高中物理人教版 (2019)必修 第一册3 牛顿第二定律习题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册3 牛顿第二定律习题，文件包含专题4水平传送带模型分层练习解析版docx、专题4水平传送带模型分层练习原卷版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共19页， 欢迎下载使用。
专题4  水平传送带模型1．（2022·辽宁·大连海湾高级中学高一期中）（多选）传送带被广泛地应用于机场和火车站，如图所示为一水平传送带装置示意图。绷紧的传送带AB始终保持恒定的速率运行，将行李无初速度地放在A处，设行李与传送带之间的动摩擦因数为μ，A、B间的距离为L，则（    ）A．行李在传送带上可能有一段时间不受摩擦力B．行李与传送带始终保持相对静止一起运动C．行李在传动带上可能始终做匀加速直线运动D．行李在传送带上运动的时间可能等于【答案】ACD【详解】ABC．行李开始在传送带上向右做匀加速直线运动，可能出现当行李的速度等于传送带速度时，行李还没有到达B端，然后行李与传送带相对静止做匀速直线运动，也可能出现行李在传送带上一直匀加速直线运动。行李做匀速直线运动时不受摩擦力。故AC正确；B错误；D．若行李一直做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得又解得故D正确。故选ACD。2．（2022·四川·仁寿一中高一开学考试）如图甲所示，一水平传送带沿顺时针方向旋转，在传送带左端A处轻放一可视为质点的小物块，小物块从A端到B端的速度—时间变化规律如图乙所示，t=6s时恰好到B点，则（　　）A．AB间距离为20mB．小物块在传送带上留下的痕迹是8mC．物块与传送带之间动摩擦因数为μ=0.5D．若物块速度刚好到4m/s时，传送带速度立刻变为零，则物块不能到达B端【答案】B【详解】A．由图可知，4s后物体与传送带的速度相同，故传送带速度为；图中图像与时间轴所围成的面积表示位移，故AB的长度A错误；B．小物体在传送带上留下的痕迹是B正确；C．由图乙可知，加速过程的加速度由牛顿第二定律可知联立解得C错误；D．物块速度刚好到4m/s时，传送带速度立刻变为零，物块由于惯性向前做匀减速直线运动，减速的加速度为物块从开始到速度为4m/s时发生的位移为所以物块减速的需要运动的位移而物块从4m/s减到零发生的位移为所以物块刚好到达B端，故D错误。故选B。3．如图所示，一足够长的水平传送带以恒定的速度顺时针运行。将一物体轻轻放在传送带的左端，以v、a、x、Ff表示物体速度大小、加速度大小、位移大小和所受摩擦力的大小。下列选项可能正确的是（　　）A． B．C． D．【答案】A【详解】AB．在前t1内物体受到向右的滑动摩擦力而做匀加速直线运动，加速度不变，速度与时间的关系为v=atv-t图象是倾斜的直线，物体的速度与传送带相同后，做匀速直线运动，加速度为0，故A正确，B错误；C．x和t关系先满足后满足x=vt故C错误；D．摩擦力先恒定，提供加速度，后为零，故D错误。故选A。4．（2021·四川攀枝花·高一期末）（多选）如图甲所示，水平传送带AB以恒定的速率逆时针转动。在传送带左侧边缘的A点有一滑块，若滑块以水平速度冲上传送带，经0.8s滑离传送带，滑块在传送带上运动的v-t图像如图乙中a所示；若滑块以水平速度冲上传送带，滑块在传送带上运动的v-t图像如图乙中b所示。重力加速度g取。则下列说法中正确的是（　　）A．传送带的长度为1.6mB．传送带运动的速率C．滑块初速度为时，滑块在传送带上留下划痕的长度为6.4mD．滑块初速度为时，t＝1.2s滑块返回传送带左侧边缘A点【答案】BC【详解】A．a图像所包围的面积即为皮带的长度，所以故A错误；B．b图体现出来物块先减速到零后反向加速到共速，所以皮带的速度为，故B正确；C．滑块初速度为时，物块走过的位移为皮带走过的位移为所以划痕的长度为故C正确；D．滑块初速度为时，t＝1.2s滑块与皮带达到共速，按照运动的对称性可知此时滑块没有到达最左端，故D错误故选BC。5．（多选）如图所示，水平传送带A、B两端相距x=3.5m，工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.1。工件滑上A端时的速度vA=4m/s，到达B端时的瞬时速度设为vB．下列说法中正确的是（g取10m/s2）（　　）A．若传送带不动，则vB=3m/sB．若传送带逆时针匀速转动，则vB一定等于3m/sC．若传送带顺时针匀速转动，则vB一定等于3m/sD．若传送带顺时针匀速转动，则vB可能等于3m/s【答案】ABD【详解】AB．当传送带不动或者传送带逆时针匀速转动时，工件均受到传送带的滑动摩擦力作用，摩擦力方向水平向左且大小相同，工件做匀减速运动，两种情况下，工件运动的位移相同，到达B端的速度相同，根据牛顿第二定律可得工件的加速度大小为a==1m/s2根据匀变速直线运动规律得解得工件到达B端时的速度为vB=3m/s故AB正确；CD．当传送带顺时针匀速转动时，若传送带速度小于或等于3m/s，则工件一直减速，到达B端时的速度大小为3m/s；若传送带速度大于3m/s，则工件先减速后匀速，到达B端的速度大于3m/s，故C错误，D正确。故选ABD。6．（2022·福建·厦门双十中学高一阶段练习）（多选）长为L的水平传送带以恒定速度v顺时针转动，某时刻一个可视为质点的煤块在传送带左端由静止释放，当传送带刚好转动一周时，煤块运动到传送带的中点处，已知煤块在达到与传送带共速前一直匀加速运动，达到与传送带共速后匀速运动，传送带两端转动轮的大小可忽略不计，以下说法正确的是（　　）A．煤块从传送带左端运动到右端，先匀加速运动，后匀速运动B．当煤块运动到传送带中点时，煤块在传送带上留下的划痕长度为LC．煤块运动的加速度为D．煤块从传送带左端运动到右端耗时【答案】BC【详解】AC．当传送带刚好转动一周时，煤块运动到传送带的中点处，此时煤块已经运动的时间为此过程中煤块的平均速度设煤块达到中点的速度大小为v1，则有解得煤块的加速度大小为假设煤块一直加速，末速度为v2，则有v22＝2aL解得所以煤块一直加速运动，假设成立，故A错误，C正确；B．当煤块运动到传送带中点时，煤块在传送带上留下的划痕长度为故B正确；D．煤块从传送带左端运动到右端耗时故D错误。故选BC。7．水平传送带被广泛地应用于机场和火车站，如图所示为一水平传送带装置示意图。紧绷的传送带AB始终保持恒定的速率v=1m/s运行，一质量为m=4kg的行李无初速度地放在A处，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动，随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动。设行李与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1，A、B间的距离L=2m，g取10m/s2。（1）求行李刚开始运动时所受滑动摩擦力的大小与加速度的大小；（2）求行李在传送带上的运动时间；（3）如果提高传送带的运行速率，行李就能被较快地传送到B处，求行李从A处传送到B处的最短时间和传送带对应的最小运行速率。【答案】（1）4N，1m/s2；（2）2.5s；（3）2s，2m/s【详解】(1)行李所受滑动摩擦力的大小为Ff=μmg=0.1×4×10N=4N由牛顿第二定律可得，加速度的大小为a=μg=0.1×10m/s2=1m/s2。(2)行李加速至与传送带速率相等所用时间为加速过程的位移为行李匀速运动至传送带B端所用时间为故行李在传送带上的运动的总时间为(3)行李在传送带上全程加速所用时间最短，加速度仍为a=1m/s2，当行李到达右端时，有=2aLvmin=m/s=2m/s所以传送带对应的最小运行速率为2m/s，行李从A处传送到B处的最短时间为tmin=8．随着电子商务的迅速发展，对物流的需求急剧增加，下图是物流运输过程中卸货的传送装置示意图，倾斜部分的长度为，水平传送带的长度为，部分与水平面之间的夹角。传送带以的速度沿顺时针方向匀速运转，把包裹轻放到A端开始运动，包裹经过B点前后速度大小不变且不脱离传送带。已知包裹与斜面、传送带间的动摩擦因数均为0.5，包裹运动到传送带上后传送带速度不变。不计空气阻力，取重力加速度。求：（1）包裹到达B点时的速度大小：（2）包裹从A点传送到C点所需的时间。【答案】（1）4m/s；（2）4.3s【详解】（1）包裹从A运动到B的过程中       ①          ②由式①②解得vB=4m/s        ③（2）包裹从A运动到B的过程中                   ④包裹刚滑上传送带到与传送带共速的过程中              ⑤          ⑥           ⑦解得t2=0.4s，x=1.2m因为x=1.2m＜5m，因此包裹和传送带共速后匀速向右运动     ⑧所以包裹从A点传送到C点所需的时间为9．如图所示，始终绷紧的水平传送带以v=4.0m/s的恒定速率沿顺时针方向转动，质量M=10kg的平板车停在传送带的右端.现把质量m=5.0kg可视为质点的行李箱轻轻放到距传送带右端x0=5.0m位置．行李箱与传送带、平板车间的动摩擦因数分别为，平板车与水平地面间的动摩擦因数为.（不计空气阻力，g=10m/s2）试求：(1)行李箱在传送带上运动的时间t;(2)行李箱滑到平板车上后，在相对滑动过程中，行李箱及平板车的加速度大小分别是多少？(3)若行李箱由传送带滑到平板车上时速度不变，要想行李箱恰不从平板车上滑出，平板车的最小长度.（结果可用分数表示）【答案】(1)2.25s  (2), (3)【分析】(1)行李箱在传送带上先做初速度为零的匀加速直线运动后做匀速直线运动，应用牛顿第二定律求出加速度，应用运动学公式求出行李箱的运动时间.(2)行李箱滑上平板车后做匀减速直线运动，平板车做匀加速直线运动，当行李箱滑到平板车右端且两者速度相等时，行李箱恰好没有离开平板车，此时平板车最短，应用牛顿第二定律与运动学公式可以求出平板车的最小长度.【详解】(1)对行李箱，由牛顿第二定律得：行李箱匀加速运动的时间为：匀加速的位移为： 行李箱在传送带匀速的时间为：行李箱在传送带上运动的时间为：t=t1+t2=2.25s；(2)行李箱滑到平板车后，当行李箱速度大于平板车速度时，行李箱做减速运动，由牛顿第二定律，对行李箱有：对平板车有：(3)设行李箱经时间t3恰好到达平板车右端且两者速度刚好相等，由匀变速直线运动的速度公式得：v-a2t3=a3t3解得： 平板车的速度：平板车的最小长度：解得：【点睛】本题是多体多过程问题，物体运动过程复杂，分析清楚物体运动过程是解题的前提与关键，应用牛顿第二定律与运动学公式即可解题.10．（2014·四川·高考真题）（多选）如图所示，水平传送带以速度匀速运动，小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连，时刻P在传送带左端具有速度，P与定滑轮间的绳水平，时刻P离开传送带，不计定滑轮质量和摩擦，绳足够长，正确描述小物体P速度随时间变化的图象可能是（　　）A． B．C． D．【答案】BC【详解】B．若，且则当P加速运动速度达到后，与皮带一起匀速运动，直到离开转送带（也可能加速过程中就离开传送带），故B正确；ACD．若，且则P先匀减速到零，再反向加速到离开传送带（也可能减速过程中就离开传送带）；若且则P先匀减速至，然后与传送带一起匀速运动，直到离开传送带（有可能减速过程中就离开传送带）；若且满足中途速度减至，以后满足先减速到零再以相同的加速度返回直到离开传送带（也可能减速过程中就离开传送带），故C正确，AD错误。故选BC。