（天津專用）2020屆高考物理一輪復習 考點規(guī)范練13 牛頓運動定律的綜合應用（二）（含解析）新人教版

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1、考點規(guī)范練13　牛頓運動定律的綜合應用(二) 一、單項選擇題 1.在機場和火車站可以看到用于對行李進行安全檢查的水平傳送帶。當旅客把行李放到傳送帶上時,傳送帶對行李的滑動摩擦力使行李開始做勻加速運動。隨后它們保持相對靜止,行李隨傳送帶一起前進。設傳送帶勻速前進的速度為0.25 m/s,把質量為5 kg的木箱靜止放到傳送帶上,由于滑動摩擦力的作用,木箱以6 m/s2的加速度前進,那么這個木箱放在傳送帶上后,傳送帶上將留下的摩擦痕跡約為(　　) A.5 mm B.6 mm C.7 mm D.10 mm 2.如圖所示,光滑水平面上,水平恒力F作用在木塊上,長木板和木塊間無相對滑動,長木板

2、質量為m0,木塊質量為m。它們共同加速度為a,木塊與長木板間的動摩擦因數為μ,則在運動過程中(　　) A.木塊受到的摩擦力一定是μmg B.木塊受到的合力為F C.長木板受到的摩擦力為μmg D.長木板受到的合力為m0Fm+m0 3.如圖所示,水平傳送帶A、B兩端相距s=3.5 m,工件與傳送帶間的動摩擦因數μ=0.1,重力加速度大小g取10 m/s2。工件滑上A端瞬時速度vA=4 m/s,達到B端的瞬時速度設為vB,則下列說法不正確的是(　　) A.若傳送帶不動,則vB=3 m/s B.若傳送帶以速度v=4 m/s逆時針勻速轉動,則vB=3 m/s C.若傳送帶以速度

3、v=2 m/s順時針勻速轉動,則vB=3 m/s D.若傳送帶以速度v=2 m/s順時針勻速轉動,則vB=2 m/s 二、多項選擇題 4.如圖所示,質量為m1的足夠長木板靜止在光滑水平面上,其上放一質量為m2的木塊。t=0時刻起,給木塊施加一水平恒力F。分別用a1、a2和v1、v2表示木板、木塊的加速度和速度大小,圖中可能符合它們運動情況的是(　　) 5.(2018·河北石家莊模擬)如圖甲所示,一質量為m0的長木板靜置于光滑水平面上,其上放置一質量為m的小滑塊。木板受到水平拉力F作用時,用傳感器測出長木板的加速度a與水平拉力F的關系如圖乙所示,重力加速度g取10 m/s2,下列

4、說法正確的是(　　) A.小滑塊的質量m=2 kg B.小滑塊與長木板之間的動摩擦因數為0.1 C.當水平拉力F=7 N時,長木板的加速度大小為3 m/s2 D.當水平拉力F增大時,小滑塊的加速度一定增大 三、非選擇題 6.(2018·青海西寧調研)圖甲為一轉動的傳送帶AB,傳送帶以恒定的速率v逆時針轉動。在傳送帶的左側邊緣的B點有一滑塊,若讓滑塊以初速度v1=3 m/s沖上傳送帶,滑塊運動的v-t圖像如圖乙中a所示,若讓滑塊以初速度v2=6 m/s沖上傳送帶,滑塊運動的v-t圖像如圖乙中b所示。g取10 m/s2,試求: (1)傳送帶的長度l和傳送帶與物塊之間的動摩擦因

