人教版高中物理必修第一册第4章运动和力的关系分层作业31传送带模型板块模型课件

第四章分层作业31传送带模型板块模型123456789101112A级必备知识基础练题组一

传送带模型问题1.如图甲所示,传送带与水平面的夹角为θ,逆时针运行速度恒为v0,现将质量为m的物块轻放到传送带顶端,物块从顶端到底端的过程中v-t图像如图乙所示,物块与传送带间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,则物块(

)A.在0~t1时间内所受摩擦力大小为μmg,方向沿斜面向下B.在0~t1时间内所受摩擦力大小为μmgcosθ,方向沿斜面向上C.在t1后所受摩擦力大小为μmgcosθ,方向沿斜面向下D.在t1后所受摩擦力大小为mgsinθ,方向沿斜面向上D123456789101112解析

在0~t1时间内所受摩擦力为滑动摩擦力,所以摩擦力大小为μmgcos

θ,物体相对传送带向上运动,所以摩擦力方向沿斜面向下,故A、B错误;t1后两者相对静止,受到的摩擦力为静摩擦力,根据平衡可知,摩擦力大小等于重力沿斜面向下的分力mgsin

θ,方向沿斜面向上,故C错误,D正确。1234567891011122.

如图所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行。初速度大小为v2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v-t图像(以地面为参考系)如图乙所示。已知v2>v1,则(

)A.t2时刻,小物块离A处的距离达到最大B.t3时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最大C.0~t2时间内,小物块始终受到大小不变的摩擦力作用D.0~t2时间内,小物块受到的摩擦力方向先向右后向左C123456789101112解析

由v-t图像得到,小物块在t1时刻速度为零,下一刻开始向右运动,所以t1时刻小物块离A处最远,故A错误;t2时刻,小物块第一次与传送带相对静止,之前始终相对传送带向左运动,所以此刻小物块相对传送带滑动的距离达到最大,故B错误;0~t2时刻,小物块相对传送带向左运动,始终受到向右的滑动摩擦力Ff=μmg,滑动摩擦力的大小和方向都不变,故C正确,D错误。1234567891011123.

快递给人们带来更加快捷的生活,快递公司通过传送带分拣物品。如图为快递传送带的简化模型,水平传送带以2m/s的恒定速率顺时针转动,A、B间的距离为4.25m,物品与传送带间的动摩擦因数μ=0.8。将一可视为质点的物品轻放在水平传送带的左端A处,重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是(

)A.物品在传送带上一直做加速运动B.物品经过0.25s到达B端C.物品相对于传送带的位移为0.25mD.若仅使传送带的速率增大,物品在传送带上受到的摩擦力也增大C1234567891011121234567891011124.如图所示,质量为m0=2kg、长度为l=3m的长木板放在水平桌面上,右端放有一质量为m=1kg、长度可忽略的小木块,已知小木块与木板之间的动摩擦因数为μ1=0.1,木板与桌面之间的动摩擦因数为μ2=0.2,开始时小木块、木板均静止,某时刻起给木板施加一水平向右的恒力F=12N,g取10m/s2,则小木块从开始运动到离开木板所经历的时间为(

)A.1s B.2s C.3s D.4sB题组二

板块模型问题

123456789101112解析

依题意可知F>(μ1+μ2)(m0+m)g,所以小木块与木板之间一定发生相对滑动,设小木块和木板的加速度分别是a1和a2,根据牛顿第二定律得1234567891011125.

如图所示,在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板,其上叠放一质量为m2的木块。假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给木块施加一随时间t增大的水平力F=kt(k是常量),木板和木块加速度的大小分别为a1和a2。下列反映a1和a2变化的图线中正确的是(

)A1234567891011121234567891011126.(多选)(2024贵州毕节高一期末)如图所示,A、B两物块的质量分别为2m和m,静止叠放在光滑水平地面上。A、B间的动摩擦因数为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。现对A施加一水平拉力F,则(

)A.无论F为何值,B的加速度都不会超过μgB.当F=4μmg时,B的加速度大小为2μgC.当F=8μmg时,A的加速度大小为3μgD.当F>6μmg时,A、B开始相对滑动CD123456789101112解析

A与B间的最大静摩擦力为Ffm=μ·2mg=2μmg,当A、B恰好要发生相对滑动时,B的加速度最大,根据牛顿第二定律有Ffm=ma,解得a=2μg,故A错误;此时对A、B整体,有F0=3ma,解得F0=6μmg,可知,当F>6μmg时,A、B开始发生相对滑动,故D正确;当F=4μmg时,A、B保持相对静止,对A、B整体有4μmg=3ma1,解得a1=μg,故B错误;当F=8μmg时,A、B发生相对滑动,对A,有F-Ffm=2ma2,解得a2=3μg,故C正确。1234567891011127.如图甲所示,物块A与木板B叠放在粗糙水平面上,其中A的质量为m,B的质量为2m,且B足够长,A与B、B与地面间的动摩擦因数均为μ。对木板B施加一水平变力F,F随t变化的关系如图乙所示,A与B、B与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是(

)A.在0~t1时间内,A、B间的摩擦力为μmgB.在t1~t2时间内,A受到的摩擦力方向水平向左C.在t2时刻,A、B间的摩擦力大小为0.5μmgD.在t3时刻以后,A、B间的摩擦力大小为μmgD123456789101112解析

