高考物理一輪復(fù)習(xí)第3章牛頓運(yùn)動(dòng)定律課時(shí)作業(yè)10 (含解析)-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

課時(shí)作業(yè)10　動(dòng)力學(xué)中的“傳送帶、板塊”模型時(shí)間：45分鐘1．如圖所示，水平傳送帶始終以速度v1順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，一物塊以速度v2(v2≠v1)滑上傳送帶的左端，則物塊在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)一定不可能是(　C　)A．先加速后勻速運(yùn)動(dòng)B．一直加速運(yùn)動(dòng)C．一直減速直到速度為零D．先減速后勻速運(yùn)動(dòng)解析：若v2<v1，物塊相對(duì)傳送帶向左滑動(dòng)，受到向右的滑動(dòng)摩擦力，可能向右先加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物塊速度增大到與傳送帶速度相等后再做勻速運(yùn)動(dòng)；物塊在滑動(dòng)摩擦力作用下，可能一直向右做勻加速運(yùn)動(dòng)；若v2>v1，物塊相對(duì)傳送帶向右運(yùn)動(dòng)，受到向左的滑動(dòng)摩擦力，可能向右做勻減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物塊速度減小到與傳送帶速度相等后再做勻速運(yùn)動(dòng)，物塊在滑動(dòng)摩擦力作用下不可能一直減速直到速度為零，故選C.2．如圖所示，傾角為θ的足夠長(zhǎng)傳送帶沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)速度大小為v1，一個(gè)物體從傳送帶底端以初速度大小v2(v2>v1)上滑，同時(shí)物塊受到平行傳送帶向上的恒力F作用，物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝tanθ，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則下列物塊運(yùn)動(dòng)的v-t圖象不可能是(　C　)解析：因v2>v1，則物塊相對(duì)于傳送帶向上運(yùn)動(dòng)，所受滑動(dòng)摩擦力向下，若F＝mgsinθ＋μmgcosθ，則物體的加速度為零，將一直以v2向上勻速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B正確；若F>mgsinθ＋μmgcosθ，則物體的加速度向上，將一直向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確；若F<mgsinθ＋μmgcosθ，則加速度向下，物體將向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)兩者速度相等時(shí)，物體受向上拉力和靜摩擦力而合外力為零，則物體與傳送帶一起向上勻速運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確．3．(多選)三角形傳送帶以1 m/s的速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，兩邊的傳送帶長(zhǎng)度都是6 m且與水平方向的夾角均為37°.現(xiàn)有兩個(gè)小物塊A、B從傳送帶頂端都以1 m/s的初速度沿傳送帶下滑至底端，物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)都是0.5(g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)．下列說法正確的是(　BD　)A．物塊A先到達(dá)傳送帶底端B．物塊A、B同時(shí)到達(dá)傳送帶底端C．傳送帶對(duì)物塊A做正功，對(duì)物塊B做負(fù)功D．物塊A、B在傳送帶上的劃痕長(zhǎng)度之比為12解析：因?yàn)?