2020届高考物理二轮复习能量和动量微专题突破能量专题问题中的“传送带”模型和“板块”模型

1、能量专题问题中的“传送带”模型和“板块”模型1如图所示,某滑翔爱好者利用无动力滑翔伞在高山顶助跑起飞，在空中完成长距离滑翔后安全到达山脚下。他在空中滑翔的过程中（）A. 只有重力做功B. 重力势能的减小量大于重力做的功C重力势能的减小量等于动能的增加量D.动能的增加量等于合力做的功2、如图，木块m放在光滑的水平面上，一颗子弹水平射入木块中，子弹受到的平均作用力为f ,射入深度为d，此过程中木块移动了s,则（A. 子弹损失的动能为fsB. 木块增加的动能为 f （s d）C. 子弹动能的减少等于木块动能的增加D. 子弹、木块系统总机械能的损失为fd3、水平传送带以速度 v匀速转动，把一质量为m的

2、小木块A由静止轻放在传送带上，若小木块与传送带间的动摩擦因数为如图所示，在小木块与传送带相对静止时，转化为内能的能量为（）A. mv22B. 2mvC.mvD.1 2 mv24、如图所示,固定在水平面上的光滑斜面倾角为0=30° ,物体A B通过细绳及轻弹簧连接于光滑轻滑轮两侧，P为固定在斜面上且与斜面垂直的光滑挡板，物体A、B的质量分別为 m和4m开始时用手托住物体 A滑轮两边的细绳恰好伸直，且左边的细绳与斜面平行，弹簧处 于原长状态，A距离地面高度为h,放手后A从静止开始下落，在A下落至地面前的瞬间，物体B恰好对挡板无压力，不计空气阻力，下列关于物体 A的说法正确的是（）A. 在

3、下落至地面前的过程中机械能守恒B. 在下落至地面前的瞬间速度不一定为零C. 在下落至地面前的过程中轻弹簧对A做的功为-mghD. 在下落至地面前的过程中可能一直在做加速运动5、如图所示,质量为m、长为L的木板置于光滑的水平面上，一质量为m的滑块（视为质点） 放置在木板左端，滑块与木板间滑动摩擦力的大小为 f,用水平的恒定拉力 F作用于滑块.当 滑块从静止开始运动到木板右端时，木板在地面上移动的距离为s,滑块速度为V1,木板速度为V2,下列结论中正确的是（）A. 滑块克服摩擦力所做的功为f(L+s)1B. 木板满足关系：f(L s) mv222CUI212C. F L s mv mv22 2D.

4、 其他条件不变的情况下,F越大,滑块与木板间产生的热量越多6、如图所示，在匀速转动的电动机带动下，足够长的水平传送带以恒定速率V，匀速顺时针V2(V2 Vi )滑上传送带，最后滑块返运动，一质量为m的滑块从传送带右端以水平向左的速率回传送带的右端。下列关于这一过程的判断中正确的有A.滑块返回传送带右端的速率为B.此过程中传送带对滑块做功为1 2一 mVi2 11 2mV22 2C.此过程中电动机因传送滑块多做的功为c 22mV1D.此过程中滑块与传送带间摩擦产生的热量为1 m(V1222、V2 )7、如图所示，在光滑的水平面上有一个质量为M的木板B处于静止状态，现有一个质量为m的木块A在B的左

5、端以初速度 V。开始向右滑动，已知M，用和分别表示木v随时块A和木板B的图像，在木块 A从B的左端滑到右端的过程中，下面关于速度间t、动能Ek随位移s的变化图像,其中可能正确的是(A.C.D.8、在光滑水平面上，质量均为m的甲、乙两辆小车，分别以v和2v的速度相向而行，相遇后两小车粘合在一起，下列说法正确的是（）A. 两小车粘合后可能静止1 2B. 两小车粘合过程中机械能损失mv2C两小车粘合后速度方向与乙车原来的运动方向相同3D.两小车粘合过程中甲车对乙车的冲量大小为mv29、 矩形滑块由不同材料的上、 下两层粘合在一起组成，将其放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v水平射向滑块若射击下

