2026高考物理总复习讲义：动力学和能量观点的综合应用.pdfVIP

第7讲小专题:动力学和能量观点的综合应用

考点一传送带模型中的动力学和能量问题

1.传送带问题的分方法

(1)动力学角度:首先要正确分物体的运动过程，作好受力分,然后利用运动学公式结合

牛顿第二定律求物体及传送带在相应时间内的位移，找出物体和传送带之间的位移关系。

(2)能量角度: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。

(3)注意:当物体与传送带速度相同时，摩擦力往往发生突变。

2.传送带问题涉及的功能关系

(1)传送带克服摩擦力做的功:传。

(2)系统产生的内能:Q=F(x相对。

⑶功能关系分:W=Afk+AEp+Q。

例［1］【水平传送带模型】(2025•湖南岳阳开学考试)如图,一大型工厂内足够长的水平

传送带左端有一个与传送带等高的光滑平台，二者平滑连接于A点,传送带始终以大小为

v=3m/s的速度逆时针匀速转动，在平台上一工件以水平向右、大小为v=6m/s的速度从A

0

点冲上传送带。已知工件的质量为m=2kg且可视为质点，工件与传送带间的动摩擦因数

为=05重力加速度大小g取lOm/s?。下列说法错误的是()

(5h(・)

A［］工件在传送带上向右运动的最大距离为3.6m

B［］工件在传送带上运动的时间为2.7s

C［1工件在传送带上留下的划痕长度为8.1m

D［］工件在传送带上运动的整个过程中系统因摩擦产生的热量为72J

【答案】D

【解】工件在传送带上向右滑动时，由牛顿第二定律得〃〃唁=〃心,解得m次,由运动

学公式得为2=2办心解得面=3.6m,故A正确，不符合题能传送带足够长，工件在传送昔上

先向右减速到0,再反向加速，由可知工件速度达到v=3m/s后,再匀速运动到左边平台,

向右匀减速的时间r=—=1.2s,向左加速滑动的加速度大小a\=a=5m/sn,向左加速的时间

1

a

xnX1

为/2=—=0.6s,向左加速的位移大小xi=-r2=0.9m,向左攵速运动时间tx==0.9s,工件在

a2v

x

传送带上运动的时间为之|+尬+h=2.7s,故B正确,不符合题意;开始时相向运动，划痕

-

Axi=Xm+i»i=7.2m,反向加速为同向运动，划痕Ax2=vr2Ai=0.9m,工件在传送带留下的划

痕长度为ALAXI+AA2=8.1m,故C正确,不符合题意;工件在传送带运动的整个过程中系

统因摩擦产生的热量为0=〃〃?gA『81J,故D错误，符合题意。

[例2]【倾斜传送带模型】2（024.江苏南通期中）如图所示,足够长的传送带与水平面夹

角为以速度w逆时针匀速转动，在传送带的端轻轻放置一个质量为〃，的小木块，取最

高点为零势能位置，则小K块的速度£、重力势能昂、动能反、机械能E随时间，变化的

图像可能正确的是（）

【答案】D

【解析】初状态时，重力的分力与摩擦力均沿着斜面向下，且都是恒力，所以小木块先沿斜