律：垂直傳送帶方向，合力為零，故： 滑動摩擦力為：整理可以得到：根據(jù)運動學(xué)公式：整理可以得到：則知箱子與傳送帶共速后做勻速運動根據(jù)速度公式：則：與傳送帶一起勻速運動：則：故總時間為：（2）在傳送帶上箱子先向上做勻