高考物理二轮复习《机械能》专项训练专题23机械能+水平传送带模型（2份，原卷版+解析版）

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1. （2022福建厦门四模）如图甲所示，足够长的水平传送带以某一恒定速率顺时针转动，一根轻弹簧两端分别与物块和竖直墙面连接，将物块在传送带左端无初速度释放，此时弹簧恰处于原长且为水平。物块向右运动的过程中，受到的摩擦力大小与物块位移的关系如图乙所示。已知物块质量为m，物块与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，为已知量，则（ ）
A. 过程，物块所受的摩擦力方向向右
B. 过程，物块做匀加速运动
C. 弹簧的劲度系数为
D. 传送带的速度为
2. (2022重庆涪陵高中冲刺)如图所示，质量的物体从高为的光滑轨道上P点由静止开始下滑，滑到水平传送带上的A点，物体和传送带之间的动摩擦因数为，传送带AB之间的距离为，传送带一直以的速度匀速运动，则取（ ）
A. 物体从A运动到B的时间是
B. 物体从A运动到B的过程中，摩擦力对物体做功为
C. 物体从A运动到B的过程中，产生的热量为
D. 物体从A运动到B的过程中，带动传送带转动的电动机多做的功为
3．（2020江苏南通泰州一模）如图所示，水平传送带以恒定的速度v运动，一质量为m的小物块轻放在传送带的左端，经过一段时间后，物块和传送带以相同的速度一起运动．已知物块与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则( )
A. 物块加速运动时的加速度为μg
B. 物块加速运动的时间为eq \f(v,2μg)
C. 整个过程中，传送带对物块做的功为eq \f(1,2)mv2
D. 整个过程中，摩擦产生的热量为mv2

4. （2020高考模拟示范卷7）如图所示,生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙,甲的速度为v0，小工件离开甲前与甲的速度相同，并平稳地传到乙上，工件与乙之间的动摩擦因数为μ。乙的宽度足够大，重力加速度为g，则

