高考物理一轮总复习 第三章 第4课时 动力学中的两类典型模型（能力课时）限时规范训练（含解析）新人教版-新人教版高三全册物理试题.doc

动力学中的两类典型模型基础巩固题组(20分钟，50分)1(多选)如图所示，用皮带输送机将质量为M的物块向上传送，两者间保持相对静止，则下列关于物块所受摩擦力Ff的说法正确的是()A皮带传送的速度越大，Ff越大B皮带加速运动的加速度越大，Ff越大C皮带速度恒定，物块质量越大，Ff越大DFf的方向一定与皮带速度方向相同解析：选BC.若物块匀速运动，由物块的受力情况可知，摩擦力FfMgsin ，与传送带的速度无关，A项错误；物块质量M越大，摩擦力Ff越大，C项正确；皮带加速运动时，由牛顿第二定律可知，FfMgsin Ma，加速度a越大，摩擦力Ff越大，B项正确；若皮带减速上滑，则物块所受摩擦力方向有可能沿皮带方向向下，D项错误2(多选)如图所示，表面粗糙、质量M2 kg的木板，t0时在水平恒力F的作用下从静止开始沿水平面向右做匀加速直线运动，加速度a2.5 m/s2，t0.5 s时，将一个质量m1 kg的小铁块(可视为质点)无初速度地放在木板最右端，铁块从木板上掉下时速度是木板速度的一半已知铁块和木板之间的动摩擦因数10.1，木板和地面之间的动摩擦因数20.25，g10 m/s2，则()A水平恒力F的大小为10 NB铁块放上木板后，木板的加速度为2 m/s2C铁块在木板上运动的时间为1 sD木板的长度为1.625 m解析：选AC.未放铁块时，对木板由牛顿第二定律：F2MgMa，解得F10 N，选项A正确；铁块放上木板后，对木板：F1mg2(Mm)gMa，解得：a0.75 m/s2，选项B错误；0.5 s时木板的速度v0at12.5×0.5 m/s1.25 m/s，铁块滑离木板时，木板的速度：v1v0at21.250.75t2，铁块的速度va铁t21gt2t2，由题意：vv1，解得t21 s，选项C正确；铁块滑离木板时，木板的速度v12 m/s，铁块的速度v1 m/s，则木板的长度为：Lt2t2×1 m×1 m1.125 m，选项D错误；故选A、C.3如图所示，在光滑水平地面上停放着一质量为M2 kg的木板，木板足够长，某时刻一质量为m1 kg的小木块以某一速度v0(未知)冲上木板，木板上表面粗糙，经过t2 s后二者共速，且木块相对地面的位移5 m，g10 m/s2.求：(1)木块与木板间的动摩擦因数；(2)从木块开始运动到共速的过程中产生的热量Q.(结果可用分数表示)解析：(1)设冲上木板后小木块的加速度大小为a1，对小木块，有mgma1设木板开始运动的加速度大小为a2，对木板，有mgMa2二者共速时，有v共a2tv0a1t对小木块，有xv0ta1t2联立得(2)由(1)得a2 m/s2得v共 m/s木板发生的位移xt m二者相对位移为xxx m产生的热量为Qmg·x联立得Q J答案：(1)(2) J4如图所示为车站使用的水平传送带模型，其A、B两端的距离L8 m，它与水平台面平滑连接现有物块以v010 m/s的初速度从A端水平地滑上传送带已知物块与传送带间的动摩擦因数为0.6.试求：(1)若传送带保持静止，物块滑到B端时的速度大小？(2)若传送带顺时针匀速转动的速率恒为12 m/s，则物块到达B端时的速度大小？(3)若传送带逆时针匀速转动的速率恒为4 m/s，且物块初速度变为v06 m/s，仍从A端滑上传送带，求物块从滑上传送带到离开传送带的总时间？解析：(1)设物块的加速度大小为a，由受力分析可知FNmg，Ffma，FfFN得a6 m/s2传送带静止，物块从A到B做匀减速直线运动，又x m>L8 m，则由vv2aL得vB2 m/s(2)由题意知，物块先加速到v112 m/s由vv2ax1，得x1 m<L8 m故物块先加速后匀速运动即物块到达B时的速度为vBv112 m/s(3)由题意可知，物块先向右减速后向左加速向右减速到v20时由vv022ax2得x23 m由v2v0at1得t11 s向左加速到v34 m/s时由vv2ax3得x3 m<x23 m故向左先加速后匀速由v3v2at2得t2 s向左匀速运动v4v34 m/sx4x2x3 m由x4v4t3得t3 s故tt1t2t3 s答案：(1)2 m/s(2)12 m/s(3) s能力提升题组(25分钟，50分)1如图所示，在水平桌面上叠放着质量均为M的A、B两块木板，在木板A的上面放着一个质量为m的物块C，木板和物块均处于静止状态A、B、C之间以及B与地面之间的动摩擦因数都为.