高考物理一輪復(fù)習(xí)第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第4講牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用二夯基提能作業(yè)本.docx

第4講牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用(二)基礎(chǔ)鞏固1.(多選)如圖甲所示,質(zhì)量mA=1 kg,mB=2 kg的A、B兩物塊疊放在一起靜止于粗糙水平地面上,t=0時(shí)刻,一水平恒力F作用在物塊B上,t=1 s時(shí)刻,撤去F,B物塊運(yùn)動(dòng)的速度-時(shí)間圖像如圖乙所示,若整個(gè)過程中A、B始終保持相對靜止,g取10 m/s2,則()A.物塊B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2B.13 s內(nèi)物塊A不受摩擦力作用C.01 s內(nèi)物塊B對A的摩擦力大小為4 ND.水平恒力的大小為12 N2.一條足夠長的淺色水平傳送帶自左向右勻速運(yùn)行?，F(xiàn)將一個(gè)木炭包無初速地放在傳送帶的最左端,木炭包將會(huì)在傳送帶上留下一段黑色的徑跡。下列說法中正確的是()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.傳送帶運(yùn)動(dòng)的速度越大,徑跡的長度越短D.木炭包與傳送帶間動(dòng)摩擦因數(shù)越大,徑跡的長度越短3.(2016廣西柳州鐵路一中月考)水平足夠長且運(yùn)動(dòng)的皮帶,取向右為速度的正方向。將一物塊P輕輕放在皮帶上,之后P最初一段時(shí)間的速度-時(shí)間圖像如圖乙,關(guān)于皮帶的運(yùn)動(dòng)情況描述正確的是() A.可能是向右的勻加速B.可能是向右的勻速C.一定是向左的勻加速D.可能是向左的勻速4.(2016遼寧沈陽二中一模,18)一長輕質(zhì)木板置于光滑水平地面上,木板上放質(zhì)量分別為mA=1 kg和mB=2 kg的A、B兩物塊,A、B與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為=0.2,水平恒力F作用在A物塊上,如圖所示(重力加速度g=10 m/s2)。則()A.若F=1 N,則物塊、木板都靜止不動(dòng)B.若F=1.5 N,則A物塊所受摩擦力大小為1.5 NC.若F=4 N,則B物塊所受摩擦力大小為4 ND.若F=8 N,則B物塊所受摩擦力大小為2 N5.(多選)如圖甲為應(yīng)用于機(jī)場和火車站的安全檢查儀,用于對旅客的行李進(jìn)行安全檢查。其傳送裝置可簡化為如圖乙的模型,緊繃的傳送帶始終保持v=1 m/s的恒定速率運(yùn)行。旅客把行李無初速度地放在A處,設(shè)行李與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.1,A、B間的距離為2 m,g取10 m/s2。若乘客把行李放到傳送帶上的同時(shí)也以v=1 m/s的恒定速率平行于傳送帶運(yùn)動(dòng)到B處取行李,則()A.乘客與行李同時(shí)到達(dá)B處B.乘客提前0.5 s到達(dá)B處C.行李提前0.5 s到達(dá)B處D.若傳送帶速度足夠大,行李最快也要2 s才能到達(dá)B處6.(2017海南?？谝恢袦y試)(多選)如圖所示,以速度v逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的足夠長的傳送帶與水平面的夾角為。現(xiàn)將一個(gè)質(zhì)量為m的小木塊輕輕地放在傳送帶的上端,小木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,則選項(xiàng)中能夠正確地描述小木塊的速度隨時(shí)間變化關(guān)系的圖線是()7.如圖所示,長12 m、質(zhì)量為50 kg的木板置于水平地面上,木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1,開始時(shí)質(zhì)量為50 kg的人立于木板左端,木板與人均靜止,當(dāng)人以4 m/s2的加速度勻加速向右奔跑時(shí),(取g=10 m/s2)求:(1)人在奔跑過程中受到的摩擦力的大小;(2)人在奔跑過程中木板的加速度;(3)人從開始奔跑至到達(dá)木板右端所經(jīng)歷的時(shí)間。綜合提升 8.