精品解析：湖南省永州市第一中学2025-2026学年高一上学期拓展研学（四）物理试题

2025年下期高一年级拓展训练（四） 物理 满分100分 时间75分钟 一、单选题（本题共7个小题，每小题4分，共28分。） 1. 东风-41洲际导弹以25~30马赫的极速实现全球覆盖，21分钟可直达纽约，配合10枚分弹头与钱学森弹道（曲线），令拦截概率低于。可认为1马赫，下列说法正确的是（　　） A. “21分钟”指的是时刻 B. “25~30马赫”指的是全程的平均速度大小 C. 研究该导弹的飞行轨迹时，可将其看成质点 D. 若该导弹以25马赫的极速运动，一分钟的位移大小为510千米 2. 如图所示，当车厢向右加速行驶时，一质量为m的物块紧贴在车厢壁上，相对于车厢壁静止，随车一起运动，则下列说法正确的是（　　） A. 以车厢为参考系，则物块是运动的 B. 车厢壁对物块的弹力与物块对车厢壁的压力是一对平衡力 C. 若车厢的加速度变大，车厢壁对物块的摩擦力一定不变 D. 车厢壁对物块的弹力，是由于物块发生形变产生的 3. 如图所示，A、B两物体并排放在光滑水平面上，质量分别为1kg和2kg。当水平向右推力F作用在物体上时，A、B之间作用力的大小为6N，若水平推力F的大小不变，将F变为水平向左推动B物体，则A、B之间作用力的大小为（　　） A. 2N B. 9N C. 12N D. 3N 4. 一艘汽艇在静水中速率为，一平直河流河宽为，水流自左向右流动，速率为。现在该汽艇分别按照甲、乙两种方式渡河，两种方式与河岸的夹角都是角，船头朝向如图所示，且甲种方式刚好可以垂直渡河到达河对岸的点。下列说法正确的是（　　） A. 两种方式渡河时间 B. 如果改变船头与河岸的夹角，汽艇的最短渡河时间等于 C. 如果河水流速增大，甲种方式不需要调整角度也可以到达点 D. 乙种方式到达河对岸时将偏离渡河垂直点距离为 5. 抖空竹是国家非物质文化遗产之一，某次表演时，空竹的运动可简化为如图所示。演员将空竹从点竖直向上抛出后，空竹上升的最大高度为5m，忽略空气阻力时空竹的运动可视为竖直上抛运动，取，则空竹（　　） A. 抛出后经过上升到最高点 B. 抛出后1.5s位移大小为 C. 回到点时速度大小为 D. 从点到最高点的平均速率为 6. 某同学利用所学物理知识，测量一段长为的头发能承受的最大拉力。如图所示，刻度尺水平放置，头发穿过钩码的光滑挂钩，一端固定在P点，另一端从P点开始缓慢向右移动，当移动到如图所示的Q点时，头发恰好被拉断。已知钩码和挂钩的总质量为，取重力加速度，则头发能承受的最大拉力为（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，质量为M、倾角为30°的斜面固定在水平地面上，斜面体上表面光滑，一轻绳绕过两个轻质滑轮连接着固定点和物体B，两滑轮之间的轻绳始终与斜面平行，物体A、B的质量分别为2m、m，重力加速度大小为g，将A、B由静止释放，在B下降的过程中（物体A未碰到滑轮）。下列说法正确的是（　　） A. 轻绳对B的拉力大小为 B. 轻绳对B的拉力大小为 C. 物体A的加速度大小为 D. 物体A的加速度大小为 二、多选题（本题共3个小题，每小题5分，共15分，选不全给3分，错选0分。） 8. 2024年8月3日，中国网球参赛选手郑钦文在巴黎奥运会网球女单比赛中夺冠，为中国网球队创造了历史。如图所示为该选手在巴黎奥运会决赛中比赛的精彩瞬间，她回球时将网球斜向上击出，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 网球被郑钦文击出后斜向上运动的过程中处于超重状态 B. 网球在最高点时的速度为0 C. 网球在空中运动的过程中，在相同的时间内，速度变化量相同 D. 若仅增大回球的初速度，网球在空中运动到最高点的时间变长 9. 某机场航站楼行李处理系统其中的一段如图甲所示，水平传送带顺时针匀速转动，一小行李箱以初速度滑上水平传送带，从点运动到点的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 传送带的速度大小为 B. 传送带与行李箱的滑动摩擦系数为 C. 、两点间的距离为 D. 小行李箱与传送带的相对位移大小为 10. 