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重難點(diǎn)04牛頓運(yùn)動(dòng)定律的四大應(yīng)用考點(diǎn)2025考向預(yù)測(cè)考點(diǎn)1:牛頓第二定律之連接體高考命題中對(duì)本章內(nèi)容的考查有慣性、力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系、加速度與力的關(guān)系、超重與失重,題型有選擇題、計(jì)算題.方法有整體法、隔離法、數(shù)圖轉(zhuǎn)換、函數(shù)論證、臨界極值法,控制變量法.能力有理解能力、推理能力、分析綜合能力、應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問(wèn)題的能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ΑT囶}難度中等偏易。高考試題會(huì)綜合牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律,注重與電場(chǎng)、磁場(chǎng)的滲透,注重與生產(chǎn)、生活、當(dāng)今熱點(diǎn)、現(xiàn)代科技的聯(lián)系,注意社會(huì)責(zé)任、科學(xué)態(tài)度等要素的滲透。考點(diǎn)2:牛頓第二定律之斜面體考點(diǎn)3:牛頓第二定律之傳送帶考點(diǎn)4:牛頓第二定律之板塊(滑塊連接)【情境解讀】【高分技巧】1、牛頓第二定律之連接體①平衡中的連接體模型問(wèn)題:如圖,求m1:m2大小 對(duì)m1、m2受力分析,三力平衡可構(gòu)成矢量三角形,根據(jù)正弦定理有,對(duì)m1:對(duì)m2:根據(jù)等腰三角形有:聯(lián)立解得②桿彈簧加速度問(wèn)題模型傾斜加速中的懸繩2、牛頓第二定律之斜面體斜面上物體靜摩擦力突變模型基礎(chǔ):斜面力分解總結(jié):沿斜面分解順著斜面分解(發(fā)音為)垂直斜面分解垂著斜面分解(發(fā)音為)方程:3、牛頓第二定律之傳送帶考綱:求算時(shí)間問(wèn)題.求算劃痕問(wèn)題.求算電動(dòng)機(jī)消耗的電能.判斷物塊是否滑出(反向傳送帶).確定水平傳送帶中的能量關(guān)系.解決此類問(wèn)題的萬(wàn)能法為圖象①有限長(zhǎng)度且(輕放),設(shè)長(zhǎng)度為,加速度圖象如圖所示:Ⅰ:從左向右所需時(shí)間若能解出,則紅線符合題意,否則紅線符合題意.Ⅱ:劃痕長(zhǎng)度如圖:劃痕長(zhǎng)度為陰影部分的面積.②傾斜傳送帶模型傾斜傳送帶模型上物體的三大常見(jiàn)運(yùn)動(dòng)上傳模型、物體下滑4、牛頓第二定律之板塊(滑塊連接)以有特殊外力為標(biāo)準(zhǔn)(粗糙面上外力拉板)Ⅰ:?jiǎn)栴}1:判斷能否一起動(dòng)?若能則求?否則假設(shè)能一起動(dòng),整體加速度,最大加速度,①若,能一起動(dòng).則.②若,不能一起動(dòng).則.加速度,加速度.問(wèn)題2:板塊一起動(dòng)?求范圍?板塊不能一起動(dòng)?求范圍?方法:①假設(shè)一起動(dòng),選物體由質(zhì)量分配與受力分析求合力表達(dá)式,解出②根據(jù),求得范圍.故(能一起動(dòng)范圍).同時(shí)(建議用時(shí):40分鐘)【考向一:牛頓第二定律之連接體】1.(2024·天津河?xùn)|·聯(lián)考)如圖所示,兩物塊P、Q置于水平地面上,其質(zhì)量分別為m、2m,兩者之間用水平輕繩連接。兩物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,重力加速度大小為g,現(xiàn)對(duì)物塊Q施加一方向水平向右、大小為F的拉力,使兩物塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng),則()A.兩物塊的加速度大小為 B.兩物塊的加速度大小為C.輕繩的拉力大小為 D.若水平面變光滑則輕繩上的拉力不變【答案】BD【詳解】AB.對(duì)兩物塊P、Q整體分析有,解得故A錯(cuò)誤,B正確;C.對(duì)物塊P分析有,解得輕繩的張力大小為,故C錯(cuò)誤;D.若水平面變光滑,對(duì)兩物塊P、Q整體分析有對(duì)物塊P分析有,解得輕繩的張力大小為則輕繩上的拉力不變,故D正確;故選BD。2.(2024·天津?qū)氎妗ふ{(diào)研)如圖所示,沿水平方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的車廂中,懸掛小球的懸線偏離豎直方向的夾角,小球和車廂相對(duì)靜止,小球的質(zhì)量為m(重力加速度為g)。對(duì)于懸線拉力和車廂的運(yùn)動(dòng)情況的描述,可能正確的是()A.向右加速 B.向左加速C. D.【答案】AD【詳解】AB.由于車廂沿水平方向運(yùn)動(dòng),所以小球有水平方向的加速度,所受合力沿水平方向,選小球?yàn)檠芯繉?duì)象,受力分析如圖所示。根據(jù)牛頓第二定律,解得方向水平向右,所以車廂向右做勻加速運(yùn)動(dòng)或者向左做勻減速運(yùn)動(dòng),故A正確,B錯(cuò)誤;CD.根據(jù)三角形定則可知懸線對(duì)球的拉力為,故C錯(cuò)誤,D正確。故選AD。3.(2024·天津·聯(lián)考)一個(gè)單擺懸掛在小車上,隨小車沿著傾角為的斜面滑下,圖中的虛線①與斜面垂直,虛線②沿斜面方向,則可判斷出()A.如果斜面光滑,擺線與②重合B.如果斜面光滑,擺線與①重合C.如果,擺線位于②與③之間D.如果,擺線位于②與③之間【答案】BD【詳解】AB.單擺小球和小車一起沿斜面滑下,當(dāng)斜面光滑時(shí),對(duì)小車和單擺小球整體受力分析,有,此時(shí)的加速度為而對(duì)單擺小球進(jìn)行受力分析,單擺繩對(duì)球的拉力得垂直于斜面才能讓小球具有這樣的加速度,即擺線與①重合,故A錯(cuò)誤,B正確;C.當(dāng)斜面粗糙時(shí),當(dāng)有,即小車和單擺這個(gè)整體有解得加速度為加速度方向沿斜面向下,所以對(duì)球進(jìn)行受力分析可以判斷擺線位于①與③之間,故C錯(cuò)誤;D.如果斜面粗糙且,即則可以判斷小車和單擺的加速度,說(shuō)明加速度方向沿斜面向上,則擺線位于②與③之間,所以D選項(xiàng)是正確的。故選BD。4.(2024·天津·聯(lián)考)如圖所示,質(zhì)量為的物塊A放在一個(gè)縱剖面為矩形的靜止木箱內(nèi),A和木箱水平底面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3。