2019_2020学年高中物理第6章力与运动专题五模型构建——连接体问题讲义测试（含解析）鲁科版.docx

专题五模型构建连接体问题课堂任务整体法、隔离法解决连接体问题1连接体多个相互关联的物体组成的物体系统。如叠在一起、并排放在一起或用绳(或杆)连在一起的几个物体。2隔离法与整体法(1)隔离法：在分析连接体问题时，从研究问题的方便性出发，将物体系统中的某一部分物体隔离出来，单独分析研究的方法。(2)整体法：在分析连接体问题时，将整个物体系统作为整体分析研究的方法。在分析整体受外力时采用整体法。3整体法、隔离法的选用(1)整体法、隔离法的选取原则当连接体内各物体具有相同的加速度(或运动情况一致)时，可以采用整体法；当连接体内各物体加速度不相同(或运动情况不一致)时，采用隔离法。一般来说，求整体的外力时优先采用整体法，整体法分析时不要考虑各物体间的内力；求连接体内各物体间的内力时只能采用隔离法。(2)整体法、隔离法的交替运用若连接体内各物体具有相同的加速度，且要求物体之间的作用力时，可以先用整体法求出加速度，然后再用隔离法选取合适的研究对象，应用牛顿第二定律求作用力，即“先整体求加速度，后隔离求内力”。4运用隔离法解题的基本步骤(1)明确研究对象或过程、状态，选择隔离对象。(2)将研究对象从系统中隔离出来，或将研究的某状态、某过程从运动的全过程中隔离出来。(3)对隔离出的研究对象进行受力分析，注意只分析其他物体对研究对象的作用力。(4)寻找未知量与已知量之间的关系，选择适当的物理规律列方程求解。例1如图所示，一夹子夹住木块，在力F作用下向上提升，夹子和木块的质量分别为m、M，夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为f。若木块不滑动，力F的最大值是()A. B.C. D.规范解答对木块分析得2fMgMa，计算得出木块的最大加速度ag。对整体分析得F(Mm)g(Mm)a，计算得出F。所以A正确，B、C、D错误。完美答案A运用整体法分析问题时，要求系统内各物体的加速度的大小和方向均应相同，根据牛顿第二定律对整体列方程。如果系统内各物体的加速度仅大小相同，如通过定滑轮连接的物体，一般采用隔离法，根据牛顿第二定律分别列方程。也可对整体，由动力效果和阻力效果列方程。如图所示，一条细绳(忽略质量)跨过定滑轮在绳子的两端各挂有物体A和B，它们的质量分别是mA0.50 kg，mB0.10 kg。开始运动时，物体A距地面高度hA0.75 m，物体B距地面高度hB0.25 m，g取10 m/s2。求：(1)AB的加速度的大小；(2)绳子的拉力是多少；(3)物体A落地后物体B上升的最大高度距地面多少米？答案(1) m/s2(2) N(3)1.5 m解析(1)分析可得，GAmAg5 N，GBmBg1 N，GAGB，所以A向下做匀加速直线运动，B向上做匀加速直线运动，加速度大小相同，设为a。对于A、B系统来说，GA是动力，GB是阻力，由整体法可得：GAGB(mAmB)a，解得a m/s2。(2)设绳子的拉力为F，隔离B可得：FGBmBa，解得F N。(3)物体A落地时A、B的速度大小相同，设为v，由v22ahA可得v m/s。A落地后B以v为初速度做竖直上抛运动，设上升的最大高度为h，由v22gh可得：h0.5 m，所以B上升的最大高度离地面为hhAhB1.5 m。课堂任务连接体的临界极值问题临界与极值问题是中学物理中的常见问题，临界或极值是一个特殊的转换状态点，是一个状态的极限点，是物理过程发生变化的转折点，在这个转折点上，系统的某些物理量达到极值，临界点的两侧，物体的受力情况、运动状态一般要发生改变。1临界或极值条件的标志(1)有些题目中有“刚好”“恰好”“正好”等字眼，表明题述的过程存在临界点。