2023届高三物理复习重难点突破专题38传送带模型板块模型能量分析（解析版）.docx

专题38 传送带模型 板块模型能量分析 1.“板—块”模型和“传送带”模型本质上都是相对运动问题，一般要分别求出各物体相对地面的位移，再求相对位移。 2．两物体的运动方向相同时，相对位移等于两物体的位移之差。两物体的运动方向相反时，相对位移等于两物体的位移之和。 考点一 传送带模型能量分析 1.传送带克服摩擦力做的功：W＝fx传（x传为传送带对地的位移） 2.系统产生的内能：Q＝fx相对（x相对为总的相对路程）． 3. 求解电动机由于传送物体而多消耗的电能一般有两种思路 = 1 \* GB3 ①运用能量守恒 以倾斜传送带为例，多消耗的电能为E电，则：E电＝ΔEk＋ΔEp＋Q. = 2 \* GB3 ②运用功能关系 传送带多消耗的电能等于传送带克服阻力做的功E电=fx传(特别注意：如果物体在倾斜传送带上的运动分匀变速和匀速两个运动过程，这两个过程中传送带都要克服摩擦力做功，匀变速运动过程中两者间的摩擦力是滑动摩擦力，匀速运动过程中两者间的摩擦力是静摩擦力) 1．如图所示，长为5m的水平传送带以2m/s的速度顺时针匀速转动，将质量为1kg的小滑块无初速度放在传送带左侧。已知传送带与小滑块之间的动摩擦因数为0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2，则下列说法正确的是（　　） A．小滑块在传送带上一直做加速运动直至离开 B．小滑块在传送带上运动时间为2s C．传送带对小滑块做的功为2J D．因放上小滑块，电动机多消耗的电能为2J 【答案】C 【解析】AB．小滑块加速运动时的加速度 a 加速运动位移 s 加速时间为 t 匀速运动的时间为 t= C．传送带对滑块做的功等于滑块动能的增加，即 W=E D．加速阶段传送带匀速运动的位移为4m，滑块相对滑动的距离为2m，摩擦产生的热量为Q 故多消耗的电能 E=Q 2．(多选)如图甲所示，水平传送带在电动机带动下沿顺时针方向匀速转动，将一质量为10kg的木箱（可视为质点）轻放到传送带最左端，木箱运动的速度v随时间t变化的图像如图乙所示，4s未木箱到达传送带最右端，重力加速度g取10m/s A．木箱与传送带之间的动摩擦因数为0.1 B．整个过程中摩擦生热为20J C．整个过程中传送带对木箱做的功为60J D．传送带速度为2m/s 【答案】ABD 【解析】A．由题图乙可知，木箱相对传送带滑动过程中的加速度大小为 a 设木箱与传送带之间的动摩擦因数为μ，根据牛顿第二定律有 μmg 解得 μ=0.1 BD．由图可知传送带的速度为 v 0~2s内，木箱和传送带之间的相对位移大小为 Δ 整个过程中摩擦生热为 Q=μmg C．根据动能定理，整个过程中传送带对木箱做的功为 W=ΔE 3．(多选)足够长的传送带水平放置，在电动机的作用下以速度v2逆时针匀速转动，一质量为m的小煤块以速度v1滑上水平传送带的左端，且v1v2 A．煤块在传送带上的痕迹长为v B．煤块在传送带上的痕迹长为v C．传送带与煤块摩擦产生的热量为1 D．传送带克服煤块的摩擦力做功为m 【答案】BD 【解析】AB．小煤块以速度v1 a=μmgm= 此过程发生的相对位移为Δ 联立解得Δ 小煤块速度为零后开始向左做匀加速运动，直到与传送带达到共速v2 此过程有 a=μmgm= 此过程发生的相对位移为Δ 联立解得Δ 煤块在传送带上的痕迹长为s=Δx C．传送带与煤块摩擦产生的热量为 Q=μmg D．传送带克服煤块的摩擦力做功为 Wf= 4．(多选)如图甲所示，足够长的水平传送带以速度v＝2.5 m/s沿顺时针方向运行，可视为质点的物块在t＝0时刻以速度v0=5m/s，从传送带左端开始沿传送带转动方向运动，物块的质量m＝4 kg，物块在传送带上运动的部分v?t图像如图乙所示，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g A．物块一直做匀减速运动到速度为零 B．传送带对物块做的功为37.5 J C．物块与传送带的动摩擦因数为μ=0.5 D．物块动能的变化量为?37.5 【答案】CD 【解析】A．由题意知，传送带足够长，所以物块先匀减速到与传送带共速，之后再与传送带一起匀速直线运动，故A错误； BD．由动能定理得，传送带对物块做的功为W 故B错误，D正确； C．由图像知，t=0.5s时物块与传送带共速，则加速度为a 又由牛顿第二定律知μmg=ma 解得 5．（2023·全国·高三专题练习）如图所示，传送带与水平面间的夹角为30°，其中A、B两点间的距离为3.5m，传送带在电动机的带动下以v=2m/s的速度顺时针匀速转动。现将一质量4kg的小物块（可视为质点）轻放在传送带的B点，已知小物块与传送带间的动摩擦因数μ=32，g A．小物块经过415 B．摩擦力对小物块做的功为24 C．摩擦产生的热