2019年高考物理總復(fù)習(xí)第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律專題講座四動(dòng)力學(xué)中的典型模型課時(shí)訓(xùn)練教科版

1、專題講座四動(dòng)力學(xué)中的典型模型1.導(dǎo)學(xué)號(hào) 水平方向的傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),傳送帶速度大小v=2 m/s不變,兩端A,B間距離為3 m.一物塊從B端以v0=4 m/s滑上傳送帶,物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.4,g取10 m/s2.物塊從滑上傳送帶至離開傳送帶的過(guò)程中,速度隨時(shí)間變化的圖像是(B)解析:物塊在傳送帶上與傳送帶相對(duì)滑動(dòng)時(shí),加速度為a=g=4 m/s2,則當(dāng)物塊減速為0時(shí),位移x=2 mm.用和分別表示木塊A和木板B的圖像,在木塊A從B的左端滑到右端的過(guò)程中,下面關(guān)于二者速度v隨時(shí)間t的變化圖像,其中可能正確的是(C)解析:木塊A滑上B時(shí),A做勻減速直線運(yùn)動(dòng),B做勻加速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓

2、第二定律得aA=,aB=,已知maB,即斜率的絕對(duì)值應(yīng)大于的斜率,故選項(xiàng)A,B錯(cuò)誤.若A不能滑下,則兩者最終共速,若A滑下,則A的速度較大,B的速度較小,故選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤.3.如圖所示,一長(zhǎng)木板在水平地面上運(yùn)動(dòng),在某時(shí)刻(t=0)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)間圖像可能是(A)解析:放上物塊后,長(zhǎng)木板受到物塊向左的滑動(dòng)摩擦力和地面向左的滑動(dòng)摩擦力,在兩力的共同作用下減速,物塊受到向右的滑動(dòng)摩擦力作用,做勻加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)兩者速

3、度相等后,可能以共同的加速度一起減速,直至速度為零,共同減速時(shí)的加速度小于木板剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度,故A正確,也可能物塊與長(zhǎng)木板間動(dòng)摩擦因數(shù)較小,達(dá)到共同速度后物塊相對(duì)木板向右運(yùn)動(dòng),給木板向右的摩擦力,但木板的加速度也小于剛開始運(yùn)動(dòng)的加速度,B,C錯(cuò)誤;由于水平面有摩擦,故兩者不可能一起勻速運(yùn)動(dòng),D錯(cuò)誤.4.(2018河北滄州模擬)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)留下一段深色的徑跡.下列說(shuō)法正確的是(C)A.深色的徑跡將出現(xiàn)在木炭包的左側(cè)B.木炭包的

4、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:當(dāng)放上木炭包后傳送帶相對(duì)于木炭包向右滑動(dòng),所以深色徑跡應(yīng)出現(xiàn)在木炭包的右側(cè),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;設(shè)木炭包的質(zhì)量為m,傳送帶的速度為v,木炭包與傳送帶間動(dòng)摩擦因數(shù)為,則對(duì)木炭包有mg=ma,木炭包加速的時(shí)間t=,該過(guò)程傳送帶的位移x1=vt=,木炭包的位移x2=vt=t=,深色徑跡的長(zhǎng)度x=x1-x2=,由上式可知徑跡的長(zhǎng)度與木炭包的質(zhì)量無(wú)關(guān),傳送帶的速度越大,徑跡越長(zhǎng),木炭包與傳送帶間動(dòng)摩擦因數(shù)越大,徑跡越短,選項(xiàng)C正確,B,D錯(cuò)誤.5.導(dǎo)學(xué)號(hào) (多選)如圖所示,水平傳送帶A,B兩端

