高中物理人教版 (2019)必修 第一册第四章 运动和力的关系5 牛顿运动定律的应用巩固练习

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册第四章 运动和力的关系5 牛顿运动定律的应用巩固练习，共8页。试卷主要包含了25 s到达B端等内容，欢迎下载使用。
题组一 传送带模型问题
1.如图甲所示,传送带与水平面的夹角为θ,逆时针运行速度恒为v0,现将质量为m的物块轻放到传送带顶端,物块从顶端到底端的过程中v-t图像如图乙所示,物块与传送带间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,则物块( )
A.在0~t1时间内所受摩擦力大小为μmg,方向沿斜面向下
B.在0~t1时间内所受摩擦力大小为μmgcs θ,方向沿斜面向上
C.在t1后所受摩擦力大小为μmgcs θ,方向沿斜面向下
D.在t1后所受摩擦力大小为mgsin θ,方向沿斜面向上
2.如图所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行。初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计时,小物块在传送带上运动的v-t图像(以地面为参考系)如图乙所示。已知v2>v1,则( )
A.t2时刻,小物块离A处的距离达到最大
B.t3时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最大
C.0~t2时间内,小物块始终受到大小不变的摩擦力作用
D.0~t2时间内,小物块受到的摩擦力方向先向右后向左
3.快递给人们带来更加快捷的生活,快递公司通过传送带分拣物品。如图为快递传送带的简化模型,水平传送带以2 m/s的恒定速率顺时针转动,A、B间的距离为4.25 m,物品与传送带间的动摩擦因数μ=0.8。将一可视为质点的物品轻放在水平传送带的左端A处,重力加速度g取10 m/s2。下列说法正确的是( )
A.物品在传送带上一直做加速运动
B.物品经过0.25 s到达B端
C.物品相对于传送带的位移为0.25 m
D.若仅使传送带的速率增大,物品在传送带上受到的摩擦力也增大
题组二 板块模型问题
4.如图所示,质量为m0=2 kg、长度为l=3 m的长木板放在水平桌面上,右端放有一质量为m=1 kg、长度可忽略的小木块,已知小木块与木板之间的动摩擦因数为μ1=0.1,木板与桌面之间的动摩擦因数为μ2=0.2,开始时小木块、木板均静止,某时刻起给木板施加一水平向右的恒力F=12 N,g取10 m/s2,则小木块从开始运动到离开木板所经历的时间为( )
A.1 sB.2 sC.3 sD.4 s
5.如图所示,在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板,其上叠放一质量为m2的木块。假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给木块施加一随时间t增大的水平力F=kt(k是常量),木板和木块加速度的大小分别为a1和a2。下列反映a1和a2变化的图线中正确的是( )
6.(多选)(2024贵州毕节高一期末)如图所示,A、B两物块的质量分别为2m和m,静止叠放在光滑水平地面上。A、B间的动摩擦因数为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。现对A施加一水平拉力F,则( )
A.无论F为何值,B的加速度都不会超过μg
B.当F=4μmg时,B的加速度大小为2μg
C.当F=8μmg时,A的加速度大小为3μg
D.当F>6μmg时,A、B开始相对滑动
7.如图甲所示,物块A与木板B叠放在粗糙水平面上,其中A的质量为m,B的质量为2m,且B足够长,A与B、B与地面间的动摩擦因数均为μ。对木板B施加一水平变力F,F随t变化的关系如图乙所示,A与B、B与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是( )
A.在0~t1时间内,A、B间的摩擦力为μmg
B.在t1~t2时间内,A受到的摩擦力方向水平向左
C.在t2时刻,A、B间的摩擦力大小为0.5μmg
D.在t3时刻以后,A、B间的摩擦力大小为μmg
B组关键能力提升练
8.(多选)如图所示,一倾角为θ的倾斜传送带以速度v顺时针匀速运转,t=0时刻,一小滑块(可视为质点)从传送带底端以大小为v0的初速度向上滑入传送带,经一段时间后小滑块离开传送带。关于小滑块在传送带上的运动,下列说法可能正确的是( )
A.小滑块一直做匀速直线运动
B.小滑块一直做匀加速直线运动
C.小滑块一直做匀减速直线运动
D.小滑块先做匀加速直线运动后做匀减速直线运动
9.(多选)如图所示,物块A和木板B的质量均为m,A、B间的动摩擦因数为2μ,B与水平面间的动摩擦因数为μ2,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。现对A施加一水平向右的恒定拉力F,则施加拉力F后( )
