2019版高考物理一輪復習 第三章 第4講 動力學中兩類典型問題練習 魯科版.doc

第4講 動力學中兩類典型問題課時作業(yè)單獨成冊方便使用基礎(chǔ)題組一、單項選擇題1.(2018山東濰坊質(zhì)檢)如圖所示，足夠長的傳送帶與水平面夾角為，以速度v0逆時針勻速轉(zhuǎn)動在傳送帶的上端輕輕放置一個質(zhì)量為m的小木塊，小木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)tan ，則圖中能客觀地反映小木塊的速度隨時間變化關(guān)系的是()解析：開始階段，木塊受到豎直向下的重力、垂直斜面向上的支持力和沿傳送帶向下的摩擦力作用，做加速度為a1的勻加速直線運動，由牛頓第二定律得mgsin mgcos ma1所以a1gsin gcos 木塊加速至與傳送帶速度相等時，由于tan ，則木塊不會與傳送帶保持相對靜止而勻速運動，之后木塊繼續(xù)加速，所受滑動摩擦力變?yōu)檠貍魉蛶蛏?，做加速度為a2的勻加速直線運動，這一階段由牛頓第二定律得mgsin mgcos ma2所以a2gsin gcos 根據(jù)以上分析，有a2a1，所以本題正確選項為D.答案：D2.帶式傳送機是在一定的線路上連續(xù)輸送物料的搬運機械，又稱連續(xù)輸送機如圖所示，一條足夠長的淺色水平傳送帶自左向右勻速運行現(xiàn)將一個木炭包無初速度地放在傳送帶上，木炭包在傳送帶上將會留下一段黑色的徑跡下列說法正確的是()A黑色的徑跡將出現(xiàn)在木炭包的左側(cè)B木炭包的質(zhì)量越大，徑跡的長度越短C木炭包與傳送帶間動摩擦因數(shù)越大，徑跡的長度越短D傳送帶運動的速度越大，徑跡的長度越短解析：剛放上木炭包時，木炭包的速度慢，傳送帶的速度快，木炭包相對傳送帶向后滑動，所以黑色的徑跡將出現(xiàn)在木炭包的右側(cè)，所以A錯誤木炭包在傳送帶上運動靠的是與傳送帶之間的摩擦力，摩擦力作為它的合力產(chǎn)生加速度，所以由牛頓第二定律知，mgma，所以ag，當達到共同速度時，不再有相對滑動，由v22as得，木炭包位移s木，設相對滑動時間為t，由vat得t，此時傳送帶的位移為s傳vt，所以相對滑動的位移是ss傳s木，由此可知，黑色的徑跡與木炭包的質(zhì)量無關(guān)，所以B錯誤木炭包與傳送帶間動摩擦因數(shù)越大，徑跡的長度越短，所以C正確傳送帶運動的速度越大，徑跡的長度越長，所以D錯誤答案：C3.如圖所示，一長木板在水平地面上運動，在某時刻(t0)將一相對于地面靜止的物塊輕放到木板上，已知物塊與木板的質(zhì)量相等，物塊與木板間及木板與地面間均有摩擦，物塊與木板間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，且物塊始終在木板上在物塊放到木板上之后，木板運動的速度時間圖象可能是下列選項中的()解析：設在木板與物塊未達到相同速度之前，木板的加速度為a1，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為1，木板與地面間的動摩擦因數(shù)為2.對木板應用牛頓第二定律得：1mg22mgma1a1(122)g設物塊與木板達到相同速度之后，木板的加速度為a2，對整體有22mg2ma2a22g可見|a1|a2|由vt圖象的斜率表示加速度大小可知，圖象A正確答案：A二、非選擇題4.如圖所示，固定斜面上放一木板PQ，木板的Q端放置一可視為質(zhì)點的小物塊，現(xiàn)用輕細線的一端連接木板的Q端，保持與斜面平行，繞過定滑輪后，另一端可懸掛鉤碼，鉤碼距離地面足夠高已知斜面傾角30，木板長為L，Q端距斜面頂端距離也為L，物塊和木板的質(zhì)量均為m，兩者之間的動摩擦因數(shù)為1.