第五章 微专题18 “传送带”模型的功能问题（Word教参）-【优化指导】2024高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（人教版 浙江专用）

微专题18　“传送带”模型的功能问题 三步分析“传送带”模型的能量问题 (2021·山东淄博一模)如图所示，传送带的倾角为30°，以2 m/s的速度运动，将静止的工件由底端P处传送到顶端Q处．已知工件的质量为1.0 kg，P、Q之间的距离为5 m，工件与传送带间的动摩擦因数为μ＝，取g＝10 m/s2，则 (1)摩擦力对工件做的功是多少？ (2)工件与传送带间因摩擦而产生的内能是多少？ [多维解题] 答案：(1)27 J　(2)6 J 解析：(1)工件先做匀加速运动，由牛顿第二定律有 μmg cos θ－mg sin θ＝ma，得出a＝2.5 m/s2； 工件匀加速的位移为x1＝＝ m＝0.8 m， 摩擦力对工件做的功为W1＝μmg·x1cos θ， 得出W1＝6 J， 工件后做匀速运动，位移为x2＝5 m－x1＝4.2 m， 摩擦力对工件做的功为W2＝mg·x2sin θ， 得出W2＝21 J， 所以摩擦力对工件做的功为W＝W1＋W2＝27 J. (2)工件匀加速的时间为t1＝，得出t1＝0.8 s， 在工件匀加速时传送带的位移为s1＝vt1＝1.6 m， 工件与传送带间因摩擦而产生的内能为 Q＝μmg·(s1－x1)cos θ，得出Q＝6 J． 学科网（北京）股份有限公司 $