第23讲 动力学和能量观点的综合应用（练习）（解析版）-2025年高考物理一轮复习讲练测（新教材新高考）.docx

第23讲动力学和能量观点的综合应用

目录

01模拟基础练

【题型一】传送带模型

【题型二】板块模型

【题型三】多过程问题

02重难创新练

【题型一】传送带模型

1．应用于机场和火车站的安全检查仪，其传送装置可简化为如图所示的模型。传送带在电动机驱动下始终保持的速率逆时针方向运行，A、B间的距离为3m。已知行李（可视为质点）质量，与传送带之间的动摩擦因数，旅客把行李无初速度地放在A处，行李从B点离开传送带，重力加速度大小取，下列说法正确的是（）

A．行李从A到B过程中传送带对行李做功为60J

B．行李在传送带上留下的摩擦痕迹长度为0.08m

C．行李从A到B过程中与传送带因摩擦产生热量为1.6J

D．行李从A到B过程中电动机额外消耗的电能为1.6J

【答案】D

【详解】A．行李先向左做匀加速直线运动，就牛顿第二定律有

解得

令行李加速至与传送带速度相等，则有

解得

之后行李向左做匀速直线运动，则行李从A到B过程中传送带对行李做功为

故A错误；

B．行李匀加速直线运动过程有

则行李在传送带上留下的摩擦痕迹长度为

故B错误；

C．行李从A到B过程中与传送带因摩擦产生热量为

故C错误；

D．行李从A到B过程中电动机额外消耗的电能

故D正确。

故选D。

2．如图所示，水平地面上有一倾角为的传送带，以的速度逆时针匀速运行。将一煤块从的高台由静止开始运送到地面，煤块可看做质点，已知煤块的质量为，煤块与传送带之间的动摩擦因数为，重力加速度为，，，煤块由高台运送到地面的过程中，下列说法正确的是（）

A．运送煤块所用的时间为

B．煤块与传送带之间因摩擦产生的热量为32J

C．摩擦力对煤块做的功为

D．煤块的机械能减少了36J

【答案】C

【详解】A．煤块刚放上传动带时，受到的滑动摩擦力沿斜面向下，根据牛顿第二定律得

解得

则煤块从0加速到与传送带共速需要

煤块的位移为

由于

可知煤块与传送带共速后继续做匀加速运动，摩擦力沿斜面向上，根据牛顿第二定律得

解得

根据

解得

共计

故A错误；

B．第一个过程传送带的位移为

煤块与传送带的相对位移为

第二个过程传送带的位移

相对位移

第一个过程摩擦生热为

第二个过程摩擦生热为

故总产热量为

故B错误；

CD．摩擦力大小为

第一个过程摩擦力对煤块做功

第二个过程摩擦力对煤块做功

故全程摩擦力对煤块做功为，煤块的机械能减少了4J，故C正确，D错误。

故选C。

3．倾角的传送带以的恒定速率顺时针运转，位于其底部的煤斗每秒钟向其输送的煤屑，煤屑刚落到传送带上时速度为零，传送带将煤屑送到的高处，煤屑与传送带间的动摩擦因数，重力加速度，则下列说法中正确的是（）

A．煤屑刚落到传送带上的加速度为

B．煤屑从落到传送带开始到与传送带速度相等时前进的位移是0.1m

C．传送带电机因输送煤屑而多产生的输出功率是51W

D．传送带电机因输送煤屑而多产生的输出功率是54W

【答案】D

【详解】A．对煤屑，由牛顿第二定律

解得煤屑刚落到传送带上的加速度为

故A错误；

B．煤屑从落到传送带开始到与传送带速度相等时前进的位移是

故B错误；

CD．每秒煤屑动能增加量

每秒重力势能增加量

煤屑刚落到传送带上的做加速运动的时间为

摩擦产生的热量

传送带电机因输送煤屑而多产生的输出功率

故C错误，D正确。

故选D。

4．如图所示，一固定的四分之一光滑圆弧轨道与逆时针匀速传动的水平传送带平滑连接于N点，圆弧轨道半径为R。质量为m的小滑块自圆弧轨道最高点M由静止释放，滑块在传送带上运动一段时间后返回圆弧轨道，第一次上升的最高点距N点高度为，重力加速度为g。则以下说法正确的是（）

A．传送带匀速传动的速度大小为

B．经过足够长的时间，小滑块最终静止于N点

C．小滑块第二次上升的最高点距N点高度为

D．小滑块第一次在传送带上运动的整个过程中产生的热量大于

【答案】D

【详解】A．小滑块在圆弧轨道下滑，由

解得到达N点时速度为

小滑块在传送带上先向右减速运动，减速到0，在传送带上向左先加速，和传送带共速后匀速运动，返回时第一次上升的最高点距N点高度为，由

可得传送带匀速传动的速度

故A错误；

BC．之后小滑块一直重复运动，小滑块在传送带上先向右减速运动，减速到0，返回时在传送带上向左先加速，和传送带共速后匀速运动，所以滑块不会静止，返回时上升的最高点距N点高度始终为，故BC错误；

D．小滑块第一次在传送带上运动的整个过程中产生的热量等于损失的重力势能和维持传送带匀速运动补充的能量，损失的重力势能为，所以小滑块第一次在传送带上运动的整个过程中产生的热量大于，故D正确。

故选D。

【题型二】板块模型

1.如图甲所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量为的另一物体B（可看成质点）以水平速度滑上原来静止的长木板A的上表面。此过程长木