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2021届高三物理二轮强化综合复习训练
牛顿第二定律的应用
1.如下图甲所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率运行.初速度大小为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图象(以地面为参考系)如下图乙所示,已知,则(?
?)
A.
时刻,小物块离A处的距离达到最大
B.
时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最大
C.
时间内,小物块受到的摩擦力方向先向右后向左
D.
时间内,小物块始终受到大小不变的摩擦力作用
2.如图所示为粮袋的传送装置,已知间长度为,传送带与水平方向的夹角为,工作时运行速度为,粮袋与传送带间的动摩擦因数为,正常工作时工人在点将粮袋放到运行中的传送带上,关于粮袋从到的运动,以下说法正确的是(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(??
)
A.粮袋到达点的速度与相比较,可能大,也可能相等或小
B.粮袋开始运动的加速度为,若足够大,则粮袋最后将以速度做匀速运动
C.若,则粮袋从到—定一直做加速运动
D.不论大小如何,粮袋从到一直做匀加速运动,且
3.如图所示，水平传送带以速度匀速运动，小物体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像可能是(
)
A.
B.
C.
D.
4.水平皮带传输装置如图所示,皮带的速度保持不变,物体被轻轻地放在皮带端,开始时物体在皮带上滑动,当它到达位置后滑动停止,之后就随皮带一起匀速运动,直至传送到目的地端.在传送过程中,物体受到的摩擦力(
??)
A.在段为水平向左的滑动摩擦力
B.在段为水平向右的滑动摩擦力
C.在段不受静摩擦力
D.在段受水平向右的静摩擦力
5.如图所示,水平传送带A、B两端点相距,以的速度(始终保持不变)顺时针运转.今将一小煤块(可视为质点)无初速度地轻放在A点处,已知小煤块与传送带间的动摩擦因数为0.4.由于小煤块与传送带之间有相对滑动,会在传送带上留下划痕.小煤块从A运动到B的过程中(??
)
A.所用的时间是2s
B.所用的时间是2.25s
C.划痕长度是4m
D.划痕长度是0.5m
6.如图所示,倾角为37°,长为的传送带,转动速度为,动摩擦因数,在传送带顶端A处无初速度地释放一个质量为的物体.已知,,取.求:
(1)传送带顺时针转动时,物体从顶端A滑到底端B的时间.
(2)传送带逆时针转动时,物体从顶端A滑到底端B的时间.
7.某快递公司分拣邮件的水平传输装置示意如图,皮带在电动机的带动下保持的恒定速度向右运动,现将一质量为的邮件轻放在皮带上,邮件和皮带间的动摩擦因数。设皮带足够长,取,在邮件与皮带发生相对滑动的过程中,求:
(1)邮件滑动的时间t;
(2)邮件对地的位移大小;
(3)邮件与皮带间的摩擦力对皮带做的功。
8.如图所示,一水平传送带长为16,以2的速度做匀速运动。已知某物体与传送带间的动摩擦因数为0.2,现将该物体由静止轻放到传送带的端。求:(
取10)
（1）.物体被送到另一端点所需的时间;
（2）.物体被送到另一端点时的速度。
9.如图所示,倾角的光滑斜面的下端有一水平传送带,传送带以v=6m/s的速度顺时针转动。一个质量为2kg的物体(可视为质点),从h=3.2m高处由静止开始沿斜面下滑。物体经过点时,无论是从斜面到传送带还是从传送带到斜面,都不计其速率变化。物体与传送带间的动摩擦因数为,传送带左右两端、间的距离LAB=10m,重力加速度g=10m/s2。问:
（1）.物体由静止沿斜面下滑到斜面末端需要多长时间?
（2）.物体在传送带上向左最多能滑到距多远处?
（3）.物体随传送带向右运动后,沿斜面上滑的最大高度为多少?
10.如下图所示,传送带的水平部分,斜面部分,与水平面的夹角.一个小物体与传送带的动摩擦因数,传送带沿图示的方向运动,速率.若把物体轻放到处,它将被传送带送到点,且物体在点时不会脱离传送带.求物体从点被传送到点所用的时间.(已知:
,,)
11.如图所示,传送带与地面成夹角,以10的速度逆时针转动,在传送带上端轻轻地放一个质量的物体,它与传送带间的动摩擦因数,已知传送带从到的长度,则物体从到需要的时间为多少?
参考答案
1.答案：B
解析：小物块对地速度为零时,即时刻,向左离开A处最远.
时刻,小物块相对传送带静止,此时不再相对传送带滑动,所以从开始到此刻,它相对传送带滑动的距离最大.
时间内,小物块受到的摩擦力为滑动摩擦力,方向始终向右,大小不变.
时刻以后小物块相对传送带静止,故不再受摩擦力作用,B项正确.
