文档文本内容
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
考点巩固卷36
传送带模型与能量结合的综合应用
建议用时:50 分钟
考点序号
考点
题型分布
考点1
传送带模型之动能定理
2 单选+5 多选+3 解答
考点2
传送带模型之能量守恒定律
2 单选+5 多选+2 解答
考点01:传送带模型之动能定理(2 单选+5 多选+3 解答)
一、单选题
1.(2023·重庆·一模)如图甲所示,质量0.5kg 的小物块从右侧滑上匀速转动的足够长的水平传送带,其
位移与时间的变化关系如图乙所示。图线的0~3s 段为抛物线,3~4.5s 段为直线,(t1=3s 时x1=3m)
(t2=4.5s 时x2=0)下列说法正确的是 ( )
A.传送带沿逆时针方向转动
B.传送带速度大小为 1m/s
C.物块刚滑上传送带时的速度大小为 2m/s
D.0~4.5s 内摩擦力对物块所做的功为-3J
【答案】D
【详解】AB.根据位移时间图象的斜率表示速度,可知:前2s 物体向左匀减速运动,第3s 内向右匀加速
运动。3-4.5s 内x-t 图象为一次函数,说明小物块已与传送带保持相对静止,即与传送带一起向右匀速运动,
因此传送带沿顺时针方向转动,且速度为
故AB 错误;
C.由图象可知,在第3s 内小物块向右做初速度为零的匀加速运动,则
1
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
其中
x=1m
t=1s
解得
根据牛顿第二定律
解得
在0-2s 内,对物块有
解得物块的初速度为
故C 错误;
D.对物块在0~4.5s 内,根据动能定理
解得摩擦力对物块所做的功为
故D 正确。
故选D。
2.(2023·浙江·模拟预测)如图所示,工厂利用足够长的皮带传输机把货物从地面运送到高出水平地面的
C 平台上,C 平台离地面的高度一定。运输机的皮带以一定的速度v 顺时针转动且不打滑。将货物轻轻地放
在A 处,货物随皮带到达平台。货物在皮带上相对滑动时,会留下一定长度的痕迹。已知所有货物与皮带
间的动摩擦因数为μ。满足tanθ<μ,可以认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则( )
2
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A.传送带对货物做的功等于物体动能的增加量
B.传送带对货物做的功等于货物对传送带做的功
C.因传送物体,电动机需多做的功等于货物机械能的增加量
D.货物质量m 越大,皮带上摩擦产生的热越多
【答案】D
【详解】A.物体放在皮带上先做匀加速运动,当速度达到皮带的速度时做匀速运动,传送带对货物做的
功等于物体动能的增加量与重力势能的增加量的和。A 错误;
B.物体放在皮带上先做匀加速运动,当速度达到皮带的速度时做匀速运动,而传送带一直做匀速运动,
所以物体位移的绝对值
小于传送带的位移
,传送带对物体做功大小为
物体对传送带做功大小为
即
,B 错误;
C.在传送物体的过程中,电动机做的功转化为物体的动能、重力势能与系统产生的内能,所以电动机需
多做的功大于货物机械能的增加量,C 错误;
D.皮带上摩擦产生的热为
当倾角θ 和速度v 一定时,物体做匀加速运动时,根据牛顿第二定律可得
解得物体的加速度为
加速度不变,货物质量m 越大,皮带上摩擦产生的热越多,D 正确。
故选D。
二、多选题
3.(2023·广西南宁·南宁三中校考二模)如图所示,现将一长为L、质量为m 且分布均匀的金属链条通过
装有传送带的斜面输送到高处。斜面与传送带靠在一起连成一直线,与水平方向夹角为
,斜面光滑,链
条与传送带之间的动摩擦因数为常数。传送带以较大的恒定速率顺时针转动。已知链条处在斜面或者传送
带上任意位置时,支持力都均匀作用在接触面上。将链条放在传送带和斜面上,当位于传送带部分的长度
3
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
时,链条恰能保持静止。现将链条从位于传送带部分的长度
的位置由静止释放,假设最大静摩
擦力等于滑动摩擦力,则下列说法正确的是( )
A.释放瞬间链条的加速度为
B.链条与传送带之间的动摩擦因数
C.链条始终在滑动摩擦力的作用下,从
的位置静止释放,到完全进入传送带的瞬间,速度大小
D.若链条的机械能增加量为
,传送带消耗的电能为
,不计电路中产生的电热,
等于
【答案】AC
【详解】AB.当位于传送带部分的长度
时,链条恰能保持静止,则根据平衡条件可得
将链条从位于传送带部分的长度
的位置由静止释放瞬间,根据牛顿第二定律
联立解得
故A 正确,B 错误;
C.从
的位置静止释放瞬间,摩擦力大小为
,完全进入传送带时摩擦力大小为
,
4
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
摩擦力大小随着链条进入传送带的长度而均匀增加,故摩擦力做功为
根据动能定理
联立解得
故C 正确;
D.根据能量守恒可知,摩擦会产生内能,则