(2)若题目中有“取值范围”“多长时间”“多大距离”等词语，表明题述的过程存在“起止点”，而这些起止点往往就对应临界状态。(3)若题目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼，表明题述的过程存在极值，这个极值点往往是临界点。2轻绳、轻杆、接触面形成的临界与极值状态(1)轻绳形成的临界与极值状态由轻绳形成的临界状态通常有两种，一种是轻绳松弛与绷紧之间的临界状态，其力学特征是绳是直的，但绳中张力为零；另一种是轻绳断裂之前的临界状态，其力学特征是绳中张力达到绳能够承受的最大值。(2)轻杆形成的临界与极值状态与由轻绳形成的临界状态类似，一种是杆对物体产生拉力与推力之间的临界状态，力学特征是该状态下杆对物体的作用力为零；另一种是轻杆能承受的最大拉力或最大压力所形成的临界状态。(3)接触面形成的临界与极值状态也有两种：接触面间分离形成的临界状态：力学特征是接触面间弹力为零。接触面间滑动形成的临界状态：力学特征是接触面间静摩擦力达到最大值。3处理临界问题的三种方法极限法把物理问题(或过程)推向极端情况，从而使临界现象(或状态)暴露出来，以达到正确解决问题的目的假设法临界问题存在多种可能，特别是非此即彼两种可能时，或变化过程中可能出现临界条件，也可能不出现临界条件时，往往用假设法解决问题，假设是某种可能，或假设出现临界条件，会出现什么情况数学法将物理量间关系用数学式子表达出来，结合已知量的取值范围和其他物理条件，根据数学表达式解出临界值(此方法也可用于求解极值问题)例2如图所示，在水平向右运动的小车上，有一倾角为的光滑斜面，质量为m的小球被平行于斜面的细绳系住并静止在斜面上，当小车加速度发生变化时，为使小球相对于小车仍保持静止，求小车加速度的允许范围。规范解答如图所示，对小球进行受力分析有：水平方向：TcosNsinma竖直方向：TsinNcosmg0由两式知，当N0时，加速度a取最大值，此时amax当绳中拉力T0时，加速度a取最小值，此时amingtan负号表示加速度方向与速度方向相反，小车向右做减速运动。故小车加速度的允许范围为gtana，负号表示加速度方向向左。完美答案小车加速度的允许范围为gtana，负号表示加速度方向向左挖掘临界条件是解题的关键，本题中小车向右运动时，小球相对小车静止的一种临界情况是小球恰好不离开斜面，斜面弹力刚好为零；另一种临界情况是绳子刚好没有弹力，绳子对小球的拉力为零。一根劲度系数为k、质量不计的轻弹簧，上端固定，下端系一质量为m的物体，用一水平木板将物体托住，并使弹簧处于自然长度，如图所示。现让木板由静止开始以加速度a(ag)匀加速向下运动。求经过多长时间木板开始与物体分离。答案解析当木板与物体即将分离时，物体与木板间作用力N0，此时对物体，由牛顿第二定律得：mgFma又Fkx，xat2，三式联立得：t 。1. 如图所示，小球A和B的质量均为m，长度相同的四根细线分别连接在两球间、球与水平天花板上P点以及与竖直墙上的Q点之间，它们均被拉直，且P、B间细线恰好处于竖直方向，两小球均处于静止状态，则Q、A间水平细线对球的拉力大小为()A.mg B.mg C.mg D.mg答案C解析对小球B进行受力分析可知B、A间细线无弹力。对A进行受力分析，由于小球A的重力，使P、A间细线和A、Q间细线张紧。将小球A的重力沿PA与QA延长线方向分解，如图所示，由题意知四根细线长度相等，三角形PAB是等腰三角形，PB与PA夹角为60，可得FQmgtan60mg，故C正确。2. (多选)如图所示，在光滑水平地面上，水平外力F拉动小车和木块一起做无相对滑动的加速运动。