6、层，子弹刚好不射出；若射击上层，则子弹刚好能射穿一半厚度，如图所示则上述两种情况相比较（）A.子弹的末速度大小相等C.子弹对滑块做的功不相同B.系统产生的热量一样多D.子弹和滑块间的水平作用力一样大10、如图所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量为m=4kg的小物体B以水平速度vo=2m/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，之后A、B速度随时间变化情况 如图乙所示，取g=10m/s2,则下列说法正确的是（）* En/fEn-H"1)1二A»»1 静A.木板A获得的动能为2JB.系统损失的机械能为 2JC. 木板A的最小长度为2m D.A、B

7、间的动摩擦因数为 0.111、已知一足够长的传送带与水平面的倾角为，以一定的速度匀速运动。某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块（如图甲所示），以此时为t=0时刻记录了小物块之后在传送带上运动速度随时间的变化关系，如图乙所示（图中取沿斜面向上的运动方向为正方向，其中两坐标大小 v 掘）。已知传送带的速度保持不变。（g取10m/s2）则（ ）A. 0 ti内，物块对传送带做负功B. 物块与传送带间的动摩擦因数为，tan1 2 1 2C. 0 t2内,传送带对物块做功为W mv2 一 mw2 2D. 系统产生的热量大小一定大于物块动能的变化量大小12、传送带是现代自动化产业中应用非常广泛

8、的一种传动装置，如图所示，在一水平向右匀速传输的足够长的传送带的左端A点，每隔相同的时间T,轻放上一个相同质量的小煤块。已知煤块与传送带间的动摩擦因数均为，煤块的质量为m，经测量，发现右边那些已经和传送带达到相同速度的煤块之间的距离相同且均为X，而且每个煤块在传送带上均留下长为L的擦痕，重力加速度为g，下列判断正确的有（）A.传送带的速率为2LTB. 煤块加速运动的时间为C. 和传送带达到相同速度的煤块之间的距离为D. 传送带因传送每一个煤块而多消耗的能量为X T 2 gLmL2T213、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的物体抛上传送带，物体

9、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) 物体与传送带间的动摩擦因数；(2) 0-8s内物体运动的位移；(3) 0-8s内物体机械能的增加量。14、如图所示，某同学设计一个游戏装置，用弹簧制作的弹射系统将小球从管口P弹出，右侧水平距离为L,竖直高度为H=0.5m处固定一半圆形管道,管道所在平面竖直,半径R=0.75m, 内壁光滑。通过调节立柱Q可以改变弹射装置的位置及倾角，若弹出的小球从最低点 M沿切线方向进入管道，从最高点N离开后能落回管口 P,则游戏成功。小球质量为0.2k

10、g,半径略小2于管道内径，可视为质点，不计空气阻力,g取10m/s。该同学某次游戏取得成功 ，试求：丹；(1) 水平距离L;(2) 小球在N处对管道的作用力；(3) 弹簧储存的弹性势能。15、如图所示，质量M=1kg且足够长的木板静止在水平面上，与水平面间动摩擦因数2 0.1。现有一质量 m=2kg的小铁块以V。 3m/s的水平速度从左端滑上木板，铁块与木板间动摩擦因数10.2。重力加速度g=10m / s2。求：(1) 铁块刚滑上木板时，铁块和木板的加速度分别多大？(2) 木板的最大速度多大 ？(3 )从木板开始运动至停止的整个过程中，木板在地面上发生的位移是多少？(4 )从木板开始运动至停