小于
,故D 错误。
故选AC。
4.(2023·安徽宿州·统考一模)如图所示,水平传送带以
的恒定速率逆时针运转,它与两侧的水平轨
道分别相切于A、B 两点,物块(视为质点)以初速度
从B 点滑上传送带,与轨道左端的竖直固定挡板P
碰撞(无机械能损失)返回到B 点。已知物块与传送带、轨道间的动摩擦因数均为
,且
,
,取
。物块的初速度
可能是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】BCD
【详解】从A 点到返回B 点的过程中,假设B 点的速度刚好为零,则根据动能定理可得
解得
假设物块从B 点全程加速到A 点,根据动能定理可得
5
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
解得
假设物块从B 点全程减速到A 点,根据动能定理可得
解得
故选BCD。
5.(2023·陕西西安·西安市东方中学校考一模)如图所示,质量
的物块(可视为质点),以速度
大小
水平向右滑上正在逆时针转动的水平传送带,传送带
的长度
,传送带的速度大
小
,物块与传送带间的动摩擦因数
,重力加速度大小
。关于物块在传送带上的
运动,下列表述正确的是( )
A.物块滑离传送带时的动能为
B.物块滑离传送带时的动能为
C.传送带对物块做的功为
D.传送带对物块做的功为
【答案】BD
【详解】AB.物块与传送带之间的摩擦力为
,加速度大小
物块减速到零时的位移
没有到达B 端,物块会向左加速运动,加速到与传送带相同速度时的位移
则物块还要以
的速度向左匀速运动
6
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
脱离传送带,所以物块滑离传送带时的动能
故A 项错误、B 项正确;
CD.根据动能定理,传送带对物块做的功为
C 项错误、D 项正确。
故选BD。
6.(2023·广东·模拟预测)如图甲所示,质量0.5kg 的小物块从右侧滑上匀速转动的足够长的水平传送带,
其位移与时间的变化关系如图乙所示。图线的0~3s 段为抛物线,3~4.5s 段为直线(
时
,
时
),g 取
。下列说法正确的是( )
A.传送带沿顺时针方向转动
B.传送带速度大小为1
C.小物块与传送带间的动摩擦因数
D.0~4.5s 内摩擦力对物块所做的功为-3J
【答案】ACD
【详解】A.根据图乙可知,小物块的位移先增大后减小,表明小物块的运动方向发生了反向,则传送带
必定沿顺时针方向转动,A 正确;
B.根据图乙分析可知,小物块先向左做匀减速直线运动,后反向向右做匀加速直线运动至与传送带达到
相等速度,最后以该速度向右做匀速直线运动,则传送带速度为
7
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
B 错误;
C.根据图乙可知,小物块向左匀减速经历时间t0=2s 速度减为0,后向右加速经历时间t1=1s 速度与传送带
达到同速v0,则有
,
解得
C 正确;
D.小物块向左匀减速的初速度
全过程对小物块分析有
解得
D 正确。
故选ACD。
7.(2023·天津·模拟预测)在大型物流货场,经常用传送带搬运货物。如图甲所示,与水平面倾斜的传送
带以恒定速率运动,皮带始终是绷紧的,将
的货物轻放在传送带上的A 处,经过1.2s 到达传送带
的B 端。用速度传感器测得货物与传送带的速度随时间t 变化图像如图乙所示,已知重力加速度
,
由
图可知( )
A.A、B 两点间的距离为2.4m
8
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
B.货物与传送带的动摩擦因数为0.55
C.货物从A 运动到B 的过程中,传送带对货物做功大小为
D.货物从A 运动到B 的过程中,货物与传送带摩擦产生的热量为4.8J
【答案】CD
【详解】A.货物的位移就是A、B 两点的距离,求出货物的
图像与坐标轴围成的面积即可。所以有
选项A 错误;
B.由图像可以看出货物做两段匀加速直线运动,根据牛顿第二定律有
由图像得到
解得
选项B 错误;
C.传送带对货物做的功分两段来求,有
选项C 正确;
D.货物与传送带摩擦产生的热量也分两段来求,有
选项D 正确。
故选CD。
三、解答题
8.(2023·黑龙江哈尔滨·哈师大附中校考模拟预测)如图为某工厂生产流水线上水平传输装置的俯视图,
它由传送带和转盘组成。物品质量
,从A 处无初速放到传送带上,运动到B 处后进入匀速转动的
9
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
转盘,设物品进入转盘时速度大小不发生变化,并随转盘一起运动(无相对滑动),到C 处被取走装箱。
已知A、B 两处的距离
,传送带的传输速度
,物品在转盘上与轴O 的距离
,物品与
传送带间的动摩擦因数
。重力加速度
。
(1)求物品从A 处运动到B 处的时间以及此过程中传送带对物品所做的功;
(2)若物品与转盘间的最大静摩擦力可视为与滑动摩擦力大小相等,则物品与转盘间的动摩擦因数至少
为多大?
