【优化方案】2016届高三物理大一轮复习教学讲义：第五章 机械能(2)

形式的能量增加，求出减少的能量总和ΔE减和增加的能量总和ΔE增，最后由ΔE减＝ΔE列式求解．

增

3.(多选)(2015·湖北鄂东三校联考)一圆弧形的槽，槽底放在水平地面上，槽

的两侧与光滑斜坡aa′、bb′相切，相切处a、b位于同一水平面内，槽与斜坡在竖直平面内的截面如图所示．一小物块从斜坡aa′上距水平面ab的高度为2h处沿斜坡自由滑下，并自a处进入槽内，到达b后沿斜坡bb′向上滑行，已知到达的最高处距水平面ab的高度为h；接着小物块沿斜坡bb′滑下并从b处进入槽内反向运动，若不考虑空气阻力，则( )

A．小物块再运动到a处时速度变为零

B．小物块每次经过圆弧槽最低点时对槽的压力不同

C．小物块不仅能再运动到a处，还能沿斜坡aa′向上滑行，上升的最大高度为h D．小物块不仅能再运动到a处，还能沿斜坡aa′向上滑行，上升的最大高度小于h 解析：选BD.小物块从a′a滑到bb′上损失的机械能ΔE1＝mgh＝Ff·s(s为圆弧长)，小物块第一次由b′b返回到aa′上损失的机械能ΔE1′＝Ff′·s，由于Ff′

[学生用书P94]

物理模型——传送带模型中的功能问题

1．模型概述

传送带模型典型的有水平和倾斜两种情况，涉及功能角度的问题主要有：

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．传送带模型问题中的功能关系分析 (1)功能关系分析：WF＝ΔEk＋ΔEp＋Q. (2)对WF和Q的理解： ①传送带的功：WF＝Fx传； ②产生的内能Q＝Ffs相对． 3．传送带模型问题的分析流程

6

(16分)如图所示，绷紧的传送带与水平面的夹角θ＝30°，

皮带在电动机的带动下，始终保持v0＝2 m/s的速率运行，现把一质量为m＝10 kg的工件(可看做质点)轻轻放在皮带的底端，经过时间1.9 s，工件被传送到h＝1.5 m的高处，取g＝10 m/s2，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的电能．

[审题点睛] (1)运动过程分析：1.9 s内工件是否一直加速？若工件先匀加速后匀速运动，所受摩擦力是否相同？

(2)能量转化分析：多消耗的电能转化成了哪几种能量？各如何表示？ [规范解答]—————————该得的分一分不丢！ (1)由题图可知，皮带长x＝v0t1＝t1(2分)

2

匀速运动的位移为x－x1＝v0(t－t1)(1分) 解得加速运动的时间t1＝0.8 s(1分) 加速运动的位移x1＝0.8 m(1分) v0所以加速度a＝＝2.5 m/s2(1分)

t1

由牛顿第二定律有：μmgcos θ－mgsin θ＝ma(2分) 解得：μ＝

3

.(1分) 2

h

＝3 m．工件速度达v0前，做匀加速运动的位移x1＝v sin θ

(2)从能量守恒的观点，显然电动机多消耗的电能用于增加工件的动能、势能以及克服传送带与工件之间发生相对位移时摩擦力做功发出的热量．

在时间t1内，皮带运动的位移 x皮＝v0t1＝1.6 m(1分)

在时间t1内，工件相对皮带的位移 x相＝x皮－x1＝0.8 m(1分) 在时间t1内，摩擦生热 Q＝μmgcos θ·x相＝60 J(2分)

1工件获得的动能Ek＝mv2＝20 J(1分)

20

7

工件增加的势能Ep＝mgh＝150 J(1分)

电动机多消耗的电能W＝Q＋Ek＋Ep＝230 J．(1分) [答案] (1)

3

(2)230 J 2

[建模感悟] (1)水平传送带：共速后不受摩擦力，不再有能量转化．倾斜传送带：共速后仍有静摩擦力，仍有能量转移．

(2)滑动摩擦力做功，其他能量转化为内能，静摩擦力做功，不产生内能．

4.(2015·西安模拟)如图甲所示，一倾角为37°的传送带以恒定速度运行．现

将一质量m＝1 kg的小物体抛上传送带，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示，取沿传送带向上为正方向，g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求：

