滿分練(五)(18分)(2021安徽高三一模)如圖所示,小物塊A、B由跨過定滑輪的輕繩相連,A位于水平傳送帶的右端,B置于傾角為30°的光滑固定斜面上,輕繩分別與斜面、傳送帶平行,傳送帶始終以速度v0=2m/s逆時針勻速轉(zhuǎn)動,某時刻A從傳送帶右端通過細(xì)繩帶動B以相同初速率v1=5m/s運(yùn)動,方向如圖,經(jīng)過一段時間A回到傳送帶的右端,已知A、B的質(zhì)量均為1kg,A與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.1,斜面、輕繩、傳送帶均足夠長,B不會碰到定滑輪,定滑輪的質(zhì)量與摩擦均不計,g取10m/s2,求:(1)A向左運(yùn)動的總時間;(2)A回到傳送帶右端的速度大小;(3)上述過程中,A與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的總熱量。學(xué)生作答教師點評1.技巧:列式前一定要選好正方向,然后根據(jù)所選方向列方程。2.①、②、③三個式子正確得分3.由于A的運(yùn)動情況沒有分析清楚,造成解答錯誤易錯警示:對于傳送帶問題,一定要把摩擦力分析清楚——當(dāng)速度相等時,摩擦力發(fā)生突變。4.由于第(1)問的錯誤,造成第(2)第(3)問的思維出現(xiàn)偏差,但基本思路還算清晰,根據(jù)所列方程或公式,分步給分技巧:讀題審清題,是正確解答的關(guān)鍵!該題滿分18分,該同學(xué)開始思路較清晰,中間由于摩擦力分析錯誤,造成錯解;該同學(xué)的優(yōu)點是做題過程較規(guī)范,物理字母符號應(yīng)用較好,得到10分[滿分答題]
滿分練(五)答案(1)2s (2)3m/s (3)(7+3)J解析(1)A向左減速運(yùn)動的過程中,剛開始時,A的速度大于傳送帶的速度,以A為研究對象,受到向右的摩擦力與繩對A的拉力,設(shè)繩子的拉力為FT1,以向右為正方向,得FT1+μmg=ma1①以B為研究對象,則B的加速度的大小始終與A相等,B向上運(yùn)動的過程mgsin30°-FT1=ma1②聯(lián)立可得a1==3m/s2③A的速度與傳送帶的速度相等時所用的時間t1==1s④當(dāng)A的速度與傳送帶的速度相等之后A的速度小于傳送帶的速度,受到的摩擦力變成了向左,設(shè)繩子的拉力為FT2,以A為研究對象,則FT2-μmg=ma2⑤以B為研究對象,則B的加速度的大小始終與A是相等的,B向上運(yùn)動的過程中mgsin30°-FT2=ma2⑥聯(lián)立可得a2==2m/s2⑦當(dāng)A向左速度減為0,經(jīng)過時間t2==1s⑧A向左運(yùn)動的總時間t=t1+t2=2s⑨(2)A右向運(yùn)動的過程中,受到的摩擦力的方向仍然向左,仍然受到繩子的拉力,同時,B受到的力也不變,所以它們受到的合力不變,所以A的加速度不變,仍為a3=a2=2m/s2⑩t1時間內(nèi)A的位移x1=t1=-3.5m負(fù)號表示方向向左,t2時間內(nèi)A的位移x2=×t2=-1m負(fù)號表示方向向左,A向左運(yùn)動的總位移x=x1+x2=-4.5mA回到傳送帶右端的位移x3=-x+4.5m速度v==3m/s(3)t1時間內(nèi)傳送帶的位移x1'=-v0t1=-2m該時間內(nèi)傳送帶相對于A的位移Δx1=x1'-x1=1.5mt2時間內(nèi)傳送帶的位移x2'=-v0t2=-2m該時間內(nèi)傳送帶相對于A的位移Δx2=x2-x2'=1mA回到傳送帶右端的時間為t3,則t3=st3時間內(nèi)傳送帶的位移x3'=-v0t3=-3m
該時間內(nèi)傳送帶相對于A的位移Δx3=x3-x3'=(4.5+3)mA與傳送帶之間的摩擦力Ff=μmg=1N上述過程中A與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的總熱量Q=Ff(Δx1+Δx2+Δx3)=(7+3)J