A的右邊被一根輕彈簧用的水平拉力向右拉著而保持靜止。最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,取。下列哪種做法可以使物塊A相對(duì)木箱底面向右移動(dòng)。()A.讓木箱以的加速度向上運(yùn)動(dòng) B.讓木箱以的加速度向下運(yùn)動(dòng)C.讓木箱以的加速度向左運(yùn)動(dòng) D.讓木箱以的加速度向右運(yùn)動(dòng)【答案】BC【詳解】A.若讓木箱以的加速度向上運(yùn)動(dòng),則木箱超重,木箱對(duì)地板的壓力變大,最大靜摩擦力變大,則木箱仍靜止,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B.讓木箱以的加速度向下運(yùn)動(dòng),則此時(shí),最大靜摩擦力解得,則木箱在彈簧拉動(dòng)下向右運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)B正確;C.讓木箱以的加速度向左運(yùn)動(dòng),假設(shè)木箱靜止,則解得f=2.7N>fm=μmg=1.5N,可知木箱不能靜止,將向右運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)C正確;D.讓木箱以的加速度向右運(yùn)動(dòng),假設(shè)木箱靜止,則解得f=0.3N<fm=μmg=1.5N,可知木箱靜止,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選BC。5.(2024·天津武清·聯(lián)考)電梯在現(xiàn)代人的日常生活中扮演了無(wú)可替代的角色,如圖所示為某同學(xué)設(shè)計(jì)的一種電梯結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化示意圖?,F(xiàn)已知轎廂質(zhì)量,配重質(zhì)量。某時(shí)刻,電梯轎廂內(nèi)無(wú)乘客,為測(cè)試抱死系統(tǒng),電動(dòng)機(jī)不工作,當(dāng)電梯從一樓上升到高的頂樓時(shí),立即啟動(dòng)抱死裝置給轎廂施加向下阻力,使轎廂在電梯井內(nèi)勻減速上升,測(cè)得上升后電梯停下。定滑輪與繩之間阻力忽略不計(jì),g取。求:(1)電梯加速上升的總時(shí)間;(2)電梯減速過(guò)程中,抱死裝置對(duì)轎廂的阻力大?。?3)由于要改變電梯用途,故調(diào)整配重的質(zhì)量。假設(shè)電梯乘坐人員總質(zhì)量為,又由于電動(dòng)機(jī)的限制,使得與之相連繩上拉力T可在0-14000N之間任意調(diào)整。為讓乘客感到舒適,電梯設(shè)定運(yùn)行加速度不超過(guò),試求滿足要求且電梯正常運(yùn)行的配重的取值范圍。【答案】(1)5s,(2)3×104N,(3)100kg≤m1≤2250kg【詳解】(1)對(duì)轎廂A和配重A的系統(tǒng)由牛頓第二定律,解得a1=2m/s2根據(jù),解得t1=5s(2)系統(tǒng)先加速后減速運(yùn)動(dòng),則由,可得減速運(yùn)動(dòng)的加速度a2=10m/s2減速過(guò)程對(duì)轎廂A和配重A的系統(tǒng)由牛頓第二定律,解得f=3×104N(3)對(duì)轎廂、乘客和配重整體受力分析,由牛頓第二定律得T+m1g-(M+m0)g=(m1+M+m0)a,即分析可知,當(dāng)與電動(dòng)機(jī)相連繩上拉力T最大,且a最小時(shí)m1最小,即T=14000N,a=0m/s2代入解得m1min=100kg當(dāng)與電動(dòng)機(jī)相連繩上拉力T最小,且a最大時(shí)m1最大,即T=0N,a=2m/s2代入解得m1max=2250kg故配重m1的取值范圍為100kg≤m1≤2250kg6.(2024·天津和平·調(diào)研)如圖所示,勁度系數(shù)為k的輕彈簧一端固定在地面,另一端與質(zhì)量為m的物體P連接處于豎直狀態(tài),跨過(guò)定滑輪的輕繩一端與物體P連接,另一端與質(zhì)量為2m的物體Q連接。用手托著物體Q使輕繩剛好伸直無(wú)張力,物體Q由靜止釋放后,物體P開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物體Q始終未接觸地面,彈簧的形變始終在彈性限度內(nèi),重力加速度為g。設(shè)物體P上升通過(guò)A點(diǎn)位置時(shí)速度最大,求:(1)物體P靜止時(shí)彈簧的形變量x1和物體P通過(guò)A點(diǎn)時(shí)彈簧的形變量x2;(2)物體P通過(guò)A點(diǎn)位置時(shí)最大速度;(3)若物體Q的質(zhì)量增大為原來(lái)的N倍,試分析說(shuō)明不管N多大,物體P上升到A點(diǎn)時(shí)的速度都不可能增大到。【答案】(1);;(2);(3)見(jiàn)解析【詳解】(1)物體P處于靜止?fàn)顟B(tài),根據(jù)平衡條件有,解得物體P通過(guò)A點(diǎn)時(shí),速度達(dá)到最大。加速度為零,合力為零,則有,,解得(2)物塊P在出發(fā)點(diǎn)位置和A位置,彈簧形變量相同,彈性勢(shì)能相等,根據(jù)功能關(guān)系,可得,解得(3)若物塊Q的質(zhì)量增大為原來(lái)的N倍,根據(jù)功能關(guān)系得,解得當(dāng)N→∞時(shí),,而,可得所以不管N多大,物塊P上升到A點(diǎn)時(shí)的速度都不可能增大到2vm。7.(2024·天津·調(diào)研)如圖所示,固定斜面上放一木板PQ,木板的Q端放置一可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊,現(xiàn)用輕細(xì)線的一端連接木板的Q端,保持與斜面平行,繞過(guò)定滑輪后,另一端可懸掛鉤碼,鉤碼距離地面足夠高。已知斜面傾角θ=30°,木板長(zhǎng)為L(zhǎng),Q端距斜面頂端距離也為L(zhǎng),物塊和木板的質(zhì)量均為m,兩者之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。若所掛鉤碼質(zhì)量為2m,物塊和木板恰能一起勻速上滑;若所掛鉤碼質(zhì)量為其他不同值,物塊和木板有可能發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。