2020屆高三物理一輪復(fù)習(xí) 第三章 第4講 動(dòng)力學(xué)中的兩類典型問題課時(shí)作業(yè)（含解析）

動(dòng)力學(xué)中的兩類典型問題一、單項(xiàng)選擇題1物塊M在靜止的傳送帶上勻速下滑時(shí)，傳送帶突然順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)的方向如圖中箭頭所示，則傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)后()A物塊將減速下滑B物塊仍勻速下滑C物塊受到的摩擦力變小D物塊受到的摩擦力變大解析：當(dāng)傳送帶靜止時(shí)，物塊勻速下滑，由物塊受力平衡可得：mgsin mgcos ；當(dāng)傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)起來時(shí)，由于物塊與傳送帶之間運(yùn)動(dòng)方向相反，可判斷物塊所受的滑動(dòng)摩擦力方向并沒有發(fā)生變化，仍然沿斜面向上，大小仍為mgcos ，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤；物塊受力仍然是平衡的，所以物塊仍勻速下滑，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確答案：B2如圖甲所示，將一物塊P輕輕放在水平且足夠長(zhǎng)的傳送皮帶上，之后P最初一段時(shí)間的速度時(shí)間圖象如圖乙，以水平向右為正方向關(guān)于皮帶的運(yùn)動(dòng)情況描述正確的是 ()A可能是向右的勻加速B可能是向右的勻速C一定是向左的勻加速D可能是向左的勻速解析：物塊輕輕放在皮帶上，初速度為零，由圖乙知物塊向左做勻加速運(yùn)動(dòng)，對(duì)物塊受力分析知受到皮帶對(duì)它向左的滑動(dòng)摩擦力，則皮帶相對(duì)物塊向左運(yùn)動(dòng)，所以皮帶一定向左運(yùn)動(dòng)，可能加速、勻速或減速，D正確答案：D3(2019·河北衡水模擬)如圖甲所示，一長(zhǎng)為2.0 m、質(zhì)量為2 kg的長(zhǎng)木板靜止在粗糙水平面上，有一個(gè)質(zhì)量為1 kg可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊置于長(zhǎng)木板右端對(duì)長(zhǎng)木板施加的外力F從零逐漸增大時(shí)，小物塊所受的摩擦力Ff隨外力F的變化關(guān)系如圖乙所示現(xiàn)改用F22 N的水平外力拉長(zhǎng)木板，取g10 m/s2，則小物塊在長(zhǎng)木板上滑行的時(shí)間為()A1 sB2 sC. s D. s解析：由題圖乙知力F較小時(shí)，小物塊和長(zhǎng)木板均靜止，隨著外力的增大二者先一起做加速運(yùn)動(dòng)，后來發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，當(dāng)F>2 N時(shí)二者開始加速，表明長(zhǎng)木板受水平面的滑動(dòng)摩擦力Ff22 N，當(dāng)F>14 N時(shí)小物塊和長(zhǎng)木板開始相對(duì)滑動(dòng)，此時(shí)小物塊受到的摩擦力Ff14 N，小物塊的加速度a14 m/s2.改用F22 N的外力水平拉長(zhǎng)木板時(shí)，由牛頓第二定律可得FFf1Ff2Ma，由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律知小物塊在長(zhǎng)木板上滑行的時(shí)間滿足at2a1t2L，解得t1 s，故選項(xiàng)A正確答案：A4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1mg2·2mgma1 ，a1(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2·2mg2ma2，a22g，可見|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：A5如圖所示，在光滑水平面上有一質(zhì)量為m1的足夠長(zhǎng)的木板，其上疊放一質(zhì)量為m2的木塊假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等現(xiàn)給木塊施加一隨時(shí)間t增大的水平力Fkt(k是常數(shù))，木板和木塊加速度的大小分別為a1和a2，下列反映a1和a2變化的圖線中正確的是()解析：木塊和木板之間相對(duì)靜止時(shí)，所受的摩擦力均為靜摩擦力在達(dá)到最大靜摩擦力前，木塊和木板以相同加速度運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律知a.木塊和木板相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，a1恒定不變，a2g，a2是t的線性函數(shù)，t增大，a2增大，又由于，則木塊與木板相對(duì)滑動(dòng)后a2圖線斜率大于a的圖線斜率，所以A正確答案：A二、多項(xiàng)選擇題6.