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1、专题训练（三）第3单元 牛顿运动定律 基础巩固1一皮带传送装置(足够长)如图Z31所示，皮带的速度v足够大，轻弹簧一端固定，另一端连接一个质量为m的滑块，已知滑块与皮带之间存在摩擦，当滑块放在皮带上时，弹簧的轴线恰好水平若滑块放到皮带的瞬间，滑块的速度为零，且弹簧正好处于自然长度，则弹簧从自然长度到第一次达到最长这一过程中，滑块的速度和加速度变化情况是()图Z31A速度增大，加速度增大B速度增大，加速度减小C速度先增大后减小，加速度先增大后减小D速度先增大后减小，加速度先减小后增大2如图Z32所示，在光滑平面上有一静止小车，小车上静止地放置着一小物块，物块和小车间的动摩擦因数为0.3.用水平恒
2、力F拉动小车，设物块的加速度为a1，小车的加速度为a2.当水平恒力F取不同值时，a1与a2的值可能为(当地重力加速度g取10 m/s2)()图Z32Aa12 m/s2，a23 m/s2Ba13 m/s2，a22 m/s2Ca15 m/s2，a23 m/s2Da13 m/s2，a25 m/s23如图Z33所示，三角形传送带以1 m/s的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是2 m，且与水平方向的夹角均为37.现有两个小物块A、B从传送带顶端都以1 m/s的初速度沿传送带下滑，两物块与传送带间的动摩擦因数都是0.5，g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.下列判断不正确的是()
3、图Z33A物块A先到达传送带底端B物块A、B同时到达传送带底端C传送带对物块A、B的摩擦力都沿传送带向上D物块A下滑过程中相对传送带的位移小于物块B下滑过程中相对传送带的位移 能力提升4(多选)2015大同一中、同煤一中联考 如图Z34所示，光滑水平桌面上放置一长木板，长木板上表面粗糙，上面放置一小铁块，现有一水平向右的恒力F作用于铁块上，以下判断正确的是()图Z34A铁块与长木板都向右运动，且两者一定保持相对静止B若水平力足够大，铁块与长木板间有可能发生相对滑动C若两者保持相对静止，运动一段时间后，拉力突然反向，铁块与长木板间有可能发生相对滑动D若两者保持相对静止，运动一段时间后，拉力突然反
4、向，铁块与长木板间仍将保持相对静止5如图Z35所示，光滑水平面上有一矩形长木板，木板左端放一小物块，已知木板质量大于物块质量t0时两者从图中位置以相同的水平速度v0向右运动，碰到右面的竖直挡板后木板以与原来等大的速度被反弹回来，运动过程中物块一直未离开木板，则物块运动的速度v随时间t变化的图像可能正确的是图Z36中的()图Z35图Z3662016沈阳二中模拟 一轻质长木板置于光滑水平地面上，木板上放有质量分别为mA1 kg和mB2 kg的A、B两物块，A、B与木板之间的动摩擦因数都为0.2，水平恒力F作用在A物块上，如图Z37所示g取10 m/s2.下列说法正确的是()图Z37A若F1 N，则
5、两物块与木板都静止不动B若F1.5 N，则A物块所受摩擦力大小为1.5 NC若F4 N，则B物块所受摩擦力大小为4 ND若F8 N，则B物块所受摩擦力大小为2 N7(多选)2016黑龙江大庆一模改编 如图Z38所示，足够长传送带与水平方向的夹角为，物块a通过平行于传送带的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b相连，b的质量为m，开始时，a、b及传送带均静止且a不受传送带摩擦力作用现让传送带逆时针匀速转动，在b上升h高度(未与滑轮相碰)过程中，则()图Z38A物块a的重力势能减少mghB摩擦力对a做的功小于a的机械能增加量C摩擦力对a做的功小于物块a、b的动能增加量之和D任意时刻，重力对a、b做功的瞬时功率
6、大小相等8传送带以恒定速度v4 m/s顺时针运行，传送带与水平面间的夹角37.现将质量m2 kg的物品轻放在其底端(小物品可看成质点)，平台上的人通过一根轻绳用恒力F20 N拉小物品，经过一段时间，物品被拉到离地面高为H1.8 m的平台上，如图Z39所示已知物品与传送带之间的动摩擦因数0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.问：(1)物品从传送带底端运动到平台上所用的时间是多少？(2)若在物品与传送带达到相同速度瞬间撤去恒力F，则物品还需多少时间才能离开传送带？图Z39 挑战自我92016沈阳质检 如图Z310所示在，粗糙水平面上放置一
7、个质量M2 kg、长度L5 m的木板A，可视为质点的物块B放在木板A的最左端，其质量m1 kg.已知A、B间的动摩擦因数为10.2，A与水平地面间的动摩擦因数为20.4.开始时A、B均处于静止状态在B获得水平向右的初速度v08 m/s的同时，对A施加水平向右的恒力，g取10 m/s2.(1)为使物块B不从木板A的右端滑出，求力F的最小值(2)若F22 N，求物块B的最大速度图Z310专题训练(三)1D解析 滑块在水平方向受向左的滑动摩擦力f和弹簧向右的拉力F拉kx，合力F合fF拉ma，弹簧从自然长度到第一次达到最长这一过程中，x逐渐增大，拉力F拉逐渐增大，因为皮带的速度v足够大，所以合力F合先
