2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第三章 第4講 動(dòng)力學(xué)中兩類典型問(wèn)題練習(xí) 魯科版.doc

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第4講 動(dòng)力學(xué)中兩類典型問(wèn)題課時(shí)作業(yè)單獨(dú)成冊(cè)方便使用基礎(chǔ)題組一、單項(xiàng)選擇題1.(2018山東濰坊質(zhì)檢)如圖所示，足夠長(zhǎng)的傳送帶與水平面夾角為，以速度v0逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)在傳送帶的上端輕輕放置一個(gè)質(zhì)量為m的小木塊，小木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)tan ，則圖中能客觀地反映小木塊的速度隨時(shí)間變化關(guān)系的是()解析：開(kāi)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(yùn)動(dòng)，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(shí)，由于tan ，則木塊不會(huì)與傳送帶保持相對(duì)靜止而勻速運(yùn)動(dòng)，之后木塊繼續(xù)加速，所受滑動(dòng)摩擦力變?yōu)檠貍魉蛶蛏希黾铀俣葹閍2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，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(xiàng)為D.答案：D2.帶式傳送機(jī)是在一定的線路上連續(xù)輸送物料的搬運(yùn)機(jī)械，又稱連續(xù)輸送機(jī)如圖所示，一條足夠長(zhǎng)的淺色水平傳送帶自左向右勻速運(yùn)行現(xiàn)將一個(gè)木炭包無(wú)初速度地放在傳送帶上，木炭包在傳送帶上將會(huì)留下一段黑色的徑跡下列說(shuō)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(zhǎng)度越短C木炭包與傳送帶間動(dòng)摩擦因數(shù)越大，徑跡的長(zhǎng)度越短D傳送帶運(yùn)動(dòng)的速度越大，徑跡的長(zhǎng)度越短解析：剛放上木炭包時(shí)，木炭包的速度慢，傳送帶的速度快，木炭包相對(duì)傳送帶向后滑動(dòng)，所以黑色的徑跡將出現(xiàn)在木炭包的右側(cè)，所以A錯(cuò)誤木炭包在傳送帶上運(yùn)動(dòng)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(dāng)達(dá)到共同速度時(shí)，不再有相對(duì)滑動(dòng)，由v22as得，木炭包位移s木，設(shè)相對(duì)滑動(dòng)時(shí)間為t，由vat得t，此時(shí)傳送帶的位移為s傳vt，所以相對(duì)滑動(dòng)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(wú)關(guān)，所以B錯(cuò)誤木炭包與傳送帶間動(dòng)摩擦因數(shù)越大，徑跡的長(zhǎng)度越短，所以C正確傳送帶運(yùn)動(dòng)的速度越大，徑跡的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，所以D錯(cuò)誤答案：C3.如圖所示，一長(zhǎng)木板在水平地面上運(yùn)動(dòng)，在某時(shí)刻(t0)將一相對(duì)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(dòng)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(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖象可能是下列選項(xiàng)中的()解析：設(shè)在木板與物塊未達(dá)到相同速度之前，木板的加速度為a1，物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1，木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2.對(duì)木板應(yīng)用牛頓第二定律得：1mg22mgma1a1(122)g設(shè)物塊與木板達(dá)到相同速度之后，木板的加速度為a2，對(duì)整體有22mg2ma2a22g可見(jiàn)|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(diǎn)的小物塊，現(xiàn)用輕細(xì)線的一端連接木板的Q端，保持與斜面平行，繞過(guò)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(zhǎng)為L(zhǎng)，Q端距斜面頂端距離也為L(zhǎng)，物塊和木板的質(zhì)量均為m，兩者之間的動(dòng)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(duì)滑動(dòng)重力加速度為g，不計(jì)細(xì)線與滑輪之間的摩擦，設(shè)接觸面間最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力(1)木板與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)2；(2)物塊和木板發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，所掛鉤碼質(zhì)量m應(yīng)滿足什么條件？解析：(1)整個(gè)系統(tǒng)勻速時(shí)對(duì)鉤碼：2mgT對(duì)物塊和木板：T2mgsin 22mgcos 解得：2(2)要使二者發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，則需木板的加速度a1大于物塊的加速度a2.對(duì)物塊：1mgcos mgsin ma2解得：a2g對(duì)木板：Tmgsin 1mgcos 22mgcos ma1對(duì)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(yīng)用于機(jī)場(chǎng)和火車(chē)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(yùn)行，一質(zhì)量為m4 kg的行李無(wú)初速度地放在A處，傳送帶對(duì)行李的滑動(dòng)摩擦力使行李開(kāi)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)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L2 m，g取10 m/s2.(1)求行李剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)所受滑動(dòng)摩擦力的大小與加速度的大?。?2)求行李做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；(3)如果提高傳送帶的運(yùn)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(shí)間和傳送帶對(duì)應(yīng)的最小運(yùn)行速率解析：(1)行李所受滑動(dòng)摩擦力大于fmg0.1410 N4 N，加速度大小ag0.110 m/s21 m/s2.