適用于新高考新教材廣西專版2025屆高考物理一輪總復(fù)習(xí)第5章機(jī)械能第4節(jié)功能關(guān)系能量守恒定律課件

第4節(jié)功能關(guān)系能量守恒定律第五章強(qiáng)基礎(chǔ)增分策略一、功能關(guān)系1.內(nèi)容(1)功是

的量度,即做了多少功,就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。

(2)做功的過(guò)程一定伴隨有能量的轉(zhuǎn)化,而且能量的轉(zhuǎn)化必須通過(guò)做功來(lái)實(shí)現(xiàn)。能量轉(zhuǎn)化2.幾種常見(jiàn)的功能關(guān)系及其表達(dá)式

力做功能的變化定量關(guān)系合力的功動(dòng)能變化W=Ek2-Ek1=ΔEk重力的功重力勢(shì)能變化重力做正功,重力勢(shì)能

;

重力做負(fù)功,重力勢(shì)能

;

WG=-ΔEp=

彈簧彈力的功彈性勢(shì)能變化彈力做正功,彈性勢(shì)能

;

彈力做負(fù)功,彈性勢(shì)能

;

W彈=-ΔEp=Ep1-Ep2只有重力或系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功機(jī)械能

ΔE=

減少增加Ep1-Ep2減少增加不變0力做功能的變化定量關(guān)系除重力和系統(tǒng)內(nèi)的彈力之外的其他力做功機(jī)械能

其他力做多少正功,物體的機(jī)械能就

多少;

其他力做多少負(fù)功,物體的機(jī)械能就

多少;

W其他=ΔE一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力的總功機(jī)械能

內(nèi)能

作用于系統(tǒng)的一對(duì)滑動(dòng)摩擦力一定做負(fù)功,系統(tǒng)內(nèi)能

;

摩擦生熱Q=Ff·s相對(duì)

s相對(duì)指相對(duì)路程不是相對(duì)位移變化增加減少變化增加增加3.兩個(gè)特殊的功能關(guān)系(1)滑動(dòng)摩擦力與兩物體間相對(duì)路程的乘積等于產(chǎn)生的內(nèi)能,即

。

(2)通電導(dǎo)線克服安培力做的功等于產(chǎn)生的電能,即W克安=E電。Q=Ff·s相對(duì)

二、能量守恒定律1.內(nèi)容能量既不會(huì)

,也不會(huì)憑空消失,它只能從一種形式

為另一種形式,或者從一個(gè)物體

到別的物體,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中,能量的總量

。

2.表達(dá)式(1)E1=E2。(2)ΔE減=

。

憑空產(chǎn)生轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移保持不變?chǔ)增

易錯(cuò)辨析

(1)力對(duì)物體做了多少功,物體就具有多少能。(

)(2)能量在轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化過(guò)程中,其總量會(huì)不斷減少。(

)(3)在物體的機(jī)械能減少的過(guò)程中,動(dòng)能有可能是增大的。(

)(4)一個(gè)物體的能量增加,必定有別的物體能量減少。(

)××√√應(yīng)用提升1.(多選)平直公路上行駛中的汽車(chē)制動(dòng)后滑行一段距離,最后停下;流星在夜空中墜落并發(fā)出明亮的光焰;降落傘在空中勻速下降;條形磁體在下落過(guò)程中穿過(guò)閉合線圈,線圈中產(chǎn)生電流。上述不同現(xiàn)象中所包含的相同的物理過(guò)程是(

)A.物體克服阻力做功B.物體動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量C.物體勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量D.物體機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量答案

AD解析

汽車(chē)在水平路面制動(dòng)過(guò)程中,動(dòng)能用于克服阻力做功,轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;流星墜落過(guò)程中,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能、光能;降落傘在空中勻速下落,重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;條形磁體下落過(guò)程中在線圈中產(chǎn)生電流,機(jī)械能克服阻力做功,轉(zhuǎn)化為電能。這些現(xiàn)象所包含的相同過(guò)程均為物體克服阻力做功,均為機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能,選項(xiàng)A、D正確,B、C錯(cuò)誤。2.質(zhì)量為0.5kg的物體被人用手由靜止豎直向上提高1m,這時(shí)物體的速度為2m/s,重力加速度g取10m/s2。下列說(shuō)法正確的是(

