2020-2021年高三物理考点专项突破传送带问题中的动力学与能量综合pdf含解析

2020-2021年高三物理考点专项突破：传送带问题中的动力学与能年高三物理考点专项突破：传送带问题中的动力学与能量综合量综合1.(2018·江苏泰州市联考)如图所示，传送带AB总长为l＝10m，与一个半径为R＝0.4m的光滑四分之一圆轨道BC相切于B点，传送带速度恒为v＝6m/s，方向向右，现有一个滑块以一定初速度从A点水平滑上传送带，滑块质量为m＝10kg，滑块与传送带间的动摩擦因数为μ＝0.1，已知滑块运动到B端时，刚好与传送带同速，求：(1)滑块的初速度；(2)滑块能上升的最大高度；(3)求滑块第二次在传送带上滑行时，滑块和传送带系统产生的内能。【答案】：(1)214m/s或4m/s(2)1.8m(3)220J【解析】：(1)以滑块为研究对象，滑块在传送带上运动过程中，当滑块初速度大于传送带速度时，有－μmgl＝12mv2－12mv20，解得v0＝214m/s；当滑块初速度小于传送带速度时，有μmgl＝12mv2－12mv20，解得v0＝4m/s。(2)由动能定理可得－mgh＝0－12mv2，解得h＝1.8m。(3)以滑块为研究对象，由牛顿第二定律得μmg＝ma，滑块的加速度a＝1m/s2，滑块减速到零的位移x0＝v22a＝18m>10m，则滑块第二次在传送带上滑行时，速度没有减小到零就离开传送带，由匀变速运动的位移公式可得l＝vt－12at2，解得t＝2s(t＝10s舍去)，在此时间内传送带的位移x＝vt＝6×2m＝12m，滑块第二次在传送带上滑行时，滑块和传送带系统产生的内能Q＝μmg(l＋x)＝0.1×10×10×(10＋12)J＝220J。2.如图所示，一平直的传送带以速度v＝2m/s匀速运动，传送带把A处的工件运送到B处，A、B相距L＝10m，从A处把工件无初速地放到传送带上，经过时间t＝6s，能传送到B处，求：（1）工件在传送带上加速运动过程中的加速度大小及加速运动的时间；（2）欲用最短的时间把工件从A处传送到B处，求传送带的运行速度至少多大？【答案】：（1）1m/s2（2）52