小车的质量为M，木块的质量为m，加速度大小为a，木块和小车之间的动摩擦因数为，则在这个过程中，木块受到的摩擦力大小为()Amg B.C(Mm)g D.ma答案BD解析m与M无相对滑动，对m、M整体，有F(Mm)a，故a，m与整体的加速度相同，也为a，对m，有fma，即f，故B、D正确。3. (多选)如图所示，长方体物体A贴在倾斜的墙面上，在竖直向上的力F的作用下，A、B两物体均保持静止。则关于墙面对物体A的摩擦力，以下说法中正确的是()A一定有摩擦力B可能没有摩擦力C若有摩擦力，则一定沿墙面向下D若有摩擦力，则可能沿墙面向上答案BC解析如果墙面对A有弹力，先分析墙面对A弹力的方向就能判断出摩擦力的方向。对整体受力分析如图甲所示，如果外力F和总重力大小相等，则A与墙面之间就无弹力也就没有摩擦力，所以A错误，B正确。如果F大于总重力，则墙面对A有弹力，方向如图乙所示，根据物体平衡的条件可知，墙面对物体A的摩擦力方向一定沿墙面向下，所以C正确，D错误。4.(多选)如图所示，倾角为的斜面体c置于水平地面上，小物块b置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接，连接b的一段细绳与斜面平行。在a中的沙子缓慢流出的过程中，a、b、c都处于静止状态，则()Ab对c的摩擦力一定减小Bb对c的摩擦力方向可能平行斜面向上C地面对c的摩擦力方向一定向右D地面对c的摩擦力一定减小答案BD解析若有magmbgsin，则b对c的摩擦力平行于斜面向上，且随沙子缓慢流出，b对c的摩擦力减小；若有maggtan时，箱子左壁对球的作用力为零，顶部对球的力不为零。此时球受力如图，由牛顿第二定律得FNcosFmg，FNsinma，解得Fm。12. 倾角为30的光滑斜面上并排放着质量分别是mA10 kg和mB2 kg 的A、B两物块，劲度系数k400 N/m的轻弹簧一端与物块B相连，另一端与固定挡板相连，整个系统处于静止状态，现对A施加一沿斜面向上的力F，使物块A沿斜面向上做匀加速运动，已知力F在前0.2 s内为变力，0.2 s后为恒力，g取10 m/s2，求F的最大值和最小值。答案F的最大值为100 N，最小值为60 N解析设刚开始时弹簧压缩量为x0，则(mAmB)gsinkx0，因为在前0.2 s时间内，F为变力，0.2 s以后，F为恒力，所以在0.2 s时，B对A的作用力为0，由牛顿第二定律知：kx1mBgsinmBa。前0.2 s时间内A、B向上运动的距离为：x0x1at2，式联立计算得出：a5 m/s2。当A、B开始运动时拉力最小，此时有：Fmin(mAmB)a60 N。当A、B分离时拉力最大，此时有：FmaxmA(agsin)100 N。专题六传送带问题和滑块木板问题课堂任务传送带问题1传送带问题涉及摩擦力的判断、物体运动状态的分析和动力学知识的运用，重点考查学生分析问题和解决问题的能力。主要有如下两类：(1)水平传送带问题当传送带水平运动时，应特别注意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。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；滑动摩擦力存在于发生相对运动的物体之间，因此两物体的速度达到相同时，滑动摩擦力要发生突变(滑动摩擦力为0或变为静摩擦力)。(2)倾斜传送带问题当传送带倾斜时，除了要注意摩擦力的突变和物体运动状态的变化外，还要注意物体与传送带之间的动摩擦因数和传送带倾斜角度对受力的影响，从而正确判断物体的速度和传送带速度相等时物体的运动性质。