重力加速度為g,不計(jì)細(xì)線與滑輪之間的摩擦,設(shè)接觸面間最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。(1)木板與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù);(2)物塊和木板不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí),所掛鉤碼質(zhì)量不能超過(guò)多大?(3)選取適當(dāng)質(zhì)量的鉤碼可使木板由靜止開(kāi)始向上滑動(dòng),試討論木板Q端到達(dá)斜面頂端所用時(shí)間t和鉤碼質(zhì)量之間的關(guān)系?!敬鸢浮浚?);(2);(3)見(jiàn)解析【詳解】(1)整個(gè)系統(tǒng)勻速時(shí)有2mg=FT,F(xiàn)T=2mgsinθ+μ22mgcosθ,解得(2)要使二者發(fā)生不相對(duì)滑動(dòng),保證木板的加速度a1不大于物塊的加速度a2,對(duì)物塊有μ1mgcosθ-mgsinθ=ma2,可得對(duì)木塊有F′T-mgsinθ-μ1mgcosθ-μ22mgcosθ=ma1對(duì)鉤碼有m′g-F′T=m′a1,解得,聯(lián)立解得即物塊和木板不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí),所掛鉤碼質(zhì)量不能超過(guò)。(3)若,二者相對(duì)滑動(dòng),木板的位移物塊的位移由于L-s<L,當(dāng)Q端到達(dá)斜面頂端時(shí),物塊未從木板上滑下,所以若,物塊和木板和鉤碼整體一起加速運(yùn)動(dòng),有m′g-2mgsinθ-μ22mgcosθ=(2m+m′)a3,解得,所以有8.(2024·天津南開(kāi)·聯(lián)考)如圖所示,質(zhì)量分別為、的兩個(gè)物體置于光滑的水平面上,中間用輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)連接,的水平拉力作用在上,彈簧測(cè)力計(jì)始終在彈性限度內(nèi)且質(zhì)量可忽略。當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定后,下列說(shuō)法正確的是(
)A.彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是B.在突然撤去F的瞬間,的加速度不變C.在突然撤去F的瞬間,的加速度變小D.在突然撤去F的瞬間,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不變【答案】D【詳解】A.以向右為正方向,對(duì)整體分析,由牛頓第二定律得,解得設(shè)彈簧的彈力為,對(duì)物塊分析,由牛頓第二定律得,故A錯(cuò)誤;B.在突然撤去F的瞬間,彈簧的形變量不變,只受彈簧彈力加速度為,有,故B錯(cuò)誤;C.在突然撤去F的瞬間,彈簧的形變量不變,m2的受力沒(méi)有變化,故其加速度沒(méi)有變化,故C錯(cuò)誤;D.在突然撤去F的瞬間,彈簧的形變量不變,則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不變,故D正確。故選D?!究枷蚨号nD第二定律之斜面體】9.(2024·天津河西·二模)如圖所示,光滑水平面上固定一傾角的斜面,斜面的長(zhǎng)度,質(zhì)量為的足夠長(zhǎng)的木板左端與斜面底端平滑連接(木板與斜面不粘連)。一個(gè)質(zhì)量為的滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從斜面的頂端由靜止開(kāi)始下滑,到達(dá)斜面底端時(shí)的速度大小為,接著立即以該速度大小沿水平方向滑上長(zhǎng)木板。已知滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,滑塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,g取。求:(1)滑塊到達(dá)斜面底端時(shí)的速度大小以及滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中斜面對(duì)滑塊支持力的沖量;(2)滑塊與木板最終達(dá)到的共同速度v的大小以及滑塊相對(duì)于長(zhǎng)木板滑動(dòng)的距離x。【答案】(1),,方向垂直于斜面向上;(2),【詳解】(1)滑塊在斜面上下滑時(shí),以滑塊為研究對(duì)象,有解得滑塊在斜面上做勻變速直線運(yùn)動(dòng),有,,解得,斜面對(duì)滑塊支持力的沖量為,解得,方向垂直于斜面向上(2)滑塊與木板最終達(dá)到的共同速度,根據(jù)動(dòng)量守恒可得,解得滑塊與木板相互作用的過(guò)程中,根據(jù)能量守恒可得解得10.(2024·天津·聯(lián)考)如圖所示,粗糙斜面上的物塊受到沿斜面向上的恒力F作用,下列關(guān)于物塊所處的狀態(tài)和受力情況說(shuō)法正確的是()A.物塊一定靜止不動(dòng) B.物塊一定沿斜面向上運(yùn)動(dòng)C.物塊一定受到摩擦力的作用 D.物塊可能沿斜面向下加速運(yùn)動(dòng)【答案】D【詳解】物塊受重力、斜面的支持力、力F,因三個(gè)力大小關(guān)系不能確定,可知不能確定是否受摩擦力,也不能判斷物塊是否靜止還是運(yùn)動(dòng)以及向什么方向運(yùn)動(dòng),若F=mgsinθ則物塊受摩擦力為零;若mgsinθ>F+f,則物塊沿斜面向下加速運(yùn)動(dòng)。故選D。11.(2024·天津?yàn)I海新·聯(lián)考)如圖所示,斜面AC長(zhǎng),傾角,CD段為與斜面平滑連接的水平地面。一個(gè)質(zhì)量的小物塊從斜面頂端A點(diǎn)由靜止開(kāi)始滑下。小物塊與斜面、地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為,不計(jì)空氣阻力,重力加速度g取,,求:(1)小物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小a;(2)小物塊滑到斜面底端C點(diǎn)時(shí)的速度大小v;(3)小物塊在水平地面上滑行的時(shí)間t?!敬鸢浮?1)2m/s2,(2)2m/s,(3)0.4s【詳解】(1)根據(jù)牛頓第二定律有,代入數(shù)據(jù)得(2)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律有,代入數(shù)據(jù)得(3)根據(jù)動(dòng)量定理,小物塊在水平地面上滑行的過(guò)程,代入數(shù)據(jù)得12.