【推荐】三精考点之高二物理名卷考点汇系列：考点5 动能定理、传送带问题

【推荐】三精考点之高二物理名卷考点汇系列：考点5 动能定理、传送带问题

精讲考点汇总表 题号 考点 难度星级 命题可能 ‎1、2、11、12、13、14‎ 平抛运动、圆周运动 运动的合成与分解 ‎★★★‎ ‎○○○‎ ‎3、10、‎ 牛顿运动定律 ‎★★★‎ ‎○○○○‎ ‎4、5‎ 万有引力 ‎★★★‎ ‎○○○‎ ‎6、16、17‎ 机械能守恒定律 ‎★★★‎ ‎○○○‎ ‎7、15、18、19‎ 动能定理、传送带问题 ‎★★★★‎ ‎○○○○‎ ‎8、9‎ 动量定理、动量守恒定律 ‎★★★★★‎ ‎○○○○○‎ 考点五 动能定理、传送带问题 ‎【原题再现】‎ ‎7. 如图所示，质量为m的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，物体在滑下传送带之前能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到与传送带相对静止这一过程，下列说法中正确的是(　　)‎ A. 电动机多做的功为 B. 物体在传送带上的划痕长 C. 传送带克服摩擦力做的功为 D. 电动机增加的功率为μmgv ‎【答案】D ‎【点睛】解决本题的关键知道物体在传送带上发生相对运动时的运动规律，以及知道能量的转化，知道电 动机多做的功等于物体动能的增加和摩擦产生的内能之和．‎ 动能定理、传送带问题 ‎★★★‎ ‎○○○‎ ‎1.水平传送带问题 求解的关键在于对物体所受的摩擦力进行正确的分析判断。判断摩擦力时要注意比较物体的运动速度与传送带的速度，也就是分析物体在运动位移x(对地)的过程中速度是否和传送带速度相等。物体的速度与传送带速度相等的时刻就是物体所受摩擦力发生突变的时刻。‎ ‎2.倾斜传送带问题 求解的关键在于分析清楚物体与传送带的相对运动情况，从而确定其是否受到滑动摩擦力作用。 如果受到滑动摩擦力作用应进一步确定其大小和方向，然后根据物体的受力情况确定物体的运动情况。当物体速度与传送带速度相等时，物体所受的摩擦力有可能发生突变。‎ 应用动能定理解题注意事项 ‎①动能定理的研究对象可以是单一物体，或者是可以看作单一物体的物体系统。‎ ‎②动能定理是求解物体的位移或速率的简捷公式。当题目中涉及位移和速度而不涉及时间时可优先考虑动能定理；处理曲线运动中的速率问题时也要优先考虑动能定理。‎ ‎③若过程包含了几个运动性质不同的分过程，既可分段考虑，也可整个过程考虑。但求功时，有些力不是全过程都做功，必须根据不同的情况分别对待求出总功。‎ ‎④应用动能定理时，必须明确各力做功的正、负。当一个力做负功时，可设物体克服该力做功为W。将该力做功表达为－W，也可以直接用字母W表示该力做功，使其字母本身含有负号。‎ 水平方向的传送带顺时针转动，传送带速度保持2 m／s不变，两端A、B间距离为3 m，一物块从B端以初速度v0＝4 m／s滑上传送带，物块与传送带间动摩擦因数μ＝0.4，g＝10 m／s2。物块从滑上传送带到离开传送带过程中的v－t图象是（ ）‎ t ‎ v0 ‎ v ‎ O ‎ t ‎ v0 ‎ v ‎ O ‎ t ‎ v0 ‎ v ‎ O ‎ t ‎ v0 ‎ v ‎ O ‎ v0 ‎ B ‎ A ‎ ‎（A） （B） （C） （D）‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【名师点睛】此题是牛顿第二定律的综合应用以及运动图线的问题；关键是把物体的运动过程分成三个阶段；注意在速度图象中，物体在任意时刻的加速度就是速度图象上所对应的点的切线的斜率．图线与横轴交叉，表示物体运动的速度反向.‎ ‎1、如图所示，一个人把质量为m的石块，从距地面高为h处，以初速度v0斜向上抛出。