2023届高考物理一轮复习学案：第六章第九讲传送带模型 板块模型能量分析

2022-2023学年第一学期高三物理导学案 主备人： 迪克民 审核：高三物理组 使用时间： 班级： 姓名： 编号：BX2054 第六章第九讲传送带模型 板块模型能量分析 【知识落实】 1.“板—块”模型和“传送带”模型本质上都是相对运动问题，一般要分别求出各物体相对地面的位移，再求相对位移。 2．两物体的运动方向相同时，相对位移等于两物体的位移之差。两物体的运动方向相反时，相对位移等于两物体的位移之和。 一.传送带模型能量分析 1.传送带克服摩擦力做的功：W＝fx传（x传为传送带对地的位移） 2.系统产生的内能：Q＝fx相对（x相对为总的相对路程）． 3. 求解电动机由于传送物体而多消耗的电能一般有两种思路 ①运用能量守恒 以倾斜传送带为例，多消耗的电能为E电，则：E电＝ΔEk＋ΔEp＋Q. ②运用功能关系 传送带多消耗的电能等于传送带克服阻力做的功E电=fx传(特别注意：如果物体在倾斜传送带上的运动分匀变速和匀速两个运动过程，这两个过程中传送带都要克服摩擦力做功，匀变速运动过程中两者间的摩擦力是滑动摩擦力，匀速运动过程中两者间的摩擦力是静摩擦力) 二 .板块模型能量分析 1.使滑块不从木板的末端掉下来的临界条件是滑块到达木板末端时的速度与木板的速度恰好相同。 2.从能量角度分析板块模型时对滑块和木板分别运用动能定理，或者对系统运用能量守恒定律．如图所示，注意区分三个位移： ①求摩擦力对滑块做功时用滑块对地的位移x滑； ②求摩擦力对木板做功时用木板对地的位移x板； ③求摩擦生热时用相对位移Δx. 【典型例题】 1．如图所示，传送带与水平面间的夹角为，其中A、B两点间的距离为，传送带在电动机的带动下以的速度顺时针匀速转动。现将一质量的小物块（可视为质点）轻放在传送带的B点，已知小物块与传送带间的动摩擦因数，g为取，则在传送带将小物块从B点传送到A点的过程中（　　） A．小物块经过后与传送带共速 B．摩擦力对小物块做的功为 C．摩擦产生的热量为 D．因放小物块而使得电动机多消耗的电能为 【答案】C 【解析】A．物体刚放在B点时，受到的滑动摩擦力沿传送带向上，由于 物体做匀加速直线运动，由牛顿第二定律 得 假设物体能与传送带达到相同速度，则物体上滑的的位移 假设成立。物体与传送带达到相同速度后，将向上匀速运动，到达A点的速度仍为2m/s。 小物块匀加速时间 小物块经过0.8s后与传送带共速。A错误； B．摩擦力匀加速阶段对小物块做的功 小物块匀速运动过程中，小物块受到的为静摩擦力，大小与重力平行斜面向下的分力相等。摩擦力匀速阶段对小物块做的功 摩擦力对小物块做的功为 B错误； C．小物块与传送带的相对位移 摩擦产生的热量 C正确； D．电动机多消耗的电能 D错误。 2．（2023·全国·高三专题练习）(多选)如图所示，一个长为L，质量为M的木板，静止在光滑水平面上，一个质量为m的物块（可视为质点），以水平初速度，从木板的左端滑向另一端，设物块与木板间的动摩擦因数为，当物块与木板相对静止时，物块仍在长木板上物块相对木板的位移为d，木板相对地面的位移为s。则在此过程中（　　） A．摩擦力对物块做功为 B．摩擦力对木板做功为 C．木板动能的增量为 D．由于摩擦而产生的热量为 【答案】AB 【解析】AB．根据功的定义 其中s指物体对地的位移，而指力与位移之间的夹角，可知摩擦力对物块做功 摩擦力对木板做功 AB正确； C．根据动能定理可知木板动能的增量 C错误； D．由于摩擦而产生的热量 D错误。 【同步练习】 3．如图所示，长为5m的水平传送带以2m/s的速度顺时针匀速转动，将质量为1kg的小滑块无初速度放在传送带左侧。已知传送带与小滑块之间的动摩擦因数为0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2，则下列说法正确的是（　　） A．小滑块在传送带上一直做加速运动直至离开 B．小滑块在传送带上运动时间为2s C．传送带对小滑块做的功为2J D．因放上小滑块，电动机多消耗的电能为2J 【答案】C 【解析】AB．小滑块加速运动时的加速度 加速运动位移 加速时间为 匀速运动的时间为 故滑块在传送带上运动时间为3.5s，选项AB错误； C．传送带对滑块做的功等于滑块动能的增加，即 故C正确； D．加速阶段传送带匀速运动的位移为4m，滑块相对滑动的距离为2m，摩擦产生的热量为 故多消耗的电能 故D错误。 无所畏惧，坚持到底，绝不放弃 不与别人相比，但求超越自己 ( 第