如圖所示，水平傳送帶A、B兩端相距x4 m，以v04 m/s的速度(始終保持不變)順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)，今將一小煤塊(可視為質(zhì)點(diǎn))無初速度地輕放至A端，由于煤塊與傳送帶之間有相對(duì)滑動(dòng)，會(huì)在傳送帶上留下劃痕已知煤塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.4，取重力加速度g10 m/s2，則煤塊從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中()A煤塊到A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間是2.25 sB煤塊從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間是1.5 sC劃痕長(zhǎng)度是2 mD劃痕長(zhǎng)度是0.5 m解析：煤塊在傳送帶上勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有mgma，得ag4 m/s2，當(dāng)煤塊速度和傳送帶速度相同時(shí)，位移x12 m4 m，因此煤塊先加速后勻速，勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t11 s，勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t20.5 s，煤塊從A運(yùn)動(dòng)到B的總時(shí)間tt1t21.5 s，A錯(cuò)誤，B正確；在加速階段產(chǎn)生相對(duì)位移即產(chǎn)生劃痕，則有xv0t1x12 m，C正確，D錯(cuò)誤答案：BC7(2019·遼寧葫蘆島模擬)如圖甲所示，傾角為的足夠長(zhǎng)的傳送帶以恒定的速度v0沿逆時(shí)針方向運(yùn)行t0時(shí)，將質(zhì)量m1 kg的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))輕放在傳送帶上，物體相對(duì)地面的vt圖象如圖乙所示設(shè)沿傳送帶向下為正方向，取重力加速度g10 m/s2.則()A傳送帶的速率v010 m/sB傳送帶的傾角30°C物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5D02 s內(nèi)摩擦力對(duì)物體做功W24 J解析：由題圖可知，當(dāng)物體速度達(dá)到v010 m/s時(shí)，加速度的大小發(fā)生了變化，這是因?yàn)榇藭r(shí)物體與傳送帶達(dá)到共速，物體受到的滑動(dòng)摩擦力變向所致，故A正確；01 s內(nèi)物體的加速度為a110 m/s2,12 s內(nèi)為a22 m/s2，則有mgsin mgcos ma1，mgsin mgcos ma2，聯(lián)立解得37°，0.5，故B錯(cuò)誤，C正確；設(shè)物體的兩段位移為x1、x2，則有x1 m5 m，x2 m11 m，摩擦力對(duì)物體做的功為WW1W2mgcos ×x1mgcos ×x224 J，故D正確答案：ACD能力題組一、選擇題8(2019·廣東湛江一中等“四?！甭?lián)考)如圖甲所示，質(zhì)量為M的木板靜止在光滑水平面上，一個(gè)質(zhì)量為m的小滑塊以初速度v0從木板的左端向右滑上木板滑塊和木板的水平速度隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示某同學(xué)根據(jù)圖象作出如下一些判斷，正確的是()A滑塊和木板始終存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)B滑塊始終未離開木板C滑塊的質(zhì)量小于木板的質(zhì)量D木板的長(zhǎng)度為解析：由題意知，滑塊在木板的摩擦力作用下做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，木板在滑塊的摩擦力作用下做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，最終兩者相對(duì)靜止，一起運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；由圖乙可知，最終滑塊與木板速度相等，它們相對(duì)靜止，滑塊沒有滑離木板，故B正確；由于滑塊、木板間相互作用的摩擦力分別使滑塊、木板產(chǎn)生加速度，所以滿足mamMaM，由圖象知，在t1時(shí)間內(nèi)勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度小于勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度，即am<aM，所以可知m>M，即滑塊的質(zhì)量大于木板的質(zhì)量，故C錯(cuò)誤；兩物塊相對(duì)靜止時(shí)，兩者的位移差xt1t1，則木板長(zhǎng)度大于或等于，故D錯(cuò)誤. 答案：B9(多選)如圖所示，三角形傳送帶以1 m/s的速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，兩邊傾斜的傳送帶長(zhǎng)都是2 m且與水平方向的夾角均為37°.