高考物理模型專練與解析模型15傳送帶能量相關(guān)模型（學(xué)生版）

15傳送帶能量相關(guān)模型1．如圖所示，傳送帶以速度逆時針勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)輪半徑很小(相比于傳送帶長度可忽略)，傳送帶AB部分水平，OA部分傾角、長為1m，OB部分傾角、長為0.75m?，F(xiàn)將一質(zhì)量為的墨盒輕放在A端，墨盒由靜止從A運動到B的過程中留下清晰的痕跡(忽略墨盒質(zhì)量的變化)。已知墨盒通過O點轉(zhuǎn)輪時速度大小不變，墨盒與傳送帶間的動摩擦因數(shù)，取重力加速度，，，，則墨盒從A到B過程中下列說法中正確的是()A．墨盒與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量為0.584JB．墨盒與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量為0.81JC．墨盒在傳送帶上留下的痕跡長為0.6125mD．墨盒在傳送帶上留下的痕跡長為1.0125m2．如圖甲所示為傾斜的傳送帶，正以恒定的速度v，沿順時針方向轉(zhuǎn)動，傳送帶的傾角為37°。一質(zhì)量m＝1kg的物塊以初速度v0從傳送帶的底部沖上傳送帶并沿傳送帶向上運動，物塊到傳送帶頂端的速度恰好為零，其運動的v-t圖象如圖乙所示，已知重力加速度為g＝10m/s2，sin37°＝0.6，則下列說法正確的是()A．物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.5；B．傳送帶底端到頂端的距離為32m；C．0～2s內(nèi)物塊的加速度大小為12m/s2D．全程物塊與傳送帶間由于摩擦而產(chǎn)生的64J熱量。3．如圖，在勻速轉(zhuǎn)動的電動機帶動下，足夠長的水平傳送帶以恒定速率勻速向右運動。一質(zhì)量為2kg的滑塊從傳送帶右端以水平向左的速率滑上傳送帶，最終滑塊又返回至傳送帶的右端。就上述過程，下列判斷正確的有()A．全過程中電動機對傳送帶多做功為12JB．全過程中電動機對傳送帶多做功為6JC．全過程中滑塊與傳送帶間摩擦產(chǎn)生的熱量為6JD．全過程中滑塊與傳送帶間摩擦產(chǎn)生的熱量為9J4．已知一足夠長的傳送帶傾角為θ，以一定的速度順時針勻速轉(zhuǎn)動。某時刻在傳送帶適當(dāng)?shù)奈恢梅派暇哂幸欢ǔ跛俣鹊奈飰K(如圖甲所示)，以此時為t=0時刻記錄了小物塊之后在傳送帶上運動速度隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示(圖中取沿斜面向上的運動方向為正方向，v1>v2)。已知傳送帶的速度保持不變，則()A．在0~t1內(nèi)系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量與在t1~t2內(nèi)系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量相等B．在0~t2內(nèi)，傳送帶對物塊做的功W=mv22－mv12C．在0~t2內(nèi)，物塊對傳送帶做負功D．在t1~t2內(nèi)，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量等于物塊機械能的增量5．如圖所示，光滑水平面與逆時針運動的粗糙傾斜傳送帶平滑連接，水平面上有一質(zhì)量為m的滑塊，以初速v0向右沖上傳送帶，傳送帶的速度大小為v。在滑塊沖上傳送帶到離開傳送帶的過程，下列說法中正確的是()A．傳送帶對滑塊做功可能為零B．傳送帶對滑塊沖量可能為零C．傳送帶對滑塊沖量可能水平向左D．v0和v越大，滑塊與傳送帶摩擦生熱都越多6．以恒定速率運動，皮帶始終是繃緊的，將m=1kg的貨物放在傳送帶上的A處，經(jīng)過1.2s到達傳送帶的B端。用速度傳感器測得貨物與傳送帶的速度v隨時間t變化圖象如圖乙所示，已知重力加速度g取10m/s2，由v-t圖象可知()A．A、B兩點的距離為2.4mB．貨物與傳送帶的動摩擦因數(shù)為0.5C．貨物從A運動到B過程中，傳送帶對貨物做功大小為12.8JD．