2倾斜传送带问题的两种情况倾斜传送带问题可分为倾斜向上传送和倾斜向下传送两种情况(物体从静止开始，传送带匀速运动且足够长)：例1如图所示，水平传送带两端相距x8 m，工件与传送带间的动摩擦因数0.6，工件向左滑上A端时速度vA10 m/s，设工件到达B端时的速度为vB。(g取10 m/s2)(1)若传送带静止不动，求vB。(2)若传送带顺时针转动，工件还能到达B端吗？若不能，说明理由；若能，则求出到达B点的速度vB。(3)若传送带以v13 m/s逆时针匀速转动，求vB及工件由A到B所用的时间。规范解答(1)根据牛顿第二定律可知mgma，则ag6 m/s2，且vv2ax，故vB2 m/s。(2)能。当传送带顺时针转动时，工件受力不变，其加速度不发生变化，仍然始终减速，故工件到达B端的速度vB2 m/s。(3)开始时工件所受滑动摩擦力向左，加速度ag6 m/s2，假设工件能加速到13 m/s，则工件速度达到13 m/s所用时间为t10.5 s，匀加速运动的位移为s1vAt1at5.75 m，故共速之后物体加速下滑，且此时的加速度：a2g(sin37cos37)2 m/s2，根据s2vt2a2t，且ss1s2，解得：t22 s，故共用时间为tt1t24 s。课堂任务滑块木板问题1概述滑块木板问题至少涉及滑块和木板两个物体(有时不止一个滑块，有时木板受地面的摩擦力)，物体间经常存在相对滑动。由于摩擦力的突变，所以一般是多过程运动，各物体所受的摩擦力和运动情况比较复杂。对于这类问题，应分阶段分析各物体的受力和运动特点，准确求出各物体在每一个运动阶段的加速度(注意两过程的连接处加速度可能突变)，找出物体之间的位移(路程)关系和速度关系是解题的关键。速度相等是联系两个运动过程的桥梁。2受力分析此类问题由于存在相对运动或相对运动趋势，所以对摩擦力的分析很重要。滑块与木板如果速度相同，即没有发生相对滑动，则它们之间一般存在静摩擦力，应用“整体法”求出它们的加速度。滑块与木板如果速度不相同，则它们之间存在滑动摩擦力，应用“隔离法”分析各自的加速度。几种典型情况如下：(1)若滑块与木板“一快一慢”：较快的受到的对方给它的摩擦力为阻力，较慢的受到的对方给它的摩擦力为动力。(2)若滑块与木板“一动一静”：运动的受到的对方给它的摩擦力为阻力，静止的受到的对方给它的摩擦力为动力。(3)若滑块与木板“一左一右”：两者受到的对方给它的摩擦力都是阻力。由上述分析可知，两物体的速度相等是静摩擦力与滑动摩擦力突变、摩擦力的大小或方向发生突变的临界点，此临界点加速度会发生突变，从而将运动划分为多个过程。所以临界点前后的受力分析和运动分析是重中之重！3运动分析滑块与木板叠放在一起运动时，由于要考虑木板的长度，所以各物体运动的位移关系也比较复杂，应仔细分析运动过程，必要时可以借助运动草图和vt图象，弄清它们之间的相对位移和相对地面的位移之间的定量关系。常见的两种运动关系：(1)滑块从初始位置滑到木板一端的过程中，若它们向同一方向运动，则滑块与木板的位移大小之差等于初始时滑块到木板这一端的距离。(2)滑块从初始位置滑到木板一端的过程中，若它们向相反方向运动，则滑块与木板的位移大小之和等于初始时滑块到木板这一端的距离。注：如果滑块恰好没有脱离木板，则除了上述的位移关系外，滑块的末速度还与木板的相同。例2质量M3 kg的长木板放在光滑的水平面上。在水平拉力F11 N的作用下由静止开始向右运动。如图所示，当速度达到1 m/s时，将质量m4 kg的物块轻轻放到木板的右端。已知物块与木板间动摩擦因数0.2，物块可视为质点。(g10 m/s2)求：(1)物块刚放置在木板上时，物块和木板的加速度分别为多大？(2)木板至少多长物块才能与木板最终保持相对静止？(3)物块与木板相对静止后物块受到的摩擦力大小。