2021-2022學年高一上學期期末考試專題卷 物理09

金太陽教育平臺()專題09傳送帶、板塊模型選擇題1.如圖所示，皮帶是水平的，當皮帶不動時，為使物體向右勻速運動而作用在物體上的水平拉力為F1；當皮帶向左運動時，為使物體向右勻速運動而作用在物體上的水平力為F2，則（）A.F1=F2 B.F1＞F2 C.F1＜F2 D.以上三種情況都可能【答案】A【解析】兩種情況下，物體所受皮帶摩擦力均為滑動摩擦力，大小方向相同，所以F1=F2，故選A。2.如圖所示，水平傳送帶的速度保持不變，現(xiàn)將一物體放在傳送帶A端，開始時物體在傳送帶上滑動，當它到達位置C后隨傳送帶一起勻速運動，直至傳送到B端，則在此過程中()A.物體由A運動到B過程中始終受水平向左的滑動摩擦力B.物體在AC段受摩擦力逐漸減小C.物體在CB段受水平向右的靜摩擦力D.物體在CB段不受摩擦力作用【答案】D【解析】在AC段，物體向右做勻加速運動，加速度向右，合力向右，物體受重力、支持力和滑動摩擦力，重力與支持力二力平衡，則滑動摩擦力向右；由f=μN=μmg知，物體在AC段受摩擦力不變．在CB段物體做勻速直線運動，加速度為零，故合力為零，物體受到重力和支持力，不受摩擦力，故ABC錯誤，D正確；故選D.3.如圖所示,傳送帶保持1m/s的速度順時針轉(zhuǎn)動．現(xiàn)將一質(zhì)量m=0.5kg的物體輕輕地放在傳送帶的a點上,設(shè)物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,a、b間的距離L=2.5m,則物體從a點運動到b點所經(jīng)歷的時間為(g取10m/s2)()A.s B.(-1)s C.3s D.2.5s【答案】C【解析】物塊開始做勻加速直線運動，a＝μg＝1m/s2，速度達到皮帶的速度時發(fā)生的位移x＝＝m＝0.5m＜L，故物體接著做勻速直線運動，第1段時間t1＝＝1s，第2段時間t2＝＝s＝2s，t總＝t1＋t2＝3s4.如圖所示，某快遞公司利用皮帶傳輸機把貨物從地面運送到高出水平地面的C平臺上，C平臺離地面的高度一定。運輸機的皮帶以一定的速度v順時針轉(zhuǎn)動且不打滑。將貨物輕輕地放在A處，貨物隨皮帶到達平臺，貨物在皮帶上相對滑動時，會留下劃痕，且所有貨物與皮帶間的動摩擦因數(shù)都為μ，始終滿足，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則（）A.傾角θ一定，改變速度v，運送時間一定改變B.傾角θ一定，改變速度v，運送時間可能不變C.傾角θ和速度v均一定，貨物質(zhì)量m變大，但貨物與傳送帶間的劃痕長度不變D.傾角θ和速度v均一定，貸物與皮帶間的動摩擦因數(shù)μ變大，皮帶上留下的劃痕長度一定變大【答案】BC【解析】AB．當傾角θ一定時，改變速度v時，貨物可能一直做勻加速直線運動，加速度不變，初速度和位移均不變，可知貨物到達頂端的時間可能不變，故A錯誤，B正確；

CD．貨物勻加速運動時，根據(jù)牛頓第二定律可得μmgcosθ-mgsinθ=ma，解得a=μgcosθ-gsinθ勻加速運動的時間為，勻加速運動過程中貨物上升的位移為，傳送帶前進的位移為x2=vt1，所以皮帶上留下的痕跡長度為，可知皮帶上留下的痕跡與貨物的質(zhì)量無關(guān)；當傾角θ和速度v一定時，貨物與皮帶間的動摩擦因數(shù)μ越大，皮帶上留下的痕跡越短，故C正確、D錯誤；故選BC。二、非選擇題5．（13分）如圖甲所示，一足夠長的粗糙的水平傳送帶在電機的帶動下以恒定的速度沿順時針方向運動，質(zhì)量的小鐵塊A和質(zhì)量的長木板B疊放在一起，A位于B的右端，在時將A、B輕放到傳送帶上，最終A恰好沒有滑離B。已知小鐵塊A在的加速度為；長木板B在和的加速度分別為、0，取重力加速度．回答下列問題：（1）在如圖乙所示方框內(nèi)同一坐標系中作出A、B在的速度－時間圖象；（2）求A、B間的動摩擦因數(shù)和B與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)；（3）求長木板B的長度。