高中物理人教版 (2019)必修 第一册第四章 运动和力的关系综合与测试课时练习

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册第四章 运动和力的关系综合与测试课时练习，共6页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
第四章　运动和力的关系专题强化练7　传送带模型一、选择题1.(2022云南名校联盟期末)(多选)如图所示,一传送带水平放置,以恒定的速度顺时针转动,一物块以某初速度滑上传送带左端,关于物块在传送带上运动的情况,下列说法正确的是(　　)A.物块一定一直做匀加速直线运动B.物块可能先做匀加速直线运动,后做匀速直线运动C.物块可能一直做匀速直线运动D.物块可能先做匀减速直线运动,后做匀加速直线运动2.(2022黑龙江大庆期末)(多选)如图所示,有一水平传送带以2 m/s的速度顺时针匀速运动,现将一煤块轻轻放在传送带的左端,若煤块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.5,已知传送带左、右两端间的距离为10 m,煤块可视为质点,g=10 m/s2,则(　　)A.煤块到达传送带右端时的速度为10 m/sB.传送带上煤块划出的痕迹长度为0.4 mC.传送带将煤块传送到传送带右端所需时间为5.2 sD.若传送带速度未知,使煤块由传送带左端运动到右端所用时间最短,则传送带速度至少为10 m/s3.(2022四川自贡期末)(多选)如图所示,水平传送带AB长L=10 m,以恒定速率v1=4 m/s运行。初速度大小为v2=2 m/s的小物块(可视为质点)从与传送带等高的光滑水平面上经A点滑上传送带。小物块的质量m=1 kg,物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.4,g取10 m/s2。下列说法正确的是(　　)A.小物块不能到达B端B.小物块在传送带上运动的过程中,距A端的最远距离为2 mC.小物块离开传送带时的速度大小为4 m/sD.小物块在传送带上运动的时间为1 s4.(2022黑龙江哈师大附中期末)(多选)如图甲所示,一足够长的传送带倾斜放置,倾角为θ,以恒定速率v=4 m/s 顺时针转动。一煤块以初速度v0=12 m/s 从A端冲上传送带,煤块的速度随时间变化的图像如图乙所示,g取10 m/s2,则下列说法正确的是(　　)甲乙A.倾斜传送带与水平方向夹角的正切值tan θ=0.75B.煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0.35C.煤块从冲上传送带到返回A端所用的时间为(2+) sD.煤块在传送带上留下的痕迹长为(12+4) m5.(2022辽宁名校联盟联考)(多选)如图甲所示,足够长的传送带与水平面的夹角为θ,保持某一速度匀速转动,在传送带上某位置轻轻放置一小木块,小木块与传送带间的动摩擦因数为μ,小木块速度大小随时间变化的关系如图乙所示。θ、v0、t0已知,重力加速度为g,则(　　)甲乙A.传送带一定顺时针转动B.传送带的速度大小等于v0C.μ=- sin θD.t0时刻后木块的加速度大小为2g sin θ-6.(2022山东泰安月考)如图所示,三角形传送带以1 m/s的速度逆时针匀速转动,两边的传送带长都是2 m,且与水平方向的夹角均为37°。现有两个小物块A、B从传送带顶端都以1 m/s的初速度沿传送带下滑,物块与传送带间的动摩擦因数均为0.5。下列说法中正确的是(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)(　　)A.A到达底端的速度比B到达底端的速度大B.B先到达传送带底端C.A先到达传送带底端D.A、B在传送带上的划痕长度之比为1∶37.