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

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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.
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