若用水平恒力F向右拉动木板A，使之从C、B之间抽出来，已知重力加速度为g，则拉力F的大小应该满足的条件是(已知最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力)()AF(2mM )gBF(m2M )gCF2(mM )g DF2mg解析：选C.无论F多大，摩擦力都不能使B向右滑动，而滑动摩擦力能使C产生的最大加速度为g，故隔离A，g时，即F2(mM )g时A可从B、C之间抽出，选项C正确2如图所示为粮袋的传送装置，已知A、B两端间的距离为L，传送带与水平方向的夹角为，工作时运行速度为v，粮袋与传送带间的动摩擦因数为，正常工作时工人在A端将粮袋放到运行中的传送带上设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度大小为g.关于粮袋从A到B的运动，以下说法正确的是()A粮袋到达B端的速度与v比较，可能大，可能小也可能相等B粮袋开始运动的加速度为g(sin cos )，若L足够大，则以后将以速度v做匀速运动C若tan ，则粮袋从A端到B端一定是一直做加速运动D不论大小如何，粮袋从到端一直做匀加速运动，且加速度agsin 解析：选A.若传送带较短，粮袋在传送带上可能一直做匀加速运动，到达B端时的速度小于v；若传送带较长，tan ，则粮袋先做匀加速运动，当速度与传送带的速度相同后，做匀速运动，到达B端时速度与v相同；若tan ，则粮袋先做加速度为g(sin cos )的匀加速运动，当速度与传送带相同后做加速度为g(sin cos )的匀加速运动，到达B端时的速度大于v，选项A正确；粮袋开始时速度小于传送带的速度，相对传送带的运动方向是沿传送带向上，所以受到沿传送带向下的滑动摩擦力，大小为mgcos ，根据牛顿第二定律得加速度ag(sin cos )，选项B错误；若tan ，粮袋从A到B可能是一直做匀加速运动，也可能先匀加速运动，当速度与传送带的速度相同后，做匀速运动，选项C、D均错误3如图所示，传送带的水平部分ab2 m，斜面部分bc4 m，bc与水平面的夹角37°.一个小物体A与传送带的动摩擦因数0.25，传送带沿图示的方向运动，速率v2 m/s.若把物体A轻放到a处，它将被传送带送到c点，且物体A不会脱离传送带求物体A从a点被传送到c点所用的时间(已知：sin 37°0.6，cos 37°0.8，g取10 m/s2)解析：物体A轻放在a点后在摩擦力作用下向右做匀加速直线运动直到和传送带速度相等在这一过程中有a1gx10.8 mxab.经历时间为t1 s0.8 s.此后随传送带运动到b点的时间为t2 s0.6 s.当物体A到达bc斜面时，由于mgsin 37°0.6mgmgcos 37°0.2mg.所以物体A将再次沿传送带做匀加速直线运动，其加速度大小为a2gsin 37°gcos 37°4 m/s2，物体A在传送带bc上所用时间满足xbcvt3a2t，代入数据得t31 s(负值舍去)则物体A从a点被传送到c所用时间为tt1t2t32.4 s.答案：2.4 s4如图所示，倾角30°的足够长的光滑斜面固定在水平面上，斜面上放一长L1.8 m，质量M3 kg的薄木板，木板的最上端叠放一质量m1 kg的小物块，物块与木板间的动摩擦因数.对木板施加沿斜面向上的恒力F，使木板沿斜面由静止开始向上做匀加速直线运动，假设物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g10 m/s2.(1)为使物块不滑离木板，求力F应满足的条件；(2)若F37.5 N，物块能否滑离木板？若不能，请说明理由；若能，求出物块滑离木板所用的时间及滑离木板后沿斜面上升的最大距离解析：(1)若整体恰好静止，则F(Mm)gsin (31)×10×sin 30° N20 N因要拉动木板，则F>20 N若整体一起向上做匀加速直线运动，对物块和木板，由牛顿第二定律得F(Mm)gsin (Mm)a对物块有fmgsin ma其中fmgcos 代入数据解得F30 N向上加速的过程中为使物体不滑离木板，力F应满足的条件为20 N<F30 N.(2)当F37.5 N>30 N时，物块能滑离木板，由牛顿第二定律，对木板有Fmgcos Mgsin Ma1对物块有mgcos mgsin ma2设物块滑离木板所用的时间为t，由运动学公式得a1t2a2t2L代入数据解得t1.2 s物块滑离木板时的速度va2t由2gsin ·s0v2代入数据解得s0.9 m.答案：见解析