(2024·天津靜?!ふ{(diào)研)如圖所示,質(zhì)量為的木塊在傾角的足夠長(zhǎng)的固定斜面上由靜止開(kāi)始下滑,木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,已知:,,取,求:(1)前內(nèi)位移;(2)前內(nèi)各個(gè)力所做的總功?!敬鸢浮浚?);(2)?!驹斀狻浚?)根據(jù)受力結(jié)合牛頓第二定律,根據(jù)勻加速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式(2)前內(nèi)各個(gè)力所做的總功,即合外力所做功的功,根據(jù)動(dòng)能定理13.(2024·天津·聯(lián)考)如圖所示,斜面置于粗糙水平面上,物塊A和B的接觸面是水平的,兩物塊保持相對(duì)靜止一起沿粗糙斜面加速下滑,在兩物塊下滑過(guò)程中,斜面始終保持靜止不動(dòng),以下說(shuō)法正確的是()A.物塊A對(duì)物塊B的摩擦力方向?yàn)樗较蛴?B.斜面對(duì)物塊B的摩擦力方向?yàn)檠匦泵嫦蛏螩.斜面對(duì)地面的摩擦力方向?yàn)樗较蜃?D.地面對(duì)斜面的支持力大小等于斜面的重力【答案】AB【詳解】A.對(duì)物體A受力分析,受重力、支持力和摩擦力,由于A加速度向左下方,故合力向左下方,故B對(duì)A的摩擦力方向?yàn)樗较蜃?,物塊A對(duì)物塊B的摩擦力方向?yàn)樗较蛴?,故A正確;B.物塊B沿斜面加速下滑,斜面對(duì)物塊B的摩擦力方向?yàn)檠匦泵嫦蛏?,故B正確;C.對(duì)A、B、斜面體整體,其中AB所受合力向左,斜面所受合力為零,故A、B、斜面體合力向左,故地面的摩擦力水平向左,斜面對(duì)地面的摩擦力方向?yàn)樗较蛴?,故C錯(cuò)誤;D.豎直方向上,斜面受到AB對(duì)其豎直向下的作用力,地面對(duì)斜面的支持力大小大于斜面的重力,故D錯(cuò)誤。故選AB。14.(2024·天津和平·調(diào)研)如圖所示,兩根直木棍AB和CD相互平行,斜靠在豎直墻壁上固定不動(dòng),水泥圓筒在木棍上恰可以勻速滑下。則下列操作中,可以使圓筒在木棍上加速下滑的是(
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A.保持兩木棍傾角不變,將兩者間的距離稍增大后固定不動(dòng)B.保持兩木棍傾角不變,將兩者間的距離稍減小后固定不動(dòng)C.保持兩木棍間的距離不變,將兩者傾角稍減小后固定不動(dòng)D.保持兩木棍間的距離不變,將兩者傾角稍增大后固定不動(dòng)【答案】BD【詳解】AB.水泥圓筒從木棍的上部勻速滑下過(guò)程中,受到重力、兩棍的支持力和摩擦力,設(shè)每根棍所受支持力與垂直兩棍平面向上的方向夾角為θ,根據(jù)平衡條件得知,,保持兩木棍傾角不變,將兩棍間的距離稍減小后,兩棍所受支持力的合力不變,夾角θ減小,則每根木棍對(duì)圓筒的支持力N減小,滑動(dòng)摩擦力減小,根據(jù)牛頓第二定律,有,由于摩擦力變小,故加速度變大;可知圓筒將加速下滑;同理可知當(dāng)保持兩木棍傾角不變,將兩者間的距離稍增大后固定不動(dòng),N增大,f增大,圓筒將減速下滑;A錯(cuò)誤,B正確;CD.保持兩木棍間的距離不變,則θ不變;將兩者傾角α稍增大后固定不動(dòng),由AB中公式可知:N減小,f減小,圓筒將加速下滑;保持兩木棍間的距離不變,將兩者傾角α稍減小后固定不動(dòng),N增大,f增大,圓筒將減速下滑。C錯(cuò)誤,D正確。故選BD。15.(2024·天津河北·調(diào)研)如圖所示,一可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊以v0=8m/s的初速度沖上一傾角為θ=37°的固定斜面,向上滑行距離x=4m后速度恰好減小為零。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2。(1)求小物塊沖上斜面過(guò)程中加速度的大小a;(2)求小物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;(3)請(qǐng)分析說(shuō)明小物塊能否返回斜面底端?若能,請(qǐng)計(jì)算從最高點(diǎn)返回斜面底端的時(shí)間t;若不能,請(qǐng)說(shuō)明原因。(可認(rèn)為最大靜摩擦力的大小近似等于滑動(dòng)摩擦力的大?。敬鸢浮浚?)8m/s2;(2)0.25;(3)【詳解】(1)小物塊沿斜面做勻減速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)速度位移關(guān)系有,解得(2)根據(jù)牛頓第二定律可得,所以(3)由于,所以小物塊會(huì)沿斜面下滑返回至底端,設(shè)其下滑的加速度為a′,根據(jù)牛頓第二定律可得,解得根據(jù)位移時(shí)間關(guān)系,解得16.(2024·天津南開(kāi)·聯(lián)考)國(guó)家快遞大數(shù)據(jù)平臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示,截至2021年12月8日9時(shí)03分.我國(guó)快遞年業(yè)務(wù)量首次突破千億級(jí)別,已連續(xù)8年穩(wěn)居世界第一。如圖所示是某快遞點(diǎn)分揀快遞裝置的部分簡(jiǎn)化示意圖,可視為質(zhì)點(diǎn)的某快遞從傾角的斜面頂端A點(diǎn)由靜止釋放,沿斜面AB下滑進(jìn)入水平傳送帶BC,最后從傳送帶末端C點(diǎn)水平拋出落到水平地面。斜面與傳送帶之間平滑連接,斜面AB長(zhǎng),水平傳送帶BC長(zhǎng),傳送帶以的速度沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),傳送帶上表面距水平地面的高度,該快遞與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù),與傳送帶間動(dòng)摩擦因數(shù),忽略空氣阻力,不考慮傳送帶轉(zhuǎn)輪大小,,,,求:(1)快遞剛滑到傳送帶上時(shí)速度的大?。唬?)貨物在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t;(3)快遞落地點(diǎn)與拋出點(diǎn)C的水平距離x?!