(1)0～8 s内物体位移的大小； (2)物体与传送带间的动摩擦因数；

(3)0～8 s内物体机械能增量及因与传送带摩擦产生的热量Q. 解析：(1)根据图象求解

11

x＝×(6－2)×4＋4×2－×2×2＝14(m)． 22(2)小物体前6 s内的加速度： Δv4a＝＝ m/s2＝1 m/s2

Δt6－2由牛顿第二定律得： μmgcos 37°－mgsin 37°＝ma 代入数据解得：μ＝0.875. (3)0～8 s内机械能增量：

11ΔE＝ΔEk＋ΔEp＝mv2－mv2＋mg·xsin 37°＝90 J

2200～8 s内小物块与传送带相对滑动的距离： s相对＝vt－x＝4×8－14＝18 (m) Q＝Ff·s相对＝μmgcos 37°·s相对＝126 J. 答案：(1)14 m (2)0.875 (3)90 J 126 J

[学生用书P95]

8

1．(多选)(2015·河南南阳一中质检)一带电小球在空中由A点运动到B点的过程中，受重力、电场力和空气阻力三个力作用．若重力势能增加3 J，机械能增加0.5 J，电场力对小球做功1 J，则小球( )

A．重力做功为3 J B．电势能增加1 J C．克服空气阻力做功0.5 J D．动能减少2.5 J

解析：选CD.重力做功等于重力势能的减少量，重力势能增加3 J，故重力做功－3 J，故A错误．电场力做功等于电势能的减少量，电场力做功1 J，故电势能减少1 J，故B错误．除重力外的各个力做的总功等于机械能的增加量，除重力外，只有电场力做功1 J，而机械能增加0.5 J，所以克服空气阻力做功0.5 J，故C正确．合外力做功等于动能的增加量，合外力做功等于各个分力做的功之和，可得合外力做功为－2.5 J，故动能减少2.5 J，故D正确．

2．(单选)(2015·长沙模拟)如图所示，物体A的质量为m，置于水平地面上，A的上端连一轻弹簧，原长为L，劲度系数为k.现将弹簧上端B缓慢地竖直向上提起，使B点上移距离为L，此时物体A也已经离开地面，则下列说法中正确的是( )

A．提弹簧的力对系统做功为mgL B．物体A的重力势能增加mgL C．系统增加的机械能小于mgL D．以上说法都不正确

解析：选C.在物体离开地面前，提力小于mg，提力做的功小于mgL，A错；物体上升的高度小于L，重力势能的增加量小于mgL，B错；系统增加的机械能等于提力做的功，小于mgL，C对．

3．(多选)(2015·陕西西工大附中适应考)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，始终保持以速率v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到相对传送带静止这一过程，下列说法正确的是( )

9

1

A．电动机多做的功为mv2

21

B．摩擦力对物体做的功为mv2

2C．电动机增加的功率为μmgv 1

D．传送带克服摩擦力做功为mv2

2

解析：选BC.由能量守恒知电动机多做的功为物体动能增量和摩擦生热Q，所以A项错；1

根据动能定理，对物体列方程，Wf＝mv2，所以B项正确；因为电动机增加的功率P＝

2vvμmgt＋μmgt

22物体动能增量＋摩擦生热＝＝μmgv，C项正确；因为传送带与物体共速之前，

t时间传送带的路程是物体路程的2倍，所以传送带克服摩擦力做功是摩擦力对物体做功的2倍，即mv2，D项错误．

4.(多选)(2013·高考山东卷) 如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮．质量分别为M、m(M>m)的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行．两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动．若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中( )

A．两滑块组成系统的机械能守恒 B．重力对M做的功等于M动能的增加 C．轻绳对m做的功等于m机械能的增加

D．两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功

解析：选CD.因为M克服摩擦力做功，所以系统机械能不守恒，A错误．由功能关系知系统减少的机械能等于M克服摩擦力做的功，D正确．对M，除重力外还有摩擦力和轻绳拉力对其做功，由动能定理知B错误．对m，有拉力和重力对其做功，由功能关系知C正确．

5．(多选)(2015·内蒙古包钢一中适应考)升降机底板上放有一质量为100 kg的物体，物体随升降机由静止开始竖直向上移动5 m时速度达到4 m/s，则此过程中(g取10 m/s2)( )

A．升降机对物体做功5 800 J B．合外力对物体做功5 800 J C．物体的重力势能增加5 000 J

10

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库【优化方案】2016届高三物理大一轮复习教学讲义：第五章 机械能(2)在线全文阅读。