5、相距s=3.5 m,工件與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.1.工件滑上A端瞬時(shí)速度vA=4 m/s,到達(dá)B端的瞬時(shí)速度設(shè)為vB,則(g=10 m/s2)(ABC)A.若傳送帶不動(dòng),則vB=3 m/sB.若傳送帶以速度v=4 m/s逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),vB=3 m/sC.若傳送帶以速度v=2 m/s順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),vB=3 m/sD.若傳送帶以速度v=2 m/s順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),vB=2 m/s解析:若傳送帶不動(dòng),由勻變速規(guī)律可知-=-2as,a=g,代入數(shù)據(jù)解得vB=3 m/s;若傳送帶以4 m/s逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)或以2 m/s順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),工件所受滑動(dòng)摩擦力跟傳送帶不動(dòng)時(shí)相同,所以工件到達(dá)B端時(shí)的瞬時(shí)速度仍為3

6、 m/s,故選項(xiàng)A,B,C正確,D錯(cuò)誤.6.導(dǎo)學(xué)號(hào) (多選)傳送機(jī)的皮帶與水平方向的夾角為,如圖所示,將質(zhì)量為m的小物塊放在傳送機(jī)皮帶上,隨皮帶保持相對(duì)靜止一起向下以加速度a(agsin )做勻加速直線運(yùn)動(dòng),則下列關(guān)于小物塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的說(shuō)法正確的是(BC)A.支持力與靜摩擦力的合力大小等于mgB.靜摩擦力沿斜面向下C.靜摩擦力的大小可能等于mgsin D.皮帶與小物塊的動(dòng)摩擦因數(shù)一定大于tan 解析:物塊隨皮帶保持相對(duì)靜止一起向下做勻加速運(yùn)動(dòng),物塊所受合外力不為零,所以支持力與靜摩擦力的合力大小不等于mg,故A錯(cuò)誤;加速度agsin ,說(shuō)明靜摩擦力沿皮帶向下,B正確;由牛頓第二定律知mgsi

7、n +f=ma,因?yàn)閍比gsin 大多少不明確,所以靜摩擦力的大小可能等于mgsin ,C正確;皮帶與小物塊的動(dòng)摩擦因數(shù)可以小于tan ,故D錯(cuò)誤.7.導(dǎo)學(xué)號(hào) (2018江蘇淮陰模擬)如圖所示,質(zhì)量M=8 kg的小車靜止在光滑水平面上,在小車右端施加一水平拉力F=8 N,當(dāng)小車速度達(dá)到1.5 m/s時(shí),在小車的右端,輕放一大小不計(jì)、質(zhì)量m=2 kg的物體,物體與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2,小車足夠長(zhǎng),物體從放上小車開始經(jīng)t=1.5 s的時(shí)間,物體相對(duì)地面的位移為(取g=10 m/s2)(B)A.1 mB.2.1 mC.2.25 mD.3.1 m解析:放上物體后,物體的加速度a1=g=2 m/s

8、2,小車的加速度a2= m/s2=0.5 m/s2,物體的速度達(dá)到與小車共速的時(shí)間為t,則v=a1t=v0+a2t,解得t=1 s,此過(guò)程中物體的位移s1=a1t2=1 m,共同速度為v=a1t=2 m/s,當(dāng)物體與小車相對(duì)靜止時(shí),共同加速度為a= m/s2=0.8 m/s2,再運(yùn)動(dòng)0.5 s的位移s2=vt+at2=1.1 m,故物體從放上小車開始經(jīng)t=1.5 s的時(shí)間,物體相對(duì)地面的位移為1 m+1.1 m=2.1 m,故選項(xiàng)B正確.8.如圖所示,為傳送帶傳輸裝置示意圖的一部分,傳送帶與水平地面的傾角=37,A,B兩端相距L=5.0 m,質(zhì)量為M=10 kg的物體以v0=6.0 m/s的速

9、度沿AB方向從A端滑上傳送帶,物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同,均為0.5.傳送帶順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)的速度v=4.0 m/s.(g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8)求:(1)物體從A點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)所需的時(shí)間;(2)若傳送帶順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)的速度可以調(diào)節(jié),物體從A點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)的最短時(shí)間是多少?解析:(1)設(shè)物體速度大于傳送帶速度時(shí)加速度大小為a1,由牛頓第二定律得Mgsin +Mgcos =Ma1設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t1物體的速度與傳送帶速度相同,t1=通過(guò)的位移x1=設(shè)物體速度小于傳送帶速度時(shí)物體的加速度為a2Mgsin -Mgcos =Ma2由1(m+M)g=2 N時(shí),如果二者相對(duì)靜止,鐵塊