【答案】(1)
,
;(2)
【详解】(1)物品先在传送带上做初速度为零的匀加速直线运动,设其位移大小为
,根据牛顿第二定律
和运动学公式有
,
解得
可知物品与传送带共速后,物品和传送带一起以v 速度做匀速运动,物品做匀加速运动的时间为
物品做匀速运动的时间为
物品从A 处运动到B 处的时间为
由动能定理,物品从A 处运动到C 处的过程中传送带对物品做的总功为
(2)物品在转盘上所受的静摩擦力提供向心力,当物品在转盘上恰好无相对滑动时有
10
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
解得
9.(2023·安徽·模拟预测)如图,粗糙水平面
的左端有一挡板,紧靠挡板有一弹射装置P,P 距B 的距
离为
,
与处于同一高度的水平传送带
在B 点平滑连接,水平传送带长度
,以
的速度逆时针匀速运动。质量
、可视为质点的小物块以水平向右的初速度
从B 点滑上传
送带,小物块最终返回水平面并到达A 端,在A 端被弹射装置P 弹出,恰好到达传送带的最右端C 点并滑
离传送带。已知小物块与水平面
和传送带
间的动摩擦因数均为
,重力加速度g 取
,
不计P 的形变,求:
(1)小物块从B 点滑上传送带到返回B 点在传送带上运动的时间t;
(2)弹射装置P 对小物块所做的功。
【答案】(1)2s;(2)9J
【详解】(1)小物块滑动时加速度大小
小物块从B 点滑上传送带先减速到0 后再以
的加速度反向加速,两过程对称,减速时间
则小物块从B 点滑上传送带到返回B 点在传送带上运动的时间
t=
(2)小物块返回到B 点时的速度大小为
从小物块返回到B 点到运动到传送带最右端的过程,根据动能定理
11
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
代入数据解得
W=9J
10.(2023·河北·模拟预测)机场地勤工作人员利用传送带从飞机上卸行李。如图所示,倾斜放置的传送
带与水平面间的夹角
,传送带以
的速度沿顺时针方向匀速转动。工作人员将一件小包裹
(可视为质点)从传送带顶端由静止释放,已知小包裹的质量
,与传送带之间的动摩擦因数
,传送带顶端距底端的距离
,重力加速度
,
,
,求:
(1)小包裹从传送带顶端运动到底端所需的时间t;
(2)小包裹与传送带间因摩擦产生的热量Q。
【答案】(1)
;(2)
【详解】(1)设开始时小包裹的加速度为
,由牛顿第二定律得
解得
又
解得小包裹与传送带共速时的时间
小包裹与传送带共速所经过的位移
共速后,因为
12
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
可知小包裹继续加速,设加速度为
,由牛顿第二定律得
解得
由运动学公式得
解得
则小包裹运动到传送带底端所需的时间
(2)小包裹与传送带间因摩擦产生的热量
解得
考点02:传送带模型之能量守恒定律(2 单选+5 多选+2 解答)
一、单选题
1.(2023·福建福州·福建师大附中校考模拟预测)如图,水平传送带以恒定速度顺时针转动,传送带右
端上方的挡板上固定着一轻弹簧。将质量为m 的小物块P 轻放在传送带左端,P 在接触弹簧前速度已达到
,之后与弹簧接触继续运动。设P 与传送带之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则在向右运动到第一
次到达最右端的过程中( )
A.接触弹簧前,P 一直受到传送带的摩擦力作用
B.接触弹簧后,弹簧对P 做的功等于
C.接触弹簧后,P 的速度不断减小
13
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
D.接触弹簧后,传送带对P 做功的功率先变大再变小
【答案】D
【详解】A.因为P 在接触弹簧前速度达到时,即物块与传送带共速,此时物块与传送带相对静止,物块
与传送带之间没有摩擦力,故A 错误;
B.接触弹簧后,对物块P 由动能定律得
整理有
故B 错误;
C.物块P 开始接触弹簧到弹力与最大静摩擦力相等的过程中,物块P 受到的摩擦力为静摩擦力,此时静摩
擦力的大小和弹簧弹力大小相等,物块P 仍做匀速直线运动。所以物块P 接触弹簧后P 的速度并不是不断
