高中物理 模块五 功与能 考点7_4 传送带模型能量分析问题试题1.doc

考点7.4 传送带模型能量分析问题传送带模型能量分析的问题主要包括以下两个核心问题(1)摩擦系统内摩擦热的计算：依据QFfx相对，找出摩擦力与相对路程大小即可。要注意的问题是公式中的x相对并不是指的是相对位移大小。特别是相对往返运动中，x相对为多过程相对位移大小之和。(2)由于传送物体而多消耗的电能：一般而言，有两种思路：运用能量守恒，多消耗的电能等于系统能量的增加的能量。以倾斜向上运动传送带传送物体为例，多消耗的电能 运用功能关系，传送带克服阻力做的功等于消耗的电能 【例题】如图所示，传送带始终保持v3 m/s的速度顺时针运动，一个质量为m1.0 kg，初速度为零的小物体放在传送带的左端，若物体与传送带之间的动摩擦因数0.15，传送带左右两端距离为x4.5 m(g10 m/s2)(1)求物体从左端到右端的时间；(2)求物体从左端到右端的过程中产生的内能；(3)设带轮由电动机带动，求为了使物体从传送带左端运动到右端而多消耗的电能【解析】(1)滑动摩擦力产生的加速度为ag0.1510 m/s21.5 m/s2所以速度达到3 m/s的时间为t1 s2 s2 s内物体发生的位移为x1at3 m4.5 m所以物体先加速后匀速到达另一端t20.5 s，总时间为tt1t22.5 s.(2)物体与传送带之间的相对位移为xvt1x13 m，所以产生的热量为Qmgx0.151103 J4.5 J.(3)解法1：物体在传送带上滑行时皮带受到向右的摩擦力和电动机的牵引力做匀速直线运动故摩擦力对传送带做功与电动机做的功(电动机多消耗的电能)大小相等故E电mgx2mgvt9 J，解法2：电动机多消耗的电能等于物体的动能的增加量与产生的内能之和，故有E电Qmv29 J.【答案】(1)2.5 s(2)4.5 J(3)9 J1. 足够长的传送带以速度v匀速传动，一质量为m的小物体A由静止轻放于传送带上，若小物体与传送带之间的动摩擦因数为，如图所示，当物体与传送带相对静止时，转化为内能的能量为(D)2.Amv2B2mv2C.mv2D.mv23. (多选)如图所示，在匀速转动的电动机带动下，足够长的水平传送带以恒定速率v1匀速向右运动，一质量为m的滑块从传送带右端以水平向左的速率v2(v2v1)滑上传送带，最后滑块返回传送带的右端关于这一过程的下列判断，正确的有(ABD)A. 滑块返回传送带右端的速率为v1B. 此过程中传送带对滑块做功为mvmvC. 此过程中电动机对传送带做功为mvmvD. 此过程中滑块与传送带间摩擦产生的热量为m(v1v2)24. 如图所示，足够长的传送带以恒定速率顺时针运行，将一个物体轻轻放在传送带底端，第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段与传送带相对静止，匀速运动到达传送带顶端下列说法正确的是(C)A. 第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力对物体不做功B. 第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加C. 第一阶段物体和传送带间的摩擦生热等于第一阶段物体机械能的增加D. 物体从底端到顶端全过程机械能的增加等于全过程物体与传送带间的摩擦生热5. 如图所示，甲、乙两种粗糙面不同的传送带，倾斜于水平地面放置，以同样恒定速率v向上运动现将一质量为m的小物体(视为质点)轻轻放在A处，小物体在甲传送带上到达B处时恰好达到传送带的速率v；在乙传送带上到达离B竖直高度为h的C处时达到传送带的速率v.已知B处离地面的高度皆为H.则在小物体从A到B的过程中(C)A. 两种传送带与小物体之间的动摩擦因数相同B. 将小物体传送到B处，两种传送带消耗的电能相等C. 两种传送带对小物体做功相等D. 将小物体传送到B处，两种系统产生的热量相等6. 如图所示，传送带与水平面之间的夹角为30，其上A、B两点间的距离为x5 m，传送带在电动机的带动下以v1 m/s的速度匀速运动，现将一质量为m10 kg的小物体(可视为质点)轻放在传送带的A点，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数为，在传送带将小物体从A点传送到B点的过程中，(g取10 m/s2)求：(1) 传送带对小物体做的功；(2) 电动机做的功【答案】(1)255 J(2)270 J7. 