摘要:
**基本信息**
聚焦牛顿运动定律综合应用,通过连接体、传送带、板块等模型构建“受力分析-运动过程-临界条件”逻辑链,强化科学思维与模型建构能力。
**综合设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
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|基础练习|10题(含多选)|瞬时问题、相对运动、临界状态分析,覆盖斜面、滑轮连接体等模型|从单一物体受力到多体系统关联,从平衡态到非平衡态过渡,渗透力与运动的因果关系|
|提升训练|5题(计算题)|多过程运动、摩擦生热、相对位移计算,综合传送带、板块模型|整合牛顿定律与运动学公式,强化物理过程拆解与科学推理,突出模型迁移应用|
内容正文:
动力学综合训练
一、基础练习
1.如图所示,一根细线绕过光滑斜面上的定滑轮,细线与斜面平行,其两端分别连接物块A、B。物块B通过细线连接物块C,轻弹簧上端与A相连,下端固定于挡板上。已知三个物块的质量均为m,斜面倾角为30º,弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 剪断B、C间细线的瞬间,A、B间细线上的弹力大小为
B. 剪断B、C间细线的瞬间,B的加速度大小为
C. 剪断A、B间细线的瞬间,A的加速度大小为
D. 剪断A、B间细线的瞬间,B、C间细线上的弹力大小为
2.如图所示,质量为m2的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上,并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为m1的物体1,跟物体1相连接的绳与竖直方向成θ角不变。下列说法中正确的是( )
A.车厢的加速度大小为gtan θ
B.绳对物体1的拉力为m1gcos θ
C.车厢底板对物体2的支持力为(m2-m1)g
D.物体2受车厢底板的摩擦力为0
3.(多选)如图所示,竖直平面内有一光滑直杆AB,杆与水平方向的夹角为θ(0°≤θ≤90°),一质量为m的小圆环套在直杆上。现把小圆环从A端由静止释放,同时给它施加一位于该竖直平面内的恒力F。改变直杆与水平方向的夹角θ,当直杆与水平方向的夹角为30°时,小圆环在直杆上运动的时间最短,重力加速度为g,则( )
A.恒力F一定沿与水平方向成30°角斜向右下的方向
B.恒力F和小圆环的重力的合力一定沿与水平方向成30°角斜向右下的方向
C.若恒力F的方向水平向右,则恒力F的大小为mg
D.恒力F的最小值为mg
4.如图所示,光滑长方体物块质量为M,静止在水平地面上,上部固定一轻滑轮,跨过定滑轮的轻绳连接质量为m1和m2的两物体,连接m1的细绳水平、m2恰好与M的侧壁相接触。不考虑一切摩擦,现对M施加水平向右的推力F,使得三物体不存在相对运动,则F的大小为( )
A.
B.
C.
D.
5.(多选)如图甲所示,一质量为M的长木板静置于光滑水平面上,其上放置一质量为m的小滑块。木板受到水平拉力F作用时,用传感器测出长木板的加速度a与水平拉力F的关系如图乙所示,重力加速度g取10 m/s2,下列说法正确的是( )
A.小滑块与长木板之间的动摩擦因数为0.1
B.当水平拉力F=7 N时,长木板的加速度大小为3 m/s2
C.当水平拉力F增大时,小滑块的加速度一定增大
D.小滑块的质量m=2 kg
6.(多选)如图甲所示,倾角为37°的足够长的传送带以恒定速度运行,将一质量m=1 kg的小物体以某一初速度放上传送带,物体相对地面的速度大小随时间变化的关系如图乙所示,取沿传送带向上为正方向,g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。下列说法正确的是( )
A.传送带沿逆时针转动,速度大小为4 m/s
B.物体与传送带间的动摩擦因数为0.75
C.0~8 s内物体位移的大小为14 m
D.0~8 s内物体与传送带之间因摩擦而产生的热量为126 J
7.如图所示,两块连接在一起的物块和,质量分别为和,放在水平的光滑桌面上,现同时施给它们方向如图所示的推力和拉力,已知,则对的作用( )
A. 必为推力 B. 必为拉力
C. 可能为推力,也可能为拉力 D. 不可能为零
8.如图所示,传送带的水平部分长为L,传动速率为v,在其左端无初速释放一小木块,若木块与传送带间的动摩擦因数为μ,则木块从左端运动到右端的时间不可能是( )