减小,而是先做匀速直线运动,后做减速运动,故C 错误;
D.由之前的分析可知,物块P 接触弹簧后,先做匀速直线运动,后做减速运动,根据功率公式有
开始时随着静摩擦力变大,所以功率变大,当物块P 开始做减速运动时,其摩擦力为滑动摩擦力,其大小
不变,但是速度减小,所以功率开始减小。综上所述,物块P 的功率先增大后减小,故D 正确。
故选D。
2.(2023·河北沧州·河北省吴桥中学校考模拟预测)如图所示,绷紧的传送带与水平面所成的角为37°,
在电动机的带动下,传送带以2m/s 的恒定速率顺时针运行,现将一质量为20kg 的货物(可视为质点)轻
轻放在传送带底端,货物被传送到h=3m 的高处,货物与传送带间的动摩擦因数为μ=0.8,sin37°=0.6,
cos37°=0.8,重力加速度g 取10m/s2,下列说法正确的是( )
A.货物先受到滑动摩擦力作用,后受到静摩擦力作用
B.货物在传送带上运动的时间为6s
C.货物的机械能增加了1280J
D.货物与传送带间由于摩擦产生的热量为640J
14
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【答案】D
【详解】A.货物刚放在传送带上时,对货物有
解得
达到与传送带等速需要的时间为
此过程货物运动的位移的大小为
刚好到达传递带顶端,所以货物在传送带上一直做匀加速直线运动,一直受到滑动摩擦力作用,故A 错误;
B.货物在传送带上运动的时间为5s,故B 错误;
C.货物的机械能增加了
故C 错误;
D.货物与传送带间由于摩擦产生的热量为
故D 正确。
故选D。
3.(2023·浙江宁波·校联考二模)逆时针转动的绷紧的传送带与水平方向夹角为37°,传送带的
图像
如图所示。在
时刻质量为1kg 的物块从B 点以某一初速度滑上传送带并沿传送带向上做匀速运动。2s
后开始减速,在
时物体恰好能到达最高点A。(已知
,
,
)。以下
说法正确的是( )
A.物体与传送带间的摩擦因数为0.6
B.传送带AB 长度为6m
15
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
C.2s 后物体受到的摩擦力沿传送带向下D.物体与传送带间由于摩擦而产生的热量为6J
【答案】D
【详解】A.前2s 物块速度小于传送带速度,物块受到摩擦力沿斜面向上。由于物块匀速上滑,根据平衡
条件
解得
故A 错误;
BC.由题意可知,
时,物块与传送带速度相等,由图像可得
前2s,物块沿传送带上滑的位移为
由题意可得,后2s,物块相对传送带静止,物体所受摩擦力方向沿传送带向上,跟传送带以相同加速度
,向上匀减速运动
传送带AB 长
故B、C 错误;
D.上滑过程中,滑动摩擦力为
由传送带的
图像可知前2s,传送带位移为
故物体与传送带间由于摩擦而产生的热量为
故D 正确。
故选D。
二、多选题
4.(2023·全国·校联考模拟预测)如图所示,水平传送带以恒定速度
顺时针匀速运行,左、右两
端A、B 之间距离
。现将一质量
可看做质点的物块轻轻放到传送带的A 端,同时对物块施加
16
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
一水平向右的恒力
.已知物块与传送带之间的动摩擦因数为
,重力加速度g 取
。物块
从A 端运动到B 端的过程中,下列说法正确的是( )
A.物块先匀加速运动后匀速运动
B.物块从A 端运动到B 端的时间为
C.物块运动到B 端时,恒力F 的瞬时功率为
D.物块与传送带间因克服摩擦产生的焦耳热为
【答案】BD
【详解】AB.物块速度加速到与传送带速度相等之前,物块所受传送带的摩擦力水平向右,根据牛顿第二
定律有
解得物块的加速度大小
此过程加速的时间
物块向右运动的距离
摩擦力反向,根据牛顿第二定律有
解得物块的加速度大小
由位移时间关系式有
解得此过程加速的时间
17
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
可知物块从A 端运动到B 端的过程中,物块一直做匀加速运动,运动的时间为
故A 错误,B 正确;
C.物块运动到B 端时的速度大小为
恒力F 的瞬时功率为
故C 错误;
D.由能量守恒有
