高考物理一輪復(fù)習(xí)第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律素養(yǎng)提升課四動(dòng)力學(xué)中的三種典型物理模型檢測(cè)含解析

PAGEPAGE3素養(yǎng)提升課（四）動(dòng)力學(xué)中的三種典型物理模型(建議用時(shí)：25分鐘)1.如圖所示，在豎直平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系xOy，該平面內(nèi)有AM、BM、CM三條光滑固定軌道，其中A、C、M三點(diǎn)處于同一個(gè)圓上，C是圓上任意一點(diǎn)，A、M分別為此圓與y軸、x軸的切點(diǎn)。B點(diǎn)在y軸上且∠BMO＝60°，O′為圓心?，F(xiàn)將a、b、c三個(gè)小球分別從A、B、C點(diǎn)同時(shí)由靜止釋放，它們將沿軌道運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)，如所用時(shí)間分別為tA、tB、tC，則tA、tB、tC大小關(guān)系是()A．tA<tC<tBB．tA＝tC<tBC．tA＝tC＝tBD．由于C點(diǎn)的位置不確定，無法比較時(shí)間大小關(guān)系解析：選B。由等時(shí)圓模型可知，A、C在圓周上，B點(diǎn)在圓周外，故tA＝tC<tB，B正確。2．(2020·天津市六校聯(lián)考期初檢測(cè))如圖所示，光滑的水平面上靜置質(zhì)量為M＝8kg的平板小車，在小車左端加一個(gè)由零逐漸增大的水平推力F，一個(gè)大小不計(jì)、質(zhì)量為m＝2kg的小物塊放在小車右端，小物塊與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，小車足夠長(zhǎng)。重力加速度g取10m/s2，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，下列說法中正確的是()A．當(dāng)F增加到4N時(shí)，m相對(duì)M開始運(yùn)動(dòng)B．當(dāng)F＝10N時(shí)，M對(duì)m有向右的2N的摩擦力C．當(dāng)F＝15N時(shí)，m對(duì)M有向左的4N的摩擦力D．當(dāng)F＝30N時(shí)，M對(duì)m有向右的6N的摩擦力解析：選B。假設(shè)小車和小物塊剛好相對(duì)靜止，對(duì)小物塊m，其最大摩擦力f提供最大的加速度，故f＝μmg＝ma所以a＝μg＝2m/s2對(duì)整體：F＝(M＋m)a＝(8＋2)×2N＝20N可知若要m相對(duì)于M開始運(yùn)動(dòng)，則推力滿足F＞20N，故A錯(cuò)誤；當(dāng)F＝10N時(shí)，對(duì)整體：F＝(M＋m)a′，解得a′＝eq\f(F,M＋m)＝1m/s2，對(duì)m，受到的摩擦力提供加速度，有f′＝ma′＝2×1N＝2N，方向向右，故B正確；同理，當(dāng)F＝15N時(shí)，a″＝1.5m/s2，m受到的摩擦力f′＝3N，方向向右，故C錯(cuò)誤；當(dāng)F＝30N時(shí)，兩者相對(duì)滑動(dòng)，m受到滑動(dòng)摩擦力作用，f＝μmg＝4N，方向向右，故D錯(cuò)誤。3．(2020·廬巢七校聯(lián)盟第三次聯(lián)考)如圖甲所示，傾角為θ的傳送帶以恒定速率逆時(shí)針運(yùn)行?，F(xiàn)將一質(zhì)量m＝2kg的小物體輕輕放在傳送帶的A端，物體相對(duì)地面的速度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示，2s末物體到達(dá)B端，取沿傳送帶向下為正方向，g取10m/s2，求：(1)小物體在傳送帶A、B兩端間運(yùn)動(dòng)的平均速度v；(2)物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ。解析：(1)由v－t圖象的面積規(guī)律可知傳送帶A、B間的距離L即為v－t圖線與t軸所圍的面積，所以L＝eq\f(1,2)×1×10m＋eq\f(1,2)×(10＋12)×1m＝16m由平均速度的定義得＝eq\f(L,t)＝8m/s；(2)由v－t圖象可知傳送帶運(yùn)行速度為v1＝10m/s，0～1s內(nèi)物體的加速度a1＝eq\f(Δv,Δt)＝10m/s21～2s內(nèi)的加速度a2＝2m/s2根據(jù)牛頓第二定律得mgsinθ＋μmgcosθ＝ma1mgsinθ－μmgcosθ＝ma2聯(lián)立兩式解得μ＝0.5。答案：(1)8m/s(2)0.54．(2020·云南省師大附中第五次月考)如圖所示，長(zhǎng)L＝2.0m平板小車靜止在水平地面上。A、B為小車的兩端點(diǎn)，小車的上表面距離地面的高度h＝1.25m。小車的質(zhì)量M＝3.0kg。質(zhì)量m＝1.0kg的小鐵塊P(可視為質(zhì)點(diǎn))靜止在平板小車AB的正中央，現(xiàn)在對(duì)小車施加一個(gè)F＝14N的水平向右的恒力。鐵塊與小車開始發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，并在鐵塊P滑離小車的瞬時(shí)撤掉F。已如鐵塊與小車之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.20，不計(jì)小車與地面間的摩擦，重力加速度g取10m/s2。求：(1)力F作用在小車上時(shí)，小車加速度的大小以及鐵塊在小車上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；(2)鐵塊落地時(shí)與平板小車的A端的水平距離。解析：(1)根據(jù)題意可知，力F作用在小車上時(shí)，鐵塊與小車發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，對(duì)小車進(jìn)行受力分析，由牛頓第二定律，得F－μmg＝Ma1代入數(shù)據(jù)得a1＝4.0m/s2對(duì)鐵塊，由牛頓第二定律得μmg＝ma2代入數(shù)據(jù)得a2＝2.0m/s2在鐵塊P滑離小車時(shí)撤掉F，設(shè)F作用過程小車和鐵塊的位移分別為x1和x2，對(duì)小車有x1＝eq\f(1,2)a1teq\o\al(2,1)對(duì)鐵塊有x2＝eq\f(1,2)a2teq\o\al(2,1)由位移關(guān)系x1－x2＝eq\f(L,2)聯(lián)立方程，代入數(shù)據(jù)得t1＝1s。(2)在鐵塊P滑離小車時(shí)撤掉F，此后小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，鐵塊做平拋運(yùn)動(dòng)，鐵塊剛滑離小車時(shí)，小車的速度v1＝a1t1＝4.0m/s鐵塊速度v2＝a2t1＝2.0m/s鐵塊做平拋運(yùn)動(dòng)，有h＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,2)x3＝v2t2得鐵塊落