如图甲所示，轻质弹簧下端固定在水平面上，上端叠放着两个物体A、B，系统处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体A上，使A向上做匀加速直线运动，以系统静止时的位置为坐标原点，竖直向上为位移x正方向，得到F随x的变化图像如图乙所示。已知物体A的质量，重力加速度，则下列说法正确的是（　　） A. 弹簧的劲度系数为 B. 物块A做匀加速直线运动的加速度大小为 C. 物块B的质量为 D. F作用瞬间，A、B之间的弹力大小为 三、实验题（共8空，每空2分，共16分。） 11. 利用如图所示的装置可以探究合力与分力的关系。在水平桌面上固定一块竖直木板，木板上铺有白纸，在相隔一定距离且位于同一水平直线上固定两个光滑的定滑轮和，一段合适长度的绳子跨过滑轮和，并将绳子打一个结点，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子、、拉力的大小分别为，和，回答下列问题： （1）本实验采用的科学方法是__________。 A. 理想实验法 B. 控制变量法 C. 等效替代法 D. 建立物理模型法 （2）改变钩码个数，能够保证实验顺利完成的是（　　） A. 钩码的个数， B. 钩码的个数，， C. 钩码的个数 （3）在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是（　　） A. 标记结点的位置，并记录、、三段绳子的方向 B. 量出、、三段绳子的长度 C. 用天平测出钩码的质量 （4）在作图时，某组同学以表示、的线段为邻边作平行四边形得到，并在图中画出表示竖直方向的虚线，你认为图__________（填“甲”或“乙”）是正确的。 12. 某同学采用如图甲所示的实验装置研究平抛运动规律，实验装置放置在水平桌面上，底板上的标尺可以测得水平位移x。 （1）以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有______。 A. 安装斜槽轨道，使其末端保持水平 B. 斜槽轨道必须光滑 C. 应选择质量较大，体积较小的小球 D. 每次小球应从同一高度由静止释放 （2）若某次实验时，小球抛出点距底板的高度为h，水平位移为x，重力加速度为g，则小球的平抛初速度为______（用h、x、g表示）。 （3）如图乙所示，用一张印有小方格的纸记录轨迹，当地重力加速度g取，小方格的边长。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度=______m/s，小球抛出点的坐标为______。 四、解答题（共3个小题，共41分。请写出必要的文字说明和公式，只写答案不给分。） 13. 如图所示，一小球自平台上水平抛出，恰好落在临近平台的一倾角为的光滑斜面顶端，并刚好沿光滑斜面下滑，已知斜面顶端与平台的高度差，重力加速度，，，求： (1)小球水平抛出的初速度是多少？ (2)面顶端与平台边缘的水平距离是多少？ (3)若斜面顶端高，则小球离开平台后经多长时间到达斜面底端？ 14. 如图所示，可视为质点的质量的物块放在质量、足够长的长木板上，长木板放置在水平地面上。物块通过轻质弹簧连接水平天花板，当弹簧与水平方向的夹角为37°且弹簧长度时，对长木板施加水平向左的拉力，长木板恰好做匀速直线运动，物块相对于地面静止。已知弹簧的劲度系数、原长，弹簧始终处于弹性限度内，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小g取10m/s2，，，求： （1）弹簧弹力的大小； （2）物块与长木板间的动摩擦因数； （3）长木板与水平地面间的动摩擦因数。 15. 三明钢铁厂某分厂用传送带把工件传送到高处，图甲为该装置示意图。传送带与水平面的夹角θ=37°，A、B两端相距L1=7m。一可视为质点、质量为m=40kg的工件从A端无初速度释放后运送至B端。已知工件与传送带之间的动摩擦因数μ1=0.8，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。 （1）若传送带以v=2m/s的速度顺时针运转，求工件从A端运送至B端所用的时间； （2）2021年秋冬季开始，因节能减排限时供电，传送带停止运转。为了不影响工作进度，如图乙，工人将工件置于木板最上端，拉动连接木板且与传送带平行的轻绳，完成运送工作。