第4講功能關(guān)系、能量轉(zhuǎn)化與守恒定律-文庫吧資料
2024-08-02 11:27本頁面
【正文】 為 — mv2. 錯(cuò)解分析： 錯(cuò)解一：錯(cuò)選 A 項(xiàng)，認(rèn)為傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)，能 量不變，則電動(dòng)機(jī)多做的功使物體增加動(dòng)能，所以選 A. 錯(cuò)解二：錯(cuò)選 C 項(xiàng)，以為傳送帶克服摩擦力做 功與摩擦力 1 2 智浪教育 普惠英才文庫 正確解析： 當(dāng)物體放上傳送帶時(shí)，與傳送帶間有相對(duì)滑動(dòng)，是滑動(dòng)摩擦力，故而會(huì)產(chǎn)生內(nèi)能．因此物體放上 傳送帶后，電動(dòng)機(jī)多做的功一方面轉(zhuǎn)化為物體的動(dòng)能12m v2，另一方面轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，A 項(xiàng)錯(cuò)誤．對(duì)物體用動(dòng)能定理，摩擦力對(duì)物體做功為物體增加的動(dòng)能即等于12m v2，而傳送帶受到的摩擦力對(duì)傳送帶做功的位移是物體位移的兩倍 ( 物體從靜止勻加速到 v ，平均速度為12v ，而傳送帶在此時(shí)間內(nèi)勻速運(yùn)動(dòng)的速度為 v ) ，所以傳送帶克服摩擦力做功是物體所受摩擦力做功的兩倍，即 m v2， B 項(xiàng)正確、 C 項(xiàng)錯(cuò)誤．電動(dòng)機(jī)輸出的力要克服物體對(duì)傳送帶的力使傳送帶勻速， F ＝ f ＝μmg ，由 P ＝ F v ，電動(dòng)機(jī)增加的功率為 μmg v ， D 項(xiàng)正確．故選 BD . 智浪教育 普惠英才文庫 指點(diǎn)迷津： 兩物體發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，這一對(duì)滑動(dòng)摩擦力是 一對(duì)相互作用力，等大反向，而兩個(gè)物體的位移不同，則摩擦 力對(duì)兩個(gè)物體做功一定不同，它們做功之和等于摩擦力乘以相 對(duì)位移，等于摩擦中產(chǎn)生的內(nèi)能，即 Q＝ Ff s相對(duì)． 從能量的轉(zhuǎn)化 角度思考，一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．在運(yùn)用 功能原理時(shí)要選定好對(duì)象，并且分析清楚能量的來源與去向才 不會(huì)出錯(cuò)． 智浪教育 普惠英才文庫 1．飛機(jī)場(chǎng)上運(yùn)送行李的裝置為一水平放置的環(huán)形傳送帶， 傳送帶的總質(zhì)量為 M，其俯視圖如圖 5－ 4－ 8 所示．現(xiàn)開啟電 動(dòng)機(jī)，傳送帶達(dá)穩(wěn)定運(yùn)行的速度 v 后，將行李依次輕放到傳送 帶上．若有 n 件質(zhì)量均為 m 的行李需通過傳送帶運(yùn)送給旅客． 假設(shè)在轉(zhuǎn)彎處行李與傳 送帶無相對(duì) 滑動(dòng)，忽略皮帶輪、電動(dòng)機(jī)損失的 能量．求從電動(dòng)機(jī)開啟，到運(yùn)送完行 李需要消耗的電能為多少？ 圖 5－ 4－ 8 智浪教育 普惠英才文庫 解： 設(shè)行李與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 μ，則傳送帶與行李 間由于摩擦產(chǎn)生的總熱量 Q＝ nμmgΔx 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得 Δ x ＝ x 傳 － x 行 ＝ v t －v t2＝12v t 又 v ＝ μgt ，聯(lián)立解得 Q ＝12nm v2 由能量守恒得需要消耗的電能為 E ＝ Q ＋12M v2＋12nm v2＝12M v2＋ nm v2. 智浪教育 普惠英才文庫 1． (2022 年廣東卷 )如圖 5－ 4－ 9 所示，以 A、 B 和 C、 D 為 端點(diǎn)的兩半圓形光滑軌道固定于豎直平面內(nèi)，一滑板靜止在光滑 水平地面上，左端緊靠 B 點(diǎn)，上表面所在平面與兩半圓分別相切 于 B、 E 點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)到 A 時(shí)剛好與傳送帶速度相同，然后經(jīng) A 沿半圓軌道滑下，再經(jīng) B 滑 上滑板．滑板運(yùn)動(dòng)到 C 時(shí)被牢固粘連．物塊可視為質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)量 為 m，滑板質(zhì)量 M＝ 2m，兩半圓半徑均為 R，板長(zhǎng) l＝ ，板右端 到 C 的距離 L 在 R＜ L＜ 5R 范圍內(nèi)取值． E 距 A 為 s＝ 5R，物塊與 傳送帶、物塊與滑板間的動(dòng)摩擦因素均為 μ＝ ，重力加速度取 g. 智浪教育 普惠英才文庫 (1) 求物塊滑到 B 點(diǎn)的速度大??； (2) 試討論物塊從滑上滑板到離開滑板右端的過程中，克 服摩擦力做的功 Wf 與 L 的關(guān)系，并判斷物塊能否滑到 CD 軌道 的中點(diǎn)． 圖 5－ 4－ 9 智浪教育 普惠英才文庫 解： (1) 設(shè)物塊滑到 B 點(diǎn)時(shí)速度為 vB，由動(dòng)能定理得 μm gs ＋ mg ，取 g＝ 10 m/： 軌 CD 部分表面粗糙，動(dòng)摩擦因數(shù)為 μ ＝ 16 ，其余各部分表面光 智浪教育 普惠英才文庫 (1)滑環(huán)第一次通過圓弧軌道 O2 的最低點(diǎn) F 時(shí)對(duì)軌道的壓 力； (2)滑環(huán)通過圓弧軌道 O1 最高點(diǎn) A 的次數(shù)； (3)滑環(huán)克服摩擦力做功 所通過的總路程． 圖 5－ 4－ 5 智浪教育 普惠英才文庫 解： (1)滑環(huán)從 E 點(diǎn)滑到 F 點(diǎn)的過程中，根據(jù)機(jī)械能守恒得 由 ①② 式得 FN＝ N ② 根據(jù)牛頓第三定律得滑環(huán)第一次通過圓弧軌道 O2 的最低 點(diǎn) F 時(shí)對(duì)軌道的壓力為 N. (2)由幾何關(guān)系可得傾斜直軌 CD 的傾角為 3717
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