以水平地面处为势能零点，不计空气阻力，重力加速度为g，则：‎ A．石块离开手的时刻机械能为 B．石块刚落地的时刻动能为 C．人对石块做的功是 D．人对石块做的功是 ‎【答案】D ‎【解析】以水平地面处为势能零点，石块离开手的时刻重力势能为，动能为，则机械能为，故A错误；根据机械能守恒定律得：石块刚落地的时刻动能为：，故B错误；对人抛石块的过程，由动能定理得：人对石块做的功为：，故C错误，D正确。 ‎ ‎【名师点睛】本题是机械能守恒定律和动能定理的应用，要注意的是找好物体初、末位置的高度，知道利用动能定理是求功常用的方法。‎ ‎2、‎ 如图所示，物体从直立轻质弹簧的正上方处下落，然后又被弹回，若不计空气阻力，对上述过程的下列判断中正确的是 A．能量在动能和弹性势能两种形式之间转化 B．物体、地球和弹簧组成的系统在任意两时刻机械能相等 C．当重力和弹簧弹力大小相等时，重力势能最小 D．物体在把弹簧压缩到最短时，动能最大 ‎【答案】B ‎【名师点睛】对于机械能守恒的判断，一定要明确我们要研究的是哪一个物体或系统；可以根据能量是否和外部的物体发生交换来判断机械能是否守恒。‎ ‎3、（多选）如图所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行.初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上滑上传送带,以地面为参考系,v2>v1.从小物块滑上传送带开始计时,其vt图象可能的是（　 　）‎ ‎ ‎ ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ 物体滑上传送带后，受到向右的摩擦力而做匀减速运动，当传送带过短时，物体滑离传送带到达左端，然后在光滑的平台上匀速运动，故此时的v-t图线是A；若物体恰好滑到传送带的最左端时，速度恰好减到零，故此时的v-t图线是C；若传送带过长，则物体向左减速速度减为零后，反向向右加速，当加速到与传送带共速时随传送带做匀速运动，此时的v-t图线是B；故选ABC.‎ ‎【名师点睛】此题考查了牛顿第二定律的综合应用问题；解题时要分几种情况分析物体在传送带上运动的情况，搞清物体运动出现的物理过程，结合v-t图线的物理意义进行判断；此题考查学生综合分析问题解决问题的能力。‎ ‎1、质量为m的物体以速度v0离开桌面，如图所示，当它经过A点时，所具有的机械能是（以桌面为参考平面，不计空气阻力）（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【名师点睛】物体在运动过程中机械能守恒，即任意两个时刻或位置的机械能都相等，本题中关键是正确计算物体具有的势能．‎ ‎2、如图，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，刚接触轻弹簧的瞬间速度是5m/s，接触弹簧后小球速度v和弹簧缩短的长度△x之间关系如图所示，其中A为曲线的最高点．已知该小球重为2N，弹簧在受到撞击至压缩到最短的过程中始终发生弹性形变。下列说法不正确的是（ ）‎ A．小球的动能先变大后变小 B．小球速度最大时受到的弹力为2N C．小球的机械能先增大后减小 D．小球受到的最大弹力为12.2N ‎【答案】C ‎【解析】由图可知，小球的速度先增加后减小，故小球的动能先增大后减小，故A正确；小球下落时，当重力与弹簧弹力平衡时小球的速度最大，据此有：小球受到的弹力大小与小球的重力大小平衡，故此时小球受到的弹力为，所以B正确；在小球下落过程中至弹簧压缩最短时，只有重力和弹簧弹力做功，故小球与弹簧组成的系统机械能守恒，在压缩弹簧的过程中弹簧的弹性势能增加，故小球的机械能减小，故C错误；小球速度最大时，小球的弹力为，此时小球的形变量为，故可得弹簧的劲度系数 ‎，故弹簧弹力最大时形变量最大，根据胡克定律知，小球受到的最大弹力为，故D正确． ‎ ‎【名师点睛】本题考查学生对图象的认识，知道小球落在弹簧上后先做加速运动达到最大速度后再做减速运动，这是解决问题的根本，能根据速度最大的条件求得弹簧的劲度系数是关键。