高中物理第四章牛顿运动定律习题课三牛顿第二定律的综合应用(2)练习新人教版.docx

习题课三牛顿第二定律的综合应用(2)1.如图(甲)所示,在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板,其上叠放一质量为m2的木块.假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等.现给木块施加一随时间t增大的水平力F=kt(k是常数),木板和木块加速度的大小分别为a1和a2.图(乙)中反映a1和a2变化的图线中正确的是(A)解析:对物体受力分析,木块受水平方向的拉力和木板对它的摩擦力作用,木板水平方向上仅受木块对它的摩擦力作用.刚开始时水平拉力较小,两个物体一起做加速运动,加速度大小a=,图线的斜率k0=,当两物体间的静摩擦力达到最大静摩擦力Ff后,二者开始相对滑动,但二者之间的滑动摩擦力大小不变,木块的加速度a2=,随时间成线性增加,图线的斜率k2=;木板的加速度a1=保持不变,选项A正确,B,C,D错误.2. (2017绵阳检测)如图所示,大型物流货场传送带倾斜放置,与水平面的夹角保持不变.传送带可向上匀速运动,也可向上加速运动;货箱M与传送带间保持相对静止,设传送带受的摩擦力为Ff.则 (D)A.传送带加速运动时,Ff的方向可能平行传送带向下B.传送带匀速运动时,不同质量的货箱Ff相等C.相同的货箱,传送带匀速运动的速度越大,Ff越大D.相同的货箱,传送带加速运动的加速度越大,Ff越大解析:由于货箱放在传送带上,相对于传送带有向下运动的趋势,则摩擦力沿传送带向上,当传送带加速向上运动时,则有Ff-mgsin =ma,选项A错误;当传送带匀速运动时,重力沿传送带向下的分力与静摩擦力为平衡力,摩擦力方向一定沿斜面向上,大小Ff=mgsin ,不同质量的货箱,Ff不相等而相同货箱Ff相等,选项B,C错误.当加速度沿传送带向上,根据牛顿第二定律得Ff=mgsin +ma,则相同的货箱,加速度越大,Ff越大,选项D正确.3. (2017南通检测)如图所示,长木板放置在粗糙水平地面上,一小物块放置于长木板的中央,已知长木板和物块的质量均为m,长木板与地面间及物块与长木板间的动摩擦因数均为,设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g,现对物块施加一水平向右的拉力F,则(C)A.长木板可能向右做匀加速运动B.长木板的加速度可能为C.地面对长木板的摩擦力可能等于FD.长木板受到水平面的摩擦力可能等于2mg解析:物块对长木板最大摩擦力等于mg,长木板受到的地面的最大静摩擦力为2mg,所以无论小物块是否运动,小物块对长木板的摩擦力均小于2mg,长木板均不会相对于地面滑动,选项A,B错误.小物块在F的作用下,如果小物块相对于长木板静止,则地面对长木板的摩擦力等于F.如果小物块相对于长木板滑动,地面对长木板的摩擦力等于mg,而且长木板受到水平面的摩擦力最大等于mg,选项C正确,D错误.4.(2017宜春检测)如图所示,钢铁构件A,B叠放在卡车的水平底板上,卡车底板和B间动摩擦因数为1,A,B间动摩擦因数为2,卡车刹车的最大加速度为a,1ga2g,可以认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等.卡车沿平直公路行驶途中遇到紧急情况时,要求其刹车后在s0距离内能安全停下,则卡车行驶的速度不能超过(B)A. B.C. D.解析:由于1ga2g,则12.当卡车紧急刹车时,若构件B恰好滑动,构件A相对于B静止,即卡车刹车的最大加速度am为1g.由运动学公式v2-=2ax得卡车的最大速度vm=,选项B正确.5.(2017黑龙江高一检测)如图所示水平传送带A,B两端点相距x=4 m,以v0=2 m/s的速度(始终保持不变)顺时针运转.现将一小煤块(可视为质点)无初速度地轻放至A点处,已知小煤块与传送带间的动摩擦因数为0.4,g取10 m/s2.由于小煤块与传送带之间有相对滑动,会在传送带上留下划痕.则小煤块从A运动到B的过程中(D)A.所用的时间是 s B.所用的时间是0.5 sC.划痕长度是4 m D.划痕长度是0.5 m解析:煤块在传送带上滑动时,根据牛顿第二定律有mg=ma得煤块加速度a=g=4 m/s2.当煤块速度增大到与传送带速度相同时,位移为x1=0.5 mv2,则v2=v2C.若v1v2,物体一直相对传送带滑动,加速度不变,速度大小增大到等于v2时,物体恰好离开传送带,有v2=v2;如果v1=v2,物体同样会一直相对传送带滑动,加速度不变,当速度大小增大到等于v2时,物体恰好离开传送带,有v2=v2;如果v12(M+m)g,故aAaA,选项A正确,B错误;当拉力F小于地面对整体的最大静摩擦力时,物块A所受摩擦力与F大小相等,当整体开始加速滑动后,对物块A有F-Ff1=ma;静摩擦力Ff1逐渐增加,但依然小于1mg;当A,B发生相对滑动后,变为滑动摩擦力,大小为1mg,选项C正确;对AB整体,当拉力F小于地面对整体的最大静摩擦力时,整体加速度为零,Ff2等于拉力;滑动后,Ff2=2(M+m)g,保持不变,选项D错误.8.如图所示,一足够长的木板静止在水平面上,质量M=0.4 kg,长木板与水平面间的动摩擦因数1=0.1,一质量m=0.4 kg的小滑块以v0=1.8 m/s的速度从长木板的右端滑上长木板,滑块与长木板间动摩擦因数2=0.4,小滑块可看成质点,重力加速度g取10 m/s2,求:(1)小滑块刚滑上长木板时,长木板的加速度大小a1和小滑块加速度大小a2;(2)小滑块与长木板速度相等时,小滑块相对长木板滑行的距离L;(3)从小滑块滑上长木板到最后静止下来的过程中,小滑块运动的总距离x.解析:(1)小滑块对长木板的滑动摩擦力Ff2大于地面对长木板的滑动摩擦力Ff1,长木板向左加速,小滑块向左减速,根据牛顿第二定律,对木板有2mg-1(M+m)g=Ma1对滑块有2mg=ma2解得a1=2 m/s2,a2=4 m/s2.(2)小滑块与长木板速度相等时,v0-a2t=a1t,得t=0.3 s小滑块运动的距离x2=v0t-a2t2=0.36 m木板运动的距离x1=a1t2=0.09 mL=x2-x1=0.27 m.(3)此后一起做匀减