物理大一輪復(fù)習(xí)題組層級快練第三單元牛頓運(yùn)動定律作業(yè)4

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精題組層級快練（十四)一、選擇題1．(2016·上海十二校聯(lián)考)如圖所示，質(zhì)量為m1和m2的兩物塊放在光滑的水平地面上．用輕質(zhì)彈簧將兩物塊連接在一起．當(dāng)用水平力F作用在m1上時(shí)，兩物塊均以加速度a做勻加速運(yùn)動，此時(shí)，彈簧伸長量為x;若用水平力F′作用在m1上時(shí)，兩物塊均以加速度a′＝2a做勻加速運(yùn)動,此時(shí)彈簧伸長量為x′。則下列關(guān)系正確的是（)A．F′＝2F B．x′＝2xC．F′>2F D．x′<2x答案AB解析取m1和m2為一整體，應(yīng)用牛頓第二定律可得：F＝（m1＋m2)a。彈簧的彈力FT＝eq\f(m2F,m1＋m2）＝kx.當(dāng)兩物塊的加速度增為原來的2倍，拉力F增為原來的2倍，F(xiàn)T增為原來的2倍，彈簧的伸長量也增為原來的2倍，故A、B兩項(xiàng)正確．2.如圖為應(yīng)用于火車站的安全檢查儀的簡化模型，緊繃的傳送帶始終保持v＝1m/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摩擦因數(shù)μ＝0.1，A、B間的距離為2m，g取10m/s2。若乘客把行李放到傳送帶的同時(shí)也以v＝1m/sA．乘客與行李同時(shí)到達(dá)B處B．乘客提前0。5s到達(dá)B處C．行李提前0.5s到達(dá)B處D．若傳送帶速度足夠大，行李最快也要2s才能到達(dá)B處答案BD解析行李放在傳送帶上,傳送帶對行李的滑動摩擦力使行李開始做勻加速直線運(yùn)動，隨后行李又以與傳送帶相等的速率做勻速直線運(yùn)動．加速度為a＝μg＝1m/s2，歷時(shí)t1＝eq\f（v,a)＝1s達(dá)到共同速度，位移x1＝eq\f（v,2)t1＝0。5m,此后行李勻速運(yùn)動t2＝eq\f(2m－x1，v）＝1。5s到達(dá)B，共用2.5s；乘客到達(dá)B，歷時(shí)t＝eq\f(2m，v）＝2s，故B項(xiàng)正確．若傳送帶速度足夠大，行李一直加速運(yùn)動，最短運(yùn)動時(shí)間tmin＝eq\r(\f(2L,a）)＝eq\r（\f（2×2,1))s＝2s，D項(xiàng)正確．3．(2016·湖北八校聯(lián)考)質(zhì)量分別為M和m的物塊形狀大小均相同，將它們通過輕繩跨過光滑定滑輪連接，如圖甲所示，繩子平行于傾角為α的斜面，M恰好能靜止在斜面上，不考慮M、m與斜面之間的摩擦．若互換兩物塊位置,按圖乙放置,然后釋放M，斜面仍保持靜止．則下列說法正確的是(）A．輕繩的拉力等于MgB．輕繩的拉力等于mgC．M運(yùn)動的加速度大小為(1－sinα）gD．M運(yùn)動的加速度大小為eq\f(M－m，M）g答案BC解析互換位置前，M靜止在斜面上，則有：Mgsinα＝mg，互換位置后，對M有Mg－FT＝Ma，對m有：F′T－mgsinα＝ma，又FT＝F′T，解得：a＝（1－sinα）g，F(xiàn)T＝mg，故A、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤,B、C兩項(xiàng)正確．4.(2016·哈爾濱市三中學(xué)一模）如圖所示，光滑水平面上放置著四個(gè)相同的木塊，其中木塊B與C之間用一輕彈簧相連，輕彈簧始終在彈性限度內(nèi)．現(xiàn)用水平拉力F拉B木塊，使四個(gè)木塊以相同的加速度一起加速運(yùn)動，則以下說法正確的是（)A．一起加速過程中，C木塊受到四個(gè)力的作用B．一起加速過程中,D所受到的靜摩擦力大小為eq\f（F，4)C．一起加速過程中,A、D木塊所受摩擦力大小和方向相同D．