貨物從A運動到B過程中，貨物與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量為4.8J7．如圖所示，足夠長傳送帶與水平方向的傾角為θ，物塊a通過平行于傳送帶的輕繩跨過光滑輕滑輪與物塊b相連，b的質(zhì)量為m，開始時a、b及傳送帶均靜止，且a不受傳送帶摩擦力作用，現(xiàn)讓傳送帶逆時針勻速轉(zhuǎn)動，則在b上升h高度(未與滑輪相碰)過程中()A．物塊a重力勢能減少mghB．摩擦力對a做的功大于a機械能的增加C．摩擦力對a做的功小于物塊a、b動能增加之和D．任意時刻，重力對a、b做功的瞬時功率大小相等8．如圖所示，足夠長的傳送帶與水平方向的夾角為30°，物塊a通過平行于傳送帶的輕繩跨過光滑定滑輪與物塊b相連，b的質(zhì)量為m，a與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ，開始時，a、b及傳送帶均靜止，且a不受摩擦力作用?，F(xiàn)讓傳送帶逆時針勻速轉(zhuǎn)動，在b由靜止開始到上升高度為h(未與定滑輪相碰，重力加速度為g)的過程中()A．傳送帶轉(zhuǎn)動時a受到的摩擦力沿傳送帶向上。B．a(chǎn)的質(zhì)量是b的質(zhì)量的兩倍C．傳送帶剛開始轉(zhuǎn)動瞬間，a和b的加速度大小均為gD．物塊a、b組成的系統(tǒng)重力勢能增加mgh9．如圖所示，用水平傳送帶將質(zhì)量為m的煤塊從A端運送到B端，AB之間的距離為L，傳送帶始終保持以速率v勻速運動，煤塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ，將煤塊輕輕放在傳送帶上后，煤塊在傳送帶上留下一段長度為l(l<L)的痕跡。下列說法不正確的是()A．摩擦力對煤塊做的功為μmg(L+l) B．摩擦力對煤塊做的功為μmglC．煤塊與傳送帶因摩擦產(chǎn)生的熱量為μmgl D．煤塊與傳送帶因摩擦產(chǎn)生的熱量為mv210．如圖所示，水平傳送帶的質(zhì)量，兩端點間距離，傳送帶以加速度由靜止開始順時針加速運轉(zhuǎn)的同時，將一質(zhì)量為的滑塊(可視為質(zhì)點)無初速度地輕放在點處，已知滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.1，取，電動機的內(nèi)阻不計。傳送帶加速到的速度時立即開始做勻速轉(zhuǎn)動而后速率將始終保持不變，則滑塊從運動到的過程中()A．系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量為B．滑塊機械能的增加量為C．滑塊與傳送帶相對運動的時間是D．傳送滑塊過程中電動機輸出的電能為11．如圖所示，傳送帶與地面傾角θ=37°，從A到B長度為L=14m，傳送帶以v0=8m/s的速率逆時針轉(zhuǎn)動，在傳送帶上端A無初速地放一個質(zhì)量為m=0.5kg的黑色煤塊，它與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.25，煤塊在傳送帶上經(jīng)過會留下黑色劃痕，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2。求∶(1)煤塊從A到B的時間。(2)煤塊從A到B的過程中傳送帶上形成劃痕的長度。(3)系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的熱量。12．如圖所示，水平傳送帶與固定斜面平滑連接，質(zhì)量為m＝1kg的小物體放在斜面上，斜面與水平方向的夾角為θ＝37°，若小物體受到一大小為F＝20N的沿斜面向上的拉力作用，可以使小物體從斜面底端A由靜止向上加速滑動。當(dāng)小物體到達斜面頂端B時，撤去拉力F且水平傳送帶立即從靜止開始以加速度a0＝1m/s2沿逆時針方向做勻加速運動，當(dāng)小物體的速度減為零時剛好滑到水平傳送帶的右端C處。小物體與斜面及水平傳送帶間的動摩擦因數(shù)均為μ＝0.5，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，AB間距離L＝5m，導(dǎo)槽D可使小物體速度轉(zhuǎn)為水平且無能量損失，g＝10m/s2。