)A.手對(duì)物體做功為4J B.合外力對(duì)物體做功為1JC.物體的重力勢(shì)能減少了5J D.重力對(duì)物體做功為6J答案

B

3.(多選)如圖所示,質(zhì)量為m的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))以某一速度從A點(diǎn)沖上傾角為30°的固定斜面,其減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為

g,此物體在斜面上能夠上升的最大高度為h,則在這個(gè)過(guò)程中物體(

)A.重力勢(shì)能增加了mghAB增素能精準(zhǔn)突破考點(diǎn)一功能關(guān)系的理解和應(yīng)用[師生共研]1.對(duì)功能關(guān)系的理解(1)做功的過(guò)程是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程。不同形式的能量發(fā)生相互轉(zhuǎn)化是通過(guò)做功來(lái)實(shí)現(xiàn)的。(2)功是能量轉(zhuǎn)化的量度,功和能的關(guān)系,一是體現(xiàn)為不同的力做功,對(duì)應(yīng)不同形式的能轉(zhuǎn)化,具有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,二是做功的多少與能量轉(zhuǎn)化的多少在數(shù)量上相等。2.功是能量轉(zhuǎn)化的量度,力學(xué)中幾種常見(jiàn)的功能關(guān)系如下

【典例突破】典例1.(多選)如圖所示,小球套在光滑的豎直桿上,輕彈簧一端固定于O點(diǎn),另一端與小球相連?，F(xiàn)將小球從M點(diǎn)由靜止釋放,它在下降的過(guò)程中經(jīng)過(guò)了N點(diǎn)。已知在M、N兩點(diǎn)處,彈簧對(duì)小球的彈力大小相等,且∠ONM<∠OMN<。在小球從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中(

)A.彈力對(duì)小球先做正功后做負(fù)功B.小球的機(jī)械能一直增加C.彈簧長(zhǎng)度最短時(shí),彈力對(duì)小球做功的功率為零D.小球到達(dá)N點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能等于其在M、N兩點(diǎn)間的重力勢(shì)能之差思維點(diǎn)撥

(1)對(duì)小球受力分析后可判斷各力做功情況,彈簧長(zhǎng)度最短時(shí),彈力方向與速度方向垂直,功率為零。(2)M、N兩點(diǎn)處,彈簧對(duì)小球的彈力大小相等,彈簧的彈性勢(shì)能相等,根據(jù)動(dòng)能定理可判斷選項(xiàng)D。答案

CD解析

小球在從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中,彈簧的壓縮量先增大后減小,到某一位置時(shí),彈簧處于原長(zhǎng),再繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中,彈簧又伸長(zhǎng)。彈簧的彈力方向與小球速度的方向的夾角先大于90°,再小于90°,最后又大于90°,因此彈力先做負(fù)功,再做正功,最后又做負(fù)功,A項(xiàng)錯(cuò)誤;彈簧對(duì)小球先做負(fù)功,再做正功,最后又做負(fù)功,所以小球的機(jī)械能先減小后增大,然后再減小,B項(xiàng)錯(cuò)誤;彈簧長(zhǎng)度最短時(shí),彈力方向與小球的速度方向垂直,這時(shí)彈力對(duì)小球做功的功率為零,C項(xiàng)正確;由于在M、N兩點(diǎn)處,彈簧的彈力大小相等,即彈簧的形變量相等,根據(jù)動(dòng)能定理可知,小球從M點(diǎn)到N點(diǎn)的過(guò)程中,彈簧的彈力做功為零,重力做功等于動(dòng)能的增量,即小球到達(dá)N點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能等于其在M、N兩點(diǎn)間的重力勢(shì)能之差,D項(xiàng)正確。素養(yǎng)點(diǎn)撥

