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”模型含答案

这是一份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”模型含答案，共5页。
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1．[2022·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T＝1 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v＝2 m/s顺时针运行，A、B两处的距离L＝10 m，行李箱与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.1，重力加速度取g＝10 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θ的足够长的传送带以恒定的速率v0沿逆时针方向运行．t＝0时，将质量m＝1 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v0＝10 m/sB．传送带的倾角θ＝30°C．物体与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.25D．0～2.0 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Δx.     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0～2 s内做加速度为a＝μg＝1 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t＝＝2 s时与传送带共速，则行李箱在2～6 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ΔL＝vT＝2 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T＝1 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aA＝2 m/s2.对于木板有f＝mAaA＝μmBg，木板与木块间的动摩擦因数μ＝＝0.3.(2)由题图乙知，4 s末A、B的速度均为v＝×4×2 m/s＝4 m/s.(3)4～6 s内，木板A运动的位移xA＝，木块B的位移xB＝，则木板的长度l＝xB－xA＝4 m.答案：(1)0.3　(2)4 m/s　4 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t＝1.0 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v0＝10 m/s，故A正确；在0～1.0 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a1＝＝g sin θ＋μg cos θ，由图可得a1＝＝10 m/s2，即有g sin θ＋μg cos θ＝10.在1.0～2.0 s，物体的加速度为a2＝＝g sin θ－μg cos θ，由图可得a2＝＝2 m/s2，即有g sin θ－μg cos θ＝2.联立解得μ＝0.5，θ＝37°，故B、C错误；根据面积表示位移，可知0～1.0 s物体相对于地面的位移x1＝×10×1 m＝5 m，1.0～2.0 s物体相对于地面的位移x2＝×1 m＝11 m．所以0～2.0 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a1＝ m/s2＝1.5 m/s2木板开始做匀加速直线运动的加速度大小为a2＝ m/s2＝1 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a＝ m/s2＝0.5 m/s2.(2)物块冲上木板匀减速运动时：μ1mg＝ma1木板匀加速时：μ1mg－μ2(M＋m)g＝Ma2速度相同后一起匀减速运动，对整体有：μ2(M＋m)g＝(M＋m)a解得＝.(3)由v ­ t图像知，物块在木板上相对滑行的距离Δx＝×10×4 m＝20 m.答案：(1)1.5 m/s2　1 m/s2　0.5 m/s2　(2)3∶2(3)20 m