2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí)能量和動(dòng)量微專題突破能量專題問(wèn)題中的“傳送帶”模型和“板塊”模型

1、能量專題問(wèn)題中的“傳送帶”模型和“板塊”模型1如圖所示,某滑翔愛(ài)好者利用無(wú)動(dòng)力滑翔傘在高山頂助跑起飛，在空中完成長(zhǎng)距離滑翔后安全到達(dá)山腳下。他在空中滑翔的過(guò)程中（）A. 只有重力做功B. 重力勢(shì)能的減小量大于重力做的功C重力勢(shì)能的減小量等于動(dòng)能的增加量D.動(dòng)能的增加量等于合力做的功2、如圖，木塊m放在光滑的水平面上，一顆子彈水平射入木塊中，子彈受到的平均作用力為f ,射入深度為d，此過(guò)程中木塊移動(dòng)了s,則（A. 子彈損失的動(dòng)能為fsB. 木塊增加的動(dòng)能為 f （s d）C. 子彈動(dòng)能的減少等于木塊動(dòng)能的增加D. 子彈、木塊系統(tǒng)總機(jī)械能的損失為fd3、水平傳送帶以速度 v勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，把一質(zhì)量為m的

2、小木塊A由靜止輕放在傳送帶上，若小木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為如圖所示，在小木塊與傳送帶相對(duì)靜止時(shí)，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的能量為（）A. mv22B. 2mvC.mvD.1 2 mv24、如圖所示,固定在水平面上的光滑斜面傾角為0=30° ,物體A B通過(guò)細(xì)繩及輕彈簧連接于光滑輕滑輪兩側(cè)，P為固定在斜面上且與斜面垂直的光滑擋板，物體A、B的質(zhì)量分別為 m和4m開(kāi)始時(shí)用手托住物體 A滑輪兩邊的細(xì)繩恰好伸直，且左邊的細(xì)繩與斜面平行，彈簧處 于原長(zhǎng)狀態(tài)，A距離地面高度為h,放手后A從靜止開(kāi)始下落，在A下落至地面前的瞬間，物體B恰好對(duì)擋板無(wú)壓力，不計(jì)空氣阻力，下列關(guān)于物體 A的說(shuō)法正確的是（）A. 在

3、下落至地面前的過(guò)程中機(jī)械能守恒B. 在下落至地面前的瞬間速度不一定為零C. 在下落至地面前的過(guò)程中輕彈簧對(duì)A做的功為-mghD. 在下落至地面前的過(guò)程中可能一直在做加速運(yùn)動(dòng)5、如圖所示,質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的木板置于光滑的水平面上，一質(zhì)量為m的滑塊（視為質(zhì)點(diǎn)） 放置在木板左端，滑塊與木板間滑動(dòng)摩擦力的大小為 f,用水平的恒定拉力 F作用于滑塊.當(dāng) 滑塊從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到木板右端時(shí)，木板在地面上移動(dòng)的距離為s,滑塊速度為V1,木板速度為V2,下列結(jié)論中正確的是（）A. 滑塊克服摩擦力所做的功為f(L+s)1B. 木板滿足關(guān)系：f(L s) mv222CUI212C. F L s mv mv22 2D.

4、 其他條件不變的情況下,F越大,滑塊與木板間產(chǎn)生的熱量越多6、如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下，足夠長(zhǎng)的水平傳送帶以恒定速率V，勻速順時(shí)針V2(V2 Vi )滑上傳送帶，最后滑塊返運(yùn)動(dòng)，一質(zhì)量為m的滑塊從傳送帶右端以水平向左的速率回傳送帶的右端。下列關(guān)于這一過(guò)程的判斷中正確的有A.滑塊返回傳送帶右端的速率為B.此過(guò)程中傳送帶對(duì)滑塊做功為1 2一 mVi2 11 2mV22 2C.此過(guò)程中電動(dòng)機(jī)因傳送滑塊多做的功為c 22mV1D.此過(guò)程中滑塊與傳送帶間摩擦產(chǎn)生的熱量為1 m(V1222、V2 )7、如圖所示，在光滑的水平面上有一個(gè)質(zhì)量為M的木板B處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為m的木塊A在B的左