已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：(1)小物體運動到B點的速度(2)小物體從A點運動到C點的時間(3)小物體從B點運動到C點的過程中，小物體與傳送帶間由于摩擦而產(chǎn)生的熱量Q13．如圖所示，裝置的左邊AB部分是長為L1=4m的水平臺面，一水平放置的輕質(zhì)彈簧左端固定，并處于原長狀態(tài)。裝置的中間BC部分是長為L2=4.5m的水平傳送帶，傳送帶始終以v=2m/s的速度順時針轉(zhuǎn)動。它與左邊的臺面等高，并平滑對接，與右邊的光滑曲面相切與C點。質(zhì)量m=1kg的小滑塊從曲面上距水平臺面h=5m的D處由靜止下滑，滑塊向左運動，最遠到達O點，OA間距x=1m。已知物塊與傳送帶及左邊水平臺面之間的摩擦因數(shù)μ=0.4，彈簧始終處在彈性限度內(nèi)，g取10m/s2。求：(1)滑塊從D到O的過程中與皮帶摩擦產(chǎn)生的熱量；(2)彈簧的最大彈性勢能；(3)滑塊再次回到右邊曲面部分所能到達的最大高度；(4)滑塊第八次從右邊曲面部分滑到皮帶上運動的過程中，距離A點的最小值。14．如圖所示，水平軌道OP固定，ON段光滑、NP段粗糙且長L=1.5m。一根輕彈簧的一端固定在軌道左側(cè)O點的豎直擋板上，另一端自然伸長時在N點。P點右側(cè)有一與水平方向成θ=37°、足夠長的傳送帶PQ與水平面在P點平滑連接，傳送帶逆時針轉(zhuǎn)動的速率恒為v=3m/s。質(zhì)量m=2kg小物塊A放在N點，與A相同的物塊B靜止在P點。現(xiàn)用力通過A緩慢向左壓縮彈簧，當(dāng)彈簧的彈性勢能E=31.0J時由靜止釋放，A開始向右運動。當(dāng)A運動到P點時與B發(fā)生正碰，碰撞時間極短且無機械能損失。已知A與NP段間的動摩擦因數(shù)μ1=0.2，B與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ2=0.25，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：(1)A第一次運動到P點時的速度大?。?2)第一次碰撞后A、B的速度大?。?3)A、B第一次碰撞分離到第二次碰撞時經(jīng)歷的時間。15．如圖所示，固定的光滑平臺上固定有光滑的半圓軌道，軌道半徑R=0.6m。平臺上靜止著兩個滑塊A、B，mA=0.1kg，mB=0.2kg，兩滑塊間夾有少量炸藥，平臺右側(cè)有一帶擋板的小車，靜止在光滑的水平地面。小車質(zhì)量為M=0.3kg，車面與平臺的臺面等高，車面左側(cè)粗糙部分長度為L=0.8m，動摩擦因數(shù)為μ=0.2，右側(cè)拴接一輕質(zhì)彈簧，彈簧自然長度所在范圍內(nèi)車面光滑。點燃炸藥后，A滑塊到達軌道最高點時對軌道的壓力大小恰好等于A滑塊的重力，滑塊B沖上小車。兩滑塊都可以看作質(zhì)點，炸藥的質(zhì)量忽略不計，爆炸的時間極短，且爆炸后兩個物塊的速度方向在同一水平直線上，且g=10m/s2。求：(1)滑塊在半圓軌道最低點對軌道的壓力；(2)爆炸后A與B獲得的總動能是多少？(3)滑塊B滑上小車后的運動過程中彈簧的最大彈性勢能。16．如圖所示，半徑R=1.6m的光滑半圓形軌道固定于豎直平面內(nèi)，下端與傳送帶相切于B點，水平淺色傳送帶上A、B兩端點間距L=16m，傳送帶以v0=10m/s的速度順時針運動，將質(zhì)量m=1kg的黑色小煤塊(可視為質(zhì)點)放到傳送帶上，煤塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.4，取g=10m/s2：(1)將煤塊在傳送帶A端由靜止釋放，求煤塊由釋放到第一次經(jīng)過B端的過程中：①所需時間t；②由于相對滑動，淺色傳送帶上會留下黑色的印跡，求該印跡的長度?x(即煤塊相對于傳送帶后退的距離)；(2)若煤塊仍由靜止釋放，要想煤塊能通過圓軌道的最高點C，求煤塊在傳送帶上釋放的位置范圍。17．某電視娛樂節(jié)目裝置可簡化為如圖所示模型，傾角θ=37°的斜面底端與水平傳送帶平滑接觸，傳送帶BC長L=6m，始終以v0=4m/s的速度順時針運動。一個質(zhì)量m=1kg的物塊由距斜面底端高度h1=5.4m的A點靜止滑下，物塊通過B點時速度的大小不變。