已知木板质量M=10kg，工件与木板之间的动摩擦因数μ2=0.8，木板与传送带之间的动摩擦因数=0.25，木板上端到传送带上端的距离为L2=5.25m，不计轻绳与定滑轮间的摩擦力与空气阻力 （i）为避免工件与木板相对滑动，求工人所用拉力的最大值； （ii）若工人用（i）中的最大拉力将工件与木板由静止开始拉动，一段时间后撤去拉力，工件恰好能运动到B端，求拉力的作用时间. 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025年下期高一年级拓展训练（四） 物理 满分100分 时间75分钟 一、单选题（本题共7个小题，每小题4分，共28分。） 1. 东风-41洲际导弹以25~30马赫的极速实现全球覆盖，21分钟可直达纽约，配合10枚分弹头与钱学森弹道（曲线），令拦截概率低于。可认为1马赫，下列说法正确的是（　　） A. “21分钟”指的是时刻 B. “25~30马赫”指的是全程的平均速度大小 C. 研究该导弹的飞行轨迹时，可将其看成质点 D. 若该导弹以25马赫的极速运动，一分钟的位移大小为510千米 【答案】C 【解析】 【详解】A．“21分钟”指的是导弹从发射到抵达纽约所需的时间间隔，故A错误； B．“25~30马赫”是导弹的速度范围，题干中描述为“极速”，通常指最大速度（如飞行中的峰值速度），是瞬时速度，故B错误； C．研究导弹的飞行轨迹时，关注的是其整体位置随时间的变化，导弹的尺寸（约数十米）相对于飞行距离（数千公里）可忽略，且分弹头设计不影响轨迹的整体研究，因此可将其视为质点。故C正确； D．若导弹以25马赫的极速运动，速度大小为v=25×340m/s=8500 m/s 时间为t=60s 若假设匀速直线运动，位移大小 但题干明确导弹轨迹为曲线（钱学森弹道），因此实际位移大小可能小于510 km（曲线路径中位移大小小于路程）。故D错误。 故选C。 2. 如图所示，当车厢向右加速行驶时，一质量为m的物块紧贴在车厢壁上，相对于车厢壁静止，随车一起运动，则下列说法正确的是（　　） A. 以车厢为参考系，则物块是运动的 B. 车厢壁对物块的弹力与物块对车厢壁的压力是一对平衡力 C. 若车厢的加速度变大，车厢壁对物块的摩擦力一定不变 D. 车厢壁对物块的弹力，是由于物块发生形变产生的 【答案】C 【解析】 【详解】A．物块相对于车厢静止，故以车厢为参考系，物块是静止的，故A错误； B．车厢壁对物块的弹力与物块对车厢壁的压力是相互作用力（作用在两个物体上），而平衡力需要作用在同一物体上，故B错误； C．物块在竖直方向受力平衡，其所受摩擦力始终等于自身的重力，与水平方向的加速度无关，因此加速度变大时，车厢壁对物块的摩擦力一定不变，故C正确； D．弹力是由施力物体的形变产生的，所以车厢壁对物块的弹力是车厢壁发生形变产生的，而非物块，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，A、B两物体并排放在光滑水平面上，质量分别为1kg和2kg。当水平向右推力F作用在物体上时，A、B之间作用力的大小为6N，若水平推力F的大小不变，将F变为水平向左推动B物体，则A、B之间作用力的大小为（　　） A. 2N B. 9N C. 12N D. 3N 【答案】D 【解析】 【详解】当水平向右推力F作用在物体上时，对AB整体由牛顿第二定律 对B分析可知 当水平向右推力作用在B物体上时，对AB整体由牛顿第二定律 对A分析可知 解得，故选D。 4. 一艘汽艇在静水中速率为，一平直河流河宽为，水流自左向右流动，速率为。现在该汽艇分别按照甲、乙两种方式渡河，两种方式与河岸的夹角都是角，船头朝向如图所示，且甲种方式刚好可以垂直渡河到达河对岸的点。下列说法正确的是（　　） A. 两种方式渡河时间 B. 如果改变船头与河岸的夹角，汽艇的最短渡河时间等于 C. 如果河水流速增大，甲种方式不需要调整角度也可以到达点 D. 乙种方式到达河对岸时将偏离渡河垂直点距离为 【答案】D 【解析】 【详解】A．两种方式渡河时间相等，均为 选项A错误； B．如果改变船头与河岸的夹角，则当船头垂直河岸时渡河时间最短，则汽艇的最短渡河时间 选项B错误； C．甲种方式小船能到达A点，则船速和河水流速的合速度方向指向A点，如果河水流速增大，则船速和河水流速的合速度方向不再指向A点，则不可以到达点，选项C错误； D．乙种方式到达河对岸时将偏离渡河垂直点距离为 选项D正确。 故选D。 5. 抖空竹是国家非物质文化遗产之一，某次表演时，空竹的运动可简化为如图所示。