（广东专用）2018年高考物理一轮复习 第3章 牛顿运动定律 微专题15 动力学中的摩擦传动问题试题 粤教版.doc

15 动力学中的摩擦传动问题方法点拨(1)“滑块木板”问题中，靠摩擦力带动的那个物体的加速度有最大值：am.整体加速度小于该值，二者相对静止，二者间是静摩擦力整体加速度大于该值，二者相对滑动，二者间为滑动摩擦力(2)传送带靠摩擦力带动(或阻碍)物体，物体速度与传送带速度相同时往往是摩擦力突变(从滑动摩擦力到无摩擦力或从滑动摩擦力变到静摩擦力)之时1(滑块木板问题)如图1所示，在光滑水平面上，一个小物块放在静止的小车上，物块和小车间的动摩擦因数0.2，重力加速度g10 m/s2.现用水平恒力f拉动小车，关于物块的加速度am和小车的加速度am的大小，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列选项可能正确的是()图1aam2 m/s2，am1 m/s2bam1 m/s2，am2 m/s2cam2 m/s2，am4 m/s2dam3 m/s2，am5 m/s22(传送带问题)如图2所示，倾角为的足够长传送带沿顺时针方向转动，转动速度大小为v1.一个物块从传送带底端以初速度大小v2(v2v1)上滑，同时物块受到平行于传送带向上的恒力f作用，物块与传送带间的动摩擦因数tan ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则物块运动的vt图象不可能是()图2 3如图3所示，质量为m1 kg的木板静止在粗糙的水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数10.1，在木板的左端放置一个质量为m1 kg的小铁块(可视为质点)，铁块与木板间的动摩擦因数20.4，在木板(足够长)的右端施加一个大小从零开始连续增大的水平向左的力f，下列能正确表示铁块与木板间的摩擦力f随力f大小变化的图象是(重力加速度g10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()图3 4如图4甲所示，质量m1 kg的木板静止在粗糙的水平地面上，在木板的左端放置一个质量m1 kg、大小可以忽略的铁块在铁块上施加一个外力f，在铁块运动过程中，铁块和木板之间的摩擦力f随外力f变化的关系图象如图乙所示，已知重力加速度g10 m/s2，各接触面间的最大静摩擦力均等于滑动摩擦力求：图4(1)木板与地面间的动摩擦因数1和铁块与木板间的动摩擦因数2；(2)当f6 n时铁块的加速度a.5.如图5所示，绷紧的传送带始终以2 m/s的速度匀速斜向上运行，传送带与水平方向间的夹角30.现把质量为10 kg的工件轻轻地放在传送带底端p处，由传送带传送至顶端q处已知p、q之间的距离为4 m，工件与传送带间的动摩擦因数，取g10 m/s2.图5(1)通过计算说明工件在传送带上做什么运动；(2)求工件从p点运动到q点所用的时间6在日常生活中，我们经常看到物体与物体间发生反复的碰撞如图6所示，一块表面水平的木板被放在光滑的水平地面上，它的右端与墙之间的距离l0.08 m另有一小物块以初速度v02 m/s从左端滑上木板已知木板和小物块的质量均为1 kg，小物块与木板之间的动摩擦因数0.1，木板足够长使得在以后的运动过程中小物块始终不与墙接触，木板与墙碰后木板以原速率反弹，碰撞时间极短可忽略，取重力加速度g10 m/s2.求：图6(1)木板第一次与墙碰撞时的速度大小；(2)从小物块滑上木板到二者达到共同速度时，木板与墙碰撞的总次数和所用的时间；(3)达到共同速度时木板右端与墙之间的距离5答案精析1c若物块与小车保持相对静止一起运动，设加速度为a，对系统受力分析，由牛顿第二定律可得：f(mm)a，隔离小物块受力分析，二者间的摩擦力f为静摩擦力，且fmg，由牛顿第二定律可得：fma，联立可得：amamag2 m/s2.若物块与小车间发生了相对运动，二者间的摩擦力f为滑动摩擦力，且amam，隔离小物块受力分析，如图所示，由牛顿第二定律可得：fmgmam，可得：am2 m/s2，选项c正确，选项a、b、d错误2c物块的速度v2v1，初始时物块受到沿斜面向下的滑动摩擦力，因tan ，fmgcos mgsin .当fmgsin ，f1fmgsin ，方向沿传送带向上若f1f，物块将做匀加速直线运动，a选项可能若f1f，物块做匀速运动，b选项可能若f1f，物块将先做匀减速直线运动，当物块速度等于传送带速度时，f1ff最大，物块和传送带保持相对静止，匀速运动当fmgsin ，f2mgsin f，方向沿传送带向下，物块先做匀减速直线运动，到与传送带速度相同时，因f2mgsin fmgsin f，物块将与传送带一起做匀速运动，d选项可能，c选项不可能3c当f1(mm)g2 n时，f0；铁块恰好未与木板发生相对滑动时，铁块的加速度a02g，f1(mm)g(mm)a010 n，故当2 nf10 n时，木板、铁块保持相对静止向右做加速运动，f1(mm)g(mm)a，fma，解得f1(n)；当f10 n时，铁块相对木板滑动，此时摩擦力f2mg4 n，所以c正确4(1)0.10.6(2)2 m/s2解析(1)由ff图象可知，当0f2 n时，铁块、木板均静止在水平地面上，当2 nf10 n时，铁块、木板一起在水平地面上做加速运动，当f10 n时，铁块和木板发生相对滑动，由题图乙可得当f2 n时，有f1(mm)g2 n当f10 n时，有f2mg6 n由以上两式可得10.1，20.6(2)由题图乙可知，当f6 n时，f4 n，此时铁块和木板一起在水平地面上做加速运动对铁块，由牛顿第二定律有ffma可得a2 m/s2.5(1)见解析(2)2.4 s解析(1)对工件进行受力分析，由牛顿第二定律得：mgcos mgsin ma，代入数值得：a2.5 m/s2.则其速度达到传送带速度时发生的位移为s1 m0.8 m4 m.工件匀速运动的位移s2ss14 m0.8 m3.2 m.可见工件先匀加速运动0.8 m，然后匀速运动3.2 m.(2)匀加速时，由s1t1得t10.8 s，匀速时t2 s1.6 s，所以工件从p点运动到q点所用的时间为tt1t22.4 s.6(1)0.4 m/s(2)2次1.8 s(3)0.06 m解析(1)物块滑上木板后，在摩擦力作用下，木板从静止开始做匀加速运动设木板加速度大小为a，经历时间t后与墙第一次碰撞，碰撞时的速度大小为v1，则mgmalat2v1at联立解得t0.4 sv10.4 m/s(2)在物块与木板两者达到共同速度前，在每两次碰撞之间，木板受到物块对它的摩擦力作用而做加速度恒定的匀变速直线运动，因而木板与墙相碰后将先返回至初始位置且速度减为零，所用时间也为t.物块与木板的质量相等，加速度大小相等设在物块与木板两者达到共同速度v前木板共经历n次碰撞，则有vv0(2ntt)aat式中t是碰撞n次后木板从初始位置至达到共同速度时所需要的时间得2vv02nta由于木板的速率只能位于0到v1之间，故有0v02nta2v1求解上式得1.5n2.5由于n是整数，故n2，v0.2 m/s，