若所掛鉤碼質(zhì)量為2m，物塊和木板能一起勻速上滑；若所掛鉤碼質(zhì)量為其他不同值，物塊和木板有可能發(fā)生相對滑動重力加速度為g，不計細線與滑輪之間的摩擦，設接觸面間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力(1)木板與斜面間的動摩擦因數(shù)2；(2)物塊和木板發(fā)生相對滑動時，所掛鉤碼質(zhì)量m應滿足什么條件？解析：(1)整個系統(tǒng)勻速時對鉤碼：2mgT對物塊和木板：T2mgsin 22mgcos 解得：2(2)要使二者發(fā)生相對滑動，則需木板的加速度a1大于物塊的加速度a2.對物塊：1mgcos mgsin ma2解得：a2g對木板：Tmgsin 1mgcos 22mgcos ma1對鉤碼：mgTma1解得：a1g聯(lián)立解得：mm答案：(1)(2)mm5.水平傳送帶被廣泛地應用于機場和火車站，如圖所示為一水平傳送帶裝置示意圖緊繃的傳送帶AB始終保持恒定的速率v1 m/s運行，一質(zhì)量為m4 kg的行李無初速度地放在A處，傳送帶對行李的滑動摩擦力使行李開始做勻加速直線運動，隨后行李又以與傳送帶相等的速率做勻速直線運動設行李與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)0.1，A、B間的距離L2 m，g取10 m/s2.(1)求行李剛開始運動時所受滑動摩擦力的大小與加速度的大?。?2)求行李做勻加速直線運動的時間；(3)如果提高傳送帶的運行速率，行李就能被較快地傳送到B處求行李從A處傳送到B處的最短時間和傳送帶對應的最小運行速率解析：(1)行李所受滑動摩擦力大于fmg0.1410 N4 N，加速度大小ag0.110 m/s21 m/s2.(2)行李達到與傳送帶相同速率后不再加速，則vat1，得t1 s1 s.(3)行李始終勻加速運行時，所需時間最短，加速度大小仍為a1 m/s2，當行李到達右端時，有v2aL，得vmin m/s2 m/s，所以傳送帶對應的最小運行速率為2 m/s.由vminatmin得行李最短運行時間tmin s2 s.答案：(1)4 N1 m/s2(2)1 s(3)2 s2 m/s能力題組非選擇題6如圖甲所示，長木板B固定在光滑水平面上，可看作質(zhì)點的物體A靜止疊放在B的最左端現(xiàn)用F6 N的水平力向右拉物體A，經(jīng)過5 s物體A運動到B的最右端，其vt圖象如圖乙所示已知A、B的質(zhì)量分別為1 kg、4 kg，A、B間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10 m/s2.(1)求物體A、B間的動摩擦因數(shù)；(2)若B不固定，求A運動到B的最右端所用的時間解析：(1)根據(jù)vt圖象可知物體A的加速度為aA m/s22 m/s2以A為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律可得FmAgmAaA解得0.4(2)由題圖乙可知木板B的長度為l510 m25 m若B不固定，則B的加速度為aB m/s21 m/s2設A運動到B的最右端所用的時間為t，根據(jù)題意可得aAt2aBt2l，解得t7.07 s.答案：(1)0.4(2)7.07 s7.(2018河北正定中學月考)一水平傳送帶以2.0 m/s的速度順時針傳動，水平部分長為2.0 m其右端與一傾角為37的光滑斜面平滑相連，斜面長為0.4 m，一個可視為質(zhì)點的物塊無初速度地放在傳送帶最左端，已知物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)0.2，試問：(sin 370.6，g取10 m/s2)(1)物塊能否到達斜面頂端？