(2022黑龙江哈尔滨三中期末)(多选)如图所示,工厂用水平传送带传送工件,传送带两端点A、B之间的距离为15 m,始终以v=12 m/s的速度顺时针运行,传送带上原来没有任何工件。在t1=0时刻,将底部涂有黑色染料的一号工件轻放于传送带的左端;t2=1 s时,再将另一完全相同的二号工件轻放于传送带的左端。已知传送带与工件之间的动摩擦因数为0.6,g=10 m/s2,不计传送带轮和工件的大小。下列说法正确的是(　　)A.第1 s末,传送带上黑色痕迹长度为9 mB.第2 s末,传送带上有两段不连续的黑色痕迹C.第2 s末,传送带上有9 m长度未被留下黑色痕迹D.第3 s末,两工件在传送带上相距12 m二、非选择题8.(2022湖北宜昌期中)如图所示,传送带与水平地面的夹角为37°,AB的长度为64 m,传送带以20 m/s的速度沿逆时针方向转动,在传送带上端A点无初速度地放上一个质量为8 kg的物体(可视为质点),它与传送带之间的动摩擦因数为0.5,求物体从A点运动到B点所用的时间。(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2)     答案全解全析1.BC　若物块的初速度小于传送带的速度,则物块先做匀加速直线运动,当与传送带速度相同时做匀速直线运动,A错误,B正确;若物块的初速度等于传送带的速度,则物块一直做匀速直线运动,C正确;若物块的初速度大于传送带的速度,物块先做匀减速直线运动,当与传送带的速度相同时做匀速直线运动,D错误。故选B、C。2.BCD　对煤块受力分析,根据牛顿第二定律有μmg=ma,解得a=μg=5 m/s2,根据v=at1可知t1=0.4 s时,煤块与传送带共速,摩擦力消失,煤块和传送带一起匀速运动,则煤块到达传送带右端时速度v=2 m/s,故A错误;煤块与传送带共速前,煤块运动的位移x=a=0.4 m,传送带运动的位移x'=vt1=0.8 m,传送带上煤块划出的痕迹长度Δx=x'-x=0.4 m,故B正确;煤块匀加速的时间为0.4 s,位移为0.4 m,距传送带右端的距离x1=10 m-0.4 m=9.6 m,在这段距离内,煤块和传送带一起匀速到右端,所用时间t2== s=4.8 s,传送带将煤块传送到传送带右端所需时间为t=t1+t2=0.4 s+4.8 s=5.2 s,故C正确;煤块由传送带左端运动到右端所用时间最短,煤块要一直加速到右端(此时恰好和传送带共速,或还没达到传送带速度),根据=2aL解得煤块一直加速到右端的速度vm=10 m/s,则若传送带速度未知,使煤块由传送带左端运动到右端所用时间最短,则传送带速度至少为10 m/s,故D正确。易混易错当传送带水平运动时,应注意:(1)摩擦力的突变和物体运动状态的变化。摩擦力的突变,常常导致物体的受力情况和运动性质的突变。(2)静摩擦力达到最大值是物体和传送带恰好保持相对静止的临界状态。(3)物体与传送带的速度达到相同时,滑动摩擦力要发生突变。3.AD　小物块滑上传送带后在水平方向受到摩擦力的作用,f=μmg,产生的加速度大小a==μg=4 m/s2,小物块从右端滑上传送带后做匀减速直线运动,设速度减为零时的位移是x,则-2ax=0-,代入数据解得x=0.5 m<10 m,所以小物块不能到达B端,速度减为零后反向做匀加速运动,则距A端的最远距离为0.5 m,故A正确,B错误;由对称性可知,当小物块回到传送带的A端时速度等于2 m/s,故C错误;小物块向左减速的时间为t1== s=0.5 s,向右加速的时间仍为t1=0.5 s,则小物块在传送带上运动的时间为t=2t1=1 s,选项D正确。4.ACD　由v-t图像得0~1 s内煤块的加速度大小a1= m/s2=8 m/s2,方向沿传送带向下;1~2 s内煤块的加速度大小a2= m/s2=4 m/s2,方向沿传送带向下。