高考物理模型专练与解析模型15传送带能量相关模型（学生版）

15传送带能量相关模型1．如图所示，传送带以速度逆时针匀速转动，转轮半径很小(相比于传送带长度可忽略)，传送带AB部分水平，OA部分倾角、长为1m，OB部分倾角、长为0.75m。现将一质量为的墨盒轻放在A端，墨盒由静止从A运动到B的过程中留下清晰的痕迹(忽略墨盒质量的变化)。已知墨盒通过O点转轮时速度大小不变，墨盒与传送带间的动摩擦因数，取重力加速度，，，，则墨盒从A到B过程中下列说法中正确的是()A．墨盒与传送带间因摩擦产生的热量为0.584JB．墨盒与传送带间因摩擦产生的热量为0.81JC．墨盒在传送带上留下的痕迹长为0.6125mD．墨盒在传送带上留下的痕迹长为1.0125m2．如图甲所示为倾斜的传送带，正以恒定的速度v，沿顺时针方向转动，传送带的倾角为37°。一质量m＝1kg的物块以初速度v0从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动，物块到传送带顶端的速度恰好为零，其运动的v-t图象如图乙所示，已知重力加速度为g＝10m/s2，sin37°＝0.6，则下列说法正确的是()A．物块与传送带间的动摩擦因数为0.5；B．传送带底端到顶端的距离为32m；C．0～2s内物块的加速度大小为12m/s2D．全程物块与传送带间由于摩擦而产生的64J热量。3．如图，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匀速向右运动。一质量为2kg的滑块从传送带右端以水平向左的速率滑上传送带，最终滑块又返回至传送带的右端。就上述过程，下列判断正确的有()A．全过程中电动机对传送带多做功为12JB．全过程中电动机对传送带多做功为6JC．全过程中滑块与传送带间摩擦产生的热量为6JD．全过程中滑块与传送带间摩擦产生的热量为9J4．已知一足够长的传送带倾角为θ，以一定的速度顺时针匀速转动。某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块(如图甲所示)，以此时为t=0时刻记录了小物块之后在传送带上运动速度随时间变化的关系如图乙所示(图中取沿斜面向上的运动方向为正方向，v1>v2)。已知传送带的速度保持不变，则()A．在0~t1内系统产生的热量与在t1~t2内系统产生的热量相等B．在0~t2内，传送带对物块做的功W=mv22－mv12C．在0~t2内，物块对传送带做负功D．在t1~t2内，系统产生的热量等于物块机械能的增量5．如图所示，光滑水平面与逆时针运动的粗糙倾斜传送带平滑连接，水平面上有一质量为m的滑块，以初速v0向右冲上传送带，传送带的速度大小为v。在滑块冲上传送带到离开传送带的过程，下列说法中正确的是()A．传送带对滑块做功可能为零B．传送带对滑块冲量可能为零C．传送带对滑块冲量可能水平向左D．v0和v越大，滑块与传送带摩擦生热都越多6．以恒定速率运动，皮带始终是绷紧的，将m=1kg的货物放在传送带上的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v随时间t变化图象如图乙所示，已知重力加速度g取10m/s2，由v-t图象可知()A．A、B两点的距离为2.4mB．货物与传送带的动摩擦因数为0.5C．货物从A运动到B过程中，传送带对货物做功大小为12.8JD．货物从A运动到B过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为4.8J7．如图所示，足够长传送带与水平方向的倾角为θ，物块a通过平行于传送带的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b相连，b的质量为m，开始时a、b及传送带均静止，且a不受传送带摩擦力作用，现让传送带逆时针匀速转动，则在b上升h高度(未与滑轮相碰)过程中()A．物块a重力势能减少mghB．摩擦力对a做的功大于a机械能的增加C．摩擦力对a做的功小于物块a、b动能增加之和D．任意时刻，重力对a、b做功的瞬时功率大小相等8．如图所示，足够长的传送带与水平方向的夹角为30°，物块a通过平行于传送带的轻绳跨过光滑定滑轮与物块b相连，b的质量为m，a与斜面间的动摩擦因数为μ，开始时，a、b及传送带均静止，且a不受摩擦力作用。现让传送带逆时针匀速转动，在b由静止开始到上升高度为h(未与定滑轮相碰，重力加速度为g)的过程中()A．传送带转动时a受到的摩擦力沿传送带向上。B．a的质量是b的质量的两倍C．传送带刚开始转动瞬间，a和b的加速度大小均为gD．物块a、b组成的系统重力势能增加mgh9．如图所示，用水平传送带将质量为m的煤块从A端运送到B端，AB之间的距离为L，传送带始终保持以速率v匀速运动，煤块与传送带间的动摩擦因数为μ，将煤块轻轻放在传送带上后，煤块在传送带上留下一段长度为l(l<L)的痕迹。