1.分清是什么力做功,并且分析該力做正功還是做負(fù)功;根據(jù)功能之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,判斷能的轉(zhuǎn)化形式,確定能量之間的轉(zhuǎn)化情況。2.對(duì)于涉及彈簧的功能關(guān)系的問(wèn)題要把握兩點(diǎn):(1)彈簧的彈性勢(shì)能與彈簧的規(guī)格和形變程度有關(guān),對(duì)同一根彈簧而言,無(wú)論是處于伸長(zhǎng)狀態(tài)還是壓縮狀態(tài),只要形變量相同,則其儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能就相同。(2)彈性勢(shì)能公式Ep=kx2,可記住該式做定性分析;與彈簧相關(guān)的功能問(wèn)題一般利用動(dòng)能定理或能量守恒定律求解?！緦?duì)點(diǎn)演練】1.如圖所示,一質(zhì)量為m,長(zhǎng)度為l的均勻柔軟細(xì)繩PQ豎直懸掛。用外力將繩的下端Q緩慢地豎直向上拉起至M點(diǎn),M點(diǎn)與繩的上端P相距

l。重力加速度大小為g。在此過(guò)程中,外力做的功為(

)答案

A2.(2022江蘇無(wú)錫期末)某同學(xué)將手中的彈簧筆豎直向下按壓在水平桌面上,當(dāng)他突然松手后彈簧筆將豎直向上彈起,其上升過(guò)程中的Ek-h圖像如圖所示,則下列判斷正確的是(

)A.彈簧原長(zhǎng)為h1B.彈簧最大彈性勢(shì)能大小為EkmC.0~h3之間彈簧的彈力先增大再減小,最后為0D.0~h2之間彈簧筆的彈性勢(shì)能和動(dòng)能之和一直減小答案

D

解析

根據(jù)題圖可知,彈簧筆在離開(kāi)地面的高度為h2時(shí)開(kāi)始做豎直上拋運(yùn)動(dòng),所以彈簧原長(zhǎng)為h2,故A錯(cuò)誤;Ekm是彈簧筆最大的動(dòng)能,此時(shí)彈簧彈力和重力平衡,根據(jù)功能關(guān)系可得彈簧最大的彈性勢(shì)能大于Ekm,故B錯(cuò)誤;0~h3之間彈簧的彈力先減小后不變,故C錯(cuò)誤;彈簧筆的彈性勢(shì)能、重力勢(shì)能和動(dòng)能之和不變,從0~h2過(guò)程中,彈簧筆的重力勢(shì)能增大,則彈簧筆的彈性勢(shì)能和動(dòng)能之和減小,故D正確。3.(2023廣東廣州期末)如圖所示,相對(duì)傳送帶靜止的貨物與傳送帶一起沿斜面勻速上升。在這個(gè)過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是(

)A.傳送帶對(duì)貨物不做功B.貨物所受的合外力對(duì)貨物做正功C.貨物所受摩擦力做的功會(huì)導(dǎo)致內(nèi)能增加D.貨物所受摩擦力做的功等于貨物的重力勢(shì)能增加量D解析

對(duì)貨物受力分析可知,貨物受到沿傳送帶向上的靜摩擦力,該摩擦力與貨物運(yùn)動(dòng)的位移方向相同,對(duì)貨物做正功,會(huì)導(dǎo)致貨物機(jī)械能增加,故A錯(cuò)誤;由于貨物相對(duì)傳送帶靜止,一起沿斜面勻速上升,則貨物所受的合外力為零,合外力對(duì)貨物不做功,故B錯(cuò)誤;貨物所受摩擦力做的功導(dǎo)致貨物的機(jī)械能增加,貨物與傳送帶相對(duì)靜止,不產(chǎn)生內(nèi)能,故C錯(cuò)誤;根據(jù)以上分析可知貨物受到的摩擦力與貨物運(yùn)動(dòng)位移的方向同向,對(duì)貨物做正功,會(huì)導(dǎo)致貨物機(jī)械能增加,但由于貨物做勻速運(yùn)動(dòng),則貨物動(dòng)能不會(huì)發(fā)生改變,故貨物所受摩擦力做的功等于貨物的重力勢(shì)能增加量,故D正確?？键c(diǎn)二摩擦力做功與能量轉(zhuǎn)化[名師破題]1.兩種摩擦力的做功情況比較