‎ ‎3、（多选）如图所示，传送带以恒定速率v运动，现将质量都是m的小物体甲、乙（视为质点）先后轻轻放在传送带的最左端，甲到达A处时恰好达到速率v，乙到达B处时恰好达到速度v，则下列说法正确的是（ ）‎ A、甲、乙两物块在传送带上加速运动时具有的加速度相同 B、甲、乙两物块在传送带上加速运动时间相等 C、传送带对甲、乙两物体做功相等 D、乙在传送带上滑行产生的热量与甲在传送带上滑行产生的热量相等 ‎【答案】CD ‎【名师点睛】本题考查传送带问题的分析，要注意明确物体在传送带上的运动过程，明确动能定理及牛顿第二定律的应用。‎ ‎4、（多选）如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为，以速度匀速转动。在传送带的上端轻轻放置一个质量为的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数，则图中能反映小木块运动的加速度、速度随时间变化的图像可能是（　 　）‎ ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【名师点睛】对小木块在传送带上的运动进行分析，由于，所以只能有两种可能的运动，即一直以a1匀加速运动，另一种先以a1匀加速运动后以a2匀加速运动，得到加速度和速度随时间变化的规律，从而选择对应的图象，凡是选择图象问题，都要先确定函数关系。‎ ‎5、右端连有光滑弧形槽的水平桌面AB长L＝1.5 m，如图所示．将一个质量为m＝0.5 kg的木块在F＝1.5 N的水平拉力作用下，从桌面上的A端由静止开始向右运动，木块到达B端时撤去拉力F，木块与水平桌面间的动摩擦因数μ＝0.2，取g＝10 m/s2.求：‎ ‎(1)木块沿弧形槽上升的最大高度；‎ ‎(2)木块沿弧形槽滑回B端后，在水平桌面上滑动的距离．‎ ‎【答案】　(1)0.15 m　(2)0.75 m ‎【解析】(1)由动能定理得：FL－FfL－mgh＝0‎ 其中Ff＝μFN＝μmg＝0.2×0.5×10 N＝1.0 N 所以 ‎(2)由动能定理得：mgh－Ffx＝0‎ 所以 ‎【名师点睛】本题考查了动能定理的基本运用，运用动能定理解题关键选择好研究的过程，分析过程中有哪些力做功，然后根据动能定理列式求解。‎ ‎6、如图所示为一传送带装置模型，固定斜面的倾角为θ=37°，底端经一长度可忽略的光滑圆弧与足够长的水平传送带相连接，可视为质点的物体质量m=3kg，从高h=1.2m的斜面上由静止开始下滑，它与斜面的动摩擦因数=0.25，与水平传送带的动摩擦因数=0.4，已知传送带以=5m/s的速度逆时针匀速转动，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10，不计空气阻力．求：‎ ‎ ‎ ‎（1）物体从滑上传送带到第一次离开传送带的过程中与传送带间的摩擦生热值；‎ ‎（2）物体第一次离开传送带后滑上斜面，它在斜面上能达到的最大高度；‎ ‎（3）从物体开始下滑到最终停止，物体在斜面上通过的总路程；（提示：物体第一次滑到传送带上运动一段时间以后又回到了斜面上，如此反复多次后最终停在斜面底端．）‎ ‎【答案】（1）120J（2）0.6m（3）6m ‎________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ‎