2023版新教材高考物理一轮复习课时分层作业(十)动力学中的“传送带”和“滑块—滑板”模型.docx

课时分层作业(十)动力学中的“传送带”和“滑块滑板”模型基础性题组12022·湖南六校4月联考如图甲所示为北京大兴国际机场利用水平传送带传送行李箱(行李箱可视为质点)的简化原理图工作人员在A处每间隔T1 s将行李箱无初速度地放到传送带上，已知传送带以恒定速度v2 m/s顺时针运行，A、B两处的距离L10 m，行李箱与传送带之间的动摩擦因数0.1，重力加速度取g10 m/s2.如图乙为该情境中某物理量随时间变化的图像下列说法正确的是()A图乙可能是某个行李箱的位移随时间变化的图像B图乙可能是摩擦力对某个行李箱做功的功率随时间变化的图像C相邻行李箱之间的最大距离为2 mD在B端有行李箱到达后，每10 s有五件行李箱到达B端2质量为3 kg的长木板A置于光滑的水平地面上，质量为2 kg的木块B(可视为质点)置于木板A的左端，在水平向右的力F作用下由静止开始运动，如图甲所示A、B运动的加速度随时间变化的图像如图乙所示(g取10 m/s2).(1)求木板与木块之间的动摩擦因数(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)；(2)求4 s末A、B的速度大小；(3)若6 s末木板和木块刚好分离，则木板的长度为多少？综合性题组3(多选)如图甲所示，倾角为的足够长的传送带以恒定的速率v0沿逆时针方向运行t0时，将质量m1 kg的物体(可视为质点)轻放在传送带上，物体相对地面的v ­ t图像如图乙所示设沿传送带向下为正方向，重力加速度g取10 m/s2，则()A传送带的速率v010 m/sB传送带的倾角30°C物体与传送带之间的动摩擦因数0.25D02.0 s内物体相对地面的位移大小为16 m4如图所示，质量为M的长木板，静止放置在粗糙水平地面上，有一个质量为m、可视为质点的物块，以某一水平初速度从左端冲上木板，如图甲所示从物块冲上木板到物块和木板达到共同速度的过程中，物块和木板的v ­ t图像分别如图乙中的折线acd和bcd所示，a、b、c、d点的坐标为a(0，10)、b(0，0)、c(4，4)、d(12，0).根据v ­ t图像(g取10 m/s2)，求：(1)物块冲上木板做匀减速直线运动的加速度大小a1，木板开始做匀加速直线运动的加速度大小a2，达到相同速度后一起匀减速直线运动的加速度大小a；(2)物块质量m与长木板质量M之比；(3)物块相对长木板滑行的距离x.课时分层作业(十)动力学中的“传送带”和“滑块滑板”模型1解析：行李箱在02 s内做加速度为ag1 m/s2的匀加速直线运动，位移是关于时间的二次函数，选项A错误；行李箱在tva2 s时与传送带共速，则行李箱在26 s内不受摩擦力，摩擦力的功率为零，选项B错误；后一行李箱刚匀速运动时，与前一行李箱的距离最大，由v ­ t图像容易求得LvT2 m，选项C正确；所有行李箱运动规律相同，只是时间上依次落后T1 s，则在B端有行李箱到达后每10 s有十件行李箱到达(同样，可由v ­ t图像理解)，选项D错误答案：C2解析：(1)由题图乙知4 s末木块与木板间达到最大静摩擦力，此时aA2 m/s2.对于木板有fmAaAmBg，木板与木块间的动摩擦因数mAaAmBg0.3.(2)由题图乙知，4 s末A、B的速度均为v12×4×2 m/s4 m/s.(3)46 s内，木板A运动的位移xAvt2+12aAt22，木块B的位移xBvt2+12aBt22，则木板的长度lxBxA4 m.答案：(1)0.3(2)4 m/s4 m/s(3)4 m3解析：由图知，物体先做初速度为零的匀加速直线运动，速度达到传送带速度后(在t1.0 s时刻)，由于重力沿斜面向下的分力大于摩擦力，物块继续向下做匀加速直线运动，从图像可知传送带的速度为v010 m/s，故A正确；在01.0 s内，物体受摩擦力方向沿斜面向下，匀加速运动的加速度为a1mgsin+mgcosmg sin g cos ，由图可得a1v1t110 m/s2，即有g sin g cos 10.在1.02.0 s，物体的加速度为a2mgsinmgcosmg sin g cos ，由图可得a2v2t22 m/s2，即有g sin g cos 2.联立解得0.5，37°，故B、C错误；根据面积表示位移，可知01.0 s物体相对于地面的位移x112×10×1 m5 m，1.02.0 s物体相对于地面的位移x210+122×1 m11 m所以02.0 s内物体相对于地面的位移大小为16 m，故D正确答案：AD4解析：(1)物块冲上木板做匀减速直线运动的加速度大小为a11044 m/s21.5 m/s2木板开始做匀加速直线运动的加速度大小为a2404 m/s21 m/s2达到相同速度后一起匀减速直线运动的加速度大小为a408 m/s20.5 m/s2.(2)物块冲上木板匀减速运动时：1mgma1木板匀加速时：1mg2(Mm)gMa2速度相同后一起匀减速运动，对整体有：2(Mm)g(Mm)a解得mM32.(3)由v ­ t图像知，物块在木板上相对滑行的距离x12×10×4 m20 m.答案：(1)1.5 m/s21 m/s20.5 m/s2(2)32(3)20 m