【答案】（1）見解析；（2）0.4,2/3；（3）1m【解析】（1）由題意知，在同一坐標系中作出的A、B在的速度—時間圖象，如下圖所示（4分）（2）對A：剛放上傳送帶時加速度的大小由牛頓第二定律：解得：對長木板B：剛放上傳送帶時加速度的大小解得：（3）B經(jīng)時間與傳送帶共速，A經(jīng)時間與傳送帶共速。從將A、B放上傳送帶到均與傳送帶相對靜止的過程中1分）長木板長度：解得：6.如圖所示，傳送帶與水平面的夾角，以的速率順時針運行?，F(xiàn)把一質(zhì)量為的小工件輕放在皮帶的底端，工件能被傳送到頂端，工件與傳送帶的動摩擦因數(shù)為，，。求：（1）物塊剛開始上滑時的加速度大小；（2）物體被傳送到頂端的時間；（3）小工件相對傳送帶的位移大小。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）工件受力如圖所示由牛頓第二定律有又聯(lián)立式子，代入數(shù)據(jù)解得（2）工件勻加速上升至與傳送帶速度相等，所用時間為，則有代入數(shù)據(jù)解得此過程中工件向上運動位移解得之后工件隨傳送帶勻速運動至頂端，勻速位移代入已知數(shù)據(jù)解得所需時間所以總時間（3）傳送帶在工件勻加速時的位移為所以工件相對于傳送帶的位移為7.如圖所示，PQ為一繃緊的傳送帶，始終以v=5m/s的速度逆時針運行，傳送帶與水平方向的夾角θ＝37°。現(xiàn)有一質(zhì)量為m的小碳從Q處以v0=3m/s的速度沿圖示方向滑上傳送帶，已知P、Q之間的距離為6.8m，碳塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，g＝10m/s2。（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8），試求：（1）碳塊在傳送帶上運動的總時間。（2）碳塊在傳送帶上留下的劃痕長度?！敬鸢浮浚?）1.2s（2）1m【解析】（1）設(shè)L=6.8m，碳塊相對傳送帶向上運動物時加速度大小為a1，根據(jù)牛頓第二定律有：碳塊經(jīng)t1時間與傳送帶同速，根據(jù)速度時間公式有：t1時間內(nèi)炭塊下滑位移為x碳1，根據(jù)位移公式有：解得：s，x碳1=0.8m<L因μ<tan37°，碳塊以大小為a2的加速度繼續(xù)加速下滑。經(jīng)時間t2滑出傳送帶，根據(jù)牛頓第二定律有：根據(jù)位移時間公式有：碳塊在傳送帶上運動的總時間為：解得：s（2）t1時間內(nèi)，傳送帶位移為:碳塊相對傳送帶位移大小為：t2時間內(nèi)，傳送帶位移為碳塊相對傳送帶位移大小為：解得：，m因所以劃痕長為：解得：m8.如圖，兩個滑塊A和B的質(zhì)量分別為mA＝1kg和mB＝5kg，放在靜止于水平地面上的木板的兩端，兩者與木板間的動摩擦因數(shù)均為μ1＝0.5；木板的質(zhì)量為m＝4kg，與地面間的動摩擦因數(shù)為μ2＝0.1。某時刻A、B兩滑塊開始相向滑動，初速度大小均為v0＝3m/s，A、B相遇時，A與木板恰好相對靜止。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度大小g＝10m/s2，求：（1）B與木板相對靜止時，木板的速度；（2）A、B開始運動時，兩者之間的距離?！敬鸢浮浚?）1m/s；（2）1.9m。【解析】（1）滑塊A和B在木板上滑動時，木板也在地面上滑動，設(shè)A、B和木板所受的摩擦力大小分別為f1、f2和f3，A和B相對于地面的加速度大小分別是aA和aB，木板相對于地面的加速度大小為a1，在物塊B與木板達到共同速度前有①②③由牛頓第二定律得④⑤⑥設(shè)在t1時刻，B與木板達到共同速度，設(shè)大小為v1。由運動學公式有⑦⑧聯(lián)立①②③④⑤⑥⑦⑧式，代入已知數(shù)據(jù)，可得B與木板相對靜止時，木板的速度⑨（2）在t1時間間隔內(nèi)，B相對于地面移動的距離為⑩設(shè)在B與木板達到共同速度v1后，木板的加速度大小為a2，對于B與木板組成的體系，由牛頓第二定律有?由①②④⑤式知，aA=aB；再由⑦⑧可知，B與木板達到共同速度時，A的速度大小也為v1，但運動方向與木板相反；由題意知，A和B相遇時，A與木板的速度相同，設(shè)其大小為v2，設(shè)A的速度大小從v1變到v2所用時間為t2，則由運動學公式，對木板有?對A有?在t2時間間隔內(nèi)，B（以及木板）相對地面移動的距離為?在(t1+t2)時間間隔內(nèi)，A相對地面移動的距離為

