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专题突破练习(三)
1.(多选)(2023·福建省福州市高三质检)如图所示,质量为M的长木板A以速度v0,在光滑水平面上向左匀速运动,质量为m的小滑块B轻放在木板左端,经过一段时间恰好从木板的右端滑出,小滑块与木板间动摩擦因数为μ,下列说法中正确的是( )
A.若只增大m,则小滑块不能滑离木板
B.若只增大M,则小滑块在木板上运动的时间变短
C.若只增大v0,则小滑块离开木板的速度变大
D.若只减小μ,则小滑块滑离木板过程中小滑块对地的位移变大
AB [若只增大滑块质量,滑块所受的支持力变大,滑动摩擦力变大,木板的加速度变大,所以滑块与木板共速时,小滑块没有离开木板,之后二者一起向左做匀速直线运动,故A正确;若只增大长木板质量,木板的加速度减小,以木板为参考系,滑块运动的平均速度变大,即滑块在木板上的运动时间减小,故B正确;若只增大初速度,滑块的受力不变,滑块的加速度不变,滑块相对木板的平均速度变大,滑块在木板上的运动时间变小,所以滑块的速度变小,故C错误;若只减小动摩擦因数,那么滑块和木板的加速度等比例减小,相对位移不变,则小滑块滑离木板时速度大于木板速度,滑块滑离木板的过程所用时间变短,木板对地位移变小,所以,滑块滑离木板过程中滑块对地的位移为木板对地位移减板长,故减小,故D错误。]
2.(多选)(2022·山东省济南市一中高三模拟)如图所示,以速度v逆时针匀速转动的足够长的传送带与水平面的夹角为θ。现将一个质量为m的小木块轻轻地放在传送带的上端,小木块与传送带间的动摩擦因数为μ,则下图中能够正确地描述小木块的速度随时间变化关系的图线可能是( )
A B C D
CD [木块放上后一定先向下加速,由于传送带足够长,所以一定有木块速度大小等于传送带速度大小的机会,此时若重力沿传送带向下的分力大小大于最大静摩擦力,则之后木块继续加速,但加速度变小了;若重力沿传送带向下的分力大小小于或等于最大静摩擦力,则木块将随传送带匀速运动,故C、D正确,A、B错误。]
3.如图所示,传送带的水平部分长为L,运动速率恒为v,在其左端无初速度地放上一木块,若木块与传送带间的动摩擦因数为μ,则木块从传送带左端运动到传送带右端的运动时间不可能是( )
A.+ B.
C. D.
B [若木块一直做匀加速运动,则有L=at2,a=μg,得t=;若到达传送带另一端时,速度恰好等于v,则有L= t=t,得t=;若木块先匀加速经历时间t1,位移为x,再匀速经历时间t2,位移为L-x,则有v=μgt1,2μgx=v2,vt2=(L-x),从而得t=t1+t2=+,综上可知B不可能,故B正确]
4.如图甲所示,一长为2.0 m、质量为2 kg的长木板静止在粗糙水平面上,有一个质量为1 kg可视为质点的小物块置于长木板右端。对长木板施加的外力F逐渐增大时,小物块所受的摩擦力Ff随外力F的变化关系如图乙所示。现改用F=22 N的水平外力拉长木板,取g=10 m/s2,则小物块在长木板上滑行的时间为( )
甲 乙
A.1 s B.2 s C. s D. s
A [由题图乙知力F较小时,小物块和长木板均静止,随着外力的增大二者先一起加速运动,后来发生相对滑动。当F>2 N时,二者开始加速,表明长木板受水平面的滑动摩擦力Ff2=2 N;当F>14 N时,小物块和长木板开始相对滑动,此时小物块受到的摩擦力Ff1=4 N,小物块的加速度a1=4 m/s2。改用F=22 N的外力水平拉长木板时,由牛顿第二定律可得F-Ff1-Ff2=Ma,由运动学规律知小物块在长木板上滑行的时间满足at2-a1t2=L,解得t=1 s,故A正确。]
5.(2022·福建省漳州市第一次教学质检)如图甲所示,MN是一段倾角为θ=30°的传送带,一个可以看作质点、质量为m=1 kg的物块,沿传动带向下以速度v0=4 m/s从M点开始沿传送带运动。物块运动过程的部分vt图像如图乙所示,g取10 m/s2,则( )
甲 乙
A.物块最终从传送带N点离开
B.传送带的速度v=1 m/s,方向沿传送带向下
C.物块沿传送带下滑时的加速度a=2 m/s2
D.物块与传送带间的动摩擦因数μ=
D [从图像可知,物体速度减为零后反向向上运动,最终的速度大小为1 m/s,因此没从N点离开,并且能推出传送带斜向上运动,速度大小为1 m/s,A、B错误;vt图像中斜率表示加速度,可知物块沿传送带下滑时的加速度a=2.5 m/s2,C错误;根据牛顿第二定律μmgcos 30°-mgsin 30°=ma,可得μ=,D正确。]
6.如图所示,一长木板在水平地面上运动,在某时刻(t=0)将一物块轻放到木板上,已知物块与木板的质量相等,物