猜想09 有关牛顿第二定律的连接体问题、传送带问题、板块问题（解析版）-高一上期末物理考点大串（人教版）

猜想09有关牛顿第二定律的连接体问题、传送带问题、板块问题题题型一连接体问题1．如图所示，带支架的平板小车沿水平面向右做直线运动，质量为m的小球A用轻质细线悬挂于支架，小车右端质量为M的物块B始终相对于小车静止。物块B与小车平板间的动摩擦因数为μ。若某段时间内观察到轻质细线与竖直方向夹角为θ，且保持不变，则在这段时间内（）

A．小车一定正在做加速运动B．轻质细线对小球A的拉力大小为C．物块B所受摩擦力大小为μMg，方向水平向左D．小车对物块B的作用力大小为，方向为斜向左上方【答案】D【详解】A．对A受力分析，由牛顿第二定律得解得方向水平向左，则小车向右做减速运动，故A错误；B．细绳的拉力为故B错误；CD．由题意可知，A与小车相对静止，则小车与A具有相同的加速度，即小车的加速度大小为gtanθ，方向水平向左，此刻物块B的加速度与小车相同，根据牛顿第二定律方向水平向左，小车对物体B的作用力为方向为斜向左上方，故C错误，D正确。故选D。2．如图所示，两个倾角相同的滑杆上分别套有A、B两个圆环，两个圆环分别用细线悬吊两一个物体C、D，当它们都沿滑杆向下滑动时A的悬线与杆垂直，B的悬线竖直向下。下列说法正确的是（）

A．A、B环与滑杆之间都有摩擦力B．A、B环与滑杆之间都没有摩擦力C．A环做的是匀速直线运动D．B环做的是匀速直线运动【答案】D【详解】AC．假设A环与杆间的摩擦力为，对A环受力分析如图1

根据牛顿第二定律有对小球C则有联立解得，即可知A环与杆间无摩擦，A环与小球C一起做匀加速直线运动，故AC错误；BD．对D球受力分析，受重力和竖直向上的拉力，假设D球合力不为零，则其合力一定在竖直方向上，由于D球沿着杆做直线运动，合力应与速度方向共线，即沿着杆的方向，显然假设不成立，D球所受合力一定为零，即D球做匀速直线运动；在对B环受力分析，假设受到杆的摩擦力，受力分析如图2

由于D球做匀速直线运动，则B环也一定做匀速直线运动，合力为零，分析可知，B环一定要受到沿杆向上的摩擦力作用合力才能为零，因此假设成立，B环受摩擦力作用，故B错误，D正确。故选D。3．如图所示，一辆小车在水平面上以一定的加速度向右做匀加速直线运动时，一物块放在倾角为的斜面上，斜面又压在车厢竖直后壁上，物块、斜面、车厢三者恰能保持相对静止，且斜面刚好不沿后壁下滑。已知该斜面的斜边光滑，斜面与车厢后壁间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则斜面与车厢后壁间的动摩擦因数的值为（

）

A． B． C． D．【答案】B【详解】设物块的质量为，斜面质量为，小车对斜面的弹力为，小车与斜面的摩擦力为，物块、斜面、车厢三者恰能保持相对静止，将物块和斜面看成整体，水平方向有竖直方向有对物块受力分析，设斜面对滑块的弹力为F，水平方向有竖直方向有可得斜面与车厢后壁间的动摩擦因数的值为故选B。4．质量为2m的物体A和质量为m的物体B相互接触放在水平面上，如图所示。若对A施加水平推力F，使两物体沿水平方向做匀加速直线运动，下列说法正确的是（）

A．若水平面光滑，物体A的加速度为B．若水平面光滑，物体A对B的作用力为C．若物体A与地面无摩擦，B与地面的动摩擦因数为，则物体A对B的作用力大小为D．若物体A与地面无摩擦，B与地面的动摩擦因数为，则物体B的加速度为【答案】A【详解】A．如果水平面光滑，以A、B组成的系统为研究对象，由牛顿第二定律得解得故A正确；B．如果水平面光滑，以B为研究对象，由牛顿第二定律得，A对B的作用力为故B错误；CD．若物体A与地面无摩擦，B与地面的动摩擦因数为，以系统为研究对象，由牛顿第二定律可得解得以B为研究对象由牛顿第二定律得解得故CD错误。故选A。5．如图所示，质量为的物块静置在光滑水平桌面上，它通过轻绳和轻质滑轮悬挂着质量为的物块，由静止释放物块、后（重力加速度大小为）（）A．相同时间内，运动的路程之比为 B．物块的加速度之比为C．细绳的拉力 D．当下落高度时，速度为【答案】ACD【详解】A．由动滑轮的绳子位移运动特点可知，在相同时间内，运动的路程之比为，A正确；B．两物块都做初速度为0的匀加速直线运动，由可知，相同时间内，物体的位移与加速度成正比，所以物块的加速度之比为，B错误；C．设绳子的拉力为T，对A有对B有；解得，，C正确；D．当下落高度时，速度为解得，D正确。故选ACD。题题型二传送带问题6．如图甲为应用于机场和火车站的安全检查仪，用于对旅客的行李进行安全检查．其传送装置可简化为如图乙的模型，紧绷的传送带始终保持的恒定速率运行．旅客把行李无初速度地放在A处，设行李与传送带之间的动摩擦因数为0.1，A、B间的距离为2m，g取，若乘客把行李放到传送带上的同时也以的恒定速率平行于传送带运动到B处取行李，则（）

