猜想09 有關(guān)牛頓第二定律的連接體問(wèn)題、傳送帶問(wèn)題、板塊問(wèn)題（解析版）-高一上期末物理考點(diǎn)大串（人教版）

猜想09有關(guān)牛頓第二定律的連接體問(wèn)題、傳送帶問(wèn)題、板塊問(wèn)題題題型一連接體問(wèn)題1．如圖所示，帶支架的平板小車沿水平面向右做直線運(yùn)動(dòng)，質(zhì)量為m的小球A用輕質(zhì)細(xì)線懸掛于支架，小車右端質(zhì)量為M的物塊B始終相對(duì)于小車靜止。物塊B與小車平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。若某段時(shí)間內(nèi)觀察到輕質(zhì)細(xì)線與豎直方向夾角為θ，且保持不變，則在這段時(shí)間內(nèi)（）

A．小車一定正在做加速運(yùn)動(dòng)B．輕質(zhì)細(xì)線對(duì)小球A的拉力大小為C．物塊B所受摩擦力大小為μMg，方向水平向左D．小車對(duì)物塊B的作用力大小為，方向?yàn)樾毕蜃笊戏健敬鸢浮緿【詳解】A．對(duì)A受力分析，由牛頓第二定律得解得方向水平向左，則小車向右做減速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B．細(xì)繩的拉力為故B錯(cuò)誤；CD．由題意可知，A與小車相對(duì)靜止，則小車與A具有相同的加速度，即小車的加速度大小為gtanθ，方向水平向左，此刻物塊B的加速度與小車相同，根據(jù)牛頓第二定律方向水平向左，小車對(duì)物體B的作用力為方向?yàn)樾毕蜃笊戏?，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。2．如圖所示，兩個(gè)傾角相同的滑桿上分別套有A、B兩個(gè)圓環(huán)，兩個(gè)圓環(huán)分別用細(xì)線懸吊兩一個(gè)物體C、D，當(dāng)它們都沿滑桿向下滑動(dòng)時(shí)A的懸線與桿垂直，B的懸線豎直向下。下列說(shuō)法正確的是（）

A．A、B環(huán)與滑桿之間都有摩擦力B．A、B環(huán)與滑桿之間都沒(méi)有摩擦力C．A環(huán)做的是勻速直線運(yùn)動(dòng)D．B環(huán)做的是勻速直線運(yùn)動(dòng)【答案】D【詳解】AC．假設(shè)A環(huán)與桿間的摩擦力為，對(duì)A環(huán)受力分析如圖1

根據(jù)牛頓第二定律有對(duì)小球C則有聯(lián)立解得，即可知A環(huán)與桿間無(wú)摩擦，A環(huán)與小球C一起做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故AC錯(cuò)誤；BD．對(duì)D球受力分析，受重力和豎直向上的拉力，假設(shè)D球合力不為零，則其合力一定在豎直方向上，由于D球沿著桿做直線運(yùn)動(dòng)，合力應(yīng)與速度方向共線，即沿著桿的方向，顯然假設(shè)不成立，D球所受合力一定為零，即D球做勻速直線運(yùn)動(dòng)；在對(duì)B環(huán)受力分析，假設(shè)受到桿的摩擦力，受力分析如圖2

由于D球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則B環(huán)也一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)，合力為零，分析可知，B環(huán)一定要受到沿桿向上的摩擦力作用合力才能為零，因此假設(shè)成立，B環(huán)受摩擦力作用，故B錯(cuò)誤，D正確。故選D。3．如圖所示，一輛小車在水平面上以一定的加速度向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，一物塊放在傾角為的斜面上，斜面又壓在車廂豎直后壁上，物塊、斜面、車廂三者恰能保持相對(duì)靜止，且斜面剛好不沿后壁下滑。已知該斜面的斜邊光滑，斜面與車廂后壁間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則斜面與車廂后壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)的值為（

）

A． B． C． D．【答案】B【詳解】設(shè)物塊的質(zhì)量為，斜面質(zhì)量為，小車對(duì)斜面的彈力為，小車與斜面的摩擦力為，物塊、斜面、車廂三者恰能保持相對(duì)靜止，將物塊和斜面看成整體，水平方向有豎直方向有對(duì)物塊受力分析，設(shè)斜面對(duì)滑塊的彈力為F，水平方向有豎直方向有可得斜面與車廂后壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)的值為故選B。4．質(zhì)量為2m的物體A和質(zhì)量為m的物體B相互接觸放在水平面上，如圖所示。若對(duì)A施加水平推力F，使兩物體沿水平方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）