當(dāng)F撤去瞬間，A、D木塊所受靜摩擦力的大小和方向都不變答案BC解析水平拉力F的作用下，四個(gè)木塊以相同的加速度一起加速運(yùn)動，則由牛頓第二定律可知，對整體有F＝4ma，對A、D木塊有fA＝fD＝ma，解得A、D木塊所受摩擦力大小fA＝fD＝eq\f（F，4)，方向均水平向右,故BC兩項(xiàng)正確；一起加速過程中，C木塊受到重力、D木塊對其的壓力和靜摩檫力、地面對其的支持力及彈簧對其的彈力，共五個(gè)力的作用，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)F撤去瞬間，彈簧彈力不變,A、D木塊所受靜摩擦力的大小不變，但方向相反，故D項(xiàng)錯(cuò)誤．故B、C兩項(xiàng)正確．5．如圖，物體A疊放在物體B上，B置于光滑水平面上，A、B質(zhì)量分別為mA＝6kg、mB＝2kg，A、B之間的動摩擦因數(shù)是0.2，開始時(shí)F＝10N,此后逐漸增加，在增大到45N的過程中A．當(dāng)拉力F＜12N時(shí)，兩物體均保持靜止?fàn)顟B(tài)B．兩物體開始沒有相對運(yùn)動,當(dāng)拉力超過12N時(shí)，開始相對滑動C．兩物體間從受力開始就有相對運(yùn)動D．兩物體間始終沒有相對運(yùn)動答案D解析當(dāng)A、B間摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力時(shí),A、B發(fā)生相對滑動，則對B有aB＝eq\f(μmAg，mB)＝6m/s2.對整體有:拉力F＝（mA＋mB）aB＝48N，當(dāng)拉力達(dá)到48N時(shí)，A、B才發(fā)生相對滑動，所以開始時(shí)F＝10N,此后逐漸增加，在增大到48N的過程中，兩物體間始終沒有相對運(yùn)動，相對于地面是運(yùn)動的．故D項(xiàng)正確．6.(2016·南陽模擬）如圖所示，在水平桌面上疊放著質(zhì)量均為M的A、B兩塊木板,在木板A的上面放著一個(gè)質(zhì)量為m的物塊C,木板和物塊均處于靜止?fàn)顟B(tài)．A、B、C之間以及B與地面之間的動摩擦因數(shù)都為μ。若用水平恒力F向右拉動木板A，使之從C、B之間抽出來，已知重力加速度為g,則拉力F的大小應(yīng)該滿足的條件是(已知最大靜摩擦力的大小等于滑動摩擦力)()A．F＞μ(2m＋M）g B．F＞μ(m＋2M）gC．F＞2μ（m＋M）g D．F＞2μmg答案C解析無論F多大，摩擦力都不能使B向右滑動，而滑動摩擦力能使C產(chǎn)生的最大加速度為μg,故eq\f(F－μmg－μ（m＋M）g,M)＞μg時(shí)，即F＞2μ（m＋M)g時(shí)A可從B、C之間抽出，C項(xiàng)正確．7．如圖，在光滑水平面上放著緊靠在一起的A、B兩物體,B的質(zhì)量是A的2倍，B受到水平向右的恒力FB＝2N，A受到的水平向右的變力FA＝(9－2t）N，t的單位是s。從t＝0開始計(jì)時(shí)，則（）A．A物體在3s末時(shí)刻的加速度是初始時(shí)刻的eq\f(5，11）倍B．t＞4s后，B物體做勻加速直線運(yùn)動C．t＝4。5s時(shí),A物體的速度為零D．t＞4.5s后，A、B的加速度方向相反答案ABD解析對于A、B整體，據(jù)牛頓第二定律，有FA＋FB＝(mA＋mB)a，設(shè)A、B間的作用力為F，則對于B，據(jù)牛頓第二定律，可得F＋FB＝mBa，解得F＝mBeq\f（FA＋FB,mA＋mB）－FB＝eq\f(16－4t,3）N。當(dāng)t＝4s時(shí)F＝0，A、B兩物體開始分離，此后B做勻加速直線運(yùn)動,而A做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動．當(dāng)t＝4.5s時(shí)A物體的加速度為零而速度不為零;t＞4.5s后,A所受合外力反向,即A、B的加速度方向相反．當(dāng)t＜4s時(shí)，A、B的加速度均為a＝eq\f（FA＋FB，mA＋mB).