高中物理人教新版課時(shí)練三章必修第一冊第4章動力學(xué)中三種典型物理模型word版含解析

1.如圖1所示，ad、bd、cd是豎直面內(nèi)三根固定的光滑細(xì)桿，a、b、c、d位于同一圓周上，a點(diǎn)為圓周的最高點(diǎn)，d點(diǎn)為圓周的最低點(diǎn)．每根桿上都套著一個(gè)小滑環(huán)(圖中未畫出)，三個(gè)滑環(huán)A、B、C分別從a、b、c處由靜止開始釋放，用t1、t2、t3依次表示滑環(huán)A、B、C到達(dá)d點(diǎn)所用的時(shí)間，則()圖1A．t1<t2<t3 B．t1>t2>t3C．t3>t1>t2 D．t1＝t2＝t3答案D解析如圖所示，滑環(huán)在下滑過程中受到重力mg和桿的支持力N作用．設(shè)桿與水平方向的夾角為θ，根據(jù)牛頓第二定律有mgsinθ＝ma，得加速度大小a＝gsinθ.設(shè)圓周的直徑為D，則滑環(huán)沿桿滑到d點(diǎn)的位移大小x＝Dsinθ，由x＝eq\f(1,2)at2，解得t＝eq\r(\f(2D,g)).可見，滑環(huán)滑到d點(diǎn)的時(shí)間t與桿的傾角θ無關(guān)，即三個(gè)滑環(huán)滑到d點(diǎn)所用的時(shí)間相等，選項(xiàng)D正確．2.(2022·廣東東莞市質(zhì)檢)如圖2所示，AB和CD為兩條光滑斜槽，它們各自的兩個(gè)端點(diǎn)均分別位于半徑為R和r的兩個(gè)相切的圓上，且斜槽都通過切點(diǎn)P.設(shè)有一重物先后沿兩個(gè)斜槽從靜止出發(fā)，由A滑到B和由C滑到D，所用的時(shí)間分別為t1和t2，則t1與t2之比為()圖2A．2∶1 B．1∶1\r(3)∶1 D．1∶eq\r(3)答案B3.如圖3所示，水平傳送帶靜止不動，質(zhì)量為1kg的小物體，以4m/s的初速度滑上傳送帶的左端，最終以2m/s的速度從傳送帶的右端離開傳送帶．如果令傳送帶逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動，小物體仍然以4m/s的初速度滑上傳送帶的左端，則小物體離開傳送帶時(shí)的速度()圖3A．小于2m/sB．等于2m/sC．大于2m/sD．不能到達(dá)傳送帶右端答案B解析當(dāng)傳送帶不動時(shí)，小物體受到向左的滑動摩擦力，在傳送帶上向右做勻減速運(yùn)動，最終離開傳送帶．當(dāng)傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動時(shí)，小物體仍然相對傳送帶向右運(yùn)動，所以受到的滑動摩擦力方向仍然向左，與傳送帶靜止時(shí)的受力情況完全相同，所以運(yùn)動情況也一致，即最后離開傳送帶時(shí)速度仍然是2m/s，選項(xiàng)B正確．4.(多選)(2022·河南周口市上學(xué)期期末調(diào)研)如圖4所示，質(zhì)量M＝2kg的足夠長木板靜止在光滑水平地面上，質(zhì)量m＝1kg的物塊靜止在長木板的左端，物塊和長木板之間的動摩擦因數(shù)μ＝，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度g取10m/s2.現(xiàn)對物塊施加一水平向右的恒力F＝2N，則下列說法正確的是()圖4A．物塊和長木板之間的摩擦力為1NB．物塊和長木板相對靜止一起加速運(yùn)動C．物塊運(yùn)動的加速度大小為1m/s2D．拉力F越大，長木板的加速度越大答案AC解析物塊對長木板的摩擦力使木板運(yùn)動，當(dāng)M與m之間達(dá)到最大靜摩擦力時(shí)，發(fā)生相對滑動，設(shè)此時(shí)水平恒力為F0，由牛頓第二定律有a＝eq\f(F0－μmg,m)＝eq\f(F0,M＋m)＝eq\f(μmg,M)，解得F0＝N．因F＝2N>F0＝N，故兩者有相對滑動，物塊和長木板之間為滑動摩擦力，有f＝μmg＝1N，故A正確，B錯(cuò)誤；對物塊，由牛頓第二定律F－μmg＝ma1，可得a1＝1m/s2，故C正確；拉力F越大，物塊的合力越大，則加速度越大，但長木板受到的滑動摩擦力為1N，保持恒定，則相對滑動時(shí)木板的加速度恒定為a2＝eq\f(μmg,M)＝m/s2，故D錯(cuò)誤．5．