如图所示，与水平面夹角30的倾斜传送带始终绷紧，传送带下端A点与上端B点间的距离L4 m，传送带以恒定的速率v2 m/s向上运动.现将一质量为1 kg的物体无初速度地放于A处，已知物体与传送带间的动摩擦因数，取g10 m/s2，求：(1) 物体从A运动到B共需多长时间？(2) 电动机因传送该物体多消耗的电能.【答案】(1)2.4 s(2)28 J8. 如图所示，倾角为30的光滑斜面的下端有一水平传送带，传送带正以6 m/s的速度运动，运动方向如图所示一个质量为2 kg的物体(物体可以视为质点)，从h3.2 m高处由静止沿斜面下滑，物体经过A点时，不管是从斜面到传送带还是从传送带到斜面，都不计其动能损失物体与传送带间的动摩擦因数为0.5，物体向左最多能滑到传送带左右两端AB的中点处，重力加速度g10 m/s2，则：(1) 物体由静止沿斜面下滑到斜面末端需要多长时间？(2) 传送带左右两端A、B间的距离l至少为多少？(3) 物体与传送带组成的系统在完成一次来回滑行过程中产生的摩擦热为多少？【答案】 (1)1.6 s(2)12.8 m(3)196 J9. 如图所示，在大型超市的仓库中，要利用皮带运输机将货物由平台D运送到高为h2.5 m的平台C上为了便于运输，仓储员在平台D与皮带间放了一个圆周的光滑轨道ab，轨道半径为R0.8 m，轨道最低点与皮带接触良好已知皮带和水平面间的夹角为37，皮带和货物间的动摩擦因数为0.75，运输机的皮带以v01 m/s的速度沿顺时针方向匀速运动(皮带和轮子之间不打滑)现仓储员将质量为m200 kg的货物放于轨道的a端(g10 m/s2)求：(1) 货物到达圆轨道最低点b时对轨道的压力；(2) 货物沿皮带向上滑行多远才能相对皮带静止；(3) 皮带将货物由A运送到B需对货物做多少功【答案】(1)6103 N(2)0.625 m(3)3 500 J10. 如图所示，x轴与水平传送带重合，坐标原点O在传送带的左端，传送带长L8 m，匀速运动的速度v05 m/s.一质量m1 kg的小物块轻轻放在传送带上xP2 m的P点，小物块随传送带运动到Q点后冲上光滑斜面且刚好到达N点(小物块到达N点后被收集，不再下滑)若小物块经过Q处无机械能损失，小物块与传送带间的动摩擦因数0.5，重力加速度g10 m/s2.(1) 求N点的纵坐标；(2) 求小物块在传送带上运动产生的热量；(3) 若将小物块轻轻放在传送带上的某些位置，最终均能沿光滑斜面越过纵坐标yM0.5 m的M点，求这些位置的横坐标范围【答案】 (1)1.25 m(2)12.5 J(3)0x7 m11. 一质量为M2 kg的小物块随足够长的水平传送带一起运动，被一水平向左飞来的子弹击中，子弹从物块中穿过，如图5甲所示，地面观察者记录了小物块被击穿后的速度随时间的变化关系，如图乙所示(图中取向右运动的方向为正方向)，已知传送带的速度保持不变，g取10 m/s2.(1) 指出传送带的速度v的方向及大小，说明理由(2) 计算物块与传送带间的动摩擦因数(3) 计算物块对传送带总共做了多少功？系统有多少能量转化为内能？【答案】(1)2 m/s，方向向右理由见解析(2)0.2 (3)24 J36 J12. 如图为某生产流水线工作原理示意图.足够长的工作平台上有一小孔A，一定长度的操作板(厚度可忽略不计)静止于小孔的左侧，某时刻开始，零件(可视为质点)无初速度地放上操作板的中点，同时操作板在电动机带动下向右做匀加速直线运动，直至运动到A孔的右侧(忽略小孔对操作板运动的影响)，最终零件运动到A孔时速度恰好为零，并由A孔下落进入下一道工序.已知零件与操作板间的动摩擦因数10.05，零件与工作台间的动摩擦因数20.025，不计操作板与工作台间的摩擦.重力加速度g10 m/s2.求：(1) 操作板做匀加速直线运动的加速度大小；(2) 若操作板长L2 m，质量M3 kg，零件的质量m0.5 kg，则操作板从A孔左侧完全运动到右侧的过程中，电动机至少做多少功？【答案】(1)2 m/s2(2)1