下列说法不正确的是()A．摩擦力对煤块做的功为μmg(L+l) B．摩擦力对煤块做的功为μmglC．煤块与传送带因摩擦产生的热量为μmgl D．煤块与传送带因摩擦产生的热量为mv210．如图所示，水平传送带的质量，两端点间距离，传送带以加速度由静止开始顺时针加速运转的同时，将一质量为的滑块(可视为质点)无初速度地轻放在点处，已知滑块与传送带间的动摩擦因数为0.1，取，电动机的内阻不计。传送带加速到的速度时立即开始做匀速转动而后速率将始终保持不变，则滑块从运动到的过程中()A．系统产生的热量为B．滑块机械能的增加量为C．滑块与传送带相对运动的时间是D．传送滑块过程中电动机输出的电能为11．如图所示，传送带与地面倾角θ=37°，从A到B长度为L=14m，传送带以v0=8m/s的速率逆时针转动，在传送带上端A无初速地放一个质量为m=0.5kg的黑色煤块，它与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.25，煤块在传送带上经过会留下黑色划痕，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2。求∶(1)煤块从A到B的时间。(2)煤块从A到B的过程中传送带上形成划痕的长度。(3)系统因摩擦产生的热量。12．如图所示，水平传送带与固定斜面平滑连接，质量为m＝1kg的小物体放在斜面上，斜面与水平方向的夹角为θ＝37°，若小物体受到一大小为F＝20N的沿斜面向上的拉力作用，可以使小物体从斜面底端A由静止向上加速滑动。当小物体到达斜面顶端B时，撤去拉力F且水平传送带立即从静止开始以加速度a0＝1m/s2沿逆时针方向做匀加速运动，当小物体的速度减为零时刚好滑到水平传送带的右端C处。小物体与斜面及水平传送带间的动摩擦因数均为µ＝0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，AB间距离L＝5m，导槽D可使小物体速度转为水平且无能量损失，g＝10m/s2。已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：(1)小物体运动到B点的速度(2)小物体从A点运动到C点的时间(3)小物体从B点运动到C点的过程中，小物体与传送带间由于摩擦而产生的热量Q13．如图所示，装置的左边AB部分是长为L1=4m的水平台面，一水平放置的轻质弹簧左端固定，并处于原长状态。装置的中间BC部分是长为L2=4.5m的水平传送带，传送带始终以v=2m/s的速度顺时针转动。它与左边的台面等高，并平滑对接，与右边的光滑曲面相切与C点。质量m=1kg的小滑块从曲面上距水平台面h=5m的D处由静止下滑，滑块向左运动，最远到达O点，OA间距x=1m。已知物块与传送带及左边水平台面之间的摩擦因数μ=0.4，弹簧始终处在弹性限度内，g取10m/s2。求：(1)滑块从D到O的过程中与皮带摩擦产生的热量；(2)弹簧的最大弹性势能；(3)滑块再次回到右边曲面部分所能到达的最大高度；(4)滑块第八次从右边曲面部分滑到皮带上运动的过程中，距离A点的最小值。14．如图所示，水平轨道OP固定，ON段光滑、NP段粗糙且长L=1.5m。一根轻弹簧的一端固定在轨道左侧O点的竖直挡板上，另一端自然伸长时在N点。P点右侧有一与水平方向成θ=37°、足够长的传送带PQ与水平面在P点平滑连接，传送带逆时针转动的速率恒为v=3m/s。质量m=2kg小物块A放在N点，与A相同的物块B静止在P点。现用力通过A缓慢向左压缩弹簧，当弹簧的弹性势能E=31.0J时由静止释放，A开始向右运动。当A运动到P点时与B发生正碰，碰撞时间极短且无机械能损失。已知A与NP段间的动摩擦因数μ1=0.2，B与传送带间的动摩擦因数µ2=0.25，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：(1)A第一次运动到P点时的速度大小；(2)第一次碰撞后A、B的速度大小；(3)A、B第一次碰撞分离到第二次碰撞时经历的时间。15．如图所示，固定的光滑平台上固定有光滑的半圆轨道，轨道半径R=0.6m。平台上静止着两个滑块A、B，mA=0.1kg，mB=0.2kg，两滑块间夹有少量炸药，平台右侧有一带挡板的小车，静止在光滑的水平地面。小车质量为M=0.3kg，车面与平台的台面等高，车面左侧粗糙部分长度为L=0.8m，动摩擦因数为μ=0.2，右侧拴接一轻质弹簧，弹簧自然长度所在范围内车面光滑。点燃炸药后，A滑块到达轨道最高点时对轨道的压力大小恰好等于A滑块的重力，滑块B冲上小车。两滑块都可以看作质点，炸药的质量忽略不计，爆炸的时间极短，且爆炸后两个物块的速度方向在同一水平直线上，且g=10m/s2。求：(1)滑块在半圆轨道最低点对轨道的压力；(2)爆炸后A与B获得的总动能是多少？(3)滑块B滑上小车后的运动过程中弹簧的最大弹性势能。16．