2019届高考物理一轮复习 课时作业14 牛顿运动定律综合应用（二）.doc

课时作业(十四)牛顿运动定律综合应用(二) 基础训练1(2018安徽池州二模)重物A放在倾斜的皮带传送机上，它和皮带一直相对静止没有打滑，如图所示，传送带工作时，关于重物受到摩擦力的大小，下列说法正确的是()A重物静止时受到的摩擦力一定小于它斜向上运动时受到的摩擦力B重物斜向上加速运动时，加速度越大，摩擦力一定越大C重物斜向下加速运动时，加速度越大，摩擦力一定越大D重物斜向上匀速运动时，速度越大，摩擦力一定越大答案：B 解析：重物静止时，受到的摩擦力fmgsin ，重物匀速上升时，受到的摩擦力为fmgsin ，且与速度大小无关，选项A、D错误；重物斜向上加速运动时，根据牛顿第二定律，摩擦力fmgsin ma，加速度越大，摩擦力越大，选项B正确；重物沿斜面向下加速运动时，当agsin 时，加速度越大，摩擦力越小，C错误2竖直正方形框内有三条光滑轨道OB、OC和OD.三轨道交于O点，且与水平方向的夹角分别为30、45和60.现将甲、乙、丙三个可视为质点的小球同时从O点由静止释放，分别沿OB、OC和OD运动到达斜面底端则三小球到达斜面底端的先后次序是()A甲、乙、丙B丙、乙、甲C甲、丙同时到达，乙后到达D不能确定三者到达的顺序答案：B解析：对乙、丙：设斜面的倾角为，则下滑的加速度agsin ，下滑的位移x，根据xat2得t，故倾角越大的下落时间越短，故乙和丙两小球，丙先到达底端；对甲、乙：运动到底端的时间t，则甲、乙两小球中，乙时间短，先到达底端；三小球到达斜面底端的先后次序是丙、乙、甲，故B项正确3如图所示，水平传送带A、B两侧与光滑地面相衔接，一物块从左侧地面以v05 m/s的速度冲上传送带，已知传送带A、B的长度为s4 m，物块与传送带间的动摩擦因数为0.2，取g10 m/s2，物块到达传送带B端的速度为v，下列说法正确的是()A若传送带不动，v3 m/sB若传送带逆时针匀速转动，v一定小于3 m/sC若传送带顺时针匀速转动，v一定大于3 m/sD若传送带顺时针匀速转动，v有可能等于7 m/s答案：A 解析：若传送带不动，物块从A到B做匀减速运动，ag2 m/s2，由vv22as，得v3 m/s，A项正确；若传送带逆时针匀速转动，与传送带不动时受力完全相同，到达B端的速度仍为3 m/s，B项错误；若传送带顺时针匀速转动，传送带的速度不同，物体滑上传送带后的运动情况不同，若传送带速度v带3 m/s，物块将一直减速，到达B端的速度为3 m/s，C项错误；若物块一直加速，到达B端的速度为v，则v2v2as，得v m/s，因此物块到达传送带B端的最大速度为 m/s，不可能等于7 m/s，D项错误4(2018辽宁抚顺模拟)如图所示，物块A放在木板B上，A、B的质量均为m，A、B之间的动摩擦因数为，B与地面之间的动摩擦因数为.若将水平力作用在A上，使A刚好要相对B滑动，此时A的加速度为a1；若将水平力作用在B上，使B刚好要相对A滑动，此时B的加速度为a2，则a1、a2之比为()A11 B23 C13 D32答案：C解析：当水平力作用在A上，使A刚好要相对B滑动，A、B的加速度相等，对B隔离分析，B的加速度为aBa1g；当水平力作用在B上，使B刚好要相对A滑动，A、B的加速度相等，对A隔离分析，A的加速度为aAa2g，可得a1a213，C正确5如图甲所示，在光滑的水平面上有质量为M且足够长的长木板，木板上面叠放一个质量为m的小物块现对长木板施加水平向右的拉力F3t(N)时，两个物体运动的at图象如图乙所示，若取重力加速度g10 m/s2，则下列说法中正确的是()A图线是小物块运动的at图象B小物块与长木板间的动摩擦因数为0.3C长木板的质量M1 kgD小物块的质量m2 kg答案：B 解析：当力F较小时，两者一起加速，当F较大时，m相对于M向后滑动，m的加速度不再随F的增大而变化，因此图象是小物块的at图象，A项错误；当小物块发生相对滑动后，加速度不变为am3 m/s2，由牛顿第二定律得，mgmam，解得0.3，B项正确；在3 s前，对整体有，3t(Mm)a，at，由图象得1；在3 s后，对M有，3tmgMa，at，由图象得，解得M2 kg，m1 kg，C、D项错误6(2018江苏徐州质检)(多选)如图所示，一足够长的木板静止在粗糙的水平面上，t0时刻滑块从木板的左端以速度v0水平向右滑行，木板与滑块间存在摩擦，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力下列描述滑块的vt图象中可能正确的是()答案：BD 解析：设滑块质量为m，木板质量为M，滑块与木板间的动摩擦因数为1，木板与地面间的动摩擦因数为2，若1mg2(Mm)g，则滑块滑上木板后向右匀减速运动，加速度为a11g，木板向右匀加速运动，当二者速度相等后，一起以a22g的加速度匀减速到停止，因a1a2，故选项B正确7一平直的传送带以速率v2 m/s匀速运行，在A处把物体轻轻地放到传送带上，经过时间t6 s，物体到达B处A、B相距L10 m.