故D 正确。
故选BD。
5.(2023·湖北·校联考模拟预测)如图所示,水平传送带以v=6m/s 顺时针匀速转动,水平部分AB 的长为
L,并与长为3.6m 的光滑倾斜轨道BC 在B 点平滑连接,BC 与水平面的夹角为
。现将一个可视为质点
的工件从A 点由静止释放,滑块与传送带间的动摩擦因数为
,
,要使工件能到达C 点(没有
施加其他外力辅助),下列关于
和
的取值可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】BC
【详解】设工件恰好到达C 点,根据机械能守恒
工件达到B 点的最小速度为
恰好与传送带速度相等,则在水平传送带上,根据动能定理
18
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
且
得
代入选项数据可知BC 的取值时可能的。
故选BC。
6.(2023·内蒙古包头·统考二模)如图,高为h 倾角为
的粗糙传送带以速率
顺时针运行,将质量为m
的小物块轻放到皮带底端,同时施以沿斜面向上的拉力使物块做匀加速直线运动,不考虑轮的大小,物块
运动到斜面顶端时速率为
,物块与传送带之间的动摩擦因数为
,重力加速度为g,则下列说法正确的
是( )
A.摩擦力对物块所做的功为
B.整个过程皮带与物块间产生的热量为
C.拉力所做的功为
D.皮带因传送物块多消耗的电能为
【答案】BC
【详解】A.物块向上做匀加速直线运动,则有
物块与皮带达到同速之前,物块所受摩擦力方向沿皮带向上,此过程的位移
19
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
物块与皮带达到同速之后,物块所受摩擦力方向沿皮带向下,此过程的位移
解得
,
则摩擦力对物块所做的功为
解得
A 错误;
C.根对物块,根据动能定理有
解得
C 正确;
B.物块与皮带达到同速之前经历的时间
结合上述解得
物块与皮带达到同速之后经历的时间
结合上述解得
则前后过程的相对位移分别为
,
20
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
则整个过程皮带与物块间产生的热量为
B 正确;
D.传送带通过摩擦力对物块做功消耗能量,根据上述,摩擦力对物块所做的功为
,即表明物块对
传送带做正功,则传送带并没有多消耗能量,D 错误。
故选BC。
7.(2023·山东淄博·山东省淄博第一中学校联考二模)如图所示,足够长的水平传送带以速度沿逆时针
方向转动,传送带的左端与光滑圆弧轨道底部平滑连接,圆弧轨道上的
点与圆心
等高,一小物块从
点静止滑下,再滑上传送带,经过一段时间又返回圆弧轨道,返回圆弧轨道时小物块恰好能到达
点,重
力加速度为
,则下列说法正确的是( )
A.圆弧轨道的半径一定不大于
B.若减小传送带速度,则小物块一定无法到达A 点
C.若增加传送带速度,则小物块有可能经过圆弧轨道的最高点
D.不论传送带速度增加到多大,小物块都不可能到达高于A 点的位置
【答案】AD
【详解】A.物体在圆轨道上下滑的过程中,其机械能守恒,根据机械能守恒定律有
解得
物体到达传送带上之后,由于摩擦力的作用开始减速,速度减小为零之后,又在传送带的摩擦力作用下反
向加速,根据物体的受力可知,物体在减速和加速的过程物体加速度的大小是相同的,所以物体返回圆轨
21
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
道时速度大小等于从圆轨道下滑刚到传送带时的速度大小,只要传送带的速度为
解得
故A 正确;
B.若减小传送带速度,只要传送带的速度仍大于
,就能够回到
点,故B 错误;
CD.若增大传送带的速度,由于物体返回到圆轨道的速度不变,只能滑到
点,不能滑到圆弧轨道的最高
点,故C 错误,D 正确。
故选AD。
8.(2023·重庆九龙坡·重庆市育才中学校考三模)如图所示,生产车间有两个完全相同的水平传送带甲和
乙,它们相互垂直且等高,两传送带由同一电机驱动,它们正常工作时都匀速运动,速度大小分别为
、
,并满足
,式中v 为已知定值,即两传送带的速度可调但代数和始终不变。将一工件A(视
为质点)轻放到传带甲上,工件离开传送带甲前已经与传送带甲的速度相同,并平稳地传送到传送带乙上,