/span>mgsin37°>μmgcos37°，則A所受摩擦力沿傳送帶向上，向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，B所受摩擦力沿傳送帶向上，向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，兩物塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小相等，位移大小相等，則運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，故A錯(cuò)誤，B正確；傳送帶對(duì)A、B的摩擦力方向與速度方向相反，都沿傳送帶向上，傳送帶對(duì)物塊A和物塊B均做負(fù)功，故C錯(cuò)誤；對(duì)A，劃痕的長(zhǎng)度等于A的位移減傳送帶的位移，以A為研究對(duì)象，由牛頓第二定律得mgsin37°－μmgcos37°＝ma，a＝2 m/s2，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式x＝v0t＋at2得運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t＝2 s，所以傳送帶運(yùn)動(dòng)的位移為x＝v0t＝2 m，所以A在傳送帶上的劃痕長(zhǎng)度為Δx1＝6 m－2 m＝4 m；對(duì)B，劃痕的長(zhǎng)度等于B的位移加上傳送帶的位移，同理得出B在傳送帶上的劃痕長(zhǎng)度為Δx2＝6 m＋2 m＝8 m，所以劃痕長(zhǎng)度之比為12，故D正確．4．質(zhì)量為m0＝20 kg、長(zhǎng)為L＝2 m的木板放在水平面上，木板與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1＝0.1.將質(zhì)量m＝10 kg的小木塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，以v0＝4 m/s的速度從木板的左端水平拋射到木板上(如圖所示)，小木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2＝0.4(最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g取10 m/s2)．則以下說法中正確的是(　C　)A．木板一定靜止不動(dòng)，小木塊不能滑出木板B．木板一定靜止不動(dòng)，小木塊能滑出木板C．木板一定向右滑動(dòng)，小木塊不能滑出木板D．木板一定向右滑動(dòng)，小木塊能滑出木板解析：木塊對(duì)木板的摩擦力f1＝μ2mg＝40 N，水平面對(duì)木板的摩擦力f2＝μ1(m＋m0)g＝30 N，因?yàn)?/span>f1>f2，所以木板一定向右運(yùn)動(dòng)，對(duì)木塊，由牛頓第二定律得a1＝＝μ2g＝4 m/s2，對(duì)木板，由牛頓第二定律有a2＝＝0.5 m/s2，設(shè)經(jīng)過時(shí)間t，小木塊和木板的速度相等，v0－a1t＝a2t，解得t＝ s，共同速度v＝a2t＝ m/s，小木塊的位移x1＝t＝ m，木板的位移x2＝t＝ m，小木塊相對(duì)木板的位移Δx＝x1－x2＝ m<L＝2 m，所以小木塊不能滑出長(zhǎng)木板，故C正確．5．(多選)如圖甲所示，一質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板靜置于光滑水平面上，其上放置一質(zhì)量為m的小滑塊．木板受到水平拉力F作用時(shí)，用傳感器測(cè)出長(zhǎng)木板的加速度a與水平拉力F的關(guān)系如圖乙所示，重力加速度g＝10 m/s2，下列說法正確的是(　BD　)A．小滑塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1B．當(dāng)水平拉力F＝7 N時(shí)，長(zhǎng)木板的加速度大小為3 m/s2C．當(dāng)水平拉力F增大時(shí)，小滑塊的加速度一定增大D．小滑塊的質(zhì)量m＝2 kg解析：由題可知，當(dāng)0<F≤6 N時(shí)二者一起加速運(yùn)動(dòng)，對(duì)整體有F＝(M＋m)a，a＝F，即此時(shí)a-F圖線的斜率為整體質(zhì)量的倒數(shù)，得M＋m＝3 kg；當(dāng)F>6 N時(shí)二者間出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)，對(duì)木板有F－μmg＝Ma，即a＝F－，可見此時(shí)a-F圖線的斜率為木板質(zhì)量的倒數(shù)，可得M＝1 kg，則m＝2 kg，D正確．