A．若水平面光滑，物體A的加速度為B．若水平面光滑，物體A對(duì)B的作用力為C．若物體A與地面無(wú)摩擦，B與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則物體A對(duì)B的作用力大小為D．若物體A與地面無(wú)摩擦，B與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則物體B的加速度為【答案】A【詳解】A．如果水平面光滑，以A、B組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，由牛頓第二定律得解得故A正確；B．如果水平面光滑，以B為研究對(duì)象，由牛頓第二定律得，A對(duì)B的作用力為故B錯(cuò)誤；CD．若物體A與地面無(wú)摩擦，B與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為，以系統(tǒng)為研究對(duì)象，由牛頓第二定律可得解得以B為研究對(duì)象由牛頓第二定律得解得故CD錯(cuò)誤。故選A。5．如圖所示，質(zhì)量為的物塊靜置在光滑水平桌面上，它通過(guò)輕繩和輕質(zhì)滑輪懸掛著質(zhì)量為的物塊，由靜止釋放物塊、后（重力加速度大小為）（）A．相同時(shí)間內(nèi)，運(yùn)動(dòng)的路程之比為 B．物塊的加速度之比為C．細(xì)繩的拉力 D．當(dāng)下落高度時(shí)，速度為【答案】ACD【詳解】A．由動(dòng)滑輪的繩子位移運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)可知，在相同時(shí)間內(nèi)，運(yùn)動(dòng)的路程之比為，A正確；B．兩物塊都做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由可知，相同時(shí)間內(nèi)，物體的位移與加速度成正比，所以物塊的加速度之比為，B錯(cuò)誤；C．設(shè)繩子的拉力為T，對(duì)A有對(duì)B有；解得，，C正確；D．當(dāng)下落高度時(shí)，速度為解得，D正確。故選ACD。題題型二傳送帶問(wèn)題6．如圖甲為應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)和火車站的安全檢查儀，用于對(duì)旅客的行李進(jìn)行安全檢查．其傳送裝置可簡(jiǎn)化為如圖乙的模型，緊繃的傳送帶始終保持的恒定速率運(yùn)行．旅客把行李無(wú)初速度地放在A處，設(shè)行李與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1，A、B間的距離為2m，g取，若乘客把行李放到傳送帶上的同時(shí)也以的恒定速率平行于傳送帶運(yùn)動(dòng)到B處取行李，則（）

A．行李提前0.5s到達(dá)B處B．乘客提前0.5s到達(dá)B處C．行李從A運(yùn)動(dòng)到B過(guò)程一直受到向左的摩擦力D．若傳送帶速度足夠大，行李最快也要2s才能到達(dá)B處【答案】BD【詳解】ABC．根據(jù)題意，行李剛放上傳送帶時(shí)，由牛頓第二定律有解得當(dāng)行李與傳送帶共速時(shí)，行李運(yùn)動(dòng)的位移為可知，行李先加速后勻速，勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由平衡條件可知，行李不受摩擦力，由公式可得，行李加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為則行李由運(yùn)動(dòng)到的時(shí)間為乘客由運(yùn)動(dòng)到的時(shí)間為可知，乘客提前0.5s到達(dá)B處，故AC錯(cuò)誤，B正確；D．若傳送帶速度足夠大，則行李一直加速到處，由公式可得，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為故D正確。故選BD。7．一水平傳送帶沿逆時(shí)針?lè)较蛞?m/s的速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，傳送帶上表面長(zhǎng)6m，一質(zhì)量為1kg的物體以6m/s的速度水平向右從傳送帶左側(cè)沖上傳送帶，物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4，取重力加速度為10m/s2，下列說(shuō)法正確的是（

）

A．物體將從傳送帶右側(cè)離開(kāi)傳送帶B．物體向右運(yùn)動(dòng)的最大距離為4.5mC．物體離開(kāi)傳送帶時(shí)的速度大小為5m/sD．物體向右做減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為1.5s【答案】BCD【詳解】AB．物體滑上傳送帶后做勻減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)物體從開(kāi)始滑上傳送帶到速度減至零時(shí)通過(guò)的位移為x，根據(jù)牛頓第二定律得，物體的加速度大小為由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得所以物體的速度減至零后將向左運(yùn)動(dòng)，所以物體將從傳送帶左側(cè)離開(kāi)傳送帶，可知物體向右運(yùn)動(dòng)的最大距離是4.5m，故A錯(cuò)誤、B正確；C．設(shè)物體向左運(yùn)動(dòng)后經(jīng)過(guò)位移時(shí)速度與傳送帶速度相等，則說(shuō)明物體與傳送帶共速時(shí)還沒(méi)有到達(dá)傳送帶左側(cè)，此后物體隨傳送帶做勻速運(yùn)動(dòng)，物體離開(kāi)傳送帶時(shí)的速度大小為5m/s，故C正確；D．物體向右做減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為故D正確。故選CBD。8．如圖所示，傳送帶與水平面夾角，以恒定的速度順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，物塊以初速度沿平行于傳送帶方向從傳送帶底端滑上傳送帶，物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)，物塊恰能到達(dá)傳送帶頂端，取重力加速度，，。下列說(shuō)法正確的是（）