(多選)(2022·江西上饒市重點(diǎn)中學(xué)六校第一次聯(lián)考)如圖5所示，長木板放置在水平面上，一小物塊置于長木板的中央，長木板和物塊的質(zhì)量均為m，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ，木板與水平面間動摩擦因數(shù)為eq\f(μ,4)，已知最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，重力加速度為g.現(xiàn)對物塊施加一水平向右的拉力F，則木板加速度a大小可能是()圖5A．0 \f(2μg,3)\f(μg,2) \f(F,2m)－eq\f(μg,4)答案ACD解析若F較小時(shí)，木板和物塊均靜止，則木板的加速度為零，選項(xiàng)A正確；若物塊和木板之間不發(fā)生相對滑動，物塊和木板一起運(yùn)動，對木板和物塊組成的整體，根據(jù)牛頓第二定律可得：F－eq\f(μ,4)·2mg＝2ma，解得：a＝eq\f(F,2m)－eq\f(1,4)μg，選項(xiàng)D正確；若物塊和木板之間發(fā)生相對滑動，對木板，水平方向受兩個(gè)摩擦力的作用，根據(jù)牛頓第二定律，有：μmg－eq\f(μ,4)·2mg＝ma，解得：a＝eq\f(μg,2)，選項(xiàng)C正確．6．(多選)(2022·河南天一大聯(lián)考上學(xué)期期末)如圖6甲所示，一滑塊置于足夠長的長木板左端，木板放置在水平地面上．已知滑塊和木板的質(zhì)量均為2kg，現(xiàn)在滑塊上施加一個(gè)F＝(N)的變力作用，從t＝0時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，滑塊所受摩擦力隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示．設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，重力加速度g取10m/s2，則下列說法正確的是()圖6A．滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)為B．木板與水平地面間的動摩擦因數(shù)為C．圖乙中t2＝24sD．木板的最大加速度為2m/s2答案ACD解析由題圖乙可知，滑塊與木板之間的滑動摩擦力為8N，則滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ＝eq\f(fm,mg)＝eq\f(8,20)＝，選項(xiàng)A正確．由題圖乙可知t1時(shí)刻木板相對地面開始滑動，此時(shí)滑塊與木板相對靜止，則木板與水平地面間的動摩擦因數(shù)為μ′＝eq\f(f′,2mg)＝eq\f(4,40)＝，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．t2時(shí)刻，滑塊與木板將要產(chǎn)生相對滑動，此時(shí)滑塊與木板間的摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力fm＝8N，此時(shí)兩物體的加速度相等，且木板的加速度達(dá)到最大，則對木板：fm－μ′·2mg＝mam，解得am＝2m/s2；對滑塊：F－fm＝mam，解得F＝12N，則由F＝(N)可知，t＝24s，選項(xiàng)C、D正確．7．如圖7甲所示，傾角為37°足夠長的傳送帶以4m/s的速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動，現(xiàn)使小物塊以2m/s的初速度沿斜面向下沖上傳送帶，小物塊的速度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示，g＝10m/s2，sin37°＝，cos37°＝，試求：圖7(1)小物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為多大；(2)0～8s內(nèi)小物塊與傳送帶之間的劃痕為多長．答案(1)eq\f(7,8)(2)18m解析(1)根據(jù)v－t圖像的斜率表示加速度可得a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(2,2)m/s2＝1m/s2由牛頓第二定律得μmgcos37°－mgsin37°＝ma解得μ＝eq\f(7,8)(2)0～8s內(nèi)只有前6s內(nèi)物塊與傳送帶發(fā)生相對滑動，0～6s內(nèi)傳送帶勻速運(yùn)動的距離為：x帶＝4