精品解析：6.6 专题 动力学和能量观点的综合应用（讲）-2024届高考物理一轮复习

第六章 机械能守恒定律 专题　动力学和能量观点的综合应用 一、传送带问题的分析方法 （1）动力学角度：首先要正确分析物体的运动过程，做好受力分析，然后利用运动学公式结合牛顿第二定律求物体及传送带在相应时间内的位移，找出物体和传送带之间的位移关系。 （2）能量角度：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。 二、滑块—木板模型 1．动力学分析：分别对滑块和木板进行受力分析，根据牛顿第二定律求出各自的加速度；从放上滑块到二者速度相等，所用时间相等，由，可求出共同速度v和所用时间t，然后由位移公式可分别求出二者的位移。 2．功和能分析：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，要注意区分三个位移： （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。 三、多运动组合问题 分析思路 （1）受力与运动分析：根据物体的运动过程分析物体的受力情况，以及不同运动过程中力的变化情况； （2）做功分析：根据各种力做功的不同特点，分析各种力在不同运动过程中的做功情况； （3）功能关系分析：运用动能定理、机械能守恒定律或能量守恒定律进行分析，选择合适的规律求解。 考点一　传送带模型 功能关系分析 （1）传送带克服摩擦力做的功：W=Ffx传。 （2）系统产生内能：Q=Ffs相对，s相对表示相对路程。 （3）功能关系分析：W=ΔEk+ΔEp+Q。 1. 皮带输送机普遍应用于交通、物流、食品等各行各业，通过扫码可实现快递自动分拣。如图所示，传送带在电动机带动下以m/s的速度匀速运动，将质量kg的包裹（可视为质点）无初速度放在与扫码仪B相距10m的A点处，包裹与传送带间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。下列说法正确的是（　　） A. 包裹从A点运动到扫码仪B的过程中先受滑动摩擦力作用后受静摩擦力作用 B. 包裹从A点运动到扫码仪B的时间为5s C. 将一个包裹运送到扫码仪B的过程中，电动机多消耗的电能为4J D. 将一个包裹运送到扫码仪B的过程中，系统因摩擦产生的热量为4J [变式题1] 2. 如图所示为某建筑工地所用的水平放置的运输带，在电动机的带动下运输带始终以恒定的速度v0=1m/s顺时针传动，建筑工人将质量m=20kg的建筑材料静止地放到运输带的最左端，同时建筑工人以v0=1m/s的速度向右匀速运动，已知建筑材料与运输带之间的动摩擦因数为μ=0.1，运输带的长度为L=2m，重力加速度大小为g=10m/s2，以下说法正确的是（　　） A. 建筑工人比建筑材料早0.5s到右端 B. 建筑材料在运输带上一直做匀加速直线运动 C. 因运输建筑材料电动机多消耗的能量为10J D. 运输带对建筑材料做的功为10J [变式题2] 3. 在一水平向右匀速运动的长传送带的左端A点，每隔相同的时间轻放上一个相同的工件。经测量，发现前面那些已经和传送带达到相同速度的工件之间的距离均为。已知传送带的速率恒为，工件与传送带间动摩擦因数为，工件质量为，重力加速度为，则下列说法正确的是（　　） A. 工件在传送带上加速运动的时间一定等于 B. 传送带对每个工件做的功为+ C. 每个工件与传送带间因摩擦而产生的热量一定等于 D. 传送带因传送每一个工件而多消耗的能量为 4. 如图所示，传送带与水平面间的夹角为30°，其中A、B两点间的距离为3.5m，传送带在电动机的带动下以v=2m/s的速度顺时针匀速转动。现将一质量为4kg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μ=，g取10m/s2，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s后与传送带共速 B. 摩擦力对小物块做的功为24J C. 摩擦产生热量为24J D. 因放小物块而使得电动机多消耗的电能为102J [变式题] 5. 如图所示，绷紧的传送带与水平面的夹角，传送带在电动机的带动下，始终保持的速率运行，现把一质量为的工件（可视为质点）轻轻放在传送带的底端，经过时间，工件被传送到的高处，g取，求： （1）工件与传送带间的动摩擦因数； （2）电动机由于传送工件多消耗电能。 考点二　滑块—木板模型 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。 典例精析 变式巩固 6. 如图甲所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量为m＝2 kg的另一物体B（可看成质点）以水平速度v0＝2 m/s滑上原来静止的长木板A的上表面。由于A、B间存在摩擦力，之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示。下列说法正确的是（g取10 m/s2）（　　） A.