规范解答(1)物块刚放置在木板上时，物块的加速度大小a1g2 m/s2，木板的加速度大小a21 m/s2。(2)当物块和木板速度相同后，二者保持相对静止，故a1tv0a2t，得t1 s，1 s内木板的位移s2v0ta2t21.5 m，物块的位移s1a1t21 m，所以若要使物块最终与木板保持相对静止，板长至少为Ls2s10.5 m。(3)相对静止后，对整体F(Mm)a，对物块fma，故fm6.29 N。完美答案(1)2 m/s21 m/s2(2)0.5 m(3)6.29 N解决滑块木板问题的关键是根据相对运动情况分析受力情况，特别是分析速度相等前后的受力情况；然后依据牛顿第二定律和运动学规律解题。此外要抓住物体间的位移(路程)关系。如图甲所示，质量M1 kg的薄木板静止在水平面上，质量m1 kg的铁块静止在木板的右端，可视为质点。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2。现给铁块施加一个水平向左的力F，力F从零开始逐渐增加，且铁块始终在木板上没有掉下来，铁块受到的摩擦力f随力F大小变化的图象如图乙所示。(1)求木板与水平面间的动摩擦因数1和铁块与木板之间的动摩擦因数2；(2)若力F恒为4 N，作用1 s后撤去F，最终铁块恰好能运动到木板的左端，求木板的长度L。答案(1)0.050.2(2) m解析(1)从图乙中可以看出，当F从3.0 N逐渐增加到4.5 N时，f不变，则此时的f是滑动摩擦力，即f2mg2.0 N，解得20.2。由图乙可知，当力F从1.0 N逐渐增加到3.0 N时，铁块和木板相对静止，并且一起加速运动，当F2.0 N时铁块所受摩擦力大小为f铁1.5 N，设此时铁块的加速度大小为a铁，则Ff铁ma铁，a铁0.5 m/s2，木板的加速度大小a板a铁，对整体运用牛顿第二定律F1(mM)g(Mm)a板，解得10.05。(2)设当F4 N时，铁块的加速度大小为a铁1，由牛顿第二定律有Ff1ma铁1，f12mg，解得a铁12 m/s2，设木板的加速度大小为a板1，则f11(mM)gMa板1，解得a板11 m/s2，因此在t1 s内，铁块运动的位移为s铁a铁1t21 m，木板的位移为s板a板1t20.5 m，在t1 s时，铁块的速度v铁a铁1t2 m/s，木板的速度v板a板1t1 m/s，此后，铁块减速，设其加速度大小为a铁2，则2mgma铁2，得a铁22 m/s2，木板加速，设其加速度大小为a板2，则2mg1(mM)gMa板2，得a板21 m/s2，当两者达到共同速度时有vv铁a铁2tv板a板2t，得t s，v m/s，此后两者保持相对静止直到减速至停止。从撤去力F到两者达到共同速度的过程中，铁块的位移s铁1t，得s铁1 m，木板的位移s板1t，得s板1 m，则木板长度为L(s铁s板)(s铁1s板1) m。1. 如图所示，质量为m1的足够长的木板静止在水平面上，其上放一质量为m2的物块，物块与木板的接触面是光滑的，从t0时刻起，给物块施加一水平恒力F。分别用a1、a2和v1、v2表示木板、物块的加速度和速度大小，下列图象符合运动情况的是()答案D解析因木板与物块之间的接触面光滑，当水平恒力F作用于物块上时，木板与物块之间无摩擦力作用，故木板所受合外力为0，加速度为0，木板一定保持静止，A、B、C错误；由牛顿第二定律得，物块的加速度a，即物块做初速度为0的匀加速直线运动，物块运动的vt图象为过原点的倾斜直线，D正确。2(多选)如图所示，一足够长的水平传送带以恒定的速度向右传动。将一物体轻轻放在传送带的左端，以v、a、s、f表示物体的速度大小、加速度大小、位移大小和所受摩擦力的大小。