5、端以初速度 V。開(kāi)始向右滑動(dòng)，已知M，用和分別表示木v隨時(shí)塊A和木板B的圖像，在木塊 A從B的左端滑到右端的過(guò)程中，下面關(guān)于速度間t、動(dòng)能Ek隨位移s的變化圖像,其中可能正確的是(A.C.D.8、在光滑水平面上，質(zhì)量均為m的甲、乙兩輛小車，分別以v和2v的速度相向而行，相遇后兩小車粘合在一起，下列說(shuō)法正確的是（）A. 兩小車粘合后可能靜止1 2B. 兩小車粘合過(guò)程中機(jī)械能損失mv2C兩小車粘合后速度方向與乙車原來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向相同3D.兩小車粘合過(guò)程中甲車對(duì)乙車的沖量大小為mv29、 矩形滑塊由不同材料的上、 下兩層粘合在一起組成，將其放在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的子彈以速度v水平射向滑塊若射擊下

6、層，子彈剛好不射出；若射擊上層，則子彈剛好能射穿一半厚度，如圖所示則上述兩種情況相比較（）A.子彈的末速度大小相等C.子彈對(duì)滑塊做的功不相同B.系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量一樣多D.子彈和滑塊間的水平作用力一樣大10、如圖所示，長(zhǎng)木板A放在光滑的水平面上，質(zhì)量為m=4kg的小物體B以水平速度vo=2m/s 滑上原來(lái)靜止的長(zhǎng)木板 A的上表面，由于A、B間存在摩擦，之后A、B速度隨時(shí)間變化情況 如圖乙所示，取g=10m/s2,則下列說(shuō)法正確的是（）* En/fEn-H"1)1二A»»1 靜A.木板A獲得的動(dòng)能為2JB.系統(tǒng)損失的機(jī)械能為 2JC. 木板A的最小長(zhǎng)度為2m D.A、B

7、間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 0.111、已知一足夠長(zhǎng)的傳送帶與水平面的傾角為，以一定的速度勻速運(yùn)動(dòng)。某時(shí)刻在傳送帶適當(dāng)?shù)奈恢梅派暇哂幸欢ǔ跛俣鹊奈飰K（如圖甲所示），以此時(shí)為t=0時(shí)刻記錄了小物塊之后在傳送帶上運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間的變化關(guān)系，如圖乙所示（圖中取沿斜面向上的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，其中兩坐?biāo)大小 v 掘）。已知傳送帶的速度保持不變。（g取10m/s2）則（ ）A. 0 ti內(nèi)，物塊對(duì)傳送帶做負(fù)功B. 物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，tan1 2 1 2C. 0 t2內(nèi),傳送帶對(duì)物塊做功為W mv2 一 mw2 2D. 系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量大小一定大于物塊動(dòng)能的變化量大小12、傳送帶是現(xiàn)代自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用非常廣泛

8、的一種傳動(dòng)裝置，如圖所示，在一水平向右勻速傳輸?shù)淖銐蜷L(zhǎng)的傳送帶的左端A點(diǎn)，每隔相同的時(shí)間T,輕放上一個(gè)相同質(zhì)量的小煤塊。已知煤塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，煤塊的質(zhì)量為m，經(jīng)測(cè)量，發(fā)現(xiàn)右邊那些已經(jīng)和傳送帶達(dá)到相同速度的煤塊之間的距離相同且均為X，而且每個(gè)煤塊在傳送帶上均留下長(zhǎng)為L(zhǎng)的擦痕，重力加速度為g，下列判斷正確的有（）A.傳送帶的速率為2LTB. 煤塊加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為C. 和傳送帶達(dá)到相同速度的煤塊之間的距離為D. 傳送帶因傳送每一個(gè)煤塊而多消耗的能量為X T 2 gLmL2T213、如圖甲所示，一傾角為37°的傳送帶以恒定速度運(yùn)行?，F(xiàn)將一質(zhì)量m= 1 kg的物體拋上傳送帶，物體