比較項(xiàng)目靜摩擦力滑動(dòng)摩擦力不同點(diǎn)能量的轉(zhuǎn)化方面只有能量的轉(zhuǎn)移,而沒(méi)有能量的轉(zhuǎn)化兩種可能效果:①機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;②有一部分機(jī)械能在相互摩擦的物體間轉(zhuǎn)移,另外一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能一對(duì)摩擦力的總功方面一對(duì)靜摩擦力所做功的代數(shù)和等于零一對(duì)滑動(dòng)摩擦力所做功的代數(shù)和不為零,總功W=-Ff·s相對(duì),即摩擦?xí)r產(chǎn)生的熱量相同點(diǎn)兩種摩擦力對(duì)物體可以做正功、負(fù)功,還可以不做功2.求解相對(duì)滑動(dòng)物體的能量問(wèn)題的方法(1)正確分析物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,做好受力情況分析。(2)利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,結(jié)合牛頓第二定律分析物體的速度關(guān)系及位移關(guān)系。(3)公式Q=Ff·s相對(duì)中s相對(duì)為兩接觸物體間的相對(duì)路程,若物體在傳送帶上做往復(fù)運(yùn)動(dòng),則s相對(duì)為總的相對(duì)路程?！镜淅黄啤康淅?.如圖所示,AB為半徑R=0.8m的

光滑圓弧軌道,下端B恰與小車(chē)右端平滑對(duì)接。小車(chē)質(zhì)量為m0=3kg,車(chē)長(zhǎng)為l=2.06m,車(chē)上表面距地面的高度h=0.2m?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m=1kg的滑塊,由軌道頂端無(wú)初速釋放,滑到B端后沖上小車(chē)。已知地面光滑,滑塊與小車(chē)上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.3,當(dāng)小車(chē)運(yùn)動(dòng)了1.5s時(shí),小車(chē)被地面裝置鎖定。重力加速度g取10m/s2,試求:(1)滑塊到達(dá)B端時(shí),軌道對(duì)它支持力的大小;(2)小車(chē)被鎖定時(shí),小車(chē)右端距軌道B點(diǎn)的距離;(3)從小車(chē)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到被鎖定的過(guò)程中,滑塊與小車(chē)上表面由于摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能大小。審題指導(dǎo)

思路突破

(1)滑塊從A點(diǎn)到B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)為圓周運(yùn)動(dòng)。B點(diǎn)為圓軌道的最低點(diǎn),重力和支持力的合力提供向心力。(2)滑塊在小車(chē)上的運(yùn)動(dòng),屬于板塊模型。關(guān)鍵詞句獲取信息

光滑圓弧軌道凹形路面模型已知地面光滑小車(chē)與地面無(wú)摩擦當(dāng)車(chē)運(yùn)動(dòng)了1.5s時(shí),車(chē)被地面裝置鎖定板塊模型,滑塊減速運(yùn)動(dòng)答案

(1)30N

(2)1m

(3)6J(2)設(shè)滑塊滑上小車(chē)后經(jīng)過(guò)時(shí)間t1與小車(chē)同速,共同速度大小為v,對(duì)滑塊有μmg=ma1,v=vB-a1t1對(duì)小車(chē)有μmg=m0a2,v=a2t1解得v=1

m/s,t1=1

s<1.5

s故滑塊與小車(chē)同速后,小車(chē)?yán)^續(xù)向左勻速行駛了0.5

s,則小車(chē)右端距B點(diǎn)的距離為l車(chē)=t1+v(t總-t1)=1

m?！緦?duì)點(diǎn)演練】4.(多選)如圖所示,甲、乙兩滑塊的質(zhì)量分別為1kg、2kg,放在靜止的水平傳送帶上,兩者相距5m,與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.2。t=0時(shí),甲、乙分別以6m/s、2m/s的初速度開(kāi)始向右滑行。t=0.5s時(shí),傳送帶啟動(dòng)(不計(jì)啟動(dòng)時(shí)間),立即以3m/s的速度向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),傳送帶足夠長(zhǎng),重力加速度g取10m/s2。下列說(shuō)法正確的是(

)A.0.5s時(shí),兩滑塊相距2mB.1.5s時(shí),兩滑塊速度相等C.0~1.5s內(nèi),乙相對(duì)傳送帶的位移大小為0.25mD.0~2.5s內(nèi),兩滑塊與傳送帶間摩擦生熱共為14.5J答案

BCD5.(2023江蘇南京十一校調(diào)研)如圖所示,傾角θ=30°的粗糙斜面固定在地面上,長(zhǎng)為l、質(zhì)量為m、粗細(xì)均勻、質(zhì)量分布均勻的軟繩置于斜面上,其上端與斜面頂端平齊,重力加速度為g。用細(xì)線將物塊與軟繩連接,物塊由靜止釋放后向下運(yùn)動(dòng),直到軟繩剛好全部離開(kāi)斜面(此時(shí)物塊未到達(dá)地面),在此過(guò)程中(