由于出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)后小滑塊所受合外力等于木板對(duì)它產(chǎn)生的摩擦力，不再隨F的增大而變化，則出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)后小滑塊的加速度達(dá)到最大，且不再變化，由圖可知小滑塊的最大加速度為a大＝2 m/s2，由牛頓第二定律有μmg＝ma大，得μ＝0.2，A、C錯(cuò)誤．將F＝7 N代入a＝F－得a＝3 m/s2，B正確．6．如圖所示，在傾角θ＝37°的固定斜面上放置一質(zhì)量M＝1 kg、長(zhǎng)度L＝0.75 m的薄平板AB.平板的上表面光滑，其下端B與斜面底端C的距離為4 m．在平板的上端A處放一質(zhì)量m＝0.6 kg的滑塊，開始時(shí)使平板和滑塊都靜止，之后將它們無初速釋放．設(shè)平板與斜面間、滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ＝0.5，通過計(jì)算判斷無初速釋放后薄平板是否立即開始運(yùn)動(dòng)，并求出滑塊與平板下端B到達(dá)斜面底端C的時(shí)間差Δt.(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10 m/s2)解析：對(duì)薄板，由于Mgsin37°<μ(M＋m)gcos37°，故滑塊在薄板上滑動(dòng)時(shí)，薄板靜止不動(dòng)．滑塊在薄板上滑行時(shí)加速度a1＝gsin37°＝6 m/s2到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度v＝＝3 m/s滑塊由B至C時(shí)的加速度a2＝gsin37°－μgcos37°＝2 m/s2設(shè)滑塊由B至C所用時(shí)間為t，則有LBC＝vt＋a2t2代入數(shù)據(jù)解得t＝1 s對(duì)薄板，滑塊滑離后才開始運(yùn)動(dòng)，加速度a3＝gsin37°－μgcos37°＝2 m/s2設(shè)滑至C端所用時(shí)間為t′，則有LBC＝a3t′2代入數(shù)據(jù)解得t′＝2 s滑塊與平板下端B到達(dá)斜面底端C的時(shí)間差Δt＝t′－t＝1 s答案：滑塊在薄板上滑動(dòng)時(shí)，薄平板靜止不動(dòng)　1 s7．在一塊固定的傾角為θ的木板上疊放質(zhì)量均為m的一本英語(yǔ)詞典和一本漢語(yǔ)詞典，圖甲中英語(yǔ)詞典在上，圖乙中漢語(yǔ)詞典在上，已知圖甲中兩本書一起勻速下滑，圖乙中兩本書一起加速下滑．已知兩本書的封面材料不同，但每本書的上、下兩面材料都相同，近似認(rèn)為滑動(dòng)摩擦力與最大靜摩擦力相等．設(shè)英語(yǔ)詞典和木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，漢語(yǔ)詞典和木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2，英語(yǔ)詞典和漢語(yǔ)詞典之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ3，則下列說法正確的是(　D　)A．μ1>μ2B．μ3<μ2C．圖乙中漢語(yǔ)詞典受到的摩擦力大小是μ3mgcosθD．圖甲中英語(yǔ)詞典受到的摩擦力大小是μ2mgcosθ解析：對(duì)圖甲，對(duì)整體分析，根據(jù)共點(diǎn)力平衡有2mgsinθ＝μ2·2mgcosθ，對(duì)乙圖，對(duì)整體分析，根據(jù)牛頓第二定律得2mgsinθ－μ1·2mgcosθ＝2ma，由兩式可知μ1<μ2，故A錯(cuò)誤．對(duì)圖乙，對(duì)整體分析，由2mgsinθ－μ1·2mgcosθ＝2ma，解得a＝gsinθ－μ1gcosθ，對(duì)漢語(yǔ)詞典分析，根據(jù)牛頓第二定律得mgsinθ－f＝ma，解得f＝μ1mgcosθ，因?yàn)閮稍~典保持相對(duì)靜止，則μ1mgcosθ<μ3mgcosθ，知μ1<μ3，無法比較μ2與μ3的關(guān)系，故B、C錯(cuò)誤．根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件知，圖甲中英語(yǔ)詞典所受的摩擦力為靜摩擦力，f＝mgsinθ，因?yàn)?/span>2mgsinθ＝μ2·2mgcosθ，所以f＝μ2mgcosθ，故D正確．8．