綜上所述，選項(xiàng)A、B、D正確．8.如圖所示,光滑水平面上放置一斜面體A，在其粗糙斜面上靜止一物塊B，開始時(shí)A處于靜止．從某時(shí)刻開始，一個(gè)從0逐漸增大的水平向左的力F作用在A上，使A和B一起向左做變加速直線運(yùn)動．則在B與A發(fā)生相對運(yùn)動之前的一段時(shí)間內(nèi)（）A．B對A的壓力和摩擦力均逐漸增大B．B對A的壓力和摩擦力均逐漸減小C．B對A的壓力逐漸增大，B對A的摩擦力逐漸減小D．B對A的壓力逐漸減小,B對A的摩擦力逐漸增大答案D解析對物體進(jìn)行受力分析,如圖所示，將加速度進(jìn)行分解，設(shè)斜面的傾角為θ。根據(jù)牛頓第二定律,得垂直于斜面方向mgcosθ－N＝masinθ平行于斜面方向f－mgsinθ＝macosθ得到N＝mgcosθ－masinθf＝mgsinθ＋macosθ可見，當(dāng)加速度a增大時(shí)，支持力N減小，摩擦力f增大，根據(jù)牛頓第三定律得知，B對A的壓力逐漸減小，B對A的摩擦力逐漸增大．故A、B、C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確．9．(2016·昆明檢測）如圖甲所示，質(zhì)量mA＝1kg,mB＝2kg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＝1s時(shí)刻，撤去F，B物塊運(yùn)動的速度—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A．物塊B與地面間的動摩擦因數(shù)為0。2B．1～3s內(nèi)物塊A不受摩擦力作用C．0～1s內(nèi)物塊B對A的摩擦力大小為4ND．水平恒力的大小為12N答案AC解析在v－t圖像中圖線的斜率大小等于物塊運(yùn)動的加速度大小，則a1＝4m/s2，a2＝2m/s2，對兩物塊受力分析，由牛頓第二定律可得：F－μ（mA＋mB）g＝（mA＋mB)a1，μ(mA＋mB）g＝(mA＋mB）a2，解得：μ＝eq\f（a2,g)＝0。2，F(xiàn)＝18N，A項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤；1～3s內(nèi)兩物塊一起運(yùn)動，物塊A也具有水平向左的加速度，對其受力分析,可知:B對A施加了水平向左的靜摩擦力，B項(xiàng)錯(cuò)誤；同理在0～1s內(nèi)物塊A也具有水平向右的加速度，對其受力分析，可知:B對A施加了水平向右的靜摩擦力，由牛頓第二定律可得：Ff＝mAa1＝4N，C項(xiàng)正確．10.三角形傳送帶以1m/s的速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動，兩邊的傳送帶長都是2m，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v0的初速度沿傳送帶下滑，物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)都是0。5，A．若v0≥1m/s，則物塊A先到達(dá)傳送帶底端B．若v0≥1m/s，則物塊A、B同時(shí)到達(dá)傳送帶底端C．若v0＜1m/s，D．若v0＜1m/s，答案BC解析因?yàn)棣蹋紅an37°，若v0≥1m/s，兩物塊以相同的初速度和加速度沿傳送帶勻加速下滑，所以物塊A、B同時(shí)到達(dá)傳送帶底端，B選項(xiàng)正確;若v0＜1m/s，物塊B一直勻加速下滑，物塊A先加速到與傳送帶共速，再與B相等的加速度勻加速下滑，所以物塊A先到達(dá)傳送帶底端，即C二、非選擇題11.如圖所示，木塊A、B的質(zhì)量分別為m1、m2,緊挨著并排放在光滑的水平面上，A與B的接觸面垂直于圖中紙面且與水平面成θ角，A與B間的接觸面光滑．