A、B间的滑动摩擦力大小为FfAB=μmg,B与地面间的滑动摩擦力大小为Ff=3μmg,故在0~t1时间内,推力小于木板与地面间的滑动摩擦力,故B静止,A、B间摩擦力为零,故A错误;A在木板上产生的最大加速度为a==μg,此时对A、B整体分析可知F-3μmg=3ma,解得F=6μmg,故在t1~t2时间内,A、B一起向右做加速运动,对A分析可知,A受到的摩擦力方向水平向右,故B错误;在t2时刻,A、B整体加速度为

,A、B间的摩擦力大小为FfAB=μmg,故C错误;在t3时刻以后,A、B发生相对滑动,故A、B间的摩擦力大小为μmg,故D正确。123456789101112B级关键能力提升练8.(多选)如图所示,一倾角为θ的倾斜传送带以速度v顺时针匀速运转,t=0时刻,一小滑块(可视为质点)从传送带底端以大小为v0的初速度向上滑入传送带,经一段时间后小滑块离开传送带。关于小滑块在传送带上的运动,下列说法可能正确的是(

)A.小滑块一直做匀速直线运动B.小滑块一直做匀加速直线运动C.小滑块一直做匀减速直线运动D.小滑块先做匀加速直线运动后做匀减速直线运动ABC123456789101112解析

设滑块与传送带间的最大静摩擦力为Ffm,若满足v=v0,Ffm≥mgsin

θ,则小滑块一直做匀速直线运动,故A正确;设滑块与传送带间的动摩擦因数为μ,若满足v>v0,μmgcos

θ>mgsin

θ,滑块滑上传送带后,做匀加速直线运动,若滑块加速到与传送带同速前,离开传送带,则小滑块在传送带上一直做匀加速直线运动,故B正确;若满足v<v0,滑块滑上传送带后,做匀减速直线运动,若滑块减速到与传送带同速前,离开传送带,则小滑块在传送带上一直做匀减速直线运动,故C正确;小滑块先做匀加速直线运动,则需要满足v>v0,μmgcos

θ>mgsin

θ,当加速至和传送带同速时,由于μmgcos

θ>mgsin

θ,所以滑块会随传送带一起做匀速直线运动,不会做匀减速直线运动,故D错误。1234567891011129.(多选)如图所示,物块A和木板B的质量均为m,A、B间的动摩擦因数为2μ,B与水平面间的动摩擦因数为,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。现对A施加一水平向右的恒定拉力F,则施加拉力F后(

)A.B与地面间的摩擦力大小可能等于FB.A、B之间的摩擦力大小可能等于2μmg,也可能小于2μmgC.B的加速度可能为D.B的加速度可能为ABD123456789101112解析

若F比较小,A、B整体处于静止状态,由整体法可知地面对B的摩擦力大小等于F,故A正确;假如A、B之间不相对滑动,它们之间的静摩擦力就小于或者等于2μmg,假如A、B之间发生相对滑动,它们之间的滑动摩擦力就等于2μmg,故B正确;当A、B之间的摩擦力达到最大值2μmg,B和地面之间的摩擦力达到μmg时,木板B的加速度最大,据牛顿第二定律得2μmg-μmg=ma,所以木板B的最大加速度为μg,故C错误;当A、B一起加速时,对A、B整体由牛顿第二定律得加速度为

,故D正确。12345678910111210.(多选)如图所示,水平传送带A、B两端相距s=3.5m,工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,工件滑上A端的瞬时速度vA=4m/s,到达B端的瞬时速度设为vB,g取10m/s2,则下列说法正确的是(

)A.若传送带不动,则vB=4m/sB.若传送带以速度v=4m/s逆时针匀速转动,则vB=4m/sC.若传送带以速度v=2m/s顺时针匀速转动,则vB=3m/sD.若传送带以速度v=6m/s顺时针匀速转动,则vB=CD123456789101112解析

若传送带不动,工件的加速度a==-μg=-1

m/s2,由

=2as得vB=3

m/s,故A错误;若传送带以速度v=4

m/s逆时针匀速转动,工件的受力情况不变,由牛顿第二定律得知,工件的加速度仍为a=-μg,工件的运动情况跟传送带不动时的一样,则vB=3

m/s,故B错误;若传送带以速度v=2

m/s顺时针匀速转动,工件滑上传送带时所受的滑动摩擦力方向水平向左,做匀减速运动,工件的加速度仍为a=-μg,工件的运动情况跟传送带不动时的一样,则vB=3

m/s,故C正确;若传送带以速度v=6

m/s顺时针匀速转动,工件滑上传送带时所受的滑动摩擦力方向水平向右,做匀加速运动,由牛顿第二定律得知,工件的加速度为a'=μg=1

m/s2,由12345678910111211.(多选)(2024辽宁卷)一足够长的木板置于水平地面上,二者间的动摩擦因数为μ。t=0时,木板在水平恒力作用下,由静止开始向右运动。某时刻,一小物块以与木板等大、反向的速度从右端滑上木板。已知t=0到t=4t0的时间内,木板速度v随时间t变化的图像如图所示,其中g为重力加速度大小。t=4t0时刻,小物块与木板的速度相同。下列说法正确的是(

)A.小物块在t=3t0时刻滑上木板B.小物块和木板间的动摩擦因数为2μC.小物块与木板的质量之比为3∶4D.t=4t0之后小物块和木板一起做匀速运动ABD123456789101112123456789101112C组核心素养拔高练12.(2024山东淄博实验中学校考)如图所示