(2019·江蘇如皋模擬)如圖所示，一質(zhì)量為m1＝0.2 kg的足夠長(zhǎng)平板小車靜置在光滑水平地面上，質(zhì)量m2＝0.1 kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))置于小車上A點(diǎn)，其與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.4，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力．現(xiàn)給小物塊一個(gè)方向水平向右、大小為v0＝6 m/s的初速度，同時(shí)對(duì)小物塊施加一個(gè)方向水平向左、大小為F＝0.6 N的恒力，g取10 m/s2.求：(1)初始時(shí)刻，小車和小物塊的加速度大小．(2)經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間小物塊與小車速度相同？此時(shí)速度為多大？(3)小物塊向右運(yùn)動(dòng)的最大位移．解析：(1)小物塊受到向左的恒力和滑動(dòng)摩擦力做勻減速運(yùn)動(dòng)，小車受摩擦力向右做勻加速運(yùn)動(dòng)．設(shè)小車和小物塊的加速度大小分別為a1、a2，由牛頓第二定律得對(duì)小車：μm2g＝m1a1解得a1＝2 m/s2對(duì)小物塊：F1＋μm2g＝m2a2解得a2＝10 m/s2(2)設(shè)經(jīng)過時(shí)間t小車與小物塊速度相同，設(shè)速度為v1，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得對(duì)小車：v1＝a1t對(duì)小物塊：v1＝v0－a2t解得t＝0.5 s，v1＝1.0 m/s(3)假設(shè)當(dāng)兩者達(dá)到共同速度后相對(duì)靜止，系統(tǒng)只受恒力F1作用，設(shè)系統(tǒng)的加速度為a3，則由牛頓第二定律得F1＝(m1＋m2)a3解得a3＝2 m/s2此時(shí)小車所需要的靜摩擦力為Ff＝m1a3＝0.4 N因?yàn)?/span>Ff＝0.4 N＝Ffm＝μm2g，所以兩者將一起向右做勻減速運(yùn)動(dòng)．小物塊第一段的位移x1＝＝1.75 m小物塊第二段的位移x2＝＝0.25 m所以小物塊向右運(yùn)動(dòng)的最遠(yuǎn)位移為xm＝x1＋x2＝2.0 m答案：(1)小車：2 m/s2　小物塊：10 m/s2(2)0.5 s　1.0 m/s　(3)2.0 m9．如圖所示，與水平面成θ＝30°角的傳送帶正以v＝3 m/s的速度勻速運(yùn)行，A、B兩端相距l＝13.5 m．現(xiàn)每隔1 s把質(zhì)量m＝1 kg的工件(視為質(zhì)點(diǎn))輕放在傳送帶上，工件在傳送帶的帶動(dòng)下向上運(yùn)動(dòng)，工件與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝，g取10 m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(1)求相鄰工件間的最小距離和最大距離；(2)滿載與空載相比，求傳送帶需要增加的牽引力．解析：(1)設(shè)工件在傳送帶上加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為a，則μmgcosθ－mgsinθ＝ma　解得a＝1.0 m/s2剛放上下一個(gè)工件時(shí)，該工件離前一個(gè)工件的距離最小，且最小距離dmin＝at2＝0.50 m當(dāng)工件勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)兩相鄰工件相距最遠(yuǎn)，則dmax＝vt＝3.0 m.(2)由于工件加速時(shí)間為t1＝＝3.0 s，因此傳送帶上總有三個(gè)(n1＝3)工件正在加速，故所有做加速運(yùn)動(dòng)的工件對(duì)傳送帶的總滑動(dòng)摩擦力f1＝3μmgcosθ在滑動(dòng)摩擦力作用下，工件移動(dòng)的位移x＝＝4.5 m傳送帶上勻速運(yùn)動(dòng)的工件數(shù)n2＝＝3當(dāng)工件與傳送帶相對(duì)靜止后，每個(gè)工件受到的靜摩擦力f0＝mgsinθ，所有做勻速運(yùn)動(dòng)的工件對(duì)傳送帶的總靜摩擦力f2＝n2f0與空載相比，傳送帶需增加的牽引力F＝f1＋f2聯(lián)立解得F＝33 N.答案：(1)0.50 m　3.0 m　(2)33 N

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