演员将空竹从点竖直向上抛出后，空竹上升的最大高度为5m，忽略空气阻力时空竹的运动可视为竖直上抛运动，取，则空竹（　　） A. 抛出后经过上升到最高点 B. 抛出后1.5s位移大小为 C. 回到点时速度大小为 D. 从点到最高点的平均速率为 【答案】B 【解析】 【详解】A．空竹抛出后做竖直上抛运动，上升的最大高度为5m，由逆向思维可看成自由落体运动，有 解得，即抛出后经过上升到最高点，故A错误； C．空竹竖直上抛的初速度为，根据运动的对称性可知回到点时速度大小为，故C错误； B．取向上为正方向，则抛出后的位移为 即位移的大小为，故B正确； D．从点到最高点的平均速率为，故D错误。 故选B。 6. 某同学利用所学物理知识，测量一段长为的头发能承受的最大拉力。如图所示，刻度尺水平放置，头发穿过钩码的光滑挂钩，一端固定在P点，另一端从P点开始缓慢向右移动，当移动到如图所示的Q点时，头发恰好被拉断。已知钩码和挂钩的总质量为，取重力加速度，则头发能承受的最大拉力为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】头发恰好被拉断时，设头发与竖直方向的夹角为，根据受力平衡可得 根据图中几何关系可得 可得 则头发能承受的最大拉力为 故选C。 7. 如图所示，质量为M、倾角为30°的斜面固定在水平地面上，斜面体上表面光滑，一轻绳绕过两个轻质滑轮连接着固定点和物体B，两滑轮之间的轻绳始终与斜面平行，物体A、B的质量分别为2m、m，重力加速度大小为g，将A、B由静止释放，在B下降的过程中（物体A未碰到滑轮）。下列说法正确的是（　　） A. 轻绳对B的拉力大小为 B. 轻绳对B的拉力大小为 C. 物体A的加速度大小为 D. 物体A的加速度大小为 【答案】B 【解析】 【详解】对B进行受力分析，物体B受重力mg、绳子的拉力T，根据牛顿第二定律得 对A进行受力分析，斜面体上表面光滑，无摩擦力，物体A受重力2mg、两根绳子的拉力2T（轻绳上的力相等）、支持力FN，根据牛顿第二定律得，沿斜面方向 根据滑轮的连接方式可知，在运动过程中B的位移一直是A位移的两倍，根据位移-时间公式，可得 联立解得，，，故选B。 二、多选题（本题共3个小题，每小题5分，共15分，选不全给3分，错选0分。） 8. 2024年8月3日，中国网球参赛选手郑钦文在巴黎奥运会网球女单比赛中夺冠，为中国网球队创造了历史。如图所示为该选手在巴黎奥运会决赛中比赛的精彩瞬间，她回球时将网球斜向上击出，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 网球被郑钦文击出后斜向上运动的过程中处于超重状态 B. 网球在最高点时的速度为0 C. 网球在空中运动的过程中，在相同的时间内，速度变化量相同 D. 若仅增大回球的初速度，网球在空中运动到最高点的时间变长 【答案】CD 【解析】 【详解】A．网球被郑钦文击出后斜向上运动的过程中不计空气阻力，仅受重力作用，加速度竖直向下，处于失重状态，故A错误； B．网球在最高点时水平方向有速度，故B错误； C．网球在空中运动的过程中，由，可知在相同的时间内，速度变化量相同，故C正确； D．若仅增大回球的初速度，网球在竖直方向的分速度增大，上升时间，则网球在空中运动到最高点的时间变长，故D正确。 故选CD。 9. 某机场航站楼行李处理系统其中的一段如图甲所示，水平传送带顺时针匀速转动，一小行李箱以初速度滑上水平传送带，从点运动到点的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 传送带的速度大小为 B. 传送带与行李箱的滑动摩擦系数为 C. 、两点间的距离为 D. 小行李箱与传送带的相对位移大小为 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．由图像可知，传送带的速度大小为，故A错误； B．图像斜率为加速度 根据牛顿第二定律 解得，故B正确； C．图像与坐标轴围成的面积代表位移，则根据图像可知，小行李箱在内运动的位移为 所以、两点间的距离为8m，故C正确； D．在内传送带传动的路程为 所以小行李箱与传送带的相对位移大小为，故D正确。 故选BCD。 10. 如图甲所示，轻质弹簧下端固定在水平面上，上端叠放着两个物体A、B，系统处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体A上，使A向上做匀加速直线运动，以系统静止时的位置为坐标原点，竖直向上为位移x正方向，得到F随x的变化图像如图乙所示。