若能則說明理由，若不能則求出物塊沿斜面上升的最大距離；(2)物塊從出發(fā)到4.5 s末通過的路程解析：(1)物塊在傳送帶上先做勻加速直線運動mgma1s11 mL所以在到達傳送帶右端前物塊已勻速物塊以v0速度滑上斜面mgsin ma2物塊速度為零時上升的距離s2 m由于s20.4 m，所以物塊未到達斜面的最高點(2)物塊從開始到第一次到達傳送帶右端所用時間t11.5 s物塊在斜面上往返一次的時間t2 s物塊再次滑到傳送帶上速度仍為v0，方向向左mgma3向左端發(fā)生的最大位移s31 m物塊向左的減速過程和向右的加速過程中位移大小相等，時間t32 s45 s末物塊在斜面上速度恰好減為零故物塊通過的總路程sL3s22s3s5 m答案：(1)不能m(2)5 m8.如圖所示，木板靜止于水平地面上，在其最右端放一可視為質(zhì)點的木塊已知木塊的質(zhì)量m1 kg，木板的質(zhì)量M4 kg，長L2.5 m，下表面與地面之間的動摩擦因數(shù)0.2，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10 m/s2.(1)假設木板的上表面也粗糙，其上表面與木塊之間的最大靜摩擦力為3 N，欲使木板能從木塊的下方抽出，求對木板施加的水平拉力F的大小范圍(2)若用大小為F28 N的水平恒力拉木板，假設木板的上表面也粗糙，其上表面與木塊之間的最大靜摩擦力為2 N，欲使木板能從木塊的下方抽出，求水平恒力F作用的最短時間解析：(1)設木塊的最大加速度為a木塊，則fm1ma木塊對木板Ffm1(Mm)gMa木板木板從木塊的下方抽出的條件為a木板a木塊，解得F25 N即欲使木板能從木塊的下方抽出，對木板施加的水平拉力F應滿足F25 N.(2)加上力F時木板加速，撤去F后木板減速分析可知，如果木板和木塊的速度相同時木塊恰好運動到木板最左端脫離，那么力F的作用時間最短設作用時間t1后撤去力F，此時木板速度為v1，則對木板有Ffm2(Mm)gMa1解得a14 m/s2，v1a1t1對木塊有fm2ma2，解得a22 m/s2撤去力F后，木板減速運動，加速度大小為a0則fm2(Mm)gMa0，解得a03 m/s2木塊加速運動過程中加速度不變，當木塊和木板速度相同時木塊恰好脫離木板，設共同速度為v2，則可作出如圖所示的速度時間圖線分析位移關(guān)系，可知，L，v1a0()v2，聯(lián)立解得v1 m/s，t1 s故欲使木板能從木塊的下方抽出，水平恒力F作用的最短時間應為 s.答案：(1)F25 N(2) s9.(2018湖北武漢月考)如圖所示，AB、CD為兩個光滑的平臺，一傾角為37、長為5 m的傳送帶與兩平臺平滑連接現(xiàn)有一小物體以10 m/s的速度沿平臺AB向右運動，當傳送帶靜止時，小物體恰好能滑到平臺CD上，問：(1)小物體跟傳送帶間的動摩擦因數(shù)為多大？(2)當小物體在平臺AB上的運動速度低于某一數(shù)值時，無論傳送帶順時針運動的速度多大，小物體都不能到達平臺CD，求這個臨界速度(3)若小物體以8 m/s的速度沿平臺AB向右運動，欲使小物體到達平臺CD，傳送帶至少以多大的速度順時針運動？解析：(1)傳送帶靜止時，小物體在傳送帶上受力如圖甲所示，據(jù)牛頓第二定律得：mgcos 37mgsin 37ma1BC過程有：v2a1l解得：a110 m/s2，0.5.(2)顯然，當小物體在傳送帶上受到的摩擦力始終向上時，最容易到達傳送帶頂端，此時，小物體受力如圖乙所示，據(jù)牛頓第二定律得：mgsin 37mgcos 37ma2若恰好能到達平臺CD時，有：v22a2l解得：v2 m/s，a22 m/s2即當小物體在平臺AB上向右運動的速度小于2 m/s時，無論傳送帶順時針運動的速度多大，小物體都不能到達平臺CD.(3)設小物體在平臺AB上的運動速度為v1，傳送帶順時針運動的速度大小為v2，對從小物體滑上傳送帶到小物體速度減小到傳送帶速度過程，有：vv2a1s1對從小物體速度減小到傳送帶速度到恰好到達平臺CD過程，有：v2a2s2s1s2L解得：v23 m/s即傳送帶至少以3 m/s的速度順時針運動，小物體才能到達平臺CD.答案：(1)0.5(2)2 m/s(3)3 m/s