A．物塊受摩擦力方向沿斜面始終向下B．物塊先受到滑動(dòng)摩擦力后受到靜摩擦力C．傳送帶底端到頂端距離為D．傳送帶底端到頂端距離為【答案】D【詳解】開(kāi)始時(shí)物塊的速度大于傳送帶的速度，則物塊受到向下的滑動(dòng)摩擦力，加速度大小共速時(shí)上滑的距離因則物塊繼續(xù)減速，受向上的滑動(dòng)摩擦力，則加速度大小到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)上滑的距離傳送帶底端到頂端距離為故選D。9．傾角為的傾斜傳送帶以恒定的速率沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)行，如圖甲所示。在時(shí)，將一小煤塊輕放在傳送帶上點(diǎn)處，時(shí)小煤塊從點(diǎn)離開(kāi)傳送帶。小煤塊速度隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示，設(shè)沿傳送帶向下為運(yùn)動(dòng)的正方向，重力加速度，則下列說(shuō)法中正確的是（）A．內(nèi)小煤塊的加速度大小為B．傳送帶的速率為C．在時(shí)間內(nèi)小煤塊在傳送帶上留下的痕跡長(zhǎng)度為D．在時(shí)間內(nèi)小煤塊相對(duì)傳送帶的位移大小為【答案】AD【詳解】A．根據(jù)圖像中斜率表示加速度，由圖像可得，內(nèi)小煤塊的加速度大小為故A正確；B．根據(jù)圖像中斜率表示加速度，由圖像可得，內(nèi)小煤塊的加速度大小為可知，小煤塊在時(shí)與傳送帶速度相等，則傳送帶的速率為，故B錯(cuò)誤；CD．根據(jù)圖像中面積表位移，由圖可知，內(nèi)小煤塊的位移為傳送帶的位移為可知，傳送帶運(yùn)動(dòng)的快，痕跡長(zhǎng)度為同理，內(nèi)小煤塊的位移為傳送帶的位移為可知，小煤塊運(yùn)動(dòng)的快，痕跡覆蓋，則在時(shí)間內(nèi)小煤塊在傳送帶上留下的痕跡長(zhǎng)度為，在時(shí)間內(nèi)小煤塊相對(duì)傳送帶的位移為即煤塊相對(duì)傳送帶的位移大小為，故D正確。故選AD。10．如圖甲，傾角為θ的傳送帶始終以恒定速率v2逆時(shí)針運(yùn)行，t=0時(shí)初速度大小為v1（v1>v2）的小物塊從傳送帶的底端滑上傳送帶，在傳送帶上運(yùn)動(dòng)時(shí)速度隨時(shí)間變化的v-t圖像如圖乙，則（）