敬鸢浮浚?);(2);(3)【詳解】(1)從到由牛頓第二定律有根據(jù),解得(2)由于傳送帶速度,快遞到達(dá)點(diǎn)開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)快遞從點(diǎn)加速到所需位移為,則有,,解得即快遞先加速后勻速,最終以的速度離開(kāi)傳送帶。設(shè)快遞做勻加速直線運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間為,在傳送帶上做勻速直線運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間為,有,得快遞與傳送帶共速后做勻速運(yùn)動(dòng)有,得則快遞在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為,得(3)快遞從點(diǎn)水平拋出,有,,解得【考向三:牛頓第二定律之傳送帶】17.(2024·天津·聯(lián)考)傳送帶是一種用于物品輸送的裝置,廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和物流運(yùn)輸領(lǐng)域。如圖所示,傾角為的傳送帶,始終以的速度順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),質(zhì)量為1kg的物塊以的速度平行于傳送帶從底端沖上,恰好能到達(dá)傳送帶頂端。已知物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,重力加速度g取。求:(1)物塊在底端沖上傳送帶時(shí)的加速度的大??;(2)物塊由沖上傳送帶到與傳送帶共速的過(guò)程經(jīng)過(guò)的時(shí)間;(3)物塊從底端運(yùn)動(dòng)到頂端的時(shí)間?!敬鸢浮?1)10m/s2,(2)0.5s,(3)3s【詳解】(1)物塊在底端沖上傳送帶時(shí),解得a1=10m/s2(2)與傳送帶共速時(shí),則由,解得t1=0.5s(3)共速后物塊的加速度大小,解得a2=2m/s2減速到零的時(shí)間,物塊從底端運(yùn)動(dòng)到頂端的時(shí)間18.(2024·天津河?xùn)|·聯(lián)考)在物資運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中常使用傳送帶。如圖所示,傳送帶的傾角θ=37°,從A到B長(zhǎng)度為29m,B點(diǎn)與水平地面平滑連接,傳送帶以10m/s的速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。在傳送帶上A端無(wú)初速度地放一個(gè)質(zhì)量m=0.5kg的黑色煤塊,它與傳送帶和水平地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.5。煤塊在傳送帶上相對(duì)滑動(dòng)會(huì)留下黑色劃痕。已知:sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2,求:(1)煤塊從A到B的時(shí)間;(2)煤塊從A到B的過(guò)程中傳送帶上留下劃痕的長(zhǎng)度;(3)若傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的速度可以調(diào)節(jié),煤塊從A點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)的最短時(shí)間以及最終停在水平面上的C點(diǎn)到B點(diǎn)得距離s是多少(結(jié)果可以保留根號(hào))?!敬鸢浮?1)3s,(2)5m,(3);58m【詳解】(1)開(kāi)始階段,由牛頓第二定律得,解得煤塊加速至傳送帶速度相等時(shí)需要的時(shí)間為煤塊發(fā)生的位移為所以煤塊加速到10m/s時(shí)仍未到達(dá)B點(diǎn),此后摩擦力方向改變,第二階段有,解得設(shè)第二階段煤塊滑動(dòng)到B點(diǎn)的時(shí)間為t2,則,解得則煤塊從A到B的時(shí)間(2)第一階段煤塊的速度小于傳送帶速度,煤塊相對(duì)傳送帶向上移動(dòng),煤塊與傳送帶的相對(duì)位移大小為,故煤塊相對(duì)于傳送帶上移5m;第二階段煤塊的速度大于傳送帶速度,煤塊相對(duì)傳送帶向下移動(dòng),煤塊相對(duì)于傳送帶的位移大小為即煤塊相對(duì)傳送帶下移4m,故傳送帶表面留下黑色炭跡的長(zhǎng)度為(3)若增加傳送帶的速度,煤塊一直以加速度a1做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間最短,則有,可得,到達(dá)B點(diǎn)的速度為則水平面的加速度為根據(jù)速度與位移的關(guān)系有,解得19.(2024·天津北辰·調(diào)研)現(xiàn)在傳送帶傳送貨物已被廣泛地應(yīng)用于車站、工廠、車間、碼頭。如圖所示,某飛機(jī)場(chǎng)利用傳送帶將旅客的行李箱運(yùn)進(jìn)機(jī)艙。在該次運(yùn)輸過(guò)程中,傳送帶以恒定的速率v=2m/s向上運(yùn)行。將行李箱無(wú)初速度地放在傳送帶底端,已知行李箱與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=1,傳送帶的長(zhǎng)度L=9m,傳送帶與水平面的夾角θ=37°,g取10m/s2。試求:(1)行李箱的上升時(shí)間:(2)如果提高傳送帶的運(yùn)行速率,物體就能被較快地傳送到B處,求行李箱的最短上升時(shí)間和傳送帶對(duì)應(yīng)的最小運(yùn)行速率。(3)若傳送帶仍以恒定的速率v=2m/s向上運(yùn)行,每隔1s將一個(gè)質(zhì)量m=10kg的貨物輕放到傳送帶上的A端,求相鄰兩貨物之間的最小距離和最大距離?!敬鸢浮?1)5s,(2)3s,6m/s,(3)1m,2m【詳解】(1)行李箱剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)受到重力、支持力和摩擦力,沿傳送帶方向,根據(jù)牛頓第二定律,有,解得行李箱的加速度為a=2m/s2行李箱加速到與傳送帶共速的時(shí)間這段時(shí)間內(nèi)行李箱的位移,解得x1=1m行李箱勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間,解得t2=4s行李箱的上升時(shí)間=5s(2)只有行李箱一直做加速運(yùn)動(dòng)時(shí),行李箱運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最短;行李箱一直做加速運(yùn)動(dòng),設(shè)到達(dá)機(jī)艙的速度為,則有,代入數(shù)據(jù)得=6m/s由于行李箱一直加速,所以傳送帶的速度至少為6m/s,最短時(shí)間為=3s(3)每隔1s將一個(gè)質(zhì)量m=10kg的貨物輕放到傳送帶上的A端,前一個(gè)貨物剛加速完成,此時(shí)間距最小,間距為=1m共速時(shí),間距最大,,解得xmax=2m20.