0~1 s,对煤块由牛顿第二定律得mg sin θ+μmg cos θ=ma1,1~2 s,对煤块由牛顿第二定律得mg sin θ-μmg cos θ=ma2,解得tan θ=0.75,μ=0.25,故A正确,B错误;v-t图像中图线与时间轴所围图形的面积表示位移大小,所以煤块上滑的总位移大小为x=10 m,由运动学公式得下滑时间为t下== s= s,所以煤块从冲上传送带到返回A端所用的时间为(2+) s,故C正确;由图像知,0~1 s内煤块比传送带多走4 m,划痕长4 m,1~2 s内传送带比煤块多走2 m,划痕还是4 m;2~(2+) s内传送带向上运动,煤块向下运动,划痕总长为2 m+a2+v1t下=(12+4) m,故D正确。5.BD　若传送带顺时针转动,当木块下滑时满足mg sin θ>μmg cos θ,木块将一直匀加速到底端,且加速度不变,当木块上滑时满足mg sin θ<μmg cos θ,木块先匀加速,在速度与传送带速度相等后将匀速运动,两种情况均不符合题图乙,故A错误;传送带逆时针转动,只有木块的速度大于传送带速度时,木块所受摩擦力才能沿传送带向上,由图乙可知,传送带的速度大小等于v0,故B正确;在0~t0时间内,木块所受摩擦力沿传送带向下,根据牛顿第二定律有mg sin θ+μmg cos θ=ma1,由图乙可知a1=,联立解得μ=-tan θ,故C错误;t0时刻后木块所受摩擦力沿传送带向上,根据牛顿第二定律有mg sin θ-μmg cos θ=ma2,把μ代入解得a2=2g sin θ-,故D正确。方法技巧倾斜传送带向下传送物体,当物体加速运动到与传送带速度相等时:(1)若μ≥tan θ,物体随传送带一起匀速运动;(2)若μ<tan θ,物体不能与传送带相对静止,将以较小的加速度a=g sin θ-μg cos θ继续加速运动。6.D　对A分析,因为mg sin 37°>μmg cos 37°,则A所受摩擦力沿传送带向上,向下做匀加速直线运动,B所受摩擦力沿传送带向上,向下做匀加速直线运动,两物块做匀加速直线运动的加速度大小相等,位移大小相等,初速度大小相等,则运动的时间相等,A、B到达底端的速度大小相等,故A、B、C错误。以A为研究对象,划痕的长度等于A的位移减去传送带的位移,由牛顿第二定律得a=2 m/s2,由运动学公式得xA=v0t+at2,其中v0=1 m/s,可得t=1 s,传送带运动的位移为x=vt=1 m,所以A在传送带上的划痕长度为Δx1=xA-x=2 m-1 m=1 m,以B为研究对象,划痕的长度等于B的位移大小加上传送带的位移大小,同理得出B在传送带上的划痕长度为Δx2=xB+x=3 m,所以划痕长度之比为1∶3,故D正确。7.AC　工件在传送带上运动的加速度为a=μg=6 m/s2,则第1 s末,一号工件的位移x1=a=3 m,传送带的位移x1'=vt1=12 m,则传送带上黑色痕迹长度为Δx1=x1'-x1=9 m,选项A正确;第2 s末,一号工件与传送带刚好共速,传送带的位移x2'=vt2=24 m,一号工件的位移x2=a=12 m,一号工件在传送带上留下的划痕长为Δx2=x2'-x2=12 m;此时二号工件运动了1 s,同样运动了3 m,留下了长度为9 m的划痕,两段划痕正好相接,则传送带上应该有12 m+9 m=21 m的划痕,因传送带总长度为30 m,则传送带上有9 m长度未被留下黑色痕迹,选项B错误,C正确;第2 s末,一号工件已经运动了12 m且与传送带共速,则还需0.25 s就要滑离传送带,即在2.25 s时刻一号工件滑离传送带,而在t=3 s时刻二号工件刚好与传送带共速,在传送带上滑行了12 m,选项D错误。8.答案　4 s解析　开始时物体下滑的加速度a1=g(sin 37°+μ cos 37°)=10 m/s2运动到与传送带共速需要的时间为t1== s=2 s此段时间物体下滑的距离x1=a1=20 m由于tan 37°=0.75>0.5,故2 s后物体继续加速下滑,且此时的加速度a2=g(sin 37°-μ cos 37°)=2 m/s2根据x2=vt2+a2,x2=L-x1=44 m解得t2=2 s故物体从A点运动到B点所用时间t=t1+t2=4 s。