2020届高三高考物理复习专题突破：传送带模型中的能量转化

“传送带”模型中的能量转化 1.多选2019山西大学附属中学模拟如图甲所示，一倾角为37的传送带以恒定速度运行．现将一质量m＝1 kg 的 物体抛上传送带，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示，取沿传送带向上为正方向， g 取 10 m/s2，sin 37＝0.6，cos 37＝0.8.则下列说法正确的是 A．0～8 s 内物体位移的大小是 18 mB．0～8 s 内物体机械能增量是 90 J C．0～8 s 内物体机械能增量是 84 JD．0～8 s 内物体与传送带因摩擦产生的热量是126 J 2.2019福建八县联考如图所示，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 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 3.2019潍坊高三统考如图所示，甲、乙传送带倾斜放置，并以相同的恒定速率v 逆时针运动，两传送带粗糙程度 不同，但长度、倾角均相同．将一小物体分别从两传送带顶端的A 点无初速度释放，甲传送带上小物体到达底端B 点时恰好达到速度v； 乙传送带上小物体到达传送带中部的C 点时恰好达到速度v， 接着以速度v 运动到底端B 点． 则 小物体从 A 运动到 B 的过程 A．小物体在甲传送带上的运动时间比在乙上的大 B．小物体与甲传送带之间的动摩擦因数比与乙之间的大 C．两传送带对小物体做功相等D．两传送带因与小物体摩擦产生的热量相等 4.2019泉州模拟如图所示为地铁站用于安全检查的装置，主要由水平传送带和X 光透视系统两部分组成，传送过 程传送带速度不变．假设乘客把物品轻放在传送带上之后，物品总会先、后经历两个阶段的运动，用v 表示传送带 速率，用 μ 表示物品与传送带间的动摩擦因数，则 A．前阶段，物品可能向传送方向的相反方向运动 B．后阶段，物品受到摩擦力的方向跟传送方向相同 C．v 相同时，μ 不同的等质量物品与传送带摩擦产生的热量相同 D．μ 相同时，v 增大为原来的 2 倍，前阶段物品的位移也增大为原来的2 倍 5.将一质量为 1 kg 的滑块轻轻放置于传送带的左端，已知传送带正以4 m/s 的速度顺时针运行，滑块与传送带间的 动摩擦因数为 0.2，传送带左右距离无限长，当滑块放上去2 s 时，突然断电，传送带以1 m/s2的加速度做匀减速运 动至停止，则滑块从放上去到最后停下的过程中，下列说法正确的是 A．前 2 s 传送带与滑块之间因摩擦力所产生的热量为8 J B．前 2 s 传送带与滑块之间因摩擦力所产生的热量为16 J C．2 s 后传送带与滑块之间因摩擦力所产生的热量为8 J D．2 s 后传送带与滑块之间因摩擦力所产生的热量为0 6.2019湖北省黄冈市模拟机场使用的货物安检装置如图所示，绷紧的传送带始终保持 v＝1 m/s 的恒定速率运动， AB 为传送带水平部分且长度L＝2 m，现有一质量为 m＝1 kg 的背包可视为质点无初速度的放在水平传送带的A 端，可从 B 端沿斜面滑到地面．已知背包与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5，g＝10 m/s2，下列说法正确的是 A．背包从 A 运动到 B 所用的时间为 2.1 sB．背包从 A 运动到 B 所用的时间为 2.3 s C．背包与传送带之间的相对位移为0.3 mD．背包与传送带之间的相对位移为0.1 m 7.2019福建省宁德市上学期期末智能分拣设备迅速将包裹分拣装车．若把智能分拣设备简化成如图6 所示的水平 传输装置，皮带在电动机的带动下保持v＝1 m/s 的速度向右运动，现将一质量为m＝2 kg 的包裹轻放在皮带上，包 裹和皮带间的动摩擦因数μ＝0.5.包裹从轻放在皮带上到相对皮带静止的过程中， 设皮带足够长， 取 g＝10 m/s2， 求 1包裹滑动时加速度 a 的大小； 2包裹滑动的时间 t； 3包裹位移 x 的大小． 8．2018江西省六校第五次联考如图所示，一倾角θ＝37的斜面底端与一传送带左端相接于B 点，传送带以v＝7 m/s 的速度顺时针转动，有一小物块从斜面顶端以v0＝4 m/s 的初速度沿斜面下滑， 当物块滑到斜面的底端点时速度 恰好为零，然后在传送带的带动下，运动到C 点．已知斜面AB 长度为 L1＝6 m，传送带 BC 长度为 L2＝6 m，物块 与传送带之间的动摩擦因数μ2＝0.3sin 37＝0.6，cos 37＝0.8，g＝10 m/s2．求 1物块与斜面之间的动摩擦因数μ1； 2物块在传送带上运动的时间． 9.2018安徽省安庆市二模如图所示，半径R＝1.6 m 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， 水平传送带上 A、 B 两端点间距 L＝16 m， 传送带以 v0＝10 m/s 的速度顺时针运动， 将质量 m＝1 kg 的小滑块可 视为质点 放到传送带上，滑块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.4，取 g＝10 m/s2. 1将滑块在传送带 A 端由静止释放，求滑块由释放到第一次经过B 端时所需时间； 2若滑块仍由静止释放，要想滑块能通过圆轨道的最高点C，求滑块在传送带上释放的位置范围； 3若将滑块在传送带中点处释放，同时沿水平方向给滑块一初速度，使滑块能通过圆轨道的最高点C，求此初速度 满足的条件． 10.2018甘肃省兰州一中模拟如图甲所示，倾角为37足够长的传送带以 4 m/s 的速度顺时针转动，现将小物块以 2 m/s 的初速度沿斜面向下冲上传送带，小物块的速度随时间变化的关系如图乙所示， g＝10 m/s2，sin 37＝0.6，cos 37＝0.8，试求 1小物块与传送带间的动摩擦因数为多大； 20～8 s 内小物块与传送带之间的划痕为多长． 参考答案 1.多选2019山西大学附属中学模拟如图甲所示，一倾角为37的传送带以恒定速度运行．现将一质量m＝1 kg 的 物体抛上传送带，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示，取沿传送带向上为正方向， g 取 10 m/s2，sin 37＝0.6，cos 37＝0.8.则下列说法正确的是 A．0～8 s 内物体位移的大小是 18 mB．0～8 s 内物体机械能增量是 90 J C．0～8 s 内物体机械能增量是 84 JD．0～8 s 内物体与传送带因摩擦产生的热量是126 J 【答案】 BD 【解析】 从题图乙求出 0～8 s 内物体位移的大小 s＝14 m，A 错误；0～8 s 内，物体上升的高度 h＝ssin θ＝8.4 m， 物体机械能增量 ΔE＝ΔEp＋ΔEk＝90 J，B 正确，C 错误；0～6 s 内物体的加速度 a＝μgcos θ－gsin θ＝1 m