A．0~t3時(shí)間內(nèi)，小物塊所受到的摩擦力始終不變B．小物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)滿足μ<tanθC．t1時(shí)刻，小物塊離傳送帶底端的距離達(dá)到最大D．小物塊從最高點(diǎn)返回向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中摩擦力始終和運(yùn)動(dòng)方向相反【答案】BC【詳解】A．通過(guò)乙圖可以看出，小物塊先向上減速運(yùn)動(dòng)，減速到零后反向加速，當(dāng)速度與傳送帶速度相等時(shí)，加速度大小發(fā)生變化，所以小物塊的速度達(dá)到與傳送帶速度相等以前，摩擦力方向一直沿斜面向下，t2時(shí)刻以后摩擦力方向沿斜面向上，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)圖乙可知，t2時(shí)刻以后小物塊相對(duì)于傳送帶向下加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律可得所以小物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)滿足故B正確；C．根據(jù)圖乙可知，t1時(shí)刻小物塊向上運(yùn)動(dòng)的速度為零，此時(shí)小物塊離傳送帶底端的距離達(dá)到最大，故C正確；D．小物塊從最高點(diǎn)返回向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中摩擦力先沿斜面向下，與運(yùn)動(dòng)方向相同，后沿斜面向上，與運(yùn)動(dòng)方向相反，故D錯(cuò)誤。故選BC。題題型三板塊問(wèn)題11．滑沙運(yùn)動(dòng)是小朋友比較喜歡的一項(xiàng)運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)過(guò)程可類比為如圖所示的模型，傾角為37°的斜坡上有長(zhǎng)為1m的滑板，滑板與沙間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。小孩（可視為質(zhì)點(diǎn)）坐在滑板上端，與滑板一起由靜止開(kāi)始下滑，小孩與滑板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)取決于小孩的衣料，假設(shè)圖中小孩與滑板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4，小孩的質(zhì)量與滑板的質(zhì)量相等，斜坡足夠長(zhǎng)，，，g取10m/s2，則下列判斷正確的是（）A．小孩在滑板上下滑的加速度大小為2m/s2B．小孩和滑板脫離前滑板的加速度大小為2m/s2C．經(jīng)過(guò)1s的時(shí)間，小孩離開(kāi)滑板D．小孩離開(kāi)滑板時(shí)的速度大小為0.8m/s【答案】C【詳解】AB．對(duì)小孩，由牛頓第二定律得，加速度大小為同理對(duì)滑板，加速度大小為故AB錯(cuò)誤；CD．要使小孩與滑板分離解得t=1s離開(kāi)滑板時(shí)小孩的速度大小為故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。12．質(zhì)量為M=2kg的木板B靜止在水平面上，可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊A從木板的左側(cè)沿木板上表面水平?jīng)_上木板，如圖甲所示。A和B經(jīng)過(guò)1s達(dá)到同一速度，之后共同減速直至靜止，A和B的圖像如圖乙所示，重力加速度g取，下列說(shuō)法正確的是（）A．A與B上表面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)B．B與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)C．A的質(zhì)量D．A的質(zhì)量【答案】C【詳解】A．由圖像可知，A在0~1s內(nèi)的加速度對(duì)A由牛頓第二定律得解得B．由圖像知，AB共速在1~3s內(nèi)的加速度對(duì)AB由牛頓第二定律得解得選項(xiàng)B錯(cuò)誤；CD．由圖像可知B在0~1s內(nèi)的加速度對(duì)B由牛頓第二定律得代入數(shù)據(jù)解得選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。故選C。13．如圖甲所示，質(zhì)量為M的木板靜止在光滑水平面上。一個(gè)質(zhì)量為m的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）以初速度從木板的左端向右滑上木板?；瑝K和木板的水平速度隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示。小冉同學(xué)根據(jù)圖像作出如下一些判斷，正確的是（

）A．滑塊始終受到向左的摩擦力 B．滑塊的質(zhì)量m大于木板的質(zhì)量MC．木板的長(zhǎng)度可能為 D．滑塊與木板相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，滑塊的加速度小于【答案】BCD【詳解】A．由圖乙可知，滑塊在木板的摩擦力作用下做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，木板在滑塊摩擦力的作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，最終兩物體一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)，這個(gè)時(shí)候滑塊不受摩擦力，A錯(cuò)誤；B．設(shè)兩物體間的摩擦力為，共速時(shí)的速度大小為，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度時(shí)間關(guān)系可知，對(duì)滑塊對(duì)木板聯(lián)立解得由圖乙可知故有，B正確；C．當(dāng)滑塊和木板共速時(shí)，由圖乙可知滑塊相對(duì)木板的位移大小為故木板的長(zhǎng)度應(yīng)該大等于，C正確；D．滑塊與木板相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，滑塊的加速度大小為由圖乙可知故有，D正確；故選BCD。14．光滑水平地面上有一質(zhì)量為m1的長(zhǎng)木板，木板的左上有一質(zhì)量為m2的物塊，如圖（a）所示。用水平向右的拉力F作用在物塊上，F(xiàn)隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖（b）所示，其中F1為t1時(shí)刻F的大小。木板的加速度a1隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖（c）所示。已知物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，假設(shè)最大靜摩擦力與相應(yīng)的滑動(dòng)摩擦力相等，重力加速度大小為g。則（）A．在0~t1時(shí)間段內(nèi)物塊與木板加速度相同B．C．D．t1時(shí)刻后物塊加速度不變【答案】AC【詳解】A．由圖（c）可知0~t1時(shí)間段內(nèi)，木板的加速度一直在增大，故此時(shí)受到的為靜摩擦力，即此時(shí)物塊與木板沒(méi)有發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以物塊與木板加速度相同，故A正確；D．由圖（c）可知t1后木板的加速度不變，則物塊與木板發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，對(duì)物塊由牛頓第二定律F-μm2g=m2a2解得可知隨著F增大，物塊的加速度增大，故D錯(cuò)誤；BC．由圖可知t1時(shí)刻，物塊和木板的加速度相等，把物塊和木板看成一個(gè)整體，由牛頓第二定律，得F1=(m1+m2）a對(duì)木板，可知此時(shí)物塊和木板剛好發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，由牛頓第二定律，得μm2g=m1a聯(lián)立可得故B錯(cuò)誤，C正確。故選AC。15．如圖所示，質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板在水平拉力F作用下，在光滑的水平面上由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)。當(dāng)速度達(dá)到3m/s時(shí)，將質(zhì)量為m的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）輕輕放到木板的右端。已知M=2kg，m=1kg，F(xiàn)=6N，物塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)，重力加速