現(xiàn)有兩個(gè)小物塊A、B從傳送帶頂端都以1 m/s的初速度沿傳送帶下滑，兩物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)都是0.5，g取10 m/s2，sin 37°0.6，cos 37°0.8.下列判斷正確的是()A物塊A先到達(dá)傳送帶底端B物塊A、B同時(shí)到達(dá)傳送帶底端C傳送帶對(duì)物塊A、B的摩擦力都沿傳送帶向上D物塊A下滑過程中相對(duì)傳送帶的路程小于物塊B下滑過程中相對(duì)傳送帶的路程解析：對(duì)物塊A，因?yàn)閙gsin 37°mgcos 37°，則A物體所受摩擦力向上，向下做勻加速度運(yùn)動(dòng)，物塊B受到的摩擦力也向上，故傳送帶對(duì)兩物塊的滑動(dòng)摩擦力均沿傳送帶向上，大小也相等，故兩物塊沿傳送帶向下的加速度大小相同，滑到底端時(shí)位移大小相同，故時(shí)間相同，故A錯(cuò)誤，B、C正確；A物塊與傳送帶運(yùn)動(dòng)方向相同，相對(duì)路程較小，故D正確答案：BCD二、非選擇題10(2019·河南六校聯(lián)考)如圖所示，有一條沿順時(shí)針方向勻速運(yùn)轉(zhuǎn)的傳送帶，恒定速度v4 m/s，傳送帶與水平面的夾角37°，現(xiàn)將質(zhì)量m1 kg的小物塊輕放在其底端(小物塊可視為質(zhì)點(diǎn))，與此同時(shí)，給小物塊沿傳送帶方向向上的恒力F8 N，經(jīng)過一段時(shí)間，物塊運(yùn)動(dòng)到了離地面高為h2.4 m的平臺(tái)上已知物塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5(g取10 m/s2，sin 37°0.6，cos 37°0.8)求：(1)物塊從傳送帶底端運(yùn)動(dòng)到平臺(tái)上所用的時(shí)間；(2)若在物塊與傳送帶達(dá)到相同速度時(shí)，立即撤去恒力F，物塊還需經(jīng)過多少時(shí)間離開傳送帶以及離開時(shí)的速度大小解析：(1)對(duì)物塊受力分析可知，物塊先是在恒力作用下沿傳送帶方向向上做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，直至速度達(dá)到傳送帶的速度，由牛頓第二定律有Fmgcos mgsin ma1解得a16 m/s2則t1 sx1 m物塊達(dá)到與傳送帶同速后，對(duì)物塊受力分析可知，物塊受的摩擦力的方向改變，因?yàn)镕8 N，而重力沿傳送帶向下的分力和最大靜摩擦力之和為10 N，故物塊只能相對(duì)傳送帶靜止由幾何關(guān)系可得物塊總的位移x4 m，t2 s則tt1t2 s1.33 s.(2)若達(dá)到同速后撤去恒力F，對(duì)物塊受力分析，因?yàn)閙gsin >mgcos ，故物塊減速上行，由牛頓第二定律有mgsin mgcos ma2，得a22 m/s2物塊還需時(shí)間t離開傳送帶，離開時(shí)的速度為vt，則v2vt22a2(xx1)，vt m/s2.31 m/st0.85 s.答案：(1)1.33 s(2)0.85 s2.31 m/s11(2019·江西南昌高三模擬)如圖所示，在傾角為37°的固定長(zhǎng)斜面上放置一質(zhì)量M2 kg、長(zhǎng)度L12.5 m的極薄平板AB，平板的上表面光滑，其下端B與斜面底端C的距離L216.5 m在平板的上端A 處放一質(zhì)量m0.5 kg 的小滑塊(視為質(zhì)點(diǎn))，將小滑塊和薄平板同時(shí)無初速釋放設(shè)薄平板與斜面之間、小滑塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5，已知sin 37° 0.6，cos 37°0.8，g 取10 m/s2，求：(1)小滑塊在平板上和在斜面上滑動(dòng)時(shí)的加速度各為多大？(2)小滑塊滑到斜面底端C時(shí)，薄平板下端B距離小滑塊的距離L為多少？解析：(1)小滑板在平板AB上運(yùn)動(dòng)時(shí)mgsin 37°ma1得a16 m/s2小滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)mgsin 37°mgcos 37°ma2得a22 m/s2(2)小滑塊在平板AB上運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)平板AB的加速度為a3，則Mgsin 37°(Mgmg)cos 37°Ma3解得a31 m/s2設(shè)滑塊離開平板時(shí)平板下滑的距離為x，所用時(shí)間為t1xa3t12L1xa1t12解得x0.5 m，t11 s滑塊滑離平板后，平板運(yùn)動(dòng)的加速度為a4，Mgsin 37°Mgcos 37°Ma4，解得a42 m/s2滑塊滑離平板時(shí)的速度為v1，則v1a1t16 m/s此時(shí)木板的速度為v2，則v2a3t11 m/s設(shè)滑塊離開平板后滑到斜面底端C所用的時(shí)間為tL2xv1ta2t2解得t2 s在這段時(shí)間平板下滑的距離x1v2ta4t26 m則平板下端距離小滑塊的距離LL2xx110 m答案：(1)6 m/s22 m/s2(2)10 m8