下列选项中正确的是()答案AB解析在0t1时间内物体受到向右恒定的滑动摩擦力而做匀加速直线运动，加速度不变，速度与时间的关系为vat，vt图象是过原点的倾斜直线；物体的速度与传送带的速度相同后，物体不受摩擦力而做匀速直线运动，速度不变，加速度为0，故A、B正确，C错误；根据物体的运动情况，并结合匀变速直线运动和匀速直线运动的位移图象得，D错误。3如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上受到水平向右的拉力F的作用向右滑行，但长木板保持静止不动。已知木块与长木板之间的动摩擦因数为1，长木板与地面之间的动摩擦因数为2，下列说法正确的是()A长木板受到地面的摩擦力的大小一定为1MgB长木板受到地面的摩擦力的大小一定为2(mM)gC只要拉力F增大到足够大，长木板一定会与地面发生相对滑动D无论拉力F增加到多大，长木板都不会与地面发生相对滑动答案D解析长木板保持静止不动，对其进行受力分析，水平方向受到木块的滑动摩擦力和地面的静摩擦力，由长木板水平方向受力平衡知，长木板受到的地面的摩擦力大小一定等于物块对长木板的摩擦力，即为1mg，A、B错误；木块与长木板之间的滑动摩擦力大小为1mg，是定值，则不论F增加到多大，长木板的受力情况都不变，长木板都不会与地面发生相对滑动，C错误，D正确。4(多选)如图所示，水平传送带A、B两端相距x3.5 m，工件与传送带间的动摩擦因数0.1。工件滑上A端时的速度vA4 m/s，到达B端时的瞬时速度设为vB，则下列说法中正确的是()A若传送带不动，则vB3 m/sB若传送带逆时针匀速转动，vB一定等于3 m/sC若传送带顺时针匀速转动，vB一定等于3 m/sD若传送带顺时针匀速转动，vB可能等于3 m/s答案ABD解析当传送带不动或者传送带逆时针匀速转动时，工件均受到传送带的滑动摩擦力作用，摩擦力方向水平向左且大小相同，工件做匀减速运动，两种情况下，工件运动的位移相同，到达B端的速度相同，根据牛顿第二定律可得工件的加速度大小为a1 m/s2，根据匀变速直线运动规律有vv2ax，代入数据得，工件到达B端时的速度为vB3 m/s，A、B正确；当传送带顺时针匀速转动时，若传送带速度小于或等于3 m/s，则工件到达B端时的速度大小为3 m/s，若传送带速度大于3 m/s，则工件到达B端的速度大于3 m/s，故C错误，D正确。5如图所示，一条足够长的浅色水平传送带自左向右匀速运行。现将一个木炭包无初速度地放在传送带的最左端，木炭包在传送带上将会留下一段黑色的径迹。下列说法中正确的是()A黑色的径迹将出现在木炭包的左侧B开始时木炭包相对于传送带向右运动C木炭包的质量越大，径迹的长度越短D木炭包与传送带间的动摩擦因数越大，径迹的长度越短答案D解析设木炭包的质量为m，传送带的速度为v，木炭与传送带间的动摩擦因数为。对木炭包运动过程进行分析知，木炭包放上传送带时，传送带相对木炭包向右运动，传送带受到的木炭包的摩擦力向左，则木炭包受到传送带向右的摩擦力，且在该摩擦力作用下向右做加速运动。开始时木炭包速度小于传送带速度，木炭包相对传送带向左运动，径迹出现在木炭包右侧，直到木炭包与传送带速度相等，一起做匀速运动，径迹不再变化。木炭包相对传送带运动时，其加速度为g，径迹长度x，即传送带速度越大，径迹越长；动摩擦因数越大，径迹越短；径迹的长度与木炭包的质量无关。综上所述，A、B、C错误，D正确。6(多选)如图所示，与水平面夹角为的传送带，以速度v0逆时针匀速转动。