如图所示，半径R=1.6m的光滑半圆形轨道固定于竖直平面内，下端与传送带相切于B点，水平浅色传送带上A、B两端点间距L=16m，传送带以v0=10m/s的速度顺时针运动，将质量m=1kg的黑色小煤块(可视为质点)放到传送带上，煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0.4，取g=10m/s2：(1)将煤块在传送带A端由静止释放，求煤块由释放到第一次经过B端的过程中：①所需时间t；②由于相对滑动，浅色传送带上会留下黑色的印迹，求该印迹的长度∆x(即煤块相对于传送带后退的距离)；(2)若煤块仍由静止释放，要想煤块能通过圆轨道的最高点C，求煤块在传送带上释放的位置范围。17．某电视娱乐节目装置可简化为如图所示模型，倾角θ=37°的斜面底端与水平传送带平滑接触，传送带BC长L=6m，始终以v0=4m/s的速度顺时针运动。一个质量m=1kg的物块由距斜面底端高度h1=5.4m的A点静止滑下，物块通过B点时速度的大小不变。物块与斜面、物块与传送带间动摩擦因数分别为μ1=0.5、μ2=0.2，传送带上表面距地面的高度H=5m，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。(1)求物块下滑到B点的速度vB；(2)求物块由B点运动到C点的时间；(3)求物块落到D点时的速度。18．如图所示，光滑曲面与长度L＝lm的水平传送带BC平滑连接，传送带以v＝lm/s的速度顺时针运行．质量m1＝lkg的物块甲(可视为质点)从曲面上高h＝lm的A点由静止释放，物块甲与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.2．传送带右侧光滑水平地面上有一个光滑的四分之一圆轨道状物体乙，轨道末端与地面相切，质量m2＝3kg，重力加速度g＝l0m/s2．求：(1)甲第一次运动到C点的速度大小；(2)甲第二次运动到C点的速度大小；(3)甲第二次到C点后经多长时间再次到达C点．19．如图所示，水平传送带长L=12m，且以v=5m/s的恒定速率顺时针转动，光滑轨道与传送带的右端B点平滑连接，有一质量m=2kg的物块从距传送带高h=5m的A点由静止开始滑下。已知物块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度g取，求：(1)物体下滑到B点的速度大小；(2)物块距传送带左端C的最小距离。20．如图所示，为某工厂的货物传送装置，倾斜运输带AB(与水平面成角)与一斜面BC(与水平面成角)平滑连接，A点到B点的距离为，B点到C点的距离为，运输带运行速度恒为，现将一质量为的小物体轻轻放于A点，小物体恰好能到达最高点C，已知小物体与斜面间的动摩擦因数，求：(g取10m/s2，，空气阻力不计)(1)小物体运动到B点时的速度v的大小；(2)小物体与运输带间的动摩擦因数μ2；(3)小物体从A点运动到B点过程中多消耗的电能。21．如图所示，AB之间有一顺时针匀速转动的传送带，A端左侧有与传送带平滑相接的光滑曲面，B端右侧的粗糙平面上有一轻质弹簧，弹簧右端固定，左端连接一块轻质挡板P，当弹簧处于原长时P恰好在B端。现有一质量为的物块(可以视质点)从高为h处的光滑曲面上由静止释放，经传送带与P相撞，无能量损失，并压缩弹簧，物块在粗糙面上减速为零时，刚好能停在此处不再运动，该位置距P的距离为。已知传送带速度为，长度为，与物块之间的摩擦因数为，粗糙面与物块间的摩擦因数；弹簧被压缩到最大压缩量时，弹簧的弹性势能，(重力加速度)求：(1)物块滑离传送带时的速度；(2)物块下滑高度h的的范围。22．如图所示，水平传送带的左端与一倾角的粗糙斜面平滑连接。传送带以恒定速度逆时针转动。斜面上点离斜面底端的长度，传送带的长度，一个质量的小滑块与斜面的动摩擦因数，小滑块与传送带的动摩擦因数，重力加速度取。(1)若滑块从点静止释放，求小滑块运动到斜面上离点最远的距离；(2)若滑块从点静止释放，求小滑块从点开始运动，到第二次经过点的过程中系统产生的热量。23．如图所示，光滑圆弧轨道BCD固定在竖直面内，圆心为O，半径R=0.5m，半径OB、OD与竖直方向的夹角均为θ=37°，长为L=2m的固定光滑斜面AB下端与光滑的圆弧轨道相切于B点，倾斜传送带DE表面下端与圆弧轨道相切于D点，传送带以v=1.6m/s的速度沿顺时针转动。一个质量m=0.10kg的物块P从斜面上端A点无初速下滑，物块P与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2，传送带足够长，忽略空气阻力。求：(1)物块第一次经过圆弧轨道最低点C时，对轨道的压力大小；(2)物块沿传送带向上运动的最大距离；(3)物块第二次在光滑斜面上运动的时间为多少。24．如图所示，质量M=2kg的小车静止在光滑水平面上。上表面离地高度h=0.45m。右侧