9、相對(duì)地面的速度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示，取沿傳送帶向上為正方向，g = 10 m/s2 , sin 37 =0.6 , cos 37 =0.8 :求：(1) 物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2) 0-8s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的位移；(3) 0-8s內(nèi)物體機(jī)械能的增加量。14、如圖所示，某同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)游戲裝置，用彈簧制作的彈射系統(tǒng)將小球從管口P彈出，右側(cè)水平距離為L(zhǎng),豎直高度為H=0.5m處固定一半圓形管道,管道所在平面豎直,半徑R=0.75m, 內(nèi)壁光滑。通過(guò)調(diào)節(jié)立柱Q可以改變彈射裝置的位置及傾角，若彈出的小球從最低點(diǎn) M沿切線方向進(jìn)入管道，從最高點(diǎn)N離開(kāi)后能落回管口 P,則游戲成功。小球質(zhì)量為0.2k

10、g,半徑略小2于管道內(nèi)徑，可視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力,g取10m/s。該同學(xué)某次游戲取得成功 ，試求：丹；(1) 水平距離L;(2) 小球在N處對(duì)管道的作用力；(3) 彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能。15、如圖所示，質(zhì)量M=1kg且足夠長(zhǎng)的木板靜止在水平面上，與水平面間動(dòng)摩擦因數(shù)2 0.1。現(xiàn)有一質(zhì)量 m=2kg的小鐵塊以V。 3m/s的水平速度從左端滑上木板，鐵塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)10.2。重力加速度g=10m / s2。求：(1) 鐵塊剛滑上木板時(shí)，鐵塊和木板的加速度分別多大？(2) 木板的最大速度多大 ？(3 )從木板開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至停止的整個(gè)過(guò)程中，木板在地面上發(fā)生的位移是多少？(4 )從木板開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至停

11、止的整個(gè)過(guò)程中，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量是多少？答案以及解析1答案及解析：答案：D解析：A項(xiàng)：滑翔的過(guò)程中除重力做功外，還有空氣阻力做功，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)：由功能關(guān)系可知，重力勢(shì)能的減小量等于重力做的功，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)：由能量守恒可知，重力勢(shì)能的減小量等動(dòng)能的增加和克服阻力所做的功，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)：由動(dòng)能定理可知，合外力所做的功等于動(dòng)能的變化量，故D正確。故應(yīng)選D。2答案及解析：答案：D解析：子彈克服阻力做功為 Wf f(s d)，子彈損失的動(dòng)能為 f(s d),A錯(cuò)；f對(duì)木塊做 的功為Wf =fs，木塊增加的動(dòng)能為 fs，B錯(cuò)；由功能關(guān)系知，子彈減少的動(dòng)能等于木塊增加的 動(dòng)能與子彈和木塊系統(tǒng)增加的內(nèi)能之

12、和，C錯(cuò)；子彈和木塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能的損失量等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量，等于fd，D正確。3答案及解析：答案：D解析：相對(duì)滑動(dòng)時(shí)木塊的加速度 ag，從放上至相對(duì)靜止所用時(shí)間 t - 一，此過(guò)程中a g2 2傳送帶相對(duì)地的位移 x-i vt 木塊相對(duì)地的位移為 x2t 摩擦力對(duì)木塊做的g22 g功等于木塊動(dòng)能的增加量,Ej W1mgx2 mv2傳送帶克服摩擦力做的功2W2mgx mV此過(guò)程中傳送帶克服摩擦力做功，將傳送帶的能量轉(zhuǎn)化為木塊的動(dòng)能及1內(nèi)能.|由能量守恒定律知,轉(zhuǎn)化的內(nèi)能為 VE W2 Wmv2故D正確4答案及解析：答案：C解析：物體A在下落到地面的瞬間,彈簧的拉力T=4mgsin 0 =2