A．行李提前0.5s到达B处B．乘客提前0.5s到达B处C．行李从A运动到B过程一直受到向左的摩擦力D．若传送带速度足够大，行李最快也要2s才能到达B处【答案】BD【详解】ABC．根据题意，行李刚放上传送带时，由牛顿第二定律有解得当行李与传送带共速时，行李运动的位移为可知，行李先加速后匀速，匀速运动时，由平衡条件可知，行李不受摩擦力，由公式可得，行李加速运动的时间为匀速运动的时间为则行李由运动到的时间为乘客由运动到的时间为可知，乘客提前0.5s到达B处，故AC错误，B正确；D．若传送带速度足够大，则行李一直加速到处，由公式可得，运动时间为故D正确。故选BD。7．一水平传送带沿逆时针方向以5m/s的速度匀速转动，传送带上表面长6m，一质量为1kg的物体以6m/s的速度水平向右从传送带左侧冲上传送带，物体与传送带间的动摩擦因数为0.4，取重力加速度为10m/s2，下列说法正确的是（

）

A．物体将从传送带右侧离开传送带B．物体向右运动的最大距离为4.5mC．物体离开传送带时的速度大小为5m/sD．物体向右做减速运动的时间为1.5s【答案】BCD【详解】AB．物体滑上传送带后做匀减速运动，设物体从开始滑上传送带到速度减至零时通过的位移为x，根据牛顿第二定律得，物体的加速度大小为由运动学公式得所以物体的速度减至零后将向左运动，所以物体将从传送带左侧离开传送带，可知物体向右运动的最大距离是4.5m，故A错误、B正确；C．设物体向左运动后经过位移时速度与传送带速度相等，则说明物体与传送带共速时还没有到达传送带左侧，此后物体随传送带做匀速运动，物体离开传送带时的速度大小为5m/s，故C正确；D．物体向右做减速运动的时间为故D正确。故选CBD。8．如图所示，传送带与水平面夹角，以恒定的速度顺时针匀速转动，物块以初速度沿平行于传送带方向从传送带底端滑上传送带，物块与传送带间的动摩擦因数，物块恰能到达传送带顶端，取重力加速度，，。下列说法正确的是（）

A．物块受摩擦力方向沿斜面始终向下B．物块先受到滑动摩擦力后受到静摩擦力C．传送带底端到顶端距离为D．传送带底端到顶端距离为【答案】D【详解】开始时物块的速度大于传送带的速度，则物块受到向下的滑动摩擦力，加速度大小共速时上滑的距离因则物块继续减速，受向上的滑动摩擦力，则加速度大小到达最高点时上滑的距离传送带底端到顶端距离为故选D。9．倾角为的倾斜传送带以恒定的速率沿逆时针方向运行，如图甲所示。在时，将一小煤块轻放在传送带上点处，时小煤块从点离开传送带。小煤块速度随时间变化的图像如图乙所示，设沿传送带向下为运动的正方向，重力加速度，则下列说法中正确的是（）A．内小煤块的加速度大小为B．传送带的速率为C．在时间内小煤块在传送带上留下的痕迹长度为D．在时间内小煤块相对传送带的位移大小为【答案】AD【详解】A．根据图像中斜率表示加速度，由图像可得，内小煤块的加速度大小为故A正确；B．根据图像中斜率表示加速度，由图像可得，内小煤块的加速度大小为可知，小煤块在时与传送带速度相等，则传送带的速率为，故B错误；CD．根据图像中面积表位移，由图可知，内小煤块的位移为传送带的位移为可知，传送带运动的快，痕迹长度为同理，内小煤块的位移为传送带的位移为可知，小煤块运动的快，痕迹覆盖，则在时间内小煤块在传送带上留下的痕迹长度为，在时间内小煤块相对传送带的位移为即煤块相对传送带的位移大小为，故D正确。故选AD。10．如图甲，倾角为θ的传送带始终以恒定速率v2逆时针运行，t=0时初速度大小为v1（v1>v2）的小物块从传送带的底端滑上传送带，在传送带上运动时速度随时间变化的v-t图像如图乙，则（）