10、與木板有相同的加速度,則F-1(m+M)g=(m+M)a,F-f=ma,解得F=2f-2.此時(shí)f2mg=4 N,即F6 N,所以,當(dāng)2 N6 N時(shí),M,m相對(duì)滑動(dòng),此時(shí)鐵塊受到的摩擦力為f=2mg=4 N,fF圖像如圖所示.答案:(1)1 m(2)見解析10.車站、碼頭、機(jī)場(chǎng)等使用的貨物安檢裝置的示意圖如圖所示,繃緊的傳送帶始終保持v=1 m/s的恒定速率運(yùn)行,AB為水平傳送帶部分且足夠長(zhǎng),現(xiàn)有一質(zhì)量為m=5 kg的行李包(可視為質(zhì)點(diǎn))無(wú)初速度地放在水平傳送帶的A端,傳送到B端時(shí)沒有被及時(shí)取下,行李包從B端沿傾角為37的斜面滑入儲(chǔ)物槽.已知行李包與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,行李包與斜面間的

11、動(dòng)摩擦因數(shù)為0.8,g取10 m/s2,不計(jì)空氣阻力(sin 37=0.6,cos 37=0.8).(1)求行李包相對(duì)于傳送帶滑動(dòng)的距離;(2)若B端的轉(zhuǎn)輪半徑為R=0.2 m,求行李包在B點(diǎn)對(duì)傳送帶的壓力;(3)若行李包滑到儲(chǔ)物槽時(shí)的速度剛好為零,求斜面的長(zhǎng)度.解析:(1)行李包在水平傳送帶上加速時(shí)1mg=ma1若行李包達(dá)到水平傳送帶的速度所用時(shí)間為t,則v=a1t行李包前進(jìn)距離x1=a1t2傳送帶前進(jìn)距離x2=vt行李包相對(duì)傳送帶滑動(dòng)的距離x=x2-x1=0.1 m.(2)行李包在B點(diǎn),根據(jù)牛頓第二定律,有mg-N=解得N=25 N根據(jù)牛頓第三定律可得,行李包在B點(diǎn)對(duì)傳送帶的壓力為25 N

12、,方向豎直向下.(3)行李包在斜面上時(shí),根據(jù)牛頓第二定律mgsin 37-2mgcos 37=ma2行李包從斜面滑下過(guò)程:0-v2=2a2x解得x=1.25 m.答案:(1)0.1 m(2)25 N,方向豎直向下(3)1.25 m11.如圖(甲)所示,有一傾角為30的光滑固定斜面,斜面底端的水平面上放一質(zhì)量為M的木板,開始時(shí)質(zhì)量為m=1 kg的滑塊在水平向左的力F作用下靜止在斜面上,今將水平力F變?yōu)樗较蛴?當(dāng)滑塊滑到木板上時(shí)撤去力F,木塊滑上木板的過(guò)程不考慮能量損失.此后滑塊和木板在水平面上運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖(乙)所示,g取10 m/s2.求:(1)水平作用力F的大小;(2)滑塊開始下滑時(shí)的高度;(3)木板的質(zhì)量.解析:(1)對(duì)滑塊受力分析如圖(a)所示,由平衡條件可得mgsin =Fcos ,則F= N.(2)由題圖(乙)可知,滑塊滑到木板上的初速度為10 m/s,當(dāng)F變?yōu)樗较蛴抑?其受力如圖(b)所示,由牛頓第二定律可得mgsin +Fcos =ma,解得a=10 m/s2,滑塊下滑的位移x=,解得x=5 m,故滑塊下滑的高度h=xsin 30=2.5 m.(3)由圖像(乙)可知,兩者先發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),當(dāng)達(dá)到共速后一起做勻