5、數μ; (2)滑塊以初速度v1=3 m/s沖上傳送帶時,滑塊返回B點的時間。 7.(2018·湖北三校聯考)有一項“快樂向前沖”的游戲可簡化如下:如圖所示,滑板長l=1 m,起點A到終點線B的距離x=5 m。開始滑板靜止,右端與A平齊,滑板左端放一可視為質點的滑塊,對滑塊施一水平恒力F使滑板前進。板右端到達B處,游戲結束。已知滑塊與滑板間動摩擦因數μ=0.5,地面視為光滑,滑塊質量m1=2 kg,滑板質量m2=1 kg,重力加速度g取10 m/s2,求: (1)滑板由A滑到B的最短時間; (2)為使滑板能以最短時間到達,水平恒力F的取值范圍。 考點規(guī)范練1

6、3　牛頓運動定律的綜合應用(二) 1.A　解析木箱加速的時間為t=va,這段時間內木箱的位移為x1=v22a,而傳送帶的位移為x2=vt,傳送帶上將留下的摩擦痕跡長為l=x2-x1,聯立各式并代入數據,解得l=5.2mm,選項A正確。 2.D　解析整體的加速度a=Fm0+m,隔離長木板,受力分析,長木板所受的合力為F合=m0Fm0+m,且長木板所受的合力等于長木板所受的摩擦力。又長木板所受的摩擦力等于長木板對木塊的摩擦力,故選項A、C錯誤,D正確;木塊所受的合力F合'=ma=mFm0+m,故選項B錯誤。 3.D　解析工件在傳送帶上滑動時的加速度大小a=μmgm=1m/s2。若傳送帶不動,

7、工件做勻減速運動,由vB2-vA2=2(-a)s,則vB=3m/s,A正確;若傳送帶做逆時針勻速轉動或傳送帶做順時針勻速轉動的速度不超過3m/s,則工件在傳送帶上都是做勻減速運動,vB=3m/s,B、C均正確,D錯誤。 4.AC　解析若長木板和木塊之間沒有相對滑動,A對;若長木板和木塊之間有相對滑動,則a2>a1,B、D錯,C對。 5.AC　解析當F=6N時,兩物體恰好具有最大共同加速度,對整體分析,由牛頓第二定律有F=(m0+m)a,代入數據解得m0+m=3kg。當F大于6N時,兩物體發(fā)生相對滑動,對長木板有a=F-μmgm0=Fm0-μmgm0,圖線的斜率k=1m0=1,解得m0=1k

8、g,滑塊的質量m=2kg,選項A正確;滑塊的最大加速度a'=μg=2m/s2,所以小滑塊與長木板之間的動摩擦因數為0.2,選項B錯誤;當F=7N時,由a=F-μmgm0知長木板的加速度a=3m/s2,選項C正確;當兩物體發(fā)生相對滑動時,滑塊的加速度a'=μg=2m/s2,恒定不變,選項D錯誤。 6.解析(1)根據v-t圖像,滑塊以初速度v2=6m/s沖上傳送帶時,在t=8s時刻,到達A點,所以傳送帶的長度l=12×(6+2)×8m=32m 根據圖線a或者圖線b,滑塊的加速度大小為a=ΔvΔt=0.5m/s2 根據牛頓第二定律得μmg=ma 解得傳送帶與滑塊之間的動摩擦因數μ=0.05。

9、 (2)滑塊在0~6s和6~ts內的位移大小相等,方向相反 12×6×3m=12×(t-6+t-10)×2m 滑塊返回B點的時間t=12.5s。 答案(1)32 m　0.05　(2)12.5 s 7.解析(1)滑板一直加速時,所用時間最短。設滑板加速度為a2,Ff=μm1g=m2a2,a2=10m/s2,x=a2t22,解得t=1s。 (2)剛好相對滑動時,水平恒力最小,設為F1,此時可認為二者加速度相等, F1-μm1g=m1a2, 解得F1=30N。 當滑板運動到B點,滑塊剛好脫離時,水平恒力最大,設為F2,設滑塊加速度為a1, F2-μm1g=m1a1, a1t22-a2t22=l, 解得F2=34N。 則水平恒力大小范圍是30N≤F≤34N。 答案(1)1 s　(2)30 N≤F≤34 N 4