現(xiàn)施加一個(gè)水平力F于A，使A、B一起向右運(yùn)動，且A、B不發(fā)生相對運(yùn)動,求F的最大值．答案eq\f（m1(m1＋m2)gtanθ，m2）解析A、B一起向右做勻加速運(yùn)動，F(xiàn)越大，加速度a越大，水平面對A的彈力FNA越小，A、B不發(fā)生相對運(yùn)動的臨界條件是FNA＝0,此時(shí)木塊A受到重力m1g、B對A的彈力FN和水平力F三個(gè)力的作用．根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)－FNsinθ＝m1aFNcosθ＝m1gF＝（m1＋m2）a,由以上三式可得，F(xiàn)的最大值為F＝eq\f(m1（m1＋m2）gtanθ,m2)。12．（2016·昆明統(tǒng)測)如圖所示,質(zhì)量M＝1kg的木板A靜止在水平地面上，在木板的左端放置一個(gè)質(zhì)量m＝1kg的鐵塊B（大小可忽略)，鐵塊與木塊間的動摩擦因數(shù)μ1＝0。3，木板長L＝1m，用F＝5N的水平恒力作用在鐵塊上，g取10m（1）若水平地面光滑，計(jì)算說明鐵塊與木板間是否會發(fā)生相對滑動；(2）若木板與水平地面間的動摩擦因數(shù)μ2＝0.1，求鐵塊運(yùn)動到木板右端所用的時(shí)間．答案(1)不會(2)eq\r(2）s解析(1）A、B之間的最大靜摩擦力為fm〉μ1mg＝0.3×1×10N＝3N假設(shè)A、B之間不發(fā)生相對滑動,則對A、B整體：F＝(M＋m）a對A：fAB＝Ma解得:fAB＝2。5N因fAB<fm，故A、B之間不發(fā)生相對滑動．（2)對B:F－μ1mg＝maB對A：μ1mg－μ2(M＋m）g＝MaA據(jù)題意：xB－xA＝LxA＝eq\f(1，2）aAt2；xB＝eq\f（1,2）aBt2解得：t＝eq\r（2)s.13．如圖所示為倉庫中常用的傳送帶傳輸裝置示意圖，它由兩臺傳送機(jī)組成,一臺水平傳送,A、B兩端相距3m,另一臺傾斜,傳送帶與地面的傾角θ＝37°，C、D兩端相距3.05m，B、C相距很近．水平部分AB以5m/s的速率順時(shí)針轉(zhuǎn)動．將質(zhì)量為10kg的一袋大米放在A端，到達(dá)B端后，速度大小不變地傳到傾斜的CD部分，米袋與傳送帶間的動摩擦因數(shù)均為0。5。求：(重力加速度g取(1)若CD部分傳送帶不運(yùn)轉(zhuǎn)，求米袋沿傳送帶所能上升的最大距離；(2)若要米袋能被送到D端,求CD部分順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)的速度vCD應(yīng)滿足的條件及米袋從C端到D端所用時(shí)間t的取值范圍(結(jié)果可用根號表示）．答案（1)1。25m（2）vCD≥3m/seq\f(25－8\r(5)，10）s≤t≤1。7s解析(1)米袋在AB上運(yùn)動時(shí)，由牛頓第二定律，得μmg＝ma0，解得加速度為：a0＝eq\f(μmg，m)＝μg＝5m/s2米袋的速度達(dá)到v0＝5m/s時(shí)，滑行的距離為：s0＝eq\f(v02,2a0)＝2.5m<AB＝3m,因此米袋在到達(dá)B點(diǎn)之前就有了與傳送帶相同的速度，設(shè)米袋在CD上運(yùn)動的加速度大小為a，由牛頓第二定律，得mgsinθ＋μmgcosθ＝ma，代入數(shù)據(jù)解,得a＝10m/s所以能上升的最大距離：s＝eq\f(v02，2a）＝1.25m.（2）設(shè)CD部分運(yùn)轉(zhuǎn)速度為v1時(shí)米袋恰能到達(dá)D點(diǎn)（即米袋到達(dá)D點(diǎn)時(shí)速度恰好為零），由牛頓第二定律可知，米袋速度減為v1之前的加速度為：a1＝－g（sinθ＋μcosθ）＝－10m/s2米袋速度小于v1至減為零前的加速度為：a2＝μgcosθ－gsinθ＝－2m/s2由勻變速運(yùn)動的速度位移公式，得eq\f（v12－v02，2a1)＋eq\f(0－v12，2a2）＝3。05m