2023版高三一輪總復(fù)習(xí)物理（新教材新高考）專題突破練習(xí)4動(dòng)力學(xué)中的兩類典型模型

1、 專題突破練習(xí)(四)1如圖所示，物塊M在靜止的足夠長的傳送帶上以速度v0勻速下滑時(shí)，傳送帶突然啟動(dòng)，方向如圖中箭頭所示，在此傳送帶的速度由0逐漸增加到2v0后勻速運(yùn)動(dòng)的過程中，以下分析正確的是()AM下滑的速度不變BM開始在傳送帶上加速到2v0后向下勻速運(yùn)動(dòng)CM先向下勻速運(yùn)動(dòng)，后向下加速運(yùn)動(dòng)，最后沿傳送帶向下勻速運(yùn)動(dòng)DM受的摩擦力方向始終沿傳送帶向上C傳送帶靜止時(shí)，物塊勻速下滑，故mgsin Ff，當(dāng)傳送帶速度小于物塊速度時(shí)，物塊受到向上的摩擦力，物塊繼續(xù)勻速下滑，當(dāng)傳送帶的速度大于物塊的速度時(shí)，物塊受到向下的摩擦力，根據(jù)受力分析可知，物塊向下做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度達(dá)到與傳送帶速度相等時(shí)，物塊和傳

2、送帶具有相同的速度勻速下滑，故C正確。2如圖所示，一長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)間圖像可能是下列選項(xiàng)中的()ABCDA設(shè)在木板與物塊達(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1mg22mgma1 ，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22mg2ma2，a22g，可見|a1|a2|，由

3、vt3(2021湖南省郴州市高三下學(xué)期3月一檢)如圖所示，一水平方向足夠長的傳送帶以恒定的速度v12 m/s沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，傳送帶右端有一與傳送帶等高的光滑水平面，一物體以恒定速度v25 m/s沿直線向左滑向傳送帶后，經(jīng)過一段時(shí)間又返回光滑水平面，速率為v2，物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，則下列說法正確的是()A返回光滑水平面時(shí)的速率為v22 m/sB返回光滑水平面時(shí)的速率為v25 m/sC返回光滑水平面的時(shí)間為t3.5 sD傳送帶對(duì)物體的摩擦力先向右再向左A因?yàn)閭魉蛶ё銐蜷L，且順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，又因?yàn)関11(m1m2)g，知物塊在木板上以a12g4 m/s2減速滑行時(shí)木板以a2eq f(2

4、m2g1m1m2g,m1)2 m/s2向右加速運(yùn)動(dòng)，在0.6 s時(shí)，物塊的速度v1v0a1t1.6 m/s，木板的速度v2a2t1.2 m/s，B錯(cuò)誤；0.6 s內(nèi)物塊位移為x1eq f(v0v1,2)t1.68 m，木板位移x2eq f(0v2,2)t0.36 m，相對(duì)位移為xx1x21.32 m，即木板長度為1.32 m，A錯(cuò)誤；物塊離開木板后，木板做減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a31g2 m/s2，方向向左，C錯(cuò)誤；分離后，在地面上物塊會(huì)滑行x4eq f(voal( 2,1),2a4)eq f(voal( 2,1),22g)0.32 m，木板會(huì)滑行x3eq f(voal( 2,2),2a3)e

5、q f(voal( 2,2),21g)0.36 m，所以兩者會(huì)相碰，D正確。6(多選)(2021東北三省四市下學(xué)期一模)如圖甲所示，水平地面上有足夠長平板車M，車上放一物塊m，開始時(shí)M、m均靜止。t0時(shí)，車在外力作用下開始沿水平面向右運(yùn)動(dòng)，其vt圖像如圖乙所示，已知物塊與平板車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，取g10 m/s2。下列說法正確的是()甲乙A06 s內(nèi)，m的加速度一直保持不變Bm相對(duì)M滑動(dòng)的時(shí)間為3 sC06 s內(nèi)，m相對(duì)M滑動(dòng)的位移的大小為4 mD06 s內(nèi)，m、M相對(duì)地面的位移大小之比為34BD物塊相對(duì)于平板車滑動(dòng)時(shí)的加速度aeq f(mg,m)g2 m/s2，若其加速度一直不變，速度

6、時(shí)間圖像如圖所示，由圖像可以算出t3 s時(shí)，速度相等，為6 m/s。由于平板車減速階段的加速度大小為a1eq f(8,62) m/s22 m/s2a，故二者等速后相對(duì)靜止，物塊的加速度大小不變，方向改變，物塊相對(duì)平板車滑動(dòng)的時(shí)間為3 s，故A錯(cuò)誤，B正確；由圖像可知，06 s內(nèi)，物塊相對(duì)平板車滑動(dòng)的位移的大小xeq blc(rc)(avs4alco1(f(1,2)68f(1,2)66) m6 m，故C錯(cuò)誤；06 s內(nèi)，由圖像可知，物塊相對(duì)地面的位移大小x1eq f(1,2)66 m18 m，平板車相對(duì)地面位移大小x2eq f(1,2)68 m24 m，二者之比為34，故D正確。7(多選)傾角為