11、止的整个过程中，系统产生的热量是多少？答案以及解析1答案及解析：答案：D解析：A项：滑翔的过程中除重力做功外，还有空气阻力做功，故A错误；B项：由功能关系可知，重力势能的减小量等于重力做的功，故B错误；C项：由能量守恒可知，重力势能的减小量等动能的增加和克服阻力所做的功，故C错误；D项：由动能定理可知，合外力所做的功等于动能的变化量，故D正确。故应选D。2答案及解析：答案：D解析：子弹克服阻力做功为 Wf f(s d)，子弹损失的动能为 f(s d),A错；f对木块做 的功为Wf =fs，木块增加的动能为 fs，B错；由功能关系知，子弹减少的动能等于木块增加的 动能与子弹和木块系统增加的内能之

12、和，C错；子弹和木块组成的系统机械能的损失量等于系统内能的增加量，等于fd，D正确。3答案及解析：答案：D解析：相对滑动时木块的加速度 ag，从放上至相对静止所用时间 t - 一，此过程中a g2 2传送带相对地的位移 x-i vt 木块相对地的位移为 x2t 摩擦力对木块做的g22 g功等于木块动能的增加量,Ej W1mgx2 mv2传送带克服摩擦力做的功2W2mgx mV此过程中传送带克服摩擦力做功，将传送带的能量转化为木块的动能及1内能.|由能量守恒定律知,转化的内能为 VE W2 Wmv2故D正确4答案及解析：答案：C解析：物体A在下落到地面的瞬间,弹簧的拉力T=4mgsin 0 =2

13、mg弹簧对A有向上的拉力2mg在下落的过程中有一部分能量转化为弹簧的弹性势能，故A的机械能不守恒，A错误;对物体A而言,重力对它做正功 mgh弹簧弹力对它做负功° 2mg hmgh ,C正确；合外力对A做的2总功为零，根据动能定理可知物体 A落到地面前的瞬间速度一定为零 ,B错误;在下落到地面前的过程中，A先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动 ，D错误。5答案及解析：答案：A解析：A、当滑块从静止开始运动到木板右端时，发生的位移为L+s(相对于地)，滑块克服摩擦力所做的功为f(L+s).故A正确.1 2B对木板，由动能定理有:fs=mv2 .故B错误.1 1C、滑块与木

14、板间产生的热量 Q=fL,根据能量守恒定律知：F(L+s)=Q+ 2 mv + - mv2,可丄 1得,F(L+s) - fL=mv2+mv?2 .故 C错误.D由Q=fL,知F增大时,Q不变，故D错误.故选:A6答案及解析：答案：B解析：由于传送带足够长，滑块在传送带上向左做匀减速直线运动，速度减小到零后向右做匀加速直线运动，速度增大到V后做速度为V的匀速直线运动，所以滑块返回传送带右端的速率为v1，选项A错误；由动能定理可得，此过程中传送带对滑块做功为1 mv12 1 mv22 ,2 2选项B正确；此过程中滑块与传送带间摩擦产生的热量等于二者相对滑动距离与摩擦力的乘积，等于1 m(w2 v

15、22)，选项D错误;由能量守恒定律得，此过程中电动机因传送滑块多2做的功等于传送带与滑块相对滑动产生的热量和传送带对滑块做功之和，不等于2mv12，选项C错误。7答案及解析：答案：D解析：木块滑上木板，A做匀减速直线运动，B做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得：aA g g，aB，已知M m，aA aB ,图线斜率的绝对值大于图线斜率mM的绝对值，故A、B项错误。根据动能定理得，对A有： mgs Ek Ek0，Ek Ek0 mgs。 对B有：mgs Ek，由动能定理的表达式可知， Ek与s图线斜率的绝对值可以相等， 故C 项错误，D项正确。综上所述，本题选 D。8答案及解析：答案：CD解析：由

