新高考物理一輪練習專題44傳送帶中的能量問題

專題44傳送帶中的能量問題1．(多選)如圖所示，水平傳送帶在電動機的帶動下始終以速度v勻速運動．某時刻在傳送帶上A點處輕輕放上一個質量為m的小物體，經時間t小物體的速度與傳送帶相同，相對傳送帶的位移大小為x，A點未到右端，在這段時間內()A.小物體相對地面的位移大小為xB．傳送帶上的A點對地的位移大小為xC．由于物體與傳送帶相互作用產生的熱能為mv2D．由于物體與傳送帶相互作用電動機要多做的功為mv22.(多選)如圖所示，水平傳送帶保持靜止時，一個質量為m的小物塊以水平初速度v0從傳送帶左端沖上傳送帶，從傳送帶右端以一個較小的速度v1滑出傳送帶．現在讓傳送帶在電動機的帶動下以速度v2逆時針勻速轉動，小物塊仍以水平初速度v0從傳送帶左端沖上傳送帶，則()A．小物塊可能會從傳送帶左端滑出B．小物塊仍以速度v1從傳送帶右端滑出C．小物塊克服摩擦力做的功為eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))－eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))D．小物塊和傳送帶間因摩擦而產生的內能為eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))－eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))3．(多選)如圖所示，一質量為1kg的小物塊自斜面上A點由靜止開始下滑，經2s運動到B點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4m/s的恒定速率運行．已知A、B間距離為2m，傳送帶長度(即B、C間距離)為10m，小物塊與傳送帶的動摩擦因數為0.2，取g＝10m/s2.下列說法正確的是()A.小物塊在傳送帶上運動的時間為2.32sB．小物塊在傳送帶上因摩擦產生的熱量為2JC．小物塊在傳送帶上運動過程中傳送帶對小物塊做的功為6JD．小物塊滑上傳送帶后，傳動系統(tǒng)因此而多消耗的能量為8J4．[2021·廣東深圳市調研](多選)如圖所示，滑輪大小可忽略的傳送帶以恒定速率順時針轉動．將小物塊在傳送帶底端P點無初速度釋放，小物塊在摩擦力的作用下運動至傳送帶頂端．在小物塊運動過程中，下列說法中正確的是()A．小物塊所受摩擦力的瞬時功率一定不斷變大B．小物塊所受摩擦力做的功大于小物塊動能的增加量C．若物塊滑到頂端時恰好與傳送帶共速，則兩者間因摩擦而產生的內能恰好等于物塊增加的機械能D．若物塊滑到頂端時恰好與傳送帶共速，則兩者間因摩擦而產生的內能恰好等于物塊增加的動能5．[2021·陜西部分學校摸底](多選)如圖所示，傾角為θ＝37°的傳送帶以速度v＝2m/s沿圖示方向勻速運動．現將一質量為2kg的小木塊，從傳送帶的底端以v0＝4m/s的初速度，沿傳送帶運動方向滑上傳送帶．已知小木塊與傳送帶間的動摩擦因數為μ＝0.5，傳送帶足夠長，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，取g＝10m/s2.從小木塊滑上傳送帶至到達最高點的過程中，下列說法正確的是()A．運動時間為0.4sB．發(fā)生的位移為1.6mC．產生的熱量為9.6JD．摩擦力對小木塊所做的功為12.8J6.如圖所示，某工廠用傳送帶向高處運送貨物，將一貨物輕輕放在傳送帶底端，第一階段物體被加速到與傳送帶具有相同的速度，第二階段與傳送帶相對靜止，勻速運動到傳送帶頂端．下列說法正確的是()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量C．第一階段物體和傳送帶間摩擦生的熱等于第一階段物體機械能的增加量D．物體從底端到頂端全過程機械能的增加量大于全過程摩擦力對物體所做的功7．(多選)如圖甲所示，傾角為θ的足夠長的傳送帶以恒定的速率v0沿逆時針方向運行，t＝0時，將質量m＝1kg的物體(可視為質點)輕放在傳送帶上，物體相對地面的v－t圖像如圖乙所示．設沿傳送帶向下為正方向，取重力加速度g＝10m/s2，則()A．傳送帶的速率v0＝10m/sB．傳送帶的傾角θ＝30°C．物體與傳送帶之間的動摩擦因數μ＝0.5D．0～2.0s內摩擦力對物體做功Wf＝－24J專題44傳送帶中的能量問題1．AD2.BC3.BCD4．BC小物塊在傳送帶摩擦力作用下可能先加速再勻速運動，摩擦力的瞬時功率則先增大后不變，A錯誤；小物塊上滑過程中，重力做負功，摩擦力做正功，總功等于動能增加量，所以摩擦力做功大于小物塊動能增加量，B正確；由功能關系可知，小物塊增加的機械能等于摩擦對物塊做的功，即f·s物，而x帶＝2x物，Q＝f(x帶－x物)＝f·x物，故C正確，D錯誤．5．BC第一階段：根據牛頓第二定律有mgsinθ＋μmgcosθ＝ma1，得a1＝10m/s2，第一階段小木塊的位移為x1＝eq\f(v2－veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)),－2a1)＝0.6m，所用時間為t1＝eq\f(v－v0,－a1)＝0.2s，傳送帶的位移為x傳1＝vt1＝0.4m，相對位移為Δx1＝x1－x傳1＝0.2m；第二階段mgsinθ－μmgcosθ＝ma2，得a2＝2m/s2，第二階段小木塊的位移為x2＝eq\f(v2,2a2)＝1m，所用時間為t2＝eq\f(v,a2)＝1s，傳送帶的位移為x傳2＝vt2＝2m，相對位移為Δx2＝x傳2－x2＝1m．由以上分析可知，運動總時間為t＝t1＋t2＝1.2s，小木塊的總位移x＝x1＋x2＝1.6m，產生總熱量為Q＝μmgcosθ·Δx1＋μmgcosθ·Δx2＝9.6J；摩擦力第一階段對小木塊做負功，第二階段對小木塊做正功，摩擦力對小木塊所做的功為W＝－μmgcosθ·x1＋μmgcosθ·x2＝3.2J，可知BC正確．6．C對物體分析知，其在兩個階段所受摩擦力方向都沿斜面向上，與其運動方向相同，摩擦力對物體都做正功，A錯誤；由動能定理知，合外力做的總功等于物體動能的增加量，B錯誤；物體機械能的增加量等于摩擦力對物體所做的功，D錯誤；設第一階段物體的運動時間為t，傳送帶速度為v，對物體：x1＝eq\f(v,2)t，對傳送帶：x1′＝v·t，摩擦產生的熱Q＝Ffx相對＝Ff(x1′－x1)＝Ff·eq\f(v,2)t，機械能增加量ΔE＝Ff·x1＝Ff·eq\f(v,2)t，所以Q＝ΔE，C正確．7．ACD當物體的速度超過傳送帶的速度后，物體受到的摩擦力的方向發(fā)生改變，加速度也發(fā)生改變，根據v－t圖像可得，傳送帶的速率為v0＝10m/s，A正確；1.0s之前的加速度a1＝10m/s2，1.0s之后的加速度a2＝2m/s2，結合牛頓第二定律，gsinθ＋μgcosθ＝a1，gsinθ－μgcosθ＝a2，解得sinθ＝0.6，θ