13、mg彈簧對(duì)A有向上的拉力2mg在下落的過(guò)程中有一部分能量轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能，故A的機(jī)械能不守恒，A錯(cuò)誤;對(duì)物體A而言,重力對(duì)它做正功 mgh彈簧彈力對(duì)它做負(fù)功° 2mg hmgh ,C正確；合外力對(duì)A做的2總功為零，根據(jù)動(dòng)能定理可知物體 A落到地面前的瞬間速度一定為零 ,B錯(cuò)誤;在下落到地面前的過(guò)程中，A先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，后做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng) ，D錯(cuò)誤。5答案及解析：答案：A解析：A、當(dāng)滑塊從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到木板右端時(shí)，發(fā)生的位移為L(zhǎng)+s(相對(duì)于地)，滑塊克服摩擦力所做的功為f(L+s).故A正確.1 2B對(duì)木板，由動(dòng)能定理有:fs=mv2 .故B錯(cuò)誤.1 1C、滑塊與木

14、板間產(chǎn)生的熱量 Q=fL,根據(jù)能量守恒定律知：F(L+s)=Q+ 2 mv + - mv2,可丄 1得,F(L+s) - fL=mv2+mv?2 .故 C錯(cuò)誤.D由Q=fL,知F增大時(shí),Q不變，故D錯(cuò)誤.故選:A6答案及解析：答案：B解析：由于傳送帶足夠長(zhǎng)，滑塊在傳送帶上向左做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，速度減小到零后向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，速度增大到V后做速度為V的勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以滑塊返回傳送帶右端的速率為v1，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由動(dòng)能定理可得，此過(guò)程中傳送帶對(duì)滑塊做功為1 mv12 1 mv22 ,2 2選項(xiàng)B正確；此過(guò)程中滑塊與傳送帶間摩擦產(chǎn)生的熱量等于二者相對(duì)滑動(dòng)距離與摩擦力的乘積，等于1 m(w2 v

15、22)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤;由能量守恒定律得，此過(guò)程中電動(dòng)機(jī)因傳送滑塊多2做的功等于傳送帶與滑塊相對(duì)滑動(dòng)產(chǎn)生的熱量和傳送帶對(duì)滑塊做功之和，不等于2mv12，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。7答案及解析：答案：D解析：木塊滑上木板，A做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，B做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律得：aA g g，aB，已知M m，aA aB ,圖線斜率的絕對(duì)值大于圖線斜率mM的絕對(duì)值，故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤。根據(jù)動(dòng)能定理得，對(duì)A有： mgs Ek Ek0，Ek Ek0 mgs。 對(duì)B有：mgs Ek，由動(dòng)能定理的表達(dá)式可知， Ek與s圖線斜率的絕對(duì)值可以相等， 故C 項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。綜上所述，本題選 D。8答案及解析：答案：CD解析：由

16、于乙車速度較大，動(dòng)量較大，系統(tǒng)總動(dòng)量不為零，總動(dòng)量方向與乙車原來(lái)的速度方向相同,根據(jù)動(dòng)量守恒定律，兩小車粘合后速度方向與乙車原來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向相同,A錯(cuò)誤,C正確;選取乙車原來(lái)的速度方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律,m 2v mv 2mv',解得v'-。兩小車粘2合過(guò)程中機(jī)械能損失E m(2v)21 2 -mv12§22mv' -mv ,B錯(cuò)誤；由動(dòng)定理可知，兩小車2224粘合過(guò)程中甲車對(duì)乙車的沖量為1mv' m2v33-mv,大小為一 mv,D 正確。2 29答案及解析：答案：AB解析：根據(jù)動(dòng)量守恒知，最后物塊獲得的速度(最后物塊和子彈的公共速度)是相同的，

