专题2 特别策划1 力学综合-(课件)【南方凤凰台】2023学年高考复习物理二轮提优导学案 江苏

专题二 能量与动量 特别策划1 力学综合 高考总复习 一轮复习导学案 · 数学（提高版） 二轮提优导学案·物理 (2022·金陵中学模拟)如图所示，一足够长的倾斜传送带以速度v＝2 m/s顺时针匀速运动，传送带与水平方向的夹角θ＝37°.质量m1＝5 kg的小物块P和质量m2＝11 kg的小物块Q由跨过定滑轮的轻绳连接，P与定滑轮间的绳子与传送带平行，轻绳足够长且不可伸长．某时刻物块P从传送带上端以速度v0＝8 m/s冲上传送带(此时P、Q的速率相等)，已知物块P与传送带间的动摩擦因数μ＝0.4，不计滑轮的质量与摩擦，整个运动过程中物块Q都没有上升到定滑轮处．(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，取g＝10 m/s2) 1 微切口1　传送带中的动力学和能量问题 (1) 求物块P刚冲上传送带时加速度的大小． (2) 从物块P刚冲上传送带到沿传送带运动到最远处的过程中，求P、Q系统机械能的改变量． (3) 若传送带以不同的速度v(0<v<v0)顺时针匀速运动，当v取多大时，物块P沿传送带运动到最远处过程中与传送带因摩擦产生的摩擦热量最小，最小值是多少？ 【解析】(1) 对P、Q进行受力分析，如图所示 设刚冲上传送带时Q的加速度为a1，对Q有m2g－F1＝m2a1 对P有F1＋μm1gcosθ－m1gsinθ＝m1a1 解得a1＝6 m/s2 (2) 设减速到与传送带共速的过程中P的位移为x1 －2a1x1＝v2－v 解得x1＝5 m 当在传送带上减速到与传送带共速到减速到0过程中，经分析得到P、Q的受力如图所示 设此过程P的加速度为a2，对Q有m2g－F2＝m2a2 对P有F2－μm1gcosθ－m1gsinθ＝m1a2 解得a2＝4 m/s2 设与传送带共速到减速到0的过程中P的位移为x2，则有－2a2x2＝0－v2 解得x2＝0.5 m 设系统机械能的改变量为ΔE，根据能量守恒，机械能的改变量等于重力以外的力(也就是摩擦力)做的功ΔE＝－μm1gcosθx1＋μm1gcosθx2＝－72 J 物块P减速到0的过程中因摩擦产生的热量为Q 1. 传送带中的动力学问题的分析思路 2. 传送带中的能量问题 (1) 求传送带对物体所做的功、物体和传送带由于相对滑动而产生的热量、因放上物体而使电动机多消耗的电能等，常依据功能关系或能量守恒定律求解． (2) 功能关系分析：W＝ΔEk＋ΔEp＋Q. (3) 对W和Q的理解 ①传送带克服摩擦力做的功W＝fx传． ②产生的内能Q＝fx相对． 题组跟进1 1. (2022·北京东城期末)水平传送带在电动机的带动下以恒定的速率v运动．某时刻在传送带左侧A端轻轻放置一个质量为m的小物体，经时间t小物体恰好与传送带共速，此时小物体未到达传送带的最右端，在这段时间内(　　) A. 摩擦力对小物体做的功为mv2 B. 由于小物体与传送带相互作用而产生的内能为mv2 C. 由于小物体与传送带相互作用电动机要多做的功为mv2 D. 共速前小物体受向右的摩擦力，共速后小物体受向左的摩擦力 C 2. (2022·重庆三模)近年来，我国物流行业发展迅速，在机场经常能见到地勤工作人员利用传送带从飞机上装卸货物．如图所示，若某次工作人员所用传送带与水平面夹角α＝37°，传送带下行运行速率v1＝0.6 m/s，传送带两端距离L＝3.95 m；工作人员沿传送带方向以初速度v2＝1.6 m/s从传送带 顶端推下(推力立即撤去)一件质量为1 kg的小包裹(可视为 质点)；小包裹与传送带间的动摩擦因数μ＝0.8.取g＝ 10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求： (1) 包裹通过传送带所需时间． (2) 包裹从顶端到底端与传送带因摩擦所产生的热量． 【解析】 (1) 对包裹受力分析，根据牛顿第二定律mgsinα－μmgcosα＝ma 解得a＝－0.4 m/s2 这段时间内包裹的位移 接下来包裹匀速运动，到达底端又用时 因此包裹通过传送带所需时间 t＝t1＋t2＝4.5 s (2) 只有在包裹减速阶段才相对传送带有相对运动，减速的阶段相对传送带的位移 Δx＝x1－v1t1＝1.25 m 因摩擦所产生的热量Q＝μmgcosα·Δx＝8 J 3. (2022·山西临汾二模)如图所示，长为L＝20 m的水平传送带顺时针匀速转动，速度为v＝5 m/s.某时刻将滑块A轻放在传送带的左端，同时滑块B以大小为v0＝ 10 m/s的初速度从右端冲上传送带．一段时间后两滑块发生碰撞，碰撞后立即粘在一起．已知滑块A、B的质量均为m＝2 kg，与传送带的动摩擦因数均为μ＝0.2，取g＝10 m/s2，两滑块可看作质点，求： (1) 从滑块B滑上传送带到两滑块相遇所需时间． (2) 两滑块在传送带上运动的时间．