专题05 动力学三大经典模型的综合应用-备战2021年高考物理精选考点专项突破题集

专题05 动力学三大经典模型的综合应用 1.（2020年呼和浩特市第二中学高三月考）（单选）如图所示，ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆，a、b、c、d位于同一圆周上，a点为圆周的最高点，d点为圆周的最低点.每根杆上都套着一个小滑环(图中未画出)，三个滑环A、B、C分别从a、b、c处由静止开始释放，用t1、t2、t3依次表示滑环A、B、C到达d点所用的时间，则(　　) 图 A.t1<t2<t3 B.t1>t2>t3 C.t3>t1>t2 D.t1＝t2＝t3 【答案】　D 【解析】　如图所示，滑环在下滑过程中受到重力mg和杆的支持力FN作用.设杆与水平方向的夹角为θ，根据牛顿第二定律有mgsin θ＝ma，得加速度大小a＝gsin θ.设圆周的直径为D，则滑环沿杆滑到d点的位移大小x＝Dsin θ，x＝eq \f(1,2)at2，解得t＝eq \r(\f(2D,g)).可见，滑环滑到d点的时间t与杆的倾角θ无关，即三个滑环滑行到d点所用的时间相等，选项D正确. 2.（2020年南宁二中高三起点考试）（单选）如图所示，位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于M点，与竖直墙相切于A点.竖直墙上另一点B与M的连线和水平面的夹角为60°，C是圆环轨道的圆心.已知在同一时刻a、b两球分别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道AM、BM运动到M点；c球由C点自由下落到M点.则(　　) 图 A.a球最先到达M点 B.b球最先到达M点 C.c球最先到达M点 D.b球和c球都可能最先到达M点 【答案】　C 【解析】　设圆轨道半径为R，据“等时圆”理论，ta＝eq \r(\f(4R,g))＝2eq \r(\f(R,g))，tb>ta，c球做自由落体运动tc＝eq \r(\f(2R,g))，C选项正确. 3.（2020年广东实验中学高三月考）（单选）如图所示，两个质量分别为m1、m2的物块A和B通过一轻弹簧连接在一起并放置于水平传送带上，水平轻绳一端连接A，另一端固定在墙上，A、B与传送带间的动摩擦因数均为μ。传送带沿顺时针方向转动，系统达到稳定后，突然剪断轻绳的瞬间，设A、B的加速度大小分别为aA和aB，(弹簧在弹性限度内，重力加速度为g)则(　　) 图 A．aA＝μ(1＋eq \f(m2,m1))g，aB＝μg B．aA＝μg，aB＝0 C．aA＝μ(1＋eq \f(m2,m1))g，aB＝0 D．aA＝μg，aB＝μg 【答案】　C 【解析】　稳定时A和B均受到向右的滑动摩擦力，B受到的滑动摩擦力大小为μm2g，等于弹簧向左的弹力F，B受到的合外力为0。剪断轻绳瞬间，弹簧弹力和B受到的滑动摩擦力都不变，则B的加速度为0；A的加速度为eq \f(F＋μm1g,m1)＝μ(1＋eq \f(m2,m1))g，选项C对。 4.（2019年华南师范大学附属中学高三月考）（单选）在民航和火车站可以看到用于对行李进行安全检查的水平传送带。当旅客把行李放到传送带上时，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速运动。随后它们保持相对静止，行李随传送带一起前进。设传送带匀速前进的速度为0.25 m/s，把质量为5 kg的木箱静止放到传送带上，由于滑动摩擦力的作用，木箱以6 m/s2的加速度前进，那么这个木箱放在传送带上后，传送带上将留下的摩擦痕迹约为(　　) 图 A．5 mm B．6 mm C．7 mm D．10 mm 【答案】　A 【解析】　木箱加速的时间为t＝v/a，这段时间内木箱的位移为x1＝eq \f(v2,2a)，而传送带的位移为x2＝vt，传送带上将留下的摩擦痕迹长为l＝x2－x1，联立各式并代入数据，解得l＝5.2 mm，选项A正确。 5.（内蒙古赤峰市平煤高级中学高三月考）（单选）如图所示为粮袋的传送装置，已知A、B两端间的距离为L，传送带与水平方向的夹角为θ，工作时运行速度为v，粮袋与传送带间的动摩擦因数为μ，正常工作时工人在A端将粮袋放到运行中的传送带上。设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度大小为g。关于粮袋从A到B的运动，以下说法正确的是(　　) A．粮袋到达B端的速度与v比较，可能大，可能小也可能相等 B．粮袋开始运动的加速度为g(sinθ－μcosθ)，若L足够大，则以后将以速度v做匀速运动 C．若μ≥tanθ，则粮袋从A端到B端一定是一直做加速运动 D．不论μ大小如何，粮袋从A端到B端一直做匀加速运动，且加速度a≥gsinθ 【答案】　A 【解析】　若传送带较短，粮袋在传送带上可能一直做匀加速运动，到达B端时的速度小于v；若μ≥tanθ，则粮袋先做匀加速运动，当速度与传送带的速度相同后，做匀速运动，到达B端时速度等于v；若μ<tanθ，则粮袋先做加速度为g(sinθ＋μcosθ)的匀加速运动