)A.物塊的機(jī)械能逐漸增加B.軟繩的重力勢(shì)能共減少了

mglC.物塊減少的重力勢(shì)能等于軟繩克服摩擦力所做的功D.軟繩減少的重力勢(shì)能大于其增加的動(dòng)能與克服摩擦力所做的功之和B解析

物塊克服細(xì)線的拉力做功,其機(jī)械能逐漸減少,A錯(cuò)誤;軟繩重力勢(shì)能減少量ΔEp減=,B正確;因?yàn)槲飰K的機(jī)械能減少,則物塊的重力勢(shì)能減少量大于物塊的動(dòng)能增加量,機(jī)械能的減少量等于拉力做功的大小,由于拉力做功大于克服摩擦力做功,所以物塊重力勢(shì)能的減少量大于軟繩克服摩擦力所做的功,C錯(cuò)誤;細(xì)線的拉力對(duì)軟繩做正功,對(duì)物塊做負(fù)功,則物塊的機(jī)械能減少,軟繩的機(jī)械能增加,軟繩重力勢(shì)能的減少量一定小于其動(dòng)能的增加量,故軟繩重力勢(shì)能的減少量小于其動(dòng)能的增加量與克服摩擦力所做功的和,D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)三能量守恒及轉(zhuǎn)化問(wèn)題的綜合應(yīng)用[名師破題]1.列能量守恒定律方程的兩條基本思路(1)某種形式的能量減少,一定存在其他形式的能量增加,且減少量和增加量一定相等。(2)某個(gè)物體的能量減少,一定存在其他物體的能量增加,且減少量和增加量一定相等。2.運(yùn)用能量守恒定律解題的基本思路

3.多過(guò)程問(wèn)題的解題技巧(1)“合”——初步了解全過(guò)程,構(gòu)建大致的運(yùn)動(dòng)圖景。(2)“分”——將全過(guò)程進(jìn)行分解,分析每個(gè)過(guò)程的規(guī)律。(3)“合”——找到子過(guò)程間的聯(lián)系,尋找解題方法?！镜淅黄啤康淅?.下圖為一個(gè)簡(jiǎn)化后的娛樂(lè)項(xiàng)目示意圖,游客被安全地固定在球形裝備(看成質(zhì)點(diǎn),圖中未畫(huà)出)內(nèi),被彈射系統(tǒng)水平貼地彈出后即刻進(jìn)入長(zhǎng)為L(zhǎng)=5m的水平軌道SO。O點(diǎn)既是水平軌道的末端,也是半圓軌道OA的起點(diǎn),以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立水平向右的x軸。豎直半圓軌道OA與AB(O、A、B在同一條豎直線上,B點(diǎn)為半圓軌道AB的最高點(diǎn),該處切線水平)的半徑均為R=2m,它們?cè)贏點(diǎn)銜接,不計(jì)銜接處的縫隙大小和裝備運(yùn)行到此處的能量損失。半圓軌道OA的右側(cè)是一片水域,水面略低于半徑r=2m的水平圓盤(pán),MN是圓盤(pán)的豎直支架(它與半圓軌道在同一豎直面內(nèi)),N點(diǎn)是圓盤(pán)的圓心,M點(diǎn)可以左右移動(dòng),水平圓盤(pán)不能和半圓軌道OA重疊。若球形裝備與SO之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,與兩半圓軌道的摩擦不計(jì),圓盤(pán)轉(zhuǎn)軸NM的高度H=2m,不計(jì)空氣阻力,球形裝備的質(zhì)量為50kg,g取10m/s2,在某次設(shè)備測(cè)試中,讓球形裝備空載運(yùn)行。(1)為了能讓裝備安全到達(dá)B點(diǎn),則彈射系統(tǒng)應(yīng)至少給裝備提供多少能量?(2)若裝備恰好能安全到達(dá)B點(diǎn),此后為讓裝備能落到水平圓盤(pán)上,求M點(diǎn)的坐標(biāo)范圍。(3)若M點(diǎn)的坐標(biāo)為x=6m,為讓裝備能落到水平圓盤(pán)上,求彈射系統(tǒng)提供給裝備的能量。審題指導(dǎo)