(2024·天津·調(diào)研)圖(1)為某國(guó)際機(jī)場(chǎng)貨物傳送裝置實(shí)物圖,簡(jiǎn)化圖如圖(2)所示。傳送帶與水平地面的傾角,A、B兩端相距L=7.2m,質(zhì)量為m=10kg的貨物輕放到A端,物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同,均為,傳送帶順時(shí)針勻速運(yùn)轉(zhuǎn)的速度v=2.0m/s(g取10)。(1)貨物從A端到達(dá)B端的過(guò)程中,求傳送帶克服摩擦力做功W克;(2)若每隔0.8s將一個(gè)質(zhì)量m=10kg的貨物輕放到傳送帶上的A端,求相鄰兩貨物之間的最小距離和最大距離;(3)在(2)的情況下,當(dāng)貨物到達(dá)B端時(shí),可視為貨物立即離開(kāi)傳送帶,若要維持傳送帶勻速運(yùn)轉(zhuǎn),與該傳送裝置空載時(shí)相比較,求電動(dòng)機(jī)需增加的最大功率?!敬鸢浮?1)440J,(2)0.8m,1.6m,(3)550W【詳解】(1)因?yàn)樗载浳锵蛏霞铀龠\(yùn)動(dòng),加速度加速時(shí)間加速位移加速過(guò)程傳送帶克服摩擦力做功勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程勻速運(yùn)動(dòng)傳送帶克服摩擦力做功則全過(guò)程傳送帶克服摩擦力做功(2)每隔0.8s將一個(gè)質(zhì)量m=10kg的貨物輕放到傳送帶上的A端,前一個(gè)貨物剛加速完成,此時(shí)間距最小,間距為共速時(shí),間距最大(3)因?yàn)樽畲箝g距為1.6m,且因?yàn)樗詡魉蛶献疃嘤?個(gè)貨物在勻速,一個(gè)貨物在加速,傳送帶受到的摩擦力電動(dòng)機(jī)需增加的最大功率21.(2024·天津·聯(lián)考)如圖所示,一小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從傾斜的傳送帶上端無(wú)初速度釋放后沿傳送帶向下運(yùn)動(dòng),傳送帶靜止不動(dòng)時(shí)小物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的速度二次方隨位移變化的關(guān)系如甲圖所示,當(dāng)傳送帶以恒定速率逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)小物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的速度二次方隨位移變化的關(guān)系如乙圖所示。傳送帶上、下兩端的距離為5m,重力加速度g取。求:(1)傳送帶靜止時(shí),小物塊運(yùn)動(dòng)的加速度大?。?2)小物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù);(3)簡(jiǎn)要說(shuō)明傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的恒定速率大小應(yīng)滿足的條件?!敬鸢浮?1),(2),(3)大于或等于【詳解】(1)根據(jù)位移與速度的關(guān)系有結(jié)合圖甲有,解得(2)物塊沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的傳送帶下滑時(shí),根據(jù)位移與速度的關(guān)系有結(jié)合圖乙有,解得設(shè)傳送帶與水平面的夾角為,物塊沿靜止傳送帶下滑時(shí)有物塊沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的傳送帶下滑時(shí)有,解得(3)由乙圖可知,物塊在傳送帶上一直做加速度為的加速運(yùn)動(dòng),到底端時(shí)速度為。如果傳送帶的速度小于,物塊的速度與傳送帶速度相等時(shí)加速度會(huì)變?yōu)?,運(yùn)動(dòng)情況就不是乙圖的情況。由以上分析可知傳送帶的速度一定大于或等于。22.(2024·天津?yàn)I海新·聯(lián)考)如圖所示,傳送皮帶始終保持v=2m/s的速度水平向右移動(dòng),一質(zhì)量m=0.5kg的小物塊以v0=4m/s的速度從A點(diǎn)向右滑上傳送帶。設(shè)小物塊與傳送帶間的摩擦因數(shù)μ=0.2,傳送帶兩端點(diǎn)A、B間的距離L=5m,g取10m/s2,求:(1)物塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的B點(diǎn)所用時(shí)間?(2)物塊傳送帶上留下痕跡的長(zhǎng)度?【答案】(1)2s,(2)1m【詳解】(1)小物體滑上傳送帶勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度為a=μg=0.2×10m/s2=2m/s2物體速度達(dá)到傳送帶速度所經(jīng)歷的時(shí)間為,經(jīng)歷的位移為則物體勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為物塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的B點(diǎn)所用時(shí)間(2)在相對(duì)滑動(dòng)的過(guò)程中,傳送帶的位移為x1′=vt1=2×1m=2m則相對(duì)位移,即痕跡長(zhǎng)度為Δx=x1﹣x1′=1m23.(2024·天津和平·聯(lián)考)如圖所示,傾角的傳送帶,正以速度順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。質(zhì)量為m=1kg的木板輕放于傳送帶頂端,木板與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù),當(dāng)木板前進(jìn)1s時(shí)機(jī)器人將另一質(zhì)量也為m的貨物輕放在木板的右端,貨物與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù),重力加速度為,貨物可視為質(zhì)點(diǎn),最大靜摩擦力近似等于滑動(dòng)摩擦力,傳送帶足夠長(zhǎng),每一次貨物都不會(huì)從木板上滑下。