2.答案：A
解析：粮袋在传送带上可能一直做匀加速运动,到达B点时的速度小于v;可能先做匀加速运动,当速度与传送带相同后,做匀速运动,到达B点时速度与v相同;也可能先做加速度较大的匀加速运动,当速度与传送带相同后做加速度较小的匀加速运动,到达B点时的速度大于v,故选项A正确;质量为m的粮袋开始时受到沿斜面向下的滑动摩擦力,大小为μmg=cosθ,根据牛顿第二定律得到加速度为a=g(sinθ+μcosθ),故选项B错误;若μ≥tanθ,粮袋从A到B可能一直做加速运动,也可能先做匀加速运动,当速度与传送带速度相同后,做匀速运动,故选项C错误;由以上分析可知,粮袋从A到B不一定一直做匀加速运动,选项D错误。
3.答案：BC
解析：①若，则先一起做匀减速运动，且加速度大小。
若P能减速到，当，共同匀速，速度大小为；当，继续减速，加速度大小，故A错误。
若传送带足够长，减速到零后，反向加速，加速度大小为。
②若。
当，先共同加速，后以共同匀速运动，加速度大小为
当，可能一直减速，也可能先减速到零，后反向加速，加速度不变。
综上，B、C正确，D错误。
4.答案：BC
解析：在段滑块向右加速运动,加速度向右,故合力向右;滑块受重力、支持力和滑动摩擦力,滑动摩擦力向右,故A错误,B正确;在段滑块匀速直线运动,加速度为零,故合力为零;滑块受到重力和支持力,若有摩擦力,合力不为零,矛盾,故C正确,D错误;
5.答案：AD
解析：小煤块刚放上传送带时,相对于传送带向左运动,水平方向上受到向右的滑动摩擦力,结合牛顿第二定律得,小煤块的加速度,小煤块加速到与传送带的速度相同时,经历的时间,匀加速运动过程的位移.此后,小煤块相对于传送带静止,做匀速运动,运动的位移,则速运动的时间.所以小煤块从A运动到B的时间,选项A正确,
B错误.在煤块匀加速运动的过程中,传送带的位移。则划痕的长度,选项C错误,D正确.
6.答案：(1)
传送带顺时针转动时，物体相对传送带向下运动，则物体所受滑动摩擦力沿斜面向上，相对传送带向下匀加速运动，根据牛顿第二定律有
则，
根据得.
(2)
传送带逆时针转动，当物体下滑速度小于传送带转动速度时，物体相对传送带向上运动，则物体所受滑动摩擦力沿传送带向下，设物体的加速度大小为，由牛顿第二定律得，
则有
设当物体运动速度等于传送带转动速度时经历的时间为，位移为，则有
，
当物体运动速度等于传送带速度瞬间，有，则下一时刻物体相对传送带向下运动，受到传送带向上的滑动摩擦力——摩擦力发生突变．设当物体下滑速度大于传送带转动速度时物体的加速度为，则
又因为，则有，
解得：
(舍去)
所以.
7.答案：(1)
(2)
(3)
解析：(1)设邮件放到皮带上与皮带发生相对滑动过程中受到的滑动摩擦力为F,则
,①
,②
,③
由①②③式并代入数据得。④
(2)邮件对地的位移,⑤
由④⑤式并代入数据得。⑥
(3)邮件与皮带发生相对滑动的过程中,设皮带相对地面的位移为s,则,⑦
摩擦力对皮带做的功,⑧
由①④⑦⑧式并代入数据得。
8.答案：（1）.物体从点由静止释放,物体相对传送带向左运动,因此判断出物体受到的摩擦力方向向右。物体在摩擦力的作用下向右做初速度为零的匀加速运动。由牛顿第二定律得,又,可求出物体的加速度为,故物体由静止释放到与传送带速度相同所用时间为,此过程物体向右的位移为,物体达到与传送带相同速度后,二者没有相对运动,因而不存在摩擦力,物体跟传送带一起匀速运动。物体匀速运动到端所用时间为,所以物体从沿传送带运动到所需的时间。
（2）.物体到达点时的速度.
9.答案：（1）.对物体在光滑斜面上的运动,刚放物体时根据牛顿第二定律有,
得a=5m/s2
由得t=1.6s
（2）物体滑至斜面底端时的速度,
物体以速度滑上传送带时,相对于传送带向左运动,物体受到向右的滑动摩擦力作用而做匀减速运动,物体在传送带上速度为零时离最远,对物体应用牛顿第二定律得,得a'=5m/s2。
由得L=6.4m。
（3）.物体速度减为时,传送带的速度向右,所以物体相对于传送带向左运动,所受滑动摩擦力的方向仍水平向右,故物体向右做匀加速运动。根据对称性可知:若物体一直向右做匀加速运动,它回到点时的速度是8m/s。因传送带的速度是6m/s,故当物体向右加速至6m/s时滑动摩擦力将突然变为,之后随传送带一起做匀速直线运动,物体在到达点前速度与传送带相等。对物体从点到斜面最高点,有,得h'=1.8m。
10.答案：物体轻放在点后在摩擦力作用下向右做匀加速直线运动直到和传送带速度相等.
在这一过程中有,,经历时间为。
点的时间为,
当物体到达斜面时,由于,
所以物体将再沿传送带做匀加速直线运动,其加速度大小为,物体在传送带上所用时间满足,代入数据得.(舍去),
则物体从点被传送到点所用时间为。
11.答案：物体放上传送带以后,开始一段时间,其运动加速度;
这样的加速度只能维持到物体的速度达到10为止,
其对应的时间和位移分别为:
,;
以后物体受到的摩擦力变为沿传送带向上,其加速度大小为(因为).
;
设物体完成剩余的位移所用的时间为,则,;
解得:
,或
(舍去),所以:.
解析：对于倾斜的传送带问题,解题时要特别注意当物块的速度与传送带的速度相同后,物块与传送带能不能保持相对静止下去,这取决于滑动摩擦因素与倾斜角的正切值的大小关系,若,将保持相对静止,若,仍将相对滑动.

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