A．0~t3时间内，小物块所受到的摩擦力始终不变B．小物块与传送带间的动摩擦因数满足μ<tanθC．t1时刻，小物块离传送带底端的距离达到最大D．小物块从最高点返回向下运动过程中摩擦力始终和运动方向相反【答案】BC【详解】A．通过乙图可以看出，小物块先向上减速运动，减速到零后反向加速，当速度与传送带速度相等时，加速度大小发生变化，所以小物块的速度达到与传送带速度相等以前，摩擦力方向一直沿斜面向下，t2时刻以后摩擦力方向沿斜面向上，故A错误；B．根据图乙可知，t2时刻以后小物块相对于传送带向下加速运动，根据牛顿第二定律可得所以小物块与传送带间的动摩擦因数满足故B正确；C．根据图乙可知，t1时刻小物块向上运动的速度为零，此时小物块离传送带底端的距离达到最大，故C正确；D．小物块从最高点返回向下运动过程中摩擦力先沿斜面向下，与运动方向相同，后沿斜面向上，与运动方向相反，故D错误。故选BC。题题型三板块问题11．滑沙运动是小朋友比较喜欢的一项运动，其运动过程可类比为如图所示的模型，倾角为37°的斜坡上有长为1m的滑板，滑板与沙间的动摩擦因数为。小孩（可视为质点）坐在滑板上端，与滑板一起由静止开始下滑，小孩与滑板之间的动摩擦因数取决于小孩的衣料，假设图中小孩与滑板间的动摩擦因数为0.4，小孩的质量与滑板的质量相等，斜坡足够长，，，g取10m/s2，则下列判断正确的是（）A．小孩在滑板上下滑的加速度大小为2m/s2B．小孩和滑板脱离前滑板的加速度大小为2m/s2C．经过1s的时间，小孩离开滑板D．小孩离开滑板时的速度大小为0.8m/s【答案】C【详解】AB．对小孩，由牛顿第二定律得，加速度大小为同理对滑板，加速度大小为故AB错误；CD．要使小孩与滑板分离解得t=1s离开滑板时小孩的速度大小为故C正确，D错误。故选C。12．质量为M=2kg的木板B静止在水平面上，可视为质点的物块A从木板的左侧沿木板上表面水平冲上木板，如图甲所示。A和B经过1s达到同一速度，之后共同减速直至静止，A和B的图像如图乙所示，重力加速度g取，下列说法正确的是（）A．A与B上表面之间的动摩擦因数B．B与水平面间的动摩擦因数C．A的质量D．A的质量【答案】C【详解】A．由图像可知，A在0~1s内的加速度对A由牛顿第二定律得解得B．由图像知，AB共速在1~3s内的加速度对AB由牛顿第二定律得解得选项B错误；CD．由图像可知B在0~1s内的加速度对B由牛顿第二定律得代入数据解得选项C正确，D错误。故选C。13．如图甲所示，质量为M的木板静止在光滑水平面上。一个质量为m的滑块（可视为质点）以初速度从木板的左端向右滑上木板。滑块和木板的水平速度随时间变化的图像如图乙所示。小冉同学根据图像作出如下一些判断，正确的是（

）A．滑块始终受到向左的摩擦力 B．滑块的质量m大于木板的质量MC．木板的长度可能为 D．滑块与木板相对滑动时，滑块的加速度小于【答案】BCD【详解】A．由图乙可知，滑块在木板的摩擦力作用下做匀减速直线运动，木板在滑块摩擦力的作用下做匀加速直线运动，最终两物体一起做匀速直线运动，这个时候滑块不受摩擦力，A错误；B．设两物体间的摩擦力为，共速时的速度大小为，由匀变速直线运动速度时间关系可知，对滑块对木板联立解得由图乙可知故有，B正确；C．当滑块和木板共速时，由图乙可知滑块相对木板的位移大小为故木板的长度应该大等于，C正确；D．滑块与木板相对滑动时，滑块的加速度大小为由图乙可知故有，D正确；故选BCD。14．光滑水平地面上有一质量为m1的长木板，木板的左上有一质量为m2的物块，如图（a）所示。用水平向右的拉力F作用在物块上，F随时间t的变化关系如图（b）所示，其中F1为t1时刻F的大小。木板的加速度a1随时间t的变化关系如图（c）所示。已知物块与木板间的动摩擦因数为μ，假设最大静摩擦力与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小为g。则（）A．在0~t1时间段内物块与木板加速度相同B．C．D．t1时刻后物块加速度不变【答案】AC【详解】A．由图（c）可知0~t1时间段内，木板的加速度一直在增大，故此时受到的为静摩擦力，即此时物块与木板没有发生相对运动，所以物块与木板加速度相同，故A正确；D．由图（c）可知t1后木板的加速度不变，则物块与木板发生相对滑动，对物块由牛顿第二定律F-μm2g=m2a2解得可知随着F增大，物块的加速度增大，故D错误；BC．由图可知t1时刻，物块和木板的加速度相等，把物块和木板看成一个整体，由牛顿第二定律，得F1=(m1+m2）a对木板，可知此时物块和木板刚好发生相对滑动，由牛顿第二定律，得μm2g=m1a联立可得故B错误，C正确。故选AC。15．如图所示，质量为M的长木板在水平拉力F作用下，在光滑的水平面上由静止开始向右运动。当速度达到3m/s时，将质量为m的物块（可视为质点）轻轻放到木板的右端。已知M=2kg，m=1kg，F=6N，物块与木板间动摩擦因数，重力加速