求:(1)木板前進(jìn)1s時(shí)的速度大小;(2)機(jī)器人在放上第一個(gè)貨物0.5s后取走貨物,求取走第一個(gè)貨物時(shí)木板的速度大??;(3)機(jī)器人取走第一個(gè)貨物0.5s后將第二個(gè)貨物輕放在木板的右端,求需再經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間第二個(gè)貨物第一次與木板的速度大小相同。(此問(wèn)結(jié)果保留最簡(jiǎn)分?jǐn)?shù)形式)【答案】(1)6m/s,(2)6m/s,(3)【詳解】(1)根據(jù)牛頓第二定律有代入數(shù)據(jù)解得木板前進(jìn)1s時(shí)的速度大小,解得(2)貨物向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律有代入數(shù)據(jù),解得剛放上貨物瞬間,木板受到重力、壓力、支持力、貨物對(duì)木板向上的摩擦力和皮帶對(duì)木板向下的摩擦力,因?yàn)閒2的方向沿斜面向下,由于可知木板向下做減速運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律解得貨物加速,木板減速,當(dāng)兩者速度相等時(shí)有解得,之后,兩者一起勻加速到與傳送帶共速,則有再次加速至與傳送帶共速用時(shí)從放上貨物到與傳送帶共速所用時(shí)間由此可知,取走貨物時(shí),木板的速度與傳送帶共速,即木板的速度大小為(3)取走第一個(gè)貨物后,木板向下做勻加速運(yùn)動(dòng),有經(jīng)過(guò)0.5s后木板的速度為輕放上第二貨物時(shí),對(duì)貨物有對(duì)木板有且木板以做勻減速運(yùn)動(dòng),設(shè)木板與傳送帶共速時(shí),則有此時(shí)貨物的速度為則木板與傳送帶先共速,接下來(lái)貨物仍以原加速度勻加速,木板以做勻減速,直至二者共速,則有,解得所以24.(2024·天津南開(kāi)·聯(lián)考)如圖所示,傳送帶的速度恒為,轉(zhuǎn)輪A和B的大小不計(jì),(即傳送帶的總長(zhǎng)度為2.4m)。某偷油老鼠跳到A點(diǎn),并以相對(duì)傳送帶0.3m/s的速度向B點(diǎn)爬去,到達(dá)B點(diǎn)后立即回頭仍以相對(duì)傳送帶0.3m/s的速度返回A點(diǎn)?;氐紸點(diǎn)后,該老鼠將再次向B點(diǎn)爬去,到達(dá)B點(diǎn)后再次返回……如此反復(fù)下去,且老鼠相對(duì)傳送帶的速度始終為0.3m/s。老鼠在A、B兩端點(diǎn)速度轉(zhuǎn)向所需的時(shí)間不計(jì),從該老鼠由A點(diǎn)出發(fā)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間,傳送帶上將都會(huì)被老鼠身上的油漬污染(
)A.16s B.17s C.18s D.19s【答案】B【詳解】從A到B,老鼠相對(duì)A、B兩點(diǎn)的速度為到達(dá)B點(diǎn)所用的時(shí)間為s這時(shí)被污染是B點(diǎn)左側(cè)0.9m的部分;老鼠開(kāi)始回到A,從B到A,老鼠相對(duì)A、B兩點(diǎn)的速度為第一次回到A時(shí)用時(shí)s這時(shí)被污染的是上方的A段及下方B點(diǎn)左側(cè)0.6m的部分;老鼠又去B點(diǎn),第二次到達(dá)B點(diǎn)時(shí)經(jīng)過(guò)的都是被污染的部分,用時(shí)s被污染的變成上下都是B點(diǎn)左側(cè)0.9m處;老鼠開(kāi)始回A,距最后需污染的傳送帶上那一點(diǎn)距離2.4m?0.9m=1.5m相對(duì)于帶的速度為0.3m/s,故又經(jīng)過(guò)s=5s總用時(shí)為s故選B?!究枷蛩模号nD第二定律之板塊(滑塊連接)】25.(2024·天津·調(diào)研)如圖所示,長(zhǎng)L=1.5m、質(zhì)量M=30kg的木板靜止在水平面上,質(zhì)量m=10kg的小物塊靜止在木板的右端,木板和物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.1,現(xiàn)對(duì)木板施加一水平向右的恒定拉力F,小物塊可視為質(zhì)點(diǎn),物塊受到的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,g取10m/s2。(1)如果水平面光滑,拉力F=130N恒定不變且持續(xù)作用,求小物塊所能獲得的最大速度;(2)如果木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.2,拉力F=210N恒定不變,要使小物塊從木板上掉下去,拉力F作用的最短時(shí)間設(shè)為t1,撤去拉力F后小物塊在板上運(yùn)動(dòng)時(shí)間設(shè)為t2,求?!敬鸢浮?1),(2)【詳解】(1)如果拉力F=130N恒定不變,設(shè)M和m之間發(fā)生了相對(duì)滑動(dòng),由牛頓第二定律,對(duì)小物塊有,解得對(duì)木板有,解得由于,假設(shè)成立;小物塊所能獲得的最大速度對(duì)應(yīng)著小物塊剛好離開(kāi)長(zhǎng)木板,則有,解得所以小物塊所能獲得的最大速度(2)設(shè)拉力F作用最短時(shí)間為,撤去拉力F后小物塊在板上運(yùn)動(dòng)時(shí)間為;撤去拉力F前,對(duì)木板有,解得撤去拉力F時(shí),木板的速度為撤去拉力F后,對(duì)木板有,解得經(jīng)過(guò)時(shí)間木板的速度為此時(shí)小物塊的速度與木板的速度相等,則有聯(lián)立可得26.(2024·天津·聯(lián)考)如圖所示,質(zhì)量mA=2kg的木板A放置在光滑的地面上,左端靜置一個(gè)質(zhì)量mB=4kg的物塊B,物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,在木板的右側(cè)有一半徑R=0.225m的光滑半圓圓弧軌道,與固定底座C的左端連接。底座C的高度與木板A等高?,F(xiàn)用F=36N的力作用于物塊B上,經(jīng)過(guò)1s撤掉力F(此時(shí)未到A的右端)。物塊B恰好能到達(dá)木板A右端,之后木板與底座C碰撞并停止運(yùn)動(dòng),物塊滑到底座C上,并進(jìn)入圓弧軌道。