(2016黑龍江實(shí)驗(yàn)中學(xué)月考)如圖所示為糧袋的傳送裝置,已知A、B間長度為L,傳送帶與水平方向的夾角為,工作時(shí)運(yùn)行速度為v,糧袋與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,正常工作時(shí)工人在A點(diǎn)將糧袋放到運(yùn)行中的傳送帶上,關(guān)于糧袋從A到B的運(yùn)動(dòng),以下說法正確的是(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)()A.糧袋到達(dá)B點(diǎn)的速度與v比較,可能大,也可能相等或小B.糧袋開始運(yùn)動(dòng)的加速度為g(sin - cos ),若L足夠大,則以后將以一定的速度v做勻速運(yùn)動(dòng)C.若tan ,則糧袋從A到B一定一直是做加速運(yùn)動(dòng)D.不論大小如何,糧袋從A到B一直勻加速運(yùn)動(dòng),且ag sin 9.(2014四川理綜,7,6分)(多選)如圖所示,水平傳送帶以速度v1勻速運(yùn)動(dòng),小物體P、Q由通過定滑輪且不可伸長的輕繩相連,t=0時(shí)刻P在傳送帶左端具有速度v2,P與定滑輪間的繩水平,t=t0時(shí)刻P離開傳送帶。不計(jì)定滑輪質(zhì)量和摩擦,繩足夠長。正確描述小物體P速度隨時(shí)間變化的圖像可能是()10.(2016山西右玉一模,24)如圖所示,長2 m的木板AB靜止在粗糙水平地面上,C為其中點(diǎn),木板上表面AC部分光滑,CB部分粗糙,下表面與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)1=0.1,木板右端靜止放置一個(gè)小物塊(可看成質(zhì)點(diǎn)),它與木板CB部分的動(dòng)摩擦因數(shù)2=0.2。已知木板和小物塊的質(zhì)量均為2 kg,重力加速度g取10 m/s2,現(xiàn)對木板施加一個(gè)水平向右的恒力F。(1)為使小物塊與木板保持相對靜止,求恒力的最大值Fm。(2)當(dāng)F=20 N時(shí),求小物塊經(jīng)多長時(shí)間滑到木板中點(diǎn)C。11.如圖所示,距地面高度h=5 m的平臺邊緣水平放置一兩輪間距為d=6 m的傳送帶,一可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊從光滑平臺邊緣以v0=5 m/s的初速度滑上傳送帶。已知物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2,取重力加速度大小g=10 m/s2。(1)若傳送帶不動(dòng),求小物塊離開傳送帶右邊緣落地的水平距離;(2)試分析傳送帶的速度滿足什么條件時(shí),小物塊離開傳送帶右邊緣落地的水平距離最大,并求最大距離;(3)設(shè)傳送帶的速度為v且規(guī)定傳送帶順時(shí)針運(yùn)動(dòng)時(shí)v為正,逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)時(shí)v為負(fù)。試分析畫出小物塊離開傳送帶右邊緣落地的水平距離s與v的變化關(guān)系圖線(不需要計(jì)算過程,只需畫出圖線即可)。12.(2016廣東廣州模擬,24)在粗糙水平面上,一電動(dòng)玩具小車以v0=4 m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),其正前方平鋪一邊長為L=0.6 m的正方形薄板,小車在到達(dá)薄板前某處立即剎車,靠慣性運(yùn)動(dòng)s=3 m的距離后沿薄板一邊的中垂線平滑地沖上薄板。小車與水平面以及小車與薄板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為1=0.2,薄板與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)2=0.1,小車質(zhì)量M為薄板質(zhì)量m的3倍,小車可看成質(zhì)點(diǎn),最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度g=10 m/s2,求:(1)小車沖上薄板時(shí)的速度大小;(2)小車從剛沖上薄板到停止時(shí)的位移大小。答案全解全析基礎(chǔ)鞏固1.AC01 s內(nèi)B的加速度大小為a1=4 m/s2,13 s內(nèi)B的加速度大小為a2=2 m/s2,因?yàn)檎麄€(gè)過程中A、B始終保持相對靜止,因此A也一直具有與B相同的加速度,A受到摩擦力作用,故B錯(cuò)誤;01 s內(nèi),對AB整體由牛頓第二定律,有F-(mAg+mBg)=(mA+mB)a1,13 s內(nèi),有(mAg+mBg)=(mA+mB)a2,解得=0.2,F=18 N,故A正確,D錯(cuò)誤;01 s內(nèi)物塊B對A的摩擦力大小f=mAa1=4 N,故C正確。