2020（必修一）（人教版）分步提优之：牛顿运动定律过关练（5份打包）

2020（必修一）分步提优之：牛顿运动定律过关练（三） 1．风洞实验室中可以产生水平向右、大小可调节的风力。如图甲所示，现将质量为1kg的小球套在足够长与水平方向夹角θ=37°的细直杆上，放入风洞实验室。小球孔径略大于细杆直径。假设小球所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力大小。（取g=10m/s2，sin370=0.6，cos370=0.8) （1）若在无风情况下小球由静止开始经0.5s沿细杆运动了0.25m，求小球与细杆间的动摩擦因数及滑动摩擦力做的功； （2）如图乙所示，若小球静止在细杆上，求风力大小； （3）请分析在不同恒定风力作用下小球由静止释放后的运动情况。 2．如图所示，水平地面上有三个质量均为m=1kg的小物块A、B、C，A、B间用一根轻绳水平相连．一水平恒力F作用于物块A上，使三物块以相同的加速度运动一段时间后撤去F．已知B与C间的动摩擦因数＝0.5，A和C与地面间的动摩擦因数均为＝0.2．若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m／s2．求： (1)力F的最大值； (2)从撤去F到三物块停止运动的过程中，B受到的摩擦力． 3．如图所示，质量为M=8kg的小车放在光滑水平面上，在小车右端加一水平恒力F=8 N，当小车向右速度达到1.5m/s时，在小车的前端轻轻放上一个大小不计、质量m=2kg的物体，物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2，小车足够长，求物块从放上小车开始经过t=1.5s通过的位移大小(g=10m/s2)． 4．图示为仓库中常用的皮带传输装置示意图，它由两台皮带传送机组成，一台水平传送，A、B 两端相距3m ，另一台倾斜，传送带与地面的倾角θ= 37°，C、D 两端相距4.45m， B、C相距很近。水平部分AB 以5m/s的速率顺时针转动。将质量为10 kg 的一袋大米轻放在A 端，到达B 端后，速度大小不变地传到倾斜的CD 部分，米袋与传送带间的动摩擦因数均为0.5．试求：(已知sin37º＝0.6，cos37º＝0.8， g取10 m/s2 ，=2.450，=2.68) (1)若CD部分传送带不运转，求米袋沿倾斜传送带所能上升的最大距离． (2)若要米袋能被送到D 端，求CD 部分顺时针运转的速度应满足的条件及米袋从C 端到D 端所用时间的取值范围． 2020（必修一）分步提优之：牛顿运动定律专题训练（三） 答案： 1．（1）由s=at2可得a=2m/s2， 根据牛顿第二定律可得FN=mgcos370 Mgsin370-Ff=ma 其中Ff=μFN 解得μ=0.5 ； Wf=-μmgssin370=-1J （2）风较小时摩擦力沿杆向上： Ff=μFN 解得F=1.82N； 风较大时摩擦力沿杆向下： Ff=μFN 解得F=20N； 若小球静止在杆上满足：0.82N≤F≤20N小球静止； （3）若风力：1.82N≤F≤20N 小球静止； 若风力：F>20N 小球沿杆向上作初速度为零的匀加速直线运动； 若风力：F<1.82N 小球沿杆向下作初速度为零的匀加速直线运动. 2．（1）B、C刚要滑动时，由牛顿第二定律得：对C：μ1mg-μ2（m+m）g=ma， 解得：a=1m/s2， 对ABC系统：F-μ2（m+m+m）g=3ma， 解得：F=9N； （2）撤去拉力后，设BC相对静止，由牛顿第二定律得： 对ABC系统：μ2（m+m+m）g=3ma′， 解得：a′=2m/s2， 对C：μ2（m+m）g-fBC=ma′， 解得：fBC=2N＜fBm=μ1mg=5N， 假设正确，撤去拉力后BC 相对静止，它们间的摩擦力为2N； 3.开始一段时间，物块相对小车滑动，两者间相互作用的滑动摩擦力的大小为Ff=μmg=4N． 物块在Ff的作用下加速，加速度为：am==2m/s2． 小车在推力F和f的作用下加速，加速度为：aM==0.5m/s2． 初速度为υ0=1.5m/s，设经过时间t1，两者达到共同速度v，则有：v=amt1=v0+aMt1 代入数据可得：t1=1s，v=2m/s 在这t1时间内物块向前运动的位移为s1=amt2=1m． 以后两者相对静止，相互作用的摩擦力变为静摩擦力将两者作为一个整体，在F的作用下运动的加速度为a，则：F=（M+m）a 得：a=0.8m/s2． 在剩下的时间t2=t-t1=0.5s时间内，物块运动的位移为：s2=vt2+at2 得：s2=1.1m． 可见小物块在总共1.5s时间内通过的位移大小为：s=s1+s2=2.1m． 4.（1）米袋在AB上加速时的加速度a0＝＝μg＝5m/s2 米袋的速度达到v0=5m/s时，滑行的距离s0==2.5m＜AB=3m， 因此米袋在到达B点之前就有了与传送带相同的速度；设米袋在CD上运动的加速度