A.B与地面间的摩擦力大小可能等于F
B.A、B之间的摩擦力大小可能等于2μmg,也可能小于2μmg
C.B的加速度可能为3μg2
D.B的加速度可能为F-μmg2m
10.(多选)如图所示,水平传送带A、B两端相距s=3.5 m,工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,工件滑上A端的瞬时速度vA=4 m/s,到达B端的瞬时速度设为vB,g取10 m/s2,则下列说法正确的是( )
A.若传送带不动,则vB=4 m/s
B.若传送带以速度v=4 m/s逆时针匀速转动,则vB=4 m/s
C.若传送带以速度v=2 m/s顺时针匀速转动,则vB=3 m/s
D.若传送带以速度v=6 m/s顺时针匀速转动,则vB=23 m/s
11. (多选)(2024辽宁卷)一足够长的木板置于水平地面上,二者间的动摩擦因数为μ。t=0时,木板在水平恒力作用下,由静止开始向右运动。某时刻,一小物块以与木板等大、反向的速度从右端滑上木板。已知t=0到t=4t0的时间内,木板速度v随时间t变化的图像如图所示,其中g为重力加速度大小。t=4t0时刻,小物块与木板的速度相同。下列说法正确的是( )
A.小物块在t=3t0时刻滑上木板
B.小物块和木板间的动摩擦因数为2μ
C.小物块与木板的质量之比为3∶4
D.t=4t0之后小物块和木板一起做匀速运动
C组核心素养拔高练
12.(2024山东淄博实验中学校考)如图所示,静止的水平传送带足够长,其上叠放着静止的A、B两物体,A与B之间的动摩擦因数为μ1,B与传送带之间的动摩擦因数为μ2,且μ1>μ2,某时刻传送带由静止开始顺时针转动,其水平部分加速度大小为a,重力加速度为g,则在传送带加速过程中( )
A.物体A、B之间的摩擦力可能为0
B.无论a多大,物体B相对传送带都不会滑动
C.只要a足够大,物体A、B之间就可以发生相对滑动
D.若av0,μmgcs θ>mgsin θ,滑块滑上传送带后,做匀加速直线运动,若滑块加速到与传送带同速前,离开传送带,则小滑块在传送带上一直做匀加速直线运动,故B正确;若满足vv0,μmgcs θ>mgsin θ,当加速至和传送带同速时,由于μmgcs θ>mgsin θ,所以滑块会随传送带一起做匀速直线运动,不会做匀减速直线运动,故D错误。
9.ABD 若F比较小,A、B整体处于静止状态,由整体法可知地面对B的摩擦力大小等于F,故A正确;假如A、B之间不相对滑动,它们之间的静摩擦力就小于或者等于2μmg,假如A、B之间发生相对滑动,它们之间的滑动摩擦力就等于2μmg,故B正确;当A、B之间的摩擦力达到最大值2μmg,B和地面之间的摩擦力达到μmg时,木板B的加速度最大,据牛顿第二定律得2μmg-μmg=ma,所以木板B的最大加速度为μg,故C错误;当A、B一起加速时,对A、B整体由牛顿第二定律得加速度为a=F-μmg2m,故D正确。
10.CD 若传送带不动,工件的加速度a=-μmgm=-μg=-1 m/s2,由vB2-vA2=2as得vB=3 m/s,故A错误;若传送带以速度v=4 m/s逆时针匀速转动,工件的受力情况不变,由牛顿第二定律得知,工件的加速度仍为a=-μg,工件的运动情况跟传送带不动时的一样,则vB=3 m/s,故B错误;若传送带以速度v=2 m/s顺时针匀速转动,工件滑上传送带时所受的滑动摩擦力方向水平向左,做匀减速运动,工件的加速度仍为a=-μg,工件的运动情况跟传送带不动时的一样,则vB=3 m/s,故C正确;若传送带以速度v=6 m/s顺时针匀速转动,工件滑上传送带时所受的滑动摩擦力方向水平向右,做匀加速运动,由牛顿第二定律得知,工件的加速度为a'=μg=1 m/s2,由vB'2-vA2=2a's得vB'=23 m/s,故D正确。
11.ABD 本题借助板块模型,考查对速度图像的理解以及运动和力的关系。由题图可知,3t0时刻,木板运动状态发生改变,说明小物块在3t0时刻滑上木板,A正确。0~3t0内,木板的加速度a1=12μg;3t0~4t0内,对于木板有a2=12μg·3t0-12μgt0t0=μg。根据牛顿第二定律得0~3t0内有F-μm木g=12μgm木;3t0~4t0内,对小物块有a'=12μgt0--32μgt0t0=2μg,根据牛顿第二定律得μxmg=ma',μx=2μ,故B正确。对木板3t0~4t0内有F-μ(m木+m)g-2μmg=-m木a2,解得mm木=12,故C错误。F=32μm木g=3μmg,故4t0后做匀速运动,D正确。
12.D 因为传送带由静止开始顺时针加速转动,则A、B也会加速运动起来,又因为A的加速度由B给A的摩擦力提供,则物体A、B之间的摩擦力一定不为零,故A错误。将A、B看作整体,整体的最大加速度满足μ2(m+m0)g=(m+m0)am,即am=μ2g,A的最大加速度满足μ1mg=ma1m,可得a1m=μ1g,因为μ1>μ2,则A、B之间始终保持相对静止;当传送带的加速度a大于A、B整体的最大加速度时,即a>μ2g,整体会相对于传送带发生滑动;若传送带的加速度小于等于A、B整体的最大加速度时,即a≤μ2g,整体会与传送带保持相对静止,故B、C错误,D正确。