2.D放上木炭包后木炭包在摩擦力的作用下向右加速,而傳送帶仍勻速,雖然兩者都向右運(yùn)動(dòng),但在木炭包的速度達(dá)到與傳送帶速度相等之前木炭包相對于傳送帶向左運(yùn)動(dòng),故黑色徑跡出現(xiàn)在木炭包的右側(cè),A錯(cuò)誤。由于木炭包在摩擦力作用下加速運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度a=g與其質(zhì)量無關(guān),故徑跡長度與其質(zhì)量也無關(guān),B錯(cuò)誤。徑跡長度等于木炭包相對傳送帶通過的位移大小,即二者對地的位移差:x=vt-t=vt=,可見傳送帶速度越小、動(dòng)摩擦因數(shù)越大,相對位移越小,黑色徑跡越短,C錯(cuò)誤D正確。3.D物塊輕輕放在皮帶上,初速度為零,由圖乙知物塊向左做勻加速運(yùn)動(dòng),對物塊受力分析知受到皮帶對它向左的滑動(dòng)摩擦力,則皮帶相對物塊向左運(yùn)動(dòng),所以皮帶一定向左運(yùn)動(dòng),可能加速、勻速或減速,D正確。4.DA與木板間的最大靜摩擦力fA=mAg=0.2110 N=2 N,B與木板間的最大靜摩擦力fB=mBg=0.2210 N=4 N,若F=1 NfA,則A、B與木板保持相對靜止,整體在F作用下向左做勻加速運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;若F=1.5 NfA,則A、B與木板保持相對靜止,整體在F作用下向左做勻加速運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律得:F-f=mAa,所以A物塊所受摩擦力ffA,則A在木板上滑動(dòng),B和木板整體受到摩擦力2 N,輕質(zhì)木板,質(zhì)量不計(jì),所以B的加速度a=1 m/s2,對B進(jìn)行受力分析,摩擦力提供加速度,fB=mBa=21 N=2 N,故C錯(cuò)誤;若F=8 NfA,則B的加速度a=1 m/s2,則B所受摩擦力為2 N,故D正確。5.BD行李放在傳送帶上,傳送帶對行李的滑動(dòng)摩擦力使行李開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),隨后行李又以與傳送帶相等的速率做勻速直線運(yùn)動(dòng)。加速度為a=g=1 m/s2,歷時(shí)t1=1 s與傳送帶達(dá)到共同速度,位移x1=t1=0.5 m,此后行李勻速運(yùn)動(dòng)歷時(shí)t2=1.5 s到達(dá)B處,共用時(shí)間2.5 s;乘客到達(dá)B處歷時(shí)t=2 s,故B正確,A、C錯(cuò)誤。若傳送帶速度足夠大,行李一直加速運(yùn)動(dòng),最短運(yùn)動(dòng)時(shí)間tmin= s=2 s,D正確。6.CD木塊放上后一定先向下做勻加速運(yùn)動(dòng),由于傳送帶足夠長,所以一定有木塊速度與傳送帶速度相同的時(shí)刻,此時(shí)若重力沿傳送帶向下的分力大于最大靜摩擦力,則之后木塊繼續(xù)加速,但加速度變小了,而若重力沿傳送帶向下的分力小于或等于最大靜摩擦力,則之后木塊將隨傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng),故C、D正確,A、B錯(cuò)誤。7.答案(1)200 N(2)2 m/s2,方向向左(3)2 s解析(1)設(shè)人的質(zhì)量為m,加速度為a1,木板的質(zhì)量為M,加速度為a2,人對木板的摩擦力為f(f 為木板對人的摩擦力)則對人有: f =ma1=200 N(2)對木板進(jìn)行受力分析可知:f-(M+m)g=Ma2則:a2=代入數(shù)據(jù)解得:a2=2 m/s2,方向向左(3)設(shè)人從左端跑到右端所經(jīng)歷的時(shí)間為t由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得:L=a1t2+a2t2則:t=代入數(shù)據(jù)解得:t=2 s綜合提升8.A對糧袋分析可知,糧袋在傳送帶上可能一直做勻加速運(yùn)動(dòng),到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度小于等于v;可能先勻加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)速度與傳送帶速度相同后,做勻速運(yùn)動(dòng),到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度與v相同;也可能先做加速度較大的勻加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)速度與傳送帶相同后做加速度較小的勻加速運(yùn)動(dòng),到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大于v,故A正確、D錯(cuò)誤。