2020年高考物理考點(diǎn)練習(xí)3.17 傳送帶問題(能力篇)(解析版)

1、2020年高考物理100考點(diǎn)最新模擬題千題精練第三部分牛頓運(yùn)動(dòng)定律專題3.17傳送帶問題（能力篇）一選擇題1.（6分）（2019石家莊二模）傳送帶在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中都有著廣泛的應(yīng)用。如圖甲，傾角為0的傳送帶以恒定速率逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)將m=2kg的貨物放在傳送帶上的A點(diǎn)，貨物與傳送帶的速度v隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙，整個(gè)過程傳送帶是繃緊的，貨物經(jīng)過1.2s到達(dá)B點(diǎn)，已知重力加速度g=10m/s2.下列說法正確的是（）A.貨物在0.2-1.2s內(nèi)的加速度大小為1m/s2B. A、B兩點(diǎn)的距離為1.5mC. 貨物從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中，貨物與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量為2.4JD. 貨物從A運(yùn)動(dòng)到B

2、的過程中，傳送帶對(duì)貨物做的功為6.4J【參考答案】AC名師解析】由加速度的定義知：貨物在0.2-1.2s內(nèi)的加速度為:a_Av_2-1a2_1.27.2m/s2=1m/s2，故A正確；物塊在傳送帶上先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度達(dá)到傳送帶速度，仍做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所以物塊由A到B的間距對(duì)應(yīng)圖象所圍梯形的“面積”，為：x_*x1x0.2+*x（1+2）x1_1.6m。故B錯(cuò)誤；由v-t圖象可知，物塊在傳送帶上先做a1勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為：a_¥_5m/s2，對(duì)物體受摩擦力，方向向下,重力和支持力，得：mgsin0+pmgcos0_ma同理，做a2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，對(duì)物體受力分析受摩擦力

3、，方向向上，重力和支持力，得:mgsinO-ymgcosO_ma2聯(lián)立解得：sin0_0.3,ygcos0_2.根據(jù)功能關(guān)系，貨物與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量等于摩擦力乘以相對(duì)位移，f_ymgcos0_4N,做a1勻加速直線運(yùn)動(dòng)，位移為：Xj_x1x0.2_0.1m，皮帶位移為：x+_1x0.2_0.2m,相對(duì)位移為：x1_x-xt_0.212皮1皮1-O.l=O.lm,同理：做a勻加速直線運(yùn)動(dòng)，位移為：xo=x(1+2)xl=1.5m,x=1x1=1m，相對(duì)位222皮2移為：AXcUXc-x=0.5m,故兩者之間的總相對(duì)位移為：x=Axi+Ax2=0.6m,22皮2l2貨物與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量為

4、：Q=W=仏x=4xO.6J=2.4J,故C正確；根據(jù)功能關(guān)系，由C中可知：f=ymgcosO=4N，做a1勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由圖象知位移為：xi=0.1m,物體受摩擦力，方向向下，摩擦力做正功為：Wf1=fX=4x0.1=0.4J,同理做a2勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由圖象知位移為：x2=1.5m，物體受摩擦力，方向向上，摩擦力做負(fù)功為：Wf2=-fx2=-4x1.5=-6J,所以整個(gè)過程，傳送帶對(duì)貨物做功大小為：6J-0.4J=5.6J,故D錯(cuò)誤。2.(2019山東大聯(lián)考三模)如圖所示，白色傳送帶A、B兩端距離L=14m，以速度v=8m/s逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，并且傳送帶與水平面的夾角為0=37°