16、于乙车速度较大，动量较大，系统总动量不为零，总动量方向与乙车原来的速度方向相同,根据动量守恒定律，两小车粘合后速度方向与乙车原来的运动方向相同,A错误,C正确;选取乙车原来的速度方向为正方向，由动量守恒定律,m 2v mv 2mv',解得v'-。两小车粘2合过程中机械能损失E m(2v)21 2 -mv12§22mv' -mv ,B错误；由动定理可知，两小车2224粘合过程中甲车对乙车的冲量为1mv' m2v33-mv,大小为一 mv,D 正确。2 29答案及解析：答案：AB解析：根据动量守恒知，最后物块获得的速度(最后物块和子弹的公共速度)是相同的，

17、所以A 选项是正确的；子弹嵌入下层或上层过程中 ，系统产生的热量都等于系统减少的动能 ，而子弹 减少的动能一样多（子弹初末速度分别相等）;物块能加的动能也一样多，则系统减少的动能 样,故系统产生的热量一样多所以B选项是正确的；物块获得的动能是相同的，根据动能定理 物热量一样多，产生的热量Q F L相对，因为子弹相对木块的位移两次是不相同的 ，所以子弹 和滑块间的水平作用力不一样大 故D错误；所以AB选项是正确的 10答案及解析：答案：AD解析：由图知，木板获得的速度为 v=1m/s,根据动量守恒定律得：mvo=（M+m）v,则得，木板A的质量为 M=4kg.木板获得的动能为：Ek=Mv2/2=

18、2J.A正确；由图得到:0-1s内B的位移为11xB = （2+1） 1m=1.5m，A 的位移为 xA=- xixim=0.5m，22木板A的最小长度为L=xB-xA=1m.C错误；由斜率大小等于加速度大小 ，得到B的加速度大小为a=1m/ s2,t根据牛顿第二定律得：umg=mBa代入解得，卩=0.1.正确。系统损失的机械能为 E=u mgL=0.1X 4X 10X 1J=4J.错误.11答案及解析：答案：AD解析：由图知，物块先向下运动后向上运动，则知传送带的运动方向应向上 .0 ti内，物块对传 送带的摩擦力方向沿传送带向下，则物块对传送带做负功.所以A选项是正确的.、在t1 t2内，

19、物块向上运动，则有 mg cos mg sin ，得 tan .故B错误.0 t2内，由图 面积”等于位移 可以知道，物块的总位移沿斜面向下，高度下降，重力对物块做正功，设为WG，根据动能定理 得:W WG -mvf - mvf，则传送带对物块做功 W - mv| - mvf .故 C错误.物块的重力势22 22能减小、动能也减小都转化为系统产生的内能，则由能量守恒得知，系统产生的热量大小一定大于物块动能的变化量大小 .所以D选项是正确的.所以AD选项是正确的。12答案及解析：答案：BC解析：煤块在传送带上先做匀加速直线运动，与传送带共速后做匀速直线运动，设每个2Vx vt 2 g煤块匀加速运

20、动的时间为t,传送带的速度为 V,煤块的加速度为 a g,从A点到煤块与传送带共速的过程，t V ,煤块与传送带相对滑动的位移为a且 x L,故传送带运动的速率为v 2 gL ,故A错误;煤块加速时间 t与T无关,t V 2L ,故B正确；每个煤块滑上传送带后运动的规律均相同，可知x vT T 2 gL,故C正确；每个煤块与传送带间因摩擦产生的热量为Q mg xmgL,根据能量守恒知，传送带因传送一个煤块多消耗的能量为1 2E - mv Q 2 mgL ,故 D 错误。213答案及解析：答案：(1)0.875(2) 14m(3)90J解析(1)由图象可知，传送带沿斜向上运动，物体放到传送带上的初速度方向 是沿斜面向下的，且加速大小为a 1m/s2的匀减速直线运动，由牛顿第二定律 得： mg cos mg sin ma解得：尸0.875(2) v-t图象与时间轴围成的“面积”大小等于物体的位移，2 6 1可得08 s内物体的位移x 4 - 2 14m