物塊與斜面、物塊與傳送帶間動摩擦因數(shù)分別為μ1=0.5、μ2=0.2，傳送帶上表面距地面的高度H=5m，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。(1)求物塊下滑到B點的速度vB；(2)求物塊由B點運動到C點的時間；(3)求物塊落到D點時的速度。18．如圖所示，光滑曲面與長度L＝lm的水平傳送帶BC平滑連接，傳送帶以v＝lm/s的速度順時針運行．質(zhì)量m1＝lkg的物塊甲(可視為質(zhì)點)從曲面上高h＝lm的A點由靜止釋放，物塊甲與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2．傳送帶右側(cè)光滑水平地面上有一個光滑的四分之一圓軌道狀物體乙，軌道末端與地面相切，質(zhì)量m2＝3kg，重力加速度g＝l0m/s2．求：(1)甲第一次運動到C點的速度大?。?2)甲第二次運動到C點的速度大??；(3)甲第二次到C點后經(jīng)多長時間再次到達C點．19．如圖所示，水平傳送帶長L=12m，且以v=5m/s的恒定速率順時針轉(zhuǎn)動，光滑軌道與傳送帶的右端B點平滑連接，有一質(zhì)量m=2kg的物塊從距傳送帶高h=5m的A點由靜止開始滑下。已知物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，重力加速度g取，求：(1)物體下滑到B點的速度大小；(2)物塊距傳送帶左端C的最小距離。20．如圖所示，為某工廠的貨物傳送裝置，傾斜運輸帶AB(與水平面成角)與一斜面BC(與水平面成角)平滑連接，A點到B點的距離為，B點到C點的距離為，運輸帶運行速度恒為，現(xiàn)將一質(zhì)量為的小物體輕輕放于A點，小物體恰好能到達最高點C，已知小物體與斜面間的動摩擦因數(shù)，求：(g取10m/s2，，空氣阻力不計)(1)小物體運動到B點時的速度v的大小；(2)小物體與運輸帶間的動摩擦因數(shù)μ2；(3)小物體從A點運動到B點過程中多消耗的電能。21．如圖所示，AB之間有一順時針勻速轉(zhuǎn)動的傳送帶，A端左側(cè)有與傳送帶平滑相接的光滑曲面，B端右側(cè)的粗糙平面上有一輕質(zhì)彈簧，彈簧右端固定，左端連接一塊輕質(zhì)擋板P，當(dāng)彈簧處于原長時P恰好在B端?，F(xiàn)有一質(zhì)量為的物塊(可以視質(zhì)點)從高為h處的光滑曲面上由靜止釋放，經(jīng)傳送帶與P相撞，無能量損失，并壓縮彈簧，物塊在粗糙面上減速為零時，剛好能停在此處不再運動，該位置距P的距離為。已知傳送帶速度為，長度為，與物塊之間的摩擦因數(shù)為，粗糙面與物塊間的摩擦因數(shù)；彈簧被壓縮到最大壓縮量時，彈簧的彈性勢能，(重力加速度)求：(1)物塊滑離傳送帶時的速度；(2)物塊下滑高度h的的范圍。22．如圖所示，水平傳送帶的左端與一傾角的粗糙斜面平滑連接。傳送帶以恒定速度逆時針轉(zhuǎn)動。斜面上點離斜面底端的長度，傳送帶的長度，一個質(zhì)量的小滑塊與斜面的動摩擦因數(shù)，小滑塊與傳送帶的動摩擦因數(shù)，重力加速度取。(1)若滑塊從點靜止釋放，求小滑塊運動到斜面上離點最遠的距離；(2)若滑塊從點靜止釋放，求小滑塊從點開始運動，到第二次經(jīng)過點的過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量。23．如圖所示，光滑圓弧軌道BCD固定在豎直面內(nèi)，圓心為O，半徑R=0.5m，半徑OB、OD與豎直方向的夾角均為θ=37°，長為L=2m的固定光滑斜面AB下端與光滑的圓弧軌道相切于B點，傾斜傳送帶DE表面下端與圓弧軌道相切于D點，傳送帶以v=1.6m/s的速度沿順時針轉(zhuǎn)動。一個質(zhì)量m=0.10kg的物塊P從斜面上端A點無初速下滑，物塊P與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2，傳送帶足夠長，忽略空氣阻力。求：(1)物塊第一次經(jīng)過圓弧軌道最低點C時，對軌道的壓力大?。?2)物塊沿傳送帶向上運動的最大距離；(3)物塊第二次在光滑斜面上運動的時間為多少。24．如圖所示，質(zhì)量M=2kg的小車靜止在光滑水平面上。上表面離地高度h=0.45m。右側(cè)