7、37的足夠長斜面，上面有一質(zhì)量為2 kg、長8 m的長木板Q，木板上下表面與斜面平行。木板Q最上端放置一質(zhì)量為1 kg的小滑塊P。P、Q間光滑，Q與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為eq f(1,3)。若P、Q同時(shí)從靜止釋放，以下關(guān)于P、Q兩個(gè)物體運(yùn)動(dòng)情況的描述正確的是(sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2)()AP、Q兩個(gè)物體的加速度分別為6 m/s2、4 m/s2BP、Q兩個(gè)物體的加速度分別為6 m/s2、2 m/s2CP滑塊在Q上運(yùn)動(dòng)時(shí)間為1 sDP滑塊在Q上運(yùn)動(dòng)時(shí)間為2 sBD對(duì)P受力分析，其受重力和Q的支持力作用，根據(jù)牛頓第二定律有mPgsin 37mPaP，解得aPgsin

8、 376 m/s2，對(duì)Q受力分析，其受重力、斜面的支持力、摩擦力和P的壓力作用，根據(jù)牛頓第二定律有mQgsin 37(mPmQ)gcos 37mQaQ，解得aQ2 m/s2，A錯(cuò)誤，B正確；設(shè)P在Q上面滑動(dòng)的時(shí)間為t，因aP6 m/s2aQ2 m/s2，故P比Q運(yùn)動(dòng)更快，根據(jù)位移關(guān)系有Leq f(1,2)aPt2eq f(1,2)aQt2，代入數(shù)據(jù)解得t2 s，C錯(cuò)誤，D正確。8(2021湖北荊州二模擬)如圖所示為貨場使用的傳送帶的模型，傳送帶傾斜放置，與水平面夾角為37，傳送帶AB足夠長，以大小為v2 m/s的恒定速率順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。一包貨物以v012 m/s的初速度從A端滑上傾斜傳送帶，若貨物

9、與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，且可將貨物視為質(zhì)點(diǎn)。(g取10 m/s2，已知sin 370.6，cos 370.8)(1)求貨物剛滑上傳送帶時(shí)加速度為多大？(2)經(jīng)過多長時(shí)間貨物的速度和傳送帶的速度相同？這時(shí)貨物相對(duì)于地面運(yùn)動(dòng)了多遠(yuǎn)？(3)從貨物滑上傳送帶開始計(jì)時(shí)，貨物再次滑回A端共用了多長時(shí)間？解析(1)設(shè)貨物剛滑上傳送帶時(shí)加速度為a1，貨物受力如圖所示：根據(jù)牛頓第二定律得沿傳送帶方向mgsin Ffma1垂直傳送帶方向mgcos FN又FfFN由以上三式得a1g(sin cos )10(0.60.50.8) m/s210 m/s2，方向沿傳送帶向下。(2)貨物速度從v0減至傳送帶速度v所

10、用時(shí)間設(shè)為t1，位移設(shè)為x1，則有t1eq f(vv0,a1)1 s，x1eq f(v0v,2)t17 m。(3)當(dāng)貨物速度與傳送帶速度相等時(shí)，由于mgsin mgcos ，此后貨物所受摩擦力沿傳送帶向上，設(shè)貨物加速度大小為a2，則有mgsin mgcos ma2，得：a2g(sin cos )2 m/s2，方向沿傳送帶向下。設(shè)貨物再經(jīng)時(shí)間t2，速度減為零，則t2eq f(0v,a2)1 s貨物沿傳送帶向上滑的位移x2eq f(v0,2)t21 m則貨物上滑的總距離為xx1x28 m。貨物到達(dá)最高點(diǎn)后將沿傳送帶勻加速下滑，下滑加速度大小等于a2。設(shè)下滑時(shí)間為t3，則xeq f(1,2)a2te

11、q oal( 2,3)，代入解得t32eq r(2) s。所以貨物從A端滑上傳送帶到再次滑回A端的總時(shí)間為tt1t2t3(22eq r(2) s。答案(1)10 m/s2(2)1 s7 m(3)(22eq r(2) s9(2021浙江省寧波市二模)如圖所示，在水平長直的軌道上，有一長度L2 m的平板車在外力控制下始終保持速度v04 m/s向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)。某時(shí)刻將一質(zhì)量為m1 kg的小滑塊輕放到車上表面的中點(diǎn)，滑塊與車面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，取g10 m/s2，求：(1)小滑塊m的加速度大小和方向；(2)通過計(jì)算判斷滑塊能否從車上掉下；(3)若當(dāng)滑塊放到車上表面中點(diǎn)的同時(shí)對(duì)該滑塊施加一個(gè)與