(2)行李達(dá)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(yùn)行時(shí)，所需時(shí)間最短，加速度大小仍為a1 m/s2，當(dāng)行李到達(dá)右端時(shí)，有v2aL，得vmin m/s2 m/s，所以傳送帶對(duì)應(yīng)的最小運(yùn)行速率為2 m/s.由vminatmin得行李最短運(yùn)行時(shí)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(zhǎng)木板B固定在光滑水平面上，可看作質(zhì)點(diǎn)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(guò)5 s物體A運(yùn)動(dòng)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(dòng)摩擦力，g取10 m/s2.(1)求物體A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)若B不固定，求A運(yùn)動(dòng)到B的最右端所用的時(shí)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(duì)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(zhǎng)度為l510 m25 m若B不固定，則B的加速度為aB m/s21 m/s2設(shè)A運(yùn)動(dòng)到B的最右端所用的時(shí)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(xué)月考)一水平傳送帶以2.0 m/s的速度順時(shí)針傳動(dòng)，水平部分長(zhǎng)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(zhǎng)為0.4 m，一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊無(wú)初速度地放在傳送帶最左端，已知物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，試問(wèn)：(sin 370.6，g取10 m/s2)(1)物塊能否到達(dá)斜面頂端？若能則說(shuō)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(guò)的路程解析：(1)物塊在傳送帶上先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)mgma1s11 mL所以在到達(dá)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(shí)上升的距離s2 m由于s20.4 m，所以物塊未到達(dá)斜面的最高點(diǎn)(2)物塊從開(kāi)始到第一次到達(dá)傳送帶右端所用時(shí)間t11.5 s物塊在斜面上往返一次的時(shí)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(guò)程和向右的加速過(guò)程中位移大小相等，時(shí)間t32 s45 s末物塊在斜面上速度恰好減為零故物塊通過(guò)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(diǎn)的木塊已知木塊的質(zhì)量m1 kg，木板的質(zhì)量M4 kg，長(zhǎng)L2.5 m，下表面與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g取10 m/s2.(1)假設(shè)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(duì)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(shè)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(shí)間解析：(1)設(shè)木塊的最大加速度為a木塊，則fm1ma木塊對(duì)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(duì)木板施加的水平拉力F應(yīng)滿足F25 N.(2)加上力F時(shí)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(shí)木塊恰好運(yùn)動(dòng)到木板最左端脫離，那么力F的作用時(shí)間最短設(shè)作用時(shí)間t1后撤去力F，此時(shí)木板速度為v1，則對(duì)木板有Ffm2(Mm)gMa1解得a14 m/s2，v1a1t1對(duì)木塊有fm2ma2，解得a22 m/s2撤去力F后，木板減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a0則fm2(Mm)gMa0，解得a03 m/s2木塊加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度不變，當(dāng)木塊和木板速度相同時(shí)木塊恰好脫離木板，設(shè)共同速度為v2，則可作出如圖所示的速度時(shí)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(shí)間應(yīng)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(gè)光滑的平臺(tái)，一傾角為37、長(zhǎng)為5 m的傳送帶與兩平臺(tái)平滑連接現(xiàn)有一小物體以10 m/s的速度沿平臺(tái)AB向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)傳送帶靜止時(shí)，小物體恰好能滑到平臺(tái)CD上，問(wèn)：(1)小物體跟傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為多大？(2)當(dāng)小物體在平臺(tái)AB上的運(yùn)動(dòng)速度低于某一數(shù)值時(shí)，無(wú)論傳送帶順時(shí)針運(yùn)動(dòng)的速度多大，小物體都不能到達(dá)平臺(tái)CD，求這個(gè)臨界速度(3)若小物體以8 m/s的速度沿平臺(tái)AB向右運(yùn)動(dòng)，欲使小物體到達(dá)平臺(tái)CD，傳送帶至少以多大的速度順時(shí)針運(yùn)動(dòng)？解析：(1)傳送帶靜止時(shí)，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(guò)程有：v2a1l解得：a110 m/s2，0.5.(2)顯然，當(dāng)小物體在傳送帶上受到的摩擦力始終向上時(shí)，最容易到達(dá)傳送帶頂端，此時(shí)，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(dá)平臺(tái)CD時(shí)，有：v22a2l解得：v2 m/s，a22 m/s2即當(dāng)小物體在平臺(tái)AB上向右運(yùn)動(dòng)的速度小于2 m/s時(shí)，無(wú)論傳送帶順時(shí)針運(yùn)動(dòng)的速度多大，小物體都不能到達(dá)平臺(tái)CD.(3)設(shè)小物體在平臺(tái)AB上的運(yùn)動(dòng)速度為v1，傳送帶順時(shí)針運(yùn)動(dòng)的速度大小為v2，對(duì)從小物體滑上傳送帶到小物體速度減小到傳送帶速度過(guò)程，有：vv2a1s1對(duì)從小物體速度減小到傳送帶速度到恰好到達(dá)平臺(tái)CD過(guò)程，有：v2a2s2s1s2L解得：v23 m/s即傳送帶至少以3 m/s的速度順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，小物體才能到達(dá)平臺(tái)CD.答案：(1)0.5(2)2 m/s(3)3 m/s