已知物体A的质量，重力加速度，则下列说法正确的是（　　） A. 弹簧的劲度系数为 B. 物块A做匀加速直线运动的加速度大小为 C. 物块B的质量为 D. F作用瞬间，A、B之间的弹力大小为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．以A、B整体为研究对象，设物块B质量为M，静止时弹簧压缩量为，有 分离之前有 即 所以F随x的变化图像的斜率等于劲度系数 A错误； BC．时刻，有 分离时，有 联立解得 ， B正确，C错误； D．施加拉力F的瞬间，设A、B之间的弹力为，对B进行受力分析有 解得 D正确。 故选BD。 三、实验题（共8空，每空2分，共16分。） 11. 利用如图所示的装置可以探究合力与分力的关系。在水平桌面上固定一块竖直木板，木板上铺有白纸，在相隔一定距离且位于同一水平直线上固定两个光滑的定滑轮和，一段合适长度的绳子跨过滑轮和，并将绳子打一个结点，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子、、拉力的大小分别为，和，回答下列问题： （1）本实验采用的科学方法是__________。 A. 理想实验法 B. 控制变量法 C. 等效替代法 D. 建立物理模型法 （2）改变钩码个数，能够保证实验顺利完成的是（　　） A. 钩码的个数， B. 钩码的个数，， C. 钩码的个数 （3）在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是（　　） A. 标记结点的位置，并记录、、三段绳子的方向 B. 量出、、三段绳子的长度 C. 用天平测出钩码的质量 （4）在作图时，某组同学以表示、的线段为邻边作平行四边形得到，并在图中画出表示竖直方向的虚线，你认为图__________（填“甲”或“乙”）是正确的。 【答案】（1）C （2）C （3）A （4）甲 【解析】 【小问1详解】 本实验通过三个力、和使结点平衡，研究、和的关系，实验的核心在于和的共同作用效果与等效，属于等效替代法，ABD错误，C正确。 故选C。 【小问2详解】 为保证实验顺利完成，三个力的关系应该满足，设每个钩码的重力为，则,,，可得，AB错误，C正确。 故选C。 【小问3详解】 本实验探究合力与分力的关系，必要的数据是合力与分力的大小和方向，故在拆下钩码和绳子前，需要标记结点的位置，并记录、、三段绳子的方向，A正确，BC错误。 故选A。 【小问4详解】 是合力，方向一定竖直向下，以表示、的线段为邻边作平行四边形得到，因实验存在误差，的方向与竖直方向会有偏差，故甲图正确。 12. 某同学采用如图甲所示的实验装置研究平抛运动规律，实验装置放置在水平桌面上，底板上的标尺可以测得水平位移x。 （1）以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有______。 A. 安装斜槽轨道，使其末端保持水平 B. 斜槽轨道必须光滑 C. 应选择质量较大，体积较小的小球 D. 每次小球应从同一高度由静止释放 （2）若某次实验时，小球抛出点距底板的高度为h，水平位移为x，重力加速度为g，则小球的平抛初速度为______（用h、x、g表示）。 （3）如图乙所示，用一张印有小方格的纸记录轨迹，当地重力加速度g取，小方格的边长。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度=______m/s，小球抛出点的坐标为______。 【答案】（1）ACD （2） （3） ①. 2 ②. 【解析】 【小问1详解】 A．保证斜槽轨道末端应水平，以便于小球初速度沿水平方向，故A正确； B．小球在轨道上运动时摩擦力不会影响其速度方向，不必光滑，故B错误； C．应选择质量较大，体积较小的小球，减少空气阻力影响，故C正确； D．小球应从同一高度释放，释放位置不能太高或太低，故D正确 故选ACD。 【小问2详解】 竖直方向，有 水平方向有 联立解得 【小问3详解】 由逐差法，有 解得 又 b点竖直方向的速度为 b点的高度为 b点的水平位移为 联立解得 故抛出点坐标为。 四、解答题（共3个小题，共41分。请写出必要的文字说明和公式，只写答案不给分。） 13. 