關(guān)鍵詞句獲取信息裝備恰好能安全到達(dá)B點(diǎn)在B點(diǎn)時(shí),重力提供向心力若M點(diǎn)的坐標(biāo)為x=6m球形裝備運(yùn)動(dòng)的水平位移為4~8m思路突破

根據(jù)裝備恰好到達(dá)B點(diǎn),由圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可求出裝備到達(dá)B點(diǎn)的速度,從彈出到B點(diǎn),根據(jù)能量守恒可求出系統(tǒng)提供的能量;由平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)求出水平位移,由題意求坐標(biāo)范圍;根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)求出裝備到達(dá)B點(diǎn)的速度范圍,由能量守恒定律求彈射系統(tǒng)提供的能量的范圍。答案

(1)5000J(2)4m≤xM≤(2+2)m(3)5000J≤E≤5833J【對(duì)點(diǎn)演練】6.如圖所示,有一傾斜放置的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=30m的傳送帶,與水平面的夾角θ=37°,傳送帶一直保持勻速運(yùn)動(dòng),速度v=4m/s?，F(xiàn)將一質(zhì)量為m=1kg的物體輕輕放上傳送帶底端,使物體從底端運(yùn)送到頂端,已知物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.8。以物體在傳送帶底端時(shí)的勢(shì)能為零,求此過(guò)程中:(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g取10m/s2)(1)物體從底端運(yùn)送到頂端所需的時(shí)間;(2)物體到達(dá)頂端時(shí)的機(jī)械能;(3)物體與傳送帶之間因摩擦而產(chǎn)生的熱量;(4)電動(dòng)機(jī)由于傳送物體而多消耗的電能。答案

(1)12.5s

(2)188J

(3)128J

(4)316J解析

(1)物體放到傳送帶時(shí)先做勻加速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)加速度為a根據(jù)牛頓第二定律得μmgcos

θ-mgsin

θ=ma解得a=μgcos

θ-gsin

θ=0.4

m/s2物體勻加速至速度v=4

m/s時(shí)用時(shí)t1==10

s,設(shè)通過(guò)的位移為x1,則v2=2ax1得x1==20

m<L=30

m共速時(shí),由于μmgcos

θ>mgsin

θ所以之后物體隨傳送帶勻速上升,則到達(dá)頂端還需時(shí)間共需時(shí)間t=t1+t2=12.5

s。(2)物體到達(dá)頂端時(shí)的動(dòng)能Ek=mv2=8

J重力勢(shì)能Ep=mgLsin

37°=180

J機(jī)械能E=Ek+Ep=188

J。(3)物體勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間內(nèi)傳送帶的位移x帶=vt1=40

m物體與傳送帶間的相對(duì)位移大小Δx=x帶-x1=20

m因摩擦產(chǎn)生的熱量Q=μmgcos

θ·Δx代入數(shù)據(jù)解得Q=128

J。(4)電動(dòng)機(jī)由于傳送物體而多消耗的電能E電=E+Q=316

J。7.(2022北京順義期末)“平安北京,綠色出行”,地鐵已成為北京的主要綠色交通工具之一。圖甲為地鐵安檢場(chǎng)景,圖乙是安檢時(shí)的傳送帶運(yùn)行的示意圖。某乘客把一質(zhì)量為m的書(shū)包無(wú)初速度地放在水平傳送帶的入口A處,書(shū)包隨傳送帶從出口B處運(yùn)出,入口A到出口B的距離為l,傳送帶始終繃緊并以速度v勻速運(yùn)動(dòng),書(shū)包與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。對(duì)于書(shū)包由靜止釋放到相對(duì)傳送帶靜止這一過(guò)程,下列說(shuō)法正確的是(

)答案

A

8.(2023廣東華南師大附中高三期末)過(guò)山車(chē)是游樂(lè)場(chǎng)一項(xiàng)富有挑戰(zhàn)性的娛樂(lè)項(xiàng)目,小車(chē)從高處開(kāi)始運(yùn)動(dòng),沖進(jìn)圓形軌道,到達(dá)圓形軌道最高點(diǎn)時(shí),乘客在座椅里頭朝下,非常驚險(xiǎn)