A. 若乙的速度为v0,工件在乙上侧向( 垂直于乙的运动方向)滑过的距离
B. 若乙的速度为2v0,工件从滑上乙到在乙上侧向滑动停止所用的时间不变
C. 若乙的速度为2v0,工件在乙上刚停止侧向滑动时的速度大小v=
D. 保持乙的速度2v0 不变,当工件在乙上刚停止滑动时,下一只工件恰好传到乙上,如此反复. 若每个工件的质量均为m,除工件与传送带之间摩擦外,其他能量损耗均不计,驱动乙的电动机的平均输出功率
5.(多选)如图6所示，水平传送带由电动机带动，并始终保持以速度v匀速运动，现将质量为m的物块由静止释放在传送带上的左端，过一会儿物块能保持与传送带相对静止，设物块与传送带间的动摩擦因数为μ，对于这一过程，下列说法正确的是( )
A.摩擦力对物块做的功为0.5mv2
B.物块对传送带做功为0.5mv2
C.系统摩擦生热为0.5mv2
D.电动机多做的功为mv2
6．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，始终保持以速度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静止这一过程，下列说法正确的是（ ）
A. 电动机由于传送物块多做的功为12mv2
B. 物体在传送带上的划痕长v22μg
C. 摩擦力对物块做的功为12mv2
D. 传送带克服摩擦力做的功等于摩擦热
7 如图所示，水平传送带保持2 m/s的速度运动，一质量为1 kg的物体与传送带间的动摩擦因数为0.2，现将该物体无初速度地放到传送带上的A点，然后运动到了距A点2 m的B点，g取10 m/s2，则传送带对该物体做的功为( )
A．0.5 J B．2 J
C．2.5 J D．4 J
8 如图所示，足够长的水平传送带以速度v沿逆时针方向转动，传送带的左端与光滑圆弧轨道底部平滑连接，圆弧轨道上的A点与圆心等高，一小物块从A点静止滑下，再滑上传送带，经过一段时间又返回圆弧轨道，返回圆弧轨道时小物块恰好能到达A点，则下列说法正确的是( )
A．圆弧轨道的半径一定是eq \f(v2,2g)
B．若减小传送带速度，则小物块仍可能到达A点
C．若增加传送带速度，则小物块有可能经过圆弧轨道的最高点
D．不论传送带速度增加到多大，小物块都不可能经过圆弧轨道的最高点
7. 如图所示，水平传送带长为L，始终以速度v保持匀速运动，把质量为m的货物无初速度地放到A点，当货物运动到AC的中点B时速度恰为v，而后被传送到C点。货物与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g。则货物从A点到C点的过程中( )
A.摩擦力对货物做的功为μmgL
B.摩擦力对货物做功的平均功率为eq \f(1,2)μmgv
C.传送带克服摩擦力做功为μmgL
D.传送带克服摩擦力做功的平均功率为eq \f(1,2)μmgv
二．计算题
1. （2022山东泰安三模）如图所示为某传送装置的示意图，整个装置由三部分组成，中间是水平传送带（传送带向右匀速传动，其速度的大小v可以由驱动系统根据需要设定），其左侧为一倾斜直轨道，右侧为放置在光滑水平面上质量为M的滑板，倾斜直轨道末端及滑板上表面与传送带两端等高并平滑对接。一质量为m的物块从倾斜直轨道的顶端由静止释放，物块经过传送带后滑上滑板，滑板运动到D时与固定挡板碰撞粘连，此后物块滑离滑板。已知物块的质量，滑板的质量，倾斜直轨道顶端距离传送带平面的高度，传送带两轴心间距，滑板的长度，滑板右端到固定挡板D的左端的距离为L3，物块与倾斜直轨道间的动摩擦因数满足（θ为斜直轨道的倾角），物块与传送带和滑板间的动摩擦因数分别为、，重力加速度的大小。
(1)若，求物块刚滑上传送带时的速度大小及通过传送带所需的时间；
(2)求物块刚滑上右侧滑板时所能达到的最大动能和最小动能；
(3)若，讨论物块从滑上滑板到离开滑板右端的过程中，克服摩擦力所做的功Wf与L3的关系。
2. (13分)(2022江苏如皋市模拟)某种弹射装置如图所示，左端固定的轻弹簧处于压缩状态且锁定，弹簧具有的弹性势能Ep＝4.5 J，质量m＝1.0 kg的小滑块静止于弹簧右端，光滑水平导轨AB的右端与倾角θ＝30°的传送带平滑连接，传送带长度L＝8.0 m，传送带以恒定速率v0＝8.0 m/s顺时针转动．某时刻解除锁定，滑块被弹簧弹射后滑上传送带，并从传送带顶端滑离落至地面．已知滑块与传送带之间的动摩擦因数μ＝ eq \f(\r(3),2)，重力加速度g取10 m/s2.
(1) 求滑块离开传送带时的速度v；
(2) 求电动机传送滑块多消耗的电能E；
(3) 若每次开始时弹射装置具有不同的弹性势能Ep′，要使滑块滑离传送带后总能落至地面上的同一位置，求Ep′的取值范围．
3 如图所示为车站使用的水平传送带的模型，皮带轮的半径均为R=0.1m，两轮轴距为L=3m，在电机的驱动下顺时针转动，现将一个旅行包(可视为质点)无初速放在水平传送带左端，已知旅行包与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.6，g=10m/s2，不计空气阻力。
(1)要使旅行包到达右端不会直接飞出，传送带的速度应小于多少？
(2)若传送带实际速度为0.2m/s，春运期间每天传送的旅行包平均总质量为10吨，则电机每天相对于空载多消耗的电能E是多少？(所有旅行包均无初速，且与传送带间的μ相同)
4 在某电视台举办的冲关游戏中，AB是处于竖直平面内的光滑圆弧轨道，半径R＝1.6 m，BC是长度为L1＝3 m的水平传送带，CD是长度为L2＝3.6 m水平粗糙轨道，AB、CD轨道与传送带平滑连接，参赛者抱紧滑板从A处由静止下滑，参赛者和滑板可视为质点，参赛者质量m＝60 kg，滑板质量可忽略．已知滑板与传送带、水平轨道的动摩擦因数分别为μ1＝0.4、μ2＝0.5，g取10 m/s2.求：
(1) 参赛者运动到圆弧轨道B处对轨道的压力；
(2) 若参赛者恰好能运动至D点，求传送带运转速率及方向；
(3) 在第(2)问中，传送带由于传送参赛者多消耗的电能．