如图所示，一小球自平台上水平抛出，恰好落在临近平台的一倾角为的光滑斜面顶端，并刚好沿光滑斜面下滑，已知斜面顶端与平台的高度差，重力加速度，，，求： (1)小球水平抛出的初速度是多少？ (2)面顶端与平台边缘的水平距离是多少？ (3)若斜面顶端高，则小球离开平台后经多长时间到达斜面底端？ 【答案】(1)；(2)；(3) 【解析】 【详解】(1)由题意可知：小球落到斜面上并沿斜面下滑，说明此时小球速度方向与斜面平行，否则小球会弹起，所以 ， 代入数据，得 m/s， (2)由得 水平距离为 (3)小球沿斜面做匀加速直线运动的加速度 ， 初速度 且 代入数据，整理得 解得 或（不合题意舍去） 所以 14. 如图所示，可视为质点的质量的物块放在质量、足够长的长木板上，长木板放置在水平地面上。物块通过轻质弹簧连接水平天花板，当弹簧与水平方向的夹角为37°且弹簧长度时，对长木板施加水平向左的拉力，长木板恰好做匀速直线运动，物块相对于地面静止。已知弹簧的劲度系数、原长，弹簧始终处于弹性限度内，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小g取10m/s2，，，求： （1）弹簧弹力的大小； （2）物块与长木板间的动摩擦因数； （3）长木板与水平地面间的动摩擦因数。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据胡克定律可得 【小问2详解】 对物块受力分析，受重力、支持力、弹簧拉力和摩擦力作用，如图 由于长木板恰好做匀速直线运动时，物块相对于地面静止。所以 又 解得 【小问3详解】 对长木板受力分析，受重力、支持力、物块的压力、拉力F、物块的摩擦力和地面的摩擦力作用，如图 由于对长木板施加水平向左的拉力，长木板恰好做匀速直线运动，所以 由牛顿第三定律可知 地面对长木板的摩擦力 由牛顿第三定律可知 解得 15. 三明钢铁厂某分厂用传送带把工件传送到高处，图甲为该装置示意图。传送带与水平面的夹角θ=37°，A、B两端相距L1=7m。一可视为质点、质量为m=40kg的工件从A端无初速度释放后运送至B端。已知工件与传送带之间的动摩擦因数μ1=0.8，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。 （1）若传送带以v=2m/s的速度顺时针运转，求工件从A端运送至B端所用的时间； （2）2021年秋冬季开始，因节能减排限时供电，传送带停止运转。为了不影响工作进度，如图乙，工人将工件置于木板最上端，拉动连接木板且与传送带平行的轻绳，完成运送工作。已知木板质量M=10kg，工件与木板之间的动摩擦因数μ2=0.8，木板与传送带之间的动摩擦因数=0.25，木板上端到传送带上端的距离为L2=5.25m，不计轻绳与定滑轮间的摩擦力与空气阻力 （i）为避免工件与木板相对滑动，求工人所用拉力的最大值； （ii）若工人用（i）中的最大拉力将工件与木板由静止开始拉动，一段时间后撤去拉力，工件恰好能运动到B端，求拉力的作用时间. 【答案】（1）6s；（2）(i)420N；(ii)5s 【解析】 【详解】（1）工件轻放上传送带时,设工件的加速度大小为，加速到与传送带速度相等用时，沿传送带方向的位移大小为，对工件，由牛顿第二定律得 得 由匀变速直线运动速度公式有 = v 由题意可得,工件与传送带共速后匀速运动到B端,设匀速过程用时,位移大小为, =-=v 得 = 1s 工件从A点运送到B点所用的时间 t =+ = 6s （2）(i)当工件受到的静摩擦力取最大值时,拉力取最大值,对工件,由牛顿第二定律有 μ2mgcosθ- mgsinθ= 对木板和工件,由牛顿第二定律有 - μ3(M + m)gcosθ -(M + m)gsin θ=(M+m) 联立解得工件的最大拉力 Fm=420N (ii)设工人施加拉力的时间,向上运动过程中,由题意可知工件与木板之间不打滑,在拉力作用下,工件与木板一起匀加速直线运动,撤去力之后一起匀减速直线运动,工件运动到B端时速度为零，对工件和木板,设匀加速直线运动位移大小为,匀减速直线运动过程中加速度大小为，位移大小为，由牛顿第二定律有 μ3(M + m)gcosθ +(M + m)gsinθ=(M+m) 得 =8m/ 由匀变速直线运动速度公式有 = = =+ 联立解得 =5s 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $