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2019屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)14 牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合應(yīng)用（二）.doc

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課時(shí)作業(yè)(十四)　牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合應(yīng)用(二) [基礎(chǔ)訓(xùn)練] 1．(2018安徽池州二模)重物A放在傾斜的皮帶傳送機(jī)上，它和皮帶一直相對(duì)靜止沒有打滑，如圖所示，傳送帶工作時(shí)，關(guān)于重物受到摩擦力的大小，下列說法正確的是(　　) A．重物靜止時(shí)受到的摩擦力一定小于它斜向上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力 B．重物斜向上加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度越大，摩擦力一定越大 C．重物斜向下加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度越大，摩擦力一定越大 D．重物斜向上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度越大，摩擦力一定越大答案：B 解析：重物靜止時(shí)，受到的摩擦力f＝mgsin θ，重物勻速上升時(shí)，受到的摩擦力為f＝mgsin θ，且與速度大小無關(guān)，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤；重物斜向上加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律，摩擦力f＝mgsin θ＋ma，加速度越大，摩擦力越大，選項(xiàng)B正確；重物沿斜面向下加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)aμ2(M＋m)g，則滑塊滑上木板后向右勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度為a1＝μ1g，木板向右勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)二者速度相等后，一起以a2＝μ2g的加速度勻減速到停止，因a1>a2，故選項(xiàng)B正確． 7．一平直的傳送帶以速率v＝2 m/s勻速運(yùn)行，在A處把物體輕輕地放到傳送帶上，經(jīng)過時(shí)間t＝6 s，物體到達(dá)B處．A、B相距L＝10 m. (1)物體在傳送帶上勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是多少？ (2)如果提高傳送帶的運(yùn)行速率，物體能較快地傳送到B處．要讓物體以最短的時(shí)間從A處傳送到B處，傳送帶的運(yùn)行速率至少應(yīng)為多大？ (3)若使傳送帶的運(yùn)行速率為v′＝10 m/s，則物體從A傳送到B的時(shí)間又是多少？答案：(1)2 s　(2)2 m/s　(3)2 s 解析：(1)物體從A到B需經(jīng)歷勻加速運(yùn)動(dòng)和勻速運(yùn)動(dòng)兩個(gè)過程，設(shè)物體勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2，則t1＋vt2＝L t1＋t2＝t 聯(lián)立解得t1＝2 s. (2)為使物體從A至B所用時(shí)間最短，物體必須始終處于加速狀態(tài)，由于物體與傳送帶之間的滑動(dòng)摩擦力不變，所以其加速度也不變，而a＝＝1 m/s2 由2aL＝v 解得vmin＝2 m/s 即傳送帶的運(yùn)行速率至少為2 m/s， (3)傳送帶速率為v′＝10 m/s>2 m/s，物體一直做加速度為1 m/s2的勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)物體從A至B所用最短的時(shí)間為t′，則 at′2＝L t′＝＝＝2 s. [能力提升] 8．(2018吉林省吉林大學(xué)附中摸底)正方形木板水平放置在地面上，木板的中心靜置一小滑塊，如圖所示為俯視圖．為將木板從滑塊下抽出，需要對(duì)木板施加一個(gè)作用線通過木板中心點(diǎn)的水平恒力F.已知木板邊長L＝2 m，質(zhì)量M＝3 kg，滑塊質(zhì)量m＝2 kg，滑塊與木板、木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ＝0.2(取g＝10 m/s2，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)，求： (1)要將木板抽出，水平恒力F需滿足的條件； (2)當(dāng)水平恒力F＝29 N時(shí)，在木板抽出時(shí)滑塊能獲得的最大速度．答案：(1)F>20 N (2) m/s 解析：(1)能抽出木板，滑塊與木板發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，當(dāng)滑塊達(dá)到隨板運(yùn)動(dòng)的最大加速度時(shí)，拉力最小，對(duì)滑塊有μmg＝ma，對(duì)木板有Fmin－μ(M＋m)g－μmg＝Ma，得Fmin＝2μ(M＋m)g＝20 N，故要抽出木板，水平恒力F>20 N. (2)要使滑塊獲得的速度最大，則滑塊在木板上相對(duì)滑動(dòng)的距離最大，故應(yīng)沿木板的對(duì)角線方向抽木板．設(shè)此時(shí)木板加速度為a1，則有F－μ(M＋m)g－μmg＝Ma1，又a1t2－μgt2＝L，vmax＝μgt，解得vmax＝ m/s. 9．如圖所示，與水平面成θ＝30角的傳送帶正以v＝3 m/s的速度勻速運(yùn)行，A、B兩端相距l(xiāng)＝13.5 m．現(xiàn)每隔1 s把質(zhì)量m＝1 kg的工件(視為質(zhì)點(diǎn))輕放在傳送帶上，工件在傳送帶的帶動(dòng)下向上運(yùn)動(dòng)，工件與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝，取g＝10 m/s2，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字．求： (1)相鄰工件間的最小距離和最大距離； (2)滿載與空載相比，傳送帶需要增加多大的牽引力？答案：(1)0.5 m　3 m　(2)33 N 解析：(1)設(shè)工件在傳送帶上加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為a，有μmgcos θ－mgsin θ＝ma 代入數(shù)據(jù)解得a＝1.0 m/s2 剛放上下一個(gè)工件時(shí)，該工件離前一個(gè)工件的距離最小，且最小距離dmin＝at2 解得dmin＝0.5 m 當(dāng)工件勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)兩相鄰工件相距最遠(yuǎn)，則dmax＝vt＝3.0 m. (2)由于工件加速時(shí)間為t1＝＝3.0 s，因此傳送帶上總有三個(gè)(n1＝3)工件正在加速，故所有做加速運(yùn)動(dòng)的工件對(duì)傳送帶的總滑動(dòng)摩擦力f1＝3μmgcos θ 在滑動(dòng)摩擦力作用下工件移動(dòng)的位移x＝＝4.5 m 傳送帶上做勻速運(yùn)動(dòng)的工件數(shù)n2＝＝3 當(dāng)工件與傳送帶相對(duì)靜止后，每個(gè)工件受到的靜摩擦力f0＝mgsin θ，所有做勻速運(yùn)動(dòng)的工件對(duì)傳送帶的總靜摩擦力f2＝n2f0 與空載相比，傳送帶需增大的牽引力F＝f1＋f2 聯(lián)立解得F＝33 N. 10．如圖所示，一直立的輕桿長為L，在其上、下端各緊套一個(gè)質(zhì)量分別為m和2m的圓環(huán)狀彈性物塊A、B.A、B與輕桿間的最大靜摩擦力分別是Ff1＝mg、Ff2＝2mg，且滑動(dòng)摩擦力與最大靜摩擦力大小相等．桿下方存在這樣一個(gè)區(qū)域：當(dāng)物塊A進(jìn)入該區(qū)域時(shí)受到一個(gè)豎直向上的恒力F作用，而B在該區(qū)域運(yùn)動(dòng)時(shí)不受其作用，PQ、MN是該區(qū)域上下水平邊界，高度差為h(L>2h)．現(xiàn)讓桿的下端從距離上邊界PQ高h(yuǎn)處由靜止釋放，重力加速度為g. (1)為使A、B間無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，求F應(yīng)滿足的條件； (2)若F＝3mg，求物塊A到達(dá)下邊界MN時(shí)A、B間的距離．答案：(1)F≤mg　(2)L－h(huán) 解析：(1)設(shè)A、B與桿不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)的共同加速度為a，A與桿的靜摩擦力為FfA.則對(duì)A、B和桿整體，有：3mg－F＝3ma 對(duì)A，有：mg＋FfA－F＝ma，并且FfA≤Ff1 聯(lián)立解得F≤mg. (2)A到達(dá)上邊界PQ時(shí)的速度vA＝當(dāng)F＝3mg時(shí)，A相對(duì)于輕桿向上滑動(dòng)．設(shè)A的加速度為a1，則有：mg＋Ff1－F＝ma1，解得：a1＝－g A向下減速運(yùn)動(dòng)位移h時(shí)，速度剛好減小到零，此過程運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t＝由于桿的質(zhì)量不計(jì)，在此過程中，A對(duì)桿的摩擦力與B對(duì)桿的摩擦力方向相反，大小均為mg.B受到桿的摩擦力小于2mg，則B與輕桿相對(duì)靜止，B和輕桿整體受到重力和A對(duì)桿的摩擦力作用，以vA為初速度，以a2為加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律可得：a2＝＝物塊A到達(dá)下邊界MN時(shí)A、B之間的距離為： ΔL＝L＋h－(vAt＋a2t2)＝L－h(huán).

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