糧袋開始時(shí)受到沿傳送帶向下的滑動(dòng)摩擦力,大小為mg cos ,根據(jù)牛頓第二定律得,加速度a=g(sin + cos ),故B錯(cuò)誤。若tan ,對糧袋分析可知,糧袋從A到B可能一直做加速運(yùn)動(dòng),也可能先勻加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)速度與傳送帶相同后做勻速運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤。9.BC若v2v1且mQgmPg,則mPg-mQg=(mP+mQ)a1,當(dāng)P加速運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到v1后,與傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng),直到離開傳送帶(也可能加速過程中就離開傳送帶),所以B項(xiàng)正確。若v2mPg,則P先勻減速到零再反向加速到離開傳送帶(也可能減速過程中就離開傳送帶);若v2v1,且mQgv1且mQgmPg,滿足mQg+mPg=(mP+mQ)a2,中途減速至v1,以后滿足mQg-mPg=(mP+mQ)a3,以a3先減速到零再以相同的加速度返回直到離開傳送帶(也可能減速過程中就離開傳送帶),故C正確,A、D錯(cuò)誤。10.答案(1)12 N(2) s解析(1)設(shè)小物塊能夠達(dá)到的最大加速度為am,則有:2mg=mam(1分)解得:am=2 m/s2(1分)對整體進(jìn)行受力分析,有:Fm-1(M+m)g=(M+m)am(2分)解得Fm=12 N(2分)(2)當(dāng)F=20 N時(shí),小物塊相對于木板發(fā)生相對滑動(dòng),對木板受力分析,有:F-1(M+m)g-2mg=Ma1(2分)得a1=6 m/s2(1分)小物塊加速度a2=am=2g=2 m/s2(1分)則有a1t2-a2t2=L(2分)解得:t= s(1分)11.答案見解析解析(1)傳送帶不動(dòng),小物塊滑上后做勻減速運(yùn)動(dòng),加速度a1=-g設(shè)小物塊離開傳送帶時(shí)的速度為v1,則-=2a1d解得:v1=1 m/s物塊離開傳送帶后,做平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t由h=gt2解得:t=1 s由水平位移s1=v1t解得:s1=1 m(2)當(dāng)傳送帶順時(shí)針運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到某一值后,小物塊在傳送帶上將一直做勻加速運(yùn)動(dòng),即離開傳送帶后平拋初速度最大,落地的水平距離有最大值設(shè)小物塊一直勻加速離開傳送帶時(shí)的速度為v2,則-=2a2d又知a2=g解得:v2=7 m/s即:傳送帶順時(shí)針運(yùn)動(dòng),且速度大于等于7 m/s時(shí)小物塊落地水平距離最大,設(shè)最大距離為s2,s2=v2t=7 m(3)如圖所示12.答案(1)2 m/s(2)1.25 m解析(1)方法一:設(shè)小車剎車后加速度大小為a1,剛沖上薄板時(shí)速度為v1由牛頓第二定律得:1Mg=Ma1(2分)由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,有:-=-2a1s(2分)解得:v1=2 m/s(1分)方法二:設(shè)小車剛沖上薄板時(shí)速度為v1,對小車剎車后至沖上薄板過程由動(dòng)能定理得-1Mgs=M-M(3分)解得:v1=(1分)代入數(shù)據(jù)得:v1=2 m/s(1分)(2)小車沖上薄板后,薄板上表面受到的摩擦力大小為1Mg=0.6mg,大于地面給薄板的最大靜摩擦力,薄板運(yùn)動(dòng),受到地面的滑動(dòng)摩擦力,大小為2(M+m)g=0.4mg設(shè)薄板的加速度大小為