物塊B視為質(zhì)點(diǎn),重力加速度g取10m/s2,求:(1)木板A的長(zhǎng)度;(2)物塊B到達(dá)圓弧軌道最高點(diǎn)時(shí),物塊B對(duì)軌道作用力FN?!敬鸢浮?1)2.25m,(2)440N,方向豎直向上【詳解】(1)用F=36N的力作用于物塊B上,以B為對(duì)象,根據(jù)牛頓第二定律可得,解得以A為對(duì)象,根據(jù)牛頓第二定律可得,解得在t1=1s時(shí)撤去力F,此時(shí)A、B的速度分別為,此過(guò)程B相對(duì)于A向右運(yùn)動(dòng)的距離為撤去力F后,B做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小為根據(jù)題意可知,B到達(dá)A右端時(shí),兩者剛好共速,則有解得,則撤去力F后,B相對(duì)于A向右運(yùn)動(dòng)的距離為則木板A的長(zhǎng)度為(2)物塊B從最低點(diǎn)到圓弧軌道最高點(diǎn)過(guò)程,根據(jù)動(dòng)能定理可得解得物塊B到達(dá)圓弧軌道最高點(diǎn)時(shí)的速度大小為在最高點(diǎn)時(shí),根據(jù)牛頓第二定律可得,解得根據(jù)牛頓第三定律可知,物塊B到達(dá)圓弧軌道最高點(diǎn)時(shí),物塊B對(duì)軌道作用力大小為,方向豎直向上。27.(2024·天津河西·調(diào)研)如圖所示,一小圓盤靜止在桌布上,位于一方桌的水平桌面的中央。桌布的一邊與桌的AB邊重合,BC邊的長(zhǎng)度為L(zhǎng)。已知盤與桌布間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1,盤與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2.現(xiàn)突然以恒定加速度將桌布抽離桌面,加速度方向是水平的且垂直于AB邊,圓盤最后剛好未從桌面掉下。重力加速度為g,求:(1)圓盤在桌布上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度a1的大小;(2)從開(kāi)始到圓盤剛離開(kāi)桌布時(shí),圓盤運(yùn)動(dòng)的位移x1的大??;(3)桌布的加速度a為多大?【答案】(1),(2),(3)【詳解】(1)圓盤在桌布上運(yùn)動(dòng)時(shí),根據(jù)牛頓第二定律有,解得(2)圓盤在桌面上運(yùn)動(dòng)時(shí),根據(jù)牛頓第二定律有從開(kāi)始抽桌布到圓盤脫離桌布的瞬間,圓盤的位移x1滿足圓盤脫離桌布后在桌面上運(yùn)動(dòng)的位移x2滿足以上兩式中的v為圓盤從桌布上脫離瞬間的速度。圓盤最后剛好未從桌面掉下,所以有,解得(3)從開(kāi)始抽桌布到圓盤脫離桌布的時(shí)間間隔t內(nèi),桌布的位移為這段時(shí)間內(nèi)圓盤的位移可以寫作,并且有,解得28.(2024·天津·調(diào)研)如圖所示,質(zhì)量為2m、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的小車靜止在光滑水平面上,質(zhì)量為m的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))放在小車的最左端?,F(xiàn)用一水平恒力F作用在小物塊上,使小物塊從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。小物塊和小車之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,重力加速度為g,小物塊滑到小車的最右端時(shí),小車運(yùn)動(dòng)的距離為x。此過(guò)程中,以下結(jié)論正確的是()A.小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小為B.小物塊到達(dá)小車最右端時(shí),小車具有的動(dòng)能為C.小物塊克服摩擦力所做的功為D.小物塊和小車增加的機(jī)械能為【答案】C【詳解】A.對(duì)小車進(jìn)行分析,根據(jù)牛頓第二定律有,解得故A錯(cuò)誤;B.小物塊到達(dá)小車最右端過(guò)程,小車運(yùn)動(dòng)的距離為x,根據(jù)動(dòng)能定理有解得,故B錯(cuò)誤;C.物塊對(duì)小車的相對(duì)位移為L(zhǎng),小車運(yùn)動(dòng)的距離為x,則物塊的位移為,則小物塊克服摩擦力所做的功為,故C正確;D.物塊對(duì)小車的相對(duì)位移為L(zhǎng),則有,物塊的速度小車運(yùn)動(dòng)的距離為x,則有對(duì)物塊進(jìn)行分析,根據(jù)牛頓第二定律有,物塊的動(dòng)能小物塊和小車增加的機(jī)械能為,解得,故D錯(cuò)誤。故選C。29.(2024·天津和平·聯(lián)考)如圖所示,一塊質(zhì)量為,長(zhǎng)為的均質(zhì)板放在光滑水平桌面上,離右側(cè)滑輪距離足夠遠(yuǎn)。板的左端有一質(zhì)量為的小物體(可視為質(zhì)點(diǎn)),物體上連接一根很長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩,細(xì)繩跨過(guò)位于桌邊的定滑輪。某人以恒定的速率向下拉繩,物體最多只能到達(dá)板的中點(diǎn),而板的右端尚未到達(dá)桌邊定滑輪處。試求:(1)物體剛達(dá)板中點(diǎn)時(shí)板的位移。(2)若板與桌面之間有摩擦,為使物體能達(dá)到板的右端,板與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)的范圍是多少。【答案】(1),(2)【詳解】(1)設(shè)物體與板的位移分別為、,則由題意有物體與板的位移之比由于,則有,解得,(2)根據(jù)速度與位移的關(guān)系式有根據(jù)牛頓第二定律有結(jié)合上述解得由題意可知結(jié)合(1)可以2過(guò)程可以解得解得,由題意可知,使物體到達(dá)板的右端時(shí),板與塊剛好有共同速度v。對(duì)板,根據(jù)牛頓第二定律有根據(jù)速度與位移的關(guān)系式有結(jié)合上述解得故板與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)30.(2024·天津武清·聯(lián)考)如圖,一足夠長(zhǎng)的木板A靜止在光滑水
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