8、减小后反向增大，从而加速度a先减小后反向增大；滑动摩擦力与弹簧弹力相等之前，加速度与速度同向，滑动摩擦力与弹簧拉力相等之后，加速度与速度方向相反，故滑块的速度先增大后减小2D解析 由受力分析可知，物块的加速度取决于小车对物块的摩擦力，即fma1，且f的最大值为fmmg，故a1的最大值为a1mg3 m/s2.当二者相对静止一起加速时，a2a13 m/s2；当F较大时，二者发生相对滑动，a13 m/s2，a23 m/s2.综上所述，只有选项D符合题意3A解析 因动摩擦因数0.5，由于有mgsin 37mgcos 37，所以传送带对物块A、B的摩擦力方向都沿传送带向上，选项C正确；物块A、B都做匀加
9、速运动，加速度相同，根据牛顿第二定律，有mgsin 37mgcos 37ma，解得两物块的加速度a2 m/s2，两物块的初速度相同，位移相同，则运动时间也相同，选项B正确，选项A错误；物块A下滑过程相对传送带的位移等于物块A的位移与传送带匀速运动的位移之差，物块B下滑过程相对传送带的位移等于物块B的位移与传送带匀速运动的位移之和，选项D正确4BD解析 设木板的质量为M，小铁块的质量为m，它们之间的最大静摩擦力为f，当铁块受到的摩擦力达到最大静摩擦力时，两者之间发生相对滑动，根据牛顿第二定律知，此时加速度a，对木板和小铁块整体，有F(Mm)a，故当F时，两者发生相对滑动，选项A错误，B正确；若两
10、者保持相对静止，则两者之间的摩擦力小于最大静摩擦力，当拉力反向时，两者之间的摩擦力大小不变，方向改变，仍然保持相对静止，选项C错误，D正确5A解析 木板碰到挡板前，物块与木板一直做匀速运动，速度为v0；木板碰到挡板后，物块在向左的滑动摩擦力作用下以初速度v0向右做匀减速运动，木板向左做匀减速运动，因物块与木板受到的滑动摩擦力大小相等，而物块的质量小，根据牛顿第二定律知，物块的加速度大，所以物块速度先减为零，之后反向加速，最终物块与木板达到共同速度一起匀速运动，相对滑动过程损失机械能，最终速度小于v0，只有选项A可能正确6D解析 A与木板间的最大静摩擦力fAmAg0.2110 N2 N，B与木板
11、间的最大静摩擦力fBmBg0.2210 N4 N，F1 NfA，所以A、B及木板保持相对静止，整体在F作用下向左匀加速运动，故A错误；F1.5 NfA，所以A、B及木板保持相对静止，整体在F作用下向左匀加速运动，根据牛顿第二定律得FfmAa，所以A物块所受摩擦力fF1.5 N，故B错误；F4 NfA，所以A在木板上滑动，B和木板整体受到摩擦力为2 N，轻质木板质量不计，所以B受到的摩擦力为2 N，故C错误；F8 NfA，同理可知D正确7AD解析 开始时，a、b及传送带均静止且a不受传送带摩擦力作用，有magsin mg，则ma.b上升h高度，则a下降高度为hsin ，故a的重力势能减少量为ma
12、ghsin mgh，选项A正确；根据能量守恒定律得，系统机械能增加，摩擦力对a做的功等于a、b的机械能增加量，所以摩擦力做功大于a的机械能增加量，因为系统的重力势能不变，所以摩擦力对a做的功等于系统的动能增加量，故B、C错误任意时刻a、b的速率相等，对b，克服重力的瞬时功率Pbmgv，对a，有Pamagvsin mgv，所以重力对a、b做功的瞬时功率大小相等，故D正确8(1)1 s(2)(2) s解析 (1)物品与传送带速度相等前，有Fmgcos 37mgsin 37ma1解得a18 m/s2由va1t1解得运动时间t10.5 s位移x1a1t1 m随后有Fmgcos 37mgsin 37ma
13、2解得a20，即物品随传送带匀速上升位移x2x12 m运动时间t20.5 s故总时间为tt1t21 s(2)撤去恒力F后，有mgcos 37mgsin 37ma3解得a32 m/s2若物品向上匀减速到速度为零，则通过的位移x4 mx2，故物品将匀减速运动至离开传送带由x2vt3a2t解得t3(2) st3(2)s2 s舍去9(1)18.8 N(2)10 m/s解析 (1)物块B在木板A上做匀减速直线运动，由牛顿第二定律可知1mgma1解得a12 m/s2物块B滑到木板A的右端时，若A、B速度相等，则物块B刚好不从木板A的右端滑出，A、B的相对位移为木板长L.设力F的最小值为Fm，木板A的加速度
14、为a2，由速度公式和位移公式可知木板A的速度va2t物块B的速度vv0a1t木板A的位移xAt物块B的位移xBtA、B的相对位移为木板长，即LxBxA联立解得a2 m/s2对木板A，由牛顿第二定律可知Fm1mg2(mM)gMa2解得Fm18.8 N.(2)物块B在木板A上先做匀减速直线运动，加速度为a12 m/s2木板A做匀加速直线运动，对木板A，由牛顿第二定律可得F1mg2(mM)gMa3解得a36 m/s2设经过时间t1，A、B速度相同，大小都为v1，则v1v0a1t1v1a3t1联立解得t11 s，v6 m/s在此过程中，设A、B的位移分别为xA1、xB1，则xA1t1xB1t1A、B间的相对位移x1xB1xA1A、B速度相同后，设木板A以a4的加速度继续匀加速运动，由牛顿第二定律可知F1mg2(mM)gMa4解得a44 m/s2由于a4a1，所以物块B也向右做匀加速运动，但相对木板A向左运动，设经时间t2后物块B会从木板A的左端滑出，在这段时间内，木板A的位移xA2v1t2a4t物块B的位移xB2v1t2a1tA、B间的位移满足x1xA2xB2联立解得t22 s物块B从木板A的左端滑出时的速度v3v1a1t210 m/s物块B从木板A的左端滑出后落到地面上做匀减速运动，所以整个过程中，物块B从木板A的左端滑出时的速度为最大速度，为10 m/s.6