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小专题(四) 动力学中的经典模型
1.(2022·安徽滁州模拟)如图所示,在竖直平面内建立直角坐标系xOy,该平面内有AM、BM、CM三条光滑固定轨道,其中A、C两点处于同一个圆上,C是圆上任意一点,A、M分别为此圆与y、x轴的切点。B点在y轴上且∠BMO=60°,O′为圆心。现将三个相同的小球分别从A、B、C点同时由静止释放,它们将沿轨道运动到M点,若所用时间分别为tA、tB、tC,则tA、tB、tC大小关系是( )
A.tA<tC<tB
B.tA=tC<tB
C.tA=tC=tB
D.由于C点的位置不确定,无法比较时间大小关系
2.(2021·全国甲卷,14)如图,将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处,上部架在横杆上。横杆的位置可在竖直杆上调节,使得平板与底座之间的夹角θ可变。将小物块由平板与竖直杆交点Q处静止释放,物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间t与夹角θ的大小有关。若θ由30°逐渐增大至60°,物块的下滑时间t将( )
A.逐渐增大 B.逐渐减小
C.先增大后减小 D.先减小后增大
3.(2023·广东广州检测)如图所示,长木板放置在水平面上,一小物块置于长木板的中央,长木板和物块的质量均为m,物块与木板间的动摩擦因数为μ,木板与水平面间的动摩擦因数为,已知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,现对物块施加一水平向右的拉力F=2μmg,则木板的加速度a的大小是( )
A.μg B.μg C.μg D.μg
4.(2022·江西新余二模)(多选)如图所示,A、B两物体叠放在光滑水平桌面上,轻质细绳一端连接B,另一端绕过定滑轮连接物体C,已知A和C的质量都是1 kg,B的质量是2 kg,A、B间的动摩擦因数是0.3,其他摩擦不计。由静止释放C,C下落一定高度的过程中(C未落地,B未撞到滑轮,g取 10 m/s2),下列说法正确的是( )
A.细绳的拉力大小等于10 N
B.A、B两物体发生相对滑动
C.B物体的加速度大小是2.5 m/s2
D.A物体受到的摩擦力大小为2.5 N
5.如图所示,质量为m的物块在静止的足够长的传送带上以速度v0匀速下滑时,传送带突然启动,方向如图中箭头所示,在此传送带的速度由0逐渐增加到2v0后保持匀速运动的过程中,以下分析正确的是( )
A.物块下滑的速度不变
B.物块开始在传送带上加速到2v0后向下匀速运动
C.物块先向下匀速运动,后向下加速运动,最后沿传送带向下匀速
运动
D.物块受的摩擦力方向始终沿传送带向上
6.(2022·山东曲阜模拟)(多选)图甲为一转动的传送带,以恒定的速率v顺时针转动。在传送带的右侧有一滑块以初速度v0从光滑水平面滑上传送带,运动一段时间后离开传送带,这一过程中滑块运动的vt图像如图乙所示。由图像可知滑块( )
A.从右端离开传送带
B.从左端离开传送带
C.先受滑动摩擦力的作用,后受静摩擦力的作用
D.变速运动过程中受滑动摩擦力的作用
7.(2022·广东东莞测试)(多选)传送带是日常重要的搬运物品的工具,例如机场行李的搬运。如图所示,行李箱轻放到始终保持v=
0.8 m/s 的速度匀速运动的水平传送带上,行李箱与传送带之间的动摩擦因数μ=0.4,传送带足够长,g取10 m/s2,则( )
A.行李箱刚放上传送带时,受到的滑动摩擦力方向水平向右
B.行李箱一直做匀加速直线运动
C.行李箱加速过程的时间为0.1 s
D.行李箱在传送带上留下的摩擦痕迹的长度为 0.08 m
8.(2022·湖南岳阳质检)(多选)如图所示,以速度v逆时针匀速转动且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,则下列选项中能够正确描述小木块的速度随时间变化关系的图线是( )
9.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,g取10 m/s2,则小物块在长木板上滑行的时间为( )
A.1 s B. s C.2 s D.3 s
10.(2022·广东珠海检测)如图所示,倾角为θ=37°的传送带以速度v1=2 m/s 顺时针匀速转动,一物块以v2=8 m/s的速度从传送带的底端滑上传送带。已知小物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,传送带足够长,取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2,求:
(1)小物块刚放上传送带时,其加速度大小和方向;
(2)小物块向上滑行的最远距离。
11.如图所示,在光滑水平面上,一质量M=3 kg的平板车以v0=1