且不会从传送带乙的右侧掉落。已知工件的质量为m,工件与传送带间的动摩擦因数为
,重力加速度大
小为g。两传送带正常工作时,下列说法正确的是( )
A.工件在传送带甲和乙上共速前受到的摩擦力一定相同
B.当
时,工件在传送带乙上留下的滑动痕迹最短
C.当
时,工件与两传送带因摩擦而产生的总热量最小
D.驱动传送带的电机因传送工件至少需要额外做的功为
22
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【答案】BCD
【详解】A.取传送带乙为参考系,工件滑上传送带乙时的速度如图
工件受到的滑动摩擦力方向与相对运动方向相反,所以工件在两传送带上受到摩擦力大小相等,但方向不
同,故A 错误;
B.由牛顿第二定律可得,工件在传送带上的加速度为
设工件在传送带乙上的滑动痕迹为x,则
又因为
解得
由数学知识可得,当
时,x 取最小值,故B 正确;
C.设工件在传送带甲上的滑动痕迹为x1,工件与两传送带因摩擦产生的总热量为Q,则
整理得
23
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
则当
时,Q 取最小值,此时
,故C 正确;
D.根据能量守恒定律可知,电动机额外做的功等于产生的热量与工件的末动能之和,则有
整理得
当
时,W 取最小值,最小值为
故D 正确。
故选BCD。
三、解答题
9.(2023·福建泉州·福建省德化第一中学校联考一模)如图所示,竖直平面内有一段固定的光滑圆弧轨道
PQ,圆心为O 点,圆弧所对圆心角
,半径为
,末端Q 点与粗糙水平地面相切。圆弧轨道左
侧有一长度为
的水平传送带,传送带沿顺时针方向转动,传送带上表面与P 点高度差为
。
现在传送带左侧由静止放置一个质量为
的可视为质点的滑块A,滑块由P 点沿圆弧切线方向进入轨
道,滑行一段距离后静止在地面上。已知滑块A 与传送带、地面间的动摩因数均为μ=0.5,重力加速度g
取
,
,
,求:
(1)滑块A 离开传送带时速度
的大小;
(2)滑块A 经过Q 点时受到弹力
的大小;
(3)滑块和传送带组成的系统因摩擦而产生的内能Q。
【答案】(1)
;(2)
;(3)
24
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【详解】(1)滑块A 离开传送带做平抛运动,竖直方向满足
又A 沿切线滑入圆轨道,满足
解得
(2)滑块A 从在P 点速度
从P 到Q 的过程中,由机械能守恒可得
在Q 点有
解得
(3)滑块A 随传送带做匀加速直线运动
由于
可知传送带匀速运动的速度为
滑块A 做匀加速运动的时间为
滑块A 相对于传送带的位移大小为
滑块和传送带组成的系统产生的焦耳热
25
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
10.(2023·河南郑州·统考二模)如图所示,一足够长的水平传送带以速率
逆时针匀速运动,质量
均为
的物块P、Q 由绕过定滑轮的轻绳连接,轻绳足够长且不可伸长,某时刻P、Q 速度大小为
,P 从传送带左端冲上传送带,P 与定滑轮间绳子水平。已知物块P 与传送带间的动摩擦因数
,重力加速度
,不计滑轮的质量与摩擦,整个运动过程中物块Q 没有上升到定滑轮处。
求:
(1)物块P 在传送带上运动的加速度;
(2)物块P 从滑上传送带到离开传送带过程中,传送带多消耗的电能。
【答案】(1)
;(2)
【详解】(1)物块P 滑上传送带时,滑动摩擦力向左,设减速的加速度为
,对P 和Q 的系统,有
解得
当物块P 向右的速度减为零后,P 和Q 一起向左加速,加速度为
因
,则而当P 和Q 一起向左加速到左端时还未与皮带共速,即物块P 在传送带上运动的
加速度始终为
。
(2)P 和Q 一起向右减速到零的时间为
,有
26
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
则P 和Q 做往返匀变速运动到离开,皮带向左的位移为
故物块P 从滑上传送带到离开传送带过程中,为了维持皮带匀速转动,牵引力等于滑动摩擦力,而作用在
皮带上的牵引力做正功来消耗电能,则传送带多消耗的电能为
27