5、，現(xiàn)將一質(zhì)量為m=2kg的煤塊輕放在傳送帶的A端，煤塊與傳送帶間動(dòng)摩擦因數(shù)卩=0.25,>取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,則下列敘述正確的是()A. 煤塊從A端運(yùn)動(dòng)到B端所經(jīng)歷時(shí)間為"B. 煤塊運(yùn)動(dòng)到B端時(shí)重力的瞬時(shí)功率為120WC. 煤塊從A端運(yùn)動(dòng)到B端在傳送帶上留下的黑色痕跡為4mD. 煤塊從A端運(yùn)動(dòng)到B端因摩擦產(chǎn)生的熱量為8J【參考答案】C【名師解析】煤塊放在傳送帶后受到沿斜面向下的滑動(dòng)摩擦力作用，一定先向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)經(jīng)過時(shí)間t1,煤塊的速度與傳送帶相同，勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a1,則根據(jù)牛頓第二定律得：mg

6、sin0+gmgcos0=ma1，可得a1=g(sin0+ycos0)=8m/s2由vaj得q=1s，此過程通過的位移大小為X=二t=4mVL。由于mgsin0>ymgcos0.故煤塊速度大小等于傳送帶速度大小后，繼續(xù)勻加速向下運(yùn)動(dòng)，受到的滑動(dòng)摩擦力沿斜面向上。設(shè)煤塊接著做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度為a2，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2，則mgsin0-pmgcos0=ma2，可得a2=g(sin0-gcos0)=4m/s2由L-X=v0t2+丁.疋主，代入數(shù)據(jù)得：t2=1s。故煤塊從A到B的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是t=t+t2=2s。故A錯(cuò)誤。煤塊從A端運(yùn)動(dòng)到B端時(shí)速度v=v0+a2t2=12m/s，此時(shí)重力的瞬時(shí)功率為

7、P=mgvsinO=144W,故B錯(cuò)誤。由于兩個(gè)過程煤塊與傳送帶間的相對(duì)位移大小(vN-X)】(L-x1)-v0t2,所以煤塊從A端運(yùn)動(dòng)到B端留下的黑色痕跡長度為S=v0t1-x1=4m。故C正確。煤塊從A端運(yùn)動(dòng)到B端因摩擦產(chǎn)生的熱量為Q=ymgcosO(v0t-x)+(L-X)-v0t2,代入數(shù)據(jù)解得：Q=24J，故D錯(cuò)誤?！娟P(guān)鍵點(diǎn)撥】對(duì)煤塊進(jìn)行受力分析，開始時(shí)，受到重力、支持力、向下的滑動(dòng)摩擦力，處于加速階段；當(dāng)速度等于傳送帶速度時(shí),根據(jù)重力的下滑分力與最大靜摩擦力的關(guān)系,分析木塊能否勻速下滑,否則,繼續(xù)加速。根據(jù)位移公式求解時(shí)間，從而求得總時(shí)間。由速度公式求解煤塊從A端運(yùn)動(dòng)到B端時(shí)的速度

8、，由P=mgvsinO求重力的瞬時(shí)功率。黑色痕跡的長度等于煤塊與傳送帶間相對(duì)位移的大小。因摩擦產(chǎn)生的熱量等于摩擦力與相對(duì)位移的乘積。解決本題的關(guān)鍵理清煤塊在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，結(jié)合牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式綜合求解，知道加速度是聯(lián)系力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的橋梁。要注意摩擦生熱與相對(duì)路程有關(guān)。3.(2018煙臺(tái)一模)如圖所示，水平傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)，在傳送帶的右側(cè)固定一彈性擋桿.在t=0時(shí)亥0,將工件輕輕放在傳送帶的左端，當(dāng)工件運(yùn)動(dòng)到彈性擋桿所在的位置時(shí)與擋桿發(fā)生碰撞，已知碰撞時(shí)間極短，不計(jì)碰撞過程的能量損失.則從工件開始運(yùn)動(dòng)到與擋桿第二次碰撞前的運(yùn)動(dòng)過程中，工件運(yùn)動(dòng)的vt圖象下列可能的是()【參考答案】C【名師解析】工件與彈性擋桿發(fā)生碰撞，作用時(shí)間短，沒有能量損失，故工件的速度反向，A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤；工件勻速運(yùn)動(dòng)之前和碰撞后均受到摩擦力作用，兩過程中摩擦力大小不變，加速