(1)物体在传送带上匀加速运动的时间是多少？(2)如果提高传送带的运行速率，物体能较快地传送到B处要让物体以最短的时间从A处传送到B处，传送带的运行速率至少应为多大？(3)若使传送带的运行速率为v10 m/s，则物体从A传送到B的时间又是多少？答案：(1)2 s(2)2 m/s(3)2 s解析：(1)物体从A到B需经历匀加速运动和匀速运动两个过程，设物体匀加速运动的时间为t1，匀速运动的时间为t2，则t1vt2Lt1t2t联立解得t12 s.(2)为使物体从A至B所用时间最短，物体必须始终处于加速状态，由于物体与传送带之间的滑动摩擦力不变，所以其加速度也不变，而a1 m/s2由2aLv解得vmin2 m/s即传送带的运行速率至少为2 m/s，(3)传送带速率为v10 m/s2 m/s，物体一直做加速度为1 m/s2的匀加速运动，设物体从A至B所用最短的时间为t，则at2Lt2 s.能力提升8(2018吉林省吉林大学附中摸底)正方形木板水平放置在地面上，木板的中心静置一小滑块，如图所示为俯视图为将木板从滑块下抽出，需要对木板施加一个作用线通过木板中心点的水平恒力F.已知木板边长L2 m，质量M3 kg，滑块质量m2 kg，滑块与木板、木板与地面间的动摩擦因数均为0.2(取g10 m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，求：(1)要将木板抽出，水平恒力F需满足的条件；(2)当水平恒力F29 N时，在木板抽出时滑块能获得的最大速度答案：(1)F20 N (2) m/s解析：(1)能抽出木板，滑块与木板发生相对滑动，当滑块达到随板运动的最大加速度时，拉力最小，对滑块有mgma，对木板有Fmin(Mm)gmgMa，得Fmin2(Mm)g20 N，故要抽出木板，水平恒力F20 N.(2)要使滑块获得的速度最大，则滑块在木板上相对滑动的距离最大，故应沿木板的对角线方向抽木板设此时木板加速度为a1，则有F(Mm)gmgMa1，又a1t2gt2L，vmaxgt，解得vmax m/s.9如图所示，与水平面成30角的传送带正以v3 m/s的速度匀速运行，A、B两端相距l13.5 m现每隔1 s把质量m1 kg的工件(视为质点)轻放在传送带上，工件在传送带的带动下向上运动，工件与传送带间的动摩擦因数，取g10 m/s2，结果保留两位有效数字求：(1)相邻工件间的最小距离和最大距离；(2)满载与空载相比，传送带需要增加多大的牵引力？答案：(1)0.5 m3 m(2)33 N解析：(1)设工件在传送带上加速运动时的加速度为a，有mgcos mgsin ma代入数据解得a1.0 m/s2刚放上下一个工件时，该工件离前一个工件的距离最小，且最小距离dminat2解得dmin0.5 m当工件匀速运动时两相邻工件相距最远，则dmaxvt3.0 m.(2)由于工件加速时间为t13.0 s，因此传送带上总有三个(n13)工件正在加速，故所有做加速运动的工件对传送带的总滑动摩擦力f13mgcos 在滑动摩擦力作用下工件移动的位移x4.5 m传送带上做匀速运动的工件数n23当工件与传送带相对静止后，每个工件受到的静摩擦力f0mgsin ，所有做匀速运动的工件对传送带的总静摩擦力f2n2f0与空载相比，传送带需增大的牵引力Ff1f2联立解得F33 N.10如图所示，一直立的轻杆长为L，在其上、下端各紧套一个质量分别为m和2m的圆环状弹性物块A、B.A、B与轻杆间的最大静摩擦力分别是Ff1mg、Ff22mg，且滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等杆下方存在这样一个区域：当物块A进入该区域时受到一个竖直向上的恒力F作用，而B在该区域运动时不受其作用，PQ、MN是该区域上下水平边界，高度差为h(L2h)现让杆的下端从距离上边界PQ高h处由静止释放，重力加速度为g.(1)为使A、B间无相对运动，求F应满足的条件；(2)若F3mg，求物块A到达下边界MN时A、B间的距离答案：(1)Fmg(2)Lh解析：(1)设A、B与杆不发生相对滑动时的共同加速度为a，A与杆的静摩擦力为FfA.则对A、B和杆整体，有：3mgF3ma对A，有：mgFfAFma，并且FfAFf1联立解得Fmg.(2)A到达上边界PQ时的速度vA当F3mg时，A相对于轻杆向上滑动设A的加速度为a1，则有：mgFf1Fma1，解得：a1gA向下减速运动位移h时，速度刚好减小到零，此过程运动的时间t由于杆的质量不计，在此过程中，A对杆的摩擦力与B对杆的摩擦力方向相反，大小均为mg.B受到杆的摩擦力小于2mg，则B与轻杆相对静止，B和轻杆整体受到重力和A对杆的摩擦力作用，以vA为初速度，以a2为加速度做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得：a2物块A到达下边界MN时A、B之间的距离为：LLh(vAta2t2)Lh.