A. B.
C. D.
9.在一块固定的倾角为θ的木板上叠放质量均为m的一本英语词典和一本汉语词典,图甲中英语词典在上,图乙中汉语词典在上,已知图甲中两本书一起匀速下滑,图乙中两本书一起加速下滑。已知两本书的封面材料不同,但每本书的上、下两面材料都相同,近似认为滑动摩擦力与最大静摩擦力相等。设英语词典和木板之间的动摩擦因数为μ1,汉语词典和木板之间的动摩擦因数为μ2,英语词典和汉语词典之间的动摩擦因数为μ3。下列说法正确的是( )
A.μ1>μ2
B.μ3<μ2
C.图乙中汉语词典受到的摩擦力大小是μ3mgcos θ
D.图甲中英语词典受到的摩擦力大小是μ2mgcos θ
10.如图所示,一长木板在水平地面上运动,在某时刻(t=0)将一相对于地面静止的物块轻放到木板上。已知物块与木板的质量相等,物块与木板间及木板与地面间均有摩擦,物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且物块始终在木板上。在物块放到木板上之后,木板运动的速度—时间图像可能是图中的( )
二、提升训练
11.如图所示,水平桌面上,质量为的物块放在质量为的长木板的左端,物块和木板间的动摩擦因数为,木板和桌面间的动摩擦因数为,开始时物块和木板均静止,若在物块上施加一个水平向右的恒力,已知重力加速度为,下列说法正确的是( )
A. 当时,物块和木板一定发生相对滑动
B. 当时,物块的加速度大小为
C. 当时,木板的加速度大小为
D. 不管力多大,木板的加速度始终为0
12.(多选)水平地面上有一质量为的长木板,木板的左端上有一质量为的物块,如图(a)所示。用水平向右的拉力作用在物块上,随时间的变化关系如图(b)所示,其中、分别为、时刻的大小。木板的加速度随时间的变化关系如图(c)所示。已知木板与地面间的动摩擦因素为,物块与木板间的动摩擦因素为。假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等,重力加速度大小为。则( )
A. B.
C. D. 在时间段物块与木板加速度相等
13.如图所示,传送带与水平地面的夹角θ=37°,从A到B的长度为L=10.25 m,传送带以v0=10 m/s的速率逆时针转动。在传送带上端A无初速度地放一个质量为m=0.5 kg的黑色煤块,它与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.5。煤块在传送带上经过会留下黑色痕迹。已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2,求:
(1)当煤块与传送带速度相同时,它们能否相对静止?
(2)煤块从A到B的时间;
(3)煤块从A到B的过程中在传送带上留下痕迹的长度。
14.如图所示,木板静止于水平地面上,在其最右端放一可视为质点的木块。已知木块的质量m=1 kg,木板的质量M=4 kg,长L=2.5 m,上表面光滑,下表面与地面之间的动摩擦因素μ=0.2,现用水平恒力F=20 N向右拉木板,取g=10 m/s2,求:
(1)木板加速度的大小;
(2)要使木块能滑离木板,水平恒力F作用的最短时间;
(3)如果其他条件不变,假设木板的上表面也粗糙,其上表面与木块之间的动摩擦因素为,欲使木板能从木块的下方抽出,对木板施加的拉力应满足什么条件?
(4)若木板的长度、木块的质量、木板的上表面之间的动摩擦因素、木板与地面之间的动摩擦因素都不变,只将水平恒力增加为30 N,则木块滑离木板需要多长时间?
15.如图所示,在倾角为θ=30°的足够长的固定的光滑斜面上,有一质量为M=3 kg的长木板正以v0=10 m/s的初速度沿斜面向下运动,现将一质量m=1 kg的小物块(大小可忽略)轻放在长木板正中央,已知物块与长木板间的动摩擦因数μ=,设物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2。求:
(1)放上小物块后,木板和小物块的加速度大小;
(2)要使小物块不滑离长木板,长木板至少要有多长。
答案
1、 A 2、A 3、BCD 4、A 5、BD 6、CD 7、C 8、B 9、D 10、A 11、B 12.BCD
13.(1)不能 (2)1.5 s (3)5 m
14、(1)2.5 m/s2 (2)1 s (3)大于25 N (4)2 s
15.(1)2.5 m/s2 12.5 m/s2 (2)10 m
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