17、所以A 選項(xiàng)是正確的；子彈嵌入下層或上層過(guò)程中 ，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量都等于系統(tǒng)減少的動(dòng)能 ，而子彈 減少的動(dòng)能一樣多（子彈初末速度分別相等）;物塊能加的動(dòng)能也一樣多，則系統(tǒng)減少的動(dòng)能 樣,故系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量一樣多所以B選項(xiàng)是正確的；物塊獲得的動(dòng)能是相同的，根據(jù)動(dòng)能定理 物熱量一樣多，產(chǎn)生的熱量Q F L相對(duì)，因?yàn)樽訌椣鄬?duì)木塊的位移兩次是不相同的 ，所以子彈 和滑塊間的水平作用力不一樣大 故D錯(cuò)誤；所以AB選項(xiàng)是正確的 10答案及解析：答案：AD解析：由圖知，木板獲得的速度為 v=1m/s,根據(jù)動(dòng)量守恒定律得：mvo=（M+m）v,則得，木板A的質(zhì)量為 M=4kg.木板獲得的動(dòng)能為：Ek=Mv2/2=

18、2J.A正確；由圖得到:0-1s內(nèi)B的位移為11xB = （2+1） 1m=1.5m，A 的位移為 xA=- xixim=0.5m，22木板A的最小長(zhǎng)度為L(zhǎng)=xB-xA=1m.C錯(cuò)誤；由斜率大小等于加速度大小 ，得到B的加速度大小為a=1m/ s2,t根據(jù)牛頓第二定律得：umg=mBa代入解得，卩=0.1.正確。系統(tǒng)損失的機(jī)械能為 E=u mgL=0.1X 4X 10X 1J=4J.錯(cuò)誤.11答案及解析：答案：AD解析：由圖知，物塊先向下運(yùn)動(dòng)后向上運(yùn)動(dòng)，則知傳送帶的運(yùn)動(dòng)方向應(yīng)向上 .0 ti內(nèi)，物塊對(duì)傳 送帶的摩擦力方向沿傳送帶向下，則物塊對(duì)傳送帶做負(fù)功.所以A選項(xiàng)是正確的.、在t1 t2內(nèi)，

19、物塊向上運(yùn)動(dòng)，則有 mg cos mg sin ，得 tan .故B錯(cuò)誤.0 t2內(nèi)，由圖 面積”等于位移 可以知道，物塊的總位移沿斜面向下，高度下降，重力對(duì)物塊做正功，設(shè)為WG，根據(jù)動(dòng)能定理 得:W WG -mvf - mvf，則傳送帶對(duì)物塊做功 W - mv| - mvf .故 C錯(cuò)誤.物塊的重力勢(shì)22 22能減小、動(dòng)能也減小都轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能，則由能量守恒得知，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量大小一定大于物塊動(dòng)能的變化量大小 .所以D選項(xiàng)是正確的.所以AD選項(xiàng)是正確的。12答案及解析：答案：BC解析：煤塊在傳送帶上先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，與傳送帶共速后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)每個(gè)2Vx vt 2 g煤塊勻加速運(yùn)

20、動(dòng)的時(shí)間為t,傳送帶的速度為 V,煤塊的加速度為 a g,從A點(diǎn)到煤塊與傳送帶共速的過(guò)程，t V ,煤塊與傳送帶相對(duì)滑動(dòng)的位移為a且 x L,故傳送帶運(yùn)動(dòng)的速率為v 2 gL ,故A錯(cuò)誤;煤塊加速時(shí)間 t與T無(wú)關(guān),t V 2L ,故B正確；每個(gè)煤塊滑上傳送帶后運(yùn)動(dòng)的規(guī)律均相同，可知x vT T 2 gL,故C正確；每個(gè)煤塊與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量為Q mg xmgL,根據(jù)能量守恒知，傳送帶因傳送一個(gè)煤塊多消耗的能量為1 2E - mv Q 2 mgL ,故 D 錯(cuò)誤。213答案及解析：答案：(1)0.875(2) 14m(3)90J解析(1)由圖象可知，傳送帶沿斜向上運(yùn)動(dòng)，物體放到傳送帶上的初速度方向 是沿斜面向下的，且加速大小為a 1m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律 得： mg cos mg sin ma解得：尸0.875(2) v-t圖象與時(shí)間軸圍成的“面積”大小等于物體的位移，2 6 1可得08 s內(nèi)物體的位移x 4 - 2 14m