12、v0同向的恒力F，要保證滑塊不能從車的左端掉下，恒力F大小應(yīng)滿足什么條件？解析(1)滑塊放上車時(shí)相對(duì)車向左運(yùn)動(dòng)，所受滑動(dòng)摩擦力向右，F(xiàn)fmg，根據(jù)牛頓第二定律有F合ma，F(xiàn)合Ff，得滑塊加速度ag2 m/s2，方向向右。(2)滑塊放上車后做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)當(dāng)經(jīng)歷時(shí)間t之后速度達(dá)到v0，滑塊通過位移x1eq f(1,2)at2且v0at，車通過位移x2v0t，位移差xx2x1，由于xeq f(L,2)1 m，故滑塊會(huì)掉下來。(3)加上恒力F的方向與摩擦力方向相同，故滑塊所受合力F合FfF，由牛頓第二定律有F合ma，滑塊放上車后做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)當(dāng)經(jīng)歷時(shí)間t之后速度達(dá)到v0，滑塊通過位移x1e

13、q f(1,2)at2，且v0at，車通過位移x2v0t，只需要滿足位移差xx2x1eq f(L,2)即可，聯(lián)立以上各式有F6 N。答案(1)2 m/s2方向向右(2)見解析(3)F6 N10一傳送帶裝置如圖所示，其中AB段是水平的，長度LAB4 m，BC段是傾斜的，長度LBC5 m，傾角為37，AB和BC由B點(diǎn)通過一段短的圓弧連接(圖中未畫出圓弧)，傳送帶以v4 m/s的恒定速率順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)，已知工件與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，重力加速度g取10 m/s2?，F(xiàn)將一個(gè)工件(可看作質(zhì)點(diǎn))無初速度地放在A點(diǎn)，求：(1)工件第一次到達(dá)B點(diǎn)所用的時(shí)間；(2)工件沿傳送帶上升的最大高度；(3)工件運(yùn)動(dòng)了

14、23 s后所在的位置。解析(1)工件剛放在水平傳送帶上的加速度大小為a1，由牛頓第二定律得mgma1解得a1g5 m/s2經(jīng)t1時(shí)間工件與傳送帶的速度相同，解得t1eq f(v,a1)0.8 s工件前進(jìn)的位移為x1eq f(1,2)a1teq oal( 2,1)1.6 m此后工件將與傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)，用時(shí)t2eq f(LABx1,v)0.6 s所以工件第一次到達(dá)B點(diǎn)所用的時(shí)間tt1t21.4 s。(2)在傾斜傳送帶上工件的加速度為a2，由牛頓第二定律得mgcos mgsin ma2解得a22 m/s2由速度位移公式得0v22a2eq f(hm,sin )解得hm2.4 m。(3)工件沿

15、傳送帶向上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t3eq f(2hm,vsin )2 s此后由于工件在傳送帶的傾斜段運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小相同，在傳送帶的水平段運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小也相同，故工件將在傳送帶上做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其周期為T，則T2t12t35.6 s工件從開始運(yùn)動(dòng)到第一次返回傳送帶的水平部分，且速度變?yōu)榱闼钑r(shí)間t02t1t22t36.2 s，而23 st03T，這說明經(jīng)過23 s后工件恰好運(yùn)動(dòng)到傳送帶的水平部分，且速度為零，故工件在A點(diǎn)右側(cè)，到A點(diǎn)的距離xLABx12.4 m。答案(1)1.4 s(2)2.4 m(3)在A點(diǎn)右側(cè)2.4 m 處11(2021河南開封高考一模)如圖甲所示，一長方體木板B放在水平地面上，木

16、板B的右端放置著一個(gè)小鐵塊A，在t0時(shí)刻，同時(shí)突然給A、B初速度，其中A的初速度大小為vA1 m/s，方向水平向左，B的初速度大小為vB14 m/s，方向水平向右，木板B運(yùn)動(dòng)的vt圖像如圖乙所示。已知A、B的質(zhì)量相等，A與B及B與地面之間均有摩擦(動(dòng)摩擦因數(shù)不等)，A與B之間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，A始終沒有滑出B，重力加速度g取10 m/s2。(提示：t3 s時(shí)刻，A、B達(dá)到共同速度v2 m/s，3 s時(shí)刻至A停止運(yùn)動(dòng)前，A向右運(yùn)動(dòng)的速度始終大于B的速度)求：甲乙(1)小鐵塊A向左運(yùn)動(dòng)相對(duì)地面的最大位移；(2)B運(yùn)動(dòng)的時(shí)間及B運(yùn)動(dòng)的位移大小。解析(1)由題圖乙可知，03 s內(nèi)A做勻變速運(yùn)動(dòng)，速度由vA1 m/s變?yōu)関2 m/s則其加速度大小為aAeq f(vvA,t1)eq f(21,3) m/s21 m/s2，方向水平向右。當(dāng)A水平向左運(yùn)動(dòng)速度減為零時(shí)，向左運(yùn)動(dòng)的位移最大，則seq f(voal(2,A),2aA)0.5 m。(2)設(shè)A與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1，由牛頓第二定律得1mgmaA則1eq f(aA,g)0.1由題圖乙可知，03 s內(nèi)B做勻減速運(yùn)動(dòng)，其速度由vB14 m/s變?yōu)関2 m/s則其加速度大小為aBeq f(vBv,t