?A和B相遇時，A與木板的速度也恰好相同，因此A和B開始運動時，兩者之間的距離為?聯(lián)立以上各式，代入數(shù)據(jù)，A、B開始運動時，兩者之間的距離?答：（1）B與木板相對靜止時，木板的速度為1m/s；（2）A、B開始運動時，兩者之間的距離為1.9m。9.如圖所示，質(zhì)量為1.5kg的木板A放在光滑水平地面上。木板A上放置質(zhì)量為0.5kg的物體B，物體B視為質(zhì)點，B位于木板A中點處，物體A與B之間的動摩擦因數(shù)為0.2，重力加速度g取10m/s2。問：(1)若木板A的長度為4.0m，當拉力始終保持為7.0N不變時，經(jīng)過多長時間A板從B板下抽出？（計算結(jié)果可用根式表示）(2)若木板A的長度為2.24m，當拉力為7.0N時，為了使B從木板A左端滑落，F(xiàn)至少作用多長時間？【答案】(1)；(2)0.8s【解析】(1)對B由牛頓第二定律對A由牛頓第二定律可得聯(lián)立解得(2)設(shè)作用與木板t1時間撤掉拉力F，木板A加速t1、減速t2恰好共速且滑到木板A的左端；B的加速度aB=2m/s2水平向右水平向右；水平向左解得t1=0.8sF至少作用0.8s。1.用如圖所示的裝置運輸質(zhì)量的貨物（可看成質(zhì)點），貨物與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)，傳送帶與水平地面的夾角，傳送帶最高點與最低點的距離，傳送帶以的速率逆時針轉(zhuǎn)動。質(zhì)量的長木板上表面與貨物間的動摩擦因數(shù)，下表面光滑，開始時長木板靠近傳送帶B端并處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)在傳送帶最高端A處由靜止釋放貨物。（，，取重力加速度大小）(1)求貨物剛從A處下滑時加速度大小a1；(2)求貨物到達傳送帶最低端B處時的速度大小vB；(3)要使貨物不從長木板上掉落，求長木板的長度L2需要滿足的條件（貨物通過B點前后速度大小不變）。【答案】(1)10m/s2；(2)4m/s；(3)【解析】(1)以貨物為研究對象，開始時貨物相對傳送帶上滑，由牛頓第二定律得：mgsin37°+μ1mgcos37°=ma1解得a1=10m/s2(2)貨物與傳送帶共速后，摩擦力方向發(fā)生改變。設(shè)從開始到共速的時間為t1，貨物對應(yīng)的位移為x1，則有：之后摩擦力反向，設(shè)貨物的加速度大小為a2，由牛頓第二定律結(jié)合運動學公式得mgsin37°-μ1mgcos37°=ma2解得vB=4m/s(3)設(shè)貨物在長木板上滑動的加速度大小為a3，長木板的加速度大小為a4，由牛頓運動定律得：解得a3=3m/s2a4=1m/s2臨界條件為長木板與貨物速度相等時貨物恰好到達長木板最左端，設(shè)此時它們的速度大小為v，該過程中貨物的位移為x3，該過程中長木板的位移為x4，所用時間為t2，則有L2≥x3-x4解得L2≥2m2.如圖，光滑水平面上靜置一長木板A，質(zhì)量M=4kg，A的最前端放一小物塊B（可視為質(zhì)點），質(zhì)量m=1kg，A與B間動摩擦因數(shù)μ=0.2。現(xiàn)對木板A施加一水平向右的拉力F，取g=10m/s2則：(1)若拉力F1=5N，A、B一起加速運動，求A對B的靜摩擦力Ff的大小和方向；(2)為保證A、B一起加速運動而不發(fā)生相對滑動，求拉力的最大值Fm（設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等）；(3)若拉力F2=18N，在力F2作用t=1s后撤去，要使物塊不從木板上滑下，求木板A的最小長度L?！敬鸢浮?1)1N，方向水平向右；(2)10N；(3)1.8m【解析】(1)對AB整體分析，由牛頓第二定律得F1=(M+m）a1對B，由牛頓第二定律得Ff=ma1解得Ff=1N方向水平向右；(2)對AB整體，由牛頓第二定律得Fm=(M+m）a2對B，有μmg=ma2解得Fm=10N(3)因為F2>Fm，所以AB間發(fā)生了相對滑動，木塊B加速度為a2=μg=2m/s2木板A加速度為a3，則F2-