在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数tan，则下图中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的可能是()答案BD解析将小木块轻放在传送带上，木块相对于传送带向后滑动，木块受到的摩擦力平行于传送带向下，则a1gsingcos，有可能木块的速度尚未达到v0时就已经滑离传送带，木块全程做匀加速直线运动；也可能中途木块速度增大到v0，此时滑动摩擦力方向突变为沿传送带向上，由于0，木块继续加速，只是后半段的加速度比前半段的加速度小一些，B、D正确，A、C错误。7(多选)如图所示，一条水平传送带以速度v0逆时针匀速转动，现有一物体以速度v向右冲上传送带，若物体与传送带间的动摩擦因数恒定，规定向右为正方向，则物体在传送带上滑动时的速度随时间变化的图象可能是下图中的()答案BC解析物体在传送带上受到重力、传送带的支持力和摩擦力，由于摩擦力的方向与初速度方向相反，所以物体先做匀减速直线运动，若物体的速度v足够大，则物体在速度减小到0前，已经滑到传送带右端，B正确。若物体的速度比较小，则在物体的速度减小到0时，物体仍未滑到传送带右端，即物体的速度等于0时，仍然在传送带上，由于传送带向左运动，物体在传送带上受到向左的摩擦力，将向左做加速运动，由运动的对称性可知，若传送带的速度大于物体开始时的速度，则物体一直加速，返回出发点的速度大小仍然等于v；若传送带的速度小于物体开始时的速度，则当物体的速度与传送带的速度相等后，物体以传送带的速度随传送带一起做匀速直线运动，C正确，A、D错误。8(多选)一长轻质木板置于光滑水平地面上，木板上放着质量分别为mA1 kg和mB2 kg的A、B两物块，A、B与木板之间的动摩擦因数都为0.2，水平恒力F作用在A物块上，如图所示(最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10 m/s2)。则()A若F1 N，则物块、木板都静止不动B若F1.5 N，则A物块所受摩擦力大小为1.5 NC若F4 N，则B物块所受摩擦力大小为2 ND若F8 N，则B物块的加速度为1 m/s2答案CD解析A与木板间的最大静摩擦力fAmaxmAg2 N，B与木板间的最大静摩擦力fBmaxmBg4 N。若F1 NfAmax，则A、B与木板保持相对静止，整体在F作用下向左做匀加速运动，A错误；若F1.5 NfAmax，则A在木板上滑动，B和木板整体受到的摩擦力为ffAmax2 N，轻质木板的质量不计，所以B的加速度aB1 m/s2，对B根据牛顿第二定律，有fBmBaB2 N，C正确；若F8 NfAmax，则A相对于木板滑动，B和木板整体受到的摩擦力为ffAmax2 N，轻质木板的质量不计，所以B的加速度aB1 m/s2，D正确。9(多选)如图甲所示，倾角为的足够长的传送带以恒定的速率v0沿逆时针方向运动。t0时将质量为m1 kg的小物块(可视为质点)轻放在传送带上，小物块相对地面的vt图象如图乙所示。设沿传送带向下为正方向，取重力加速度g10 m/s2。则()A传送带的速率v010 m/sB传送带的倾角30C小物块与传送带之间的动摩擦因数0.5D02.0 s内小物块在传送带上留下的痕迹的长度为6 m答案AC解析由vt图象可知，在01 s，小物块在传送带上做加速度 a110 m/s2的匀加速运动，在12 s，小物块做初速度为10 m/s、加速度为a22 m/s2的匀加速运动，故传送带的速率v010 m/s，由牛顿第二定律得：mgsinmgcosma1，mgsinmgcosma2，联立解得37，0.5，B错误，A、C正确；01 s内传送带位移s1v0t110 m，小物块位移s2a1t5 m，小物块相对传送带的位移大小s1s1s25 m，相对传送带向上，12 s内传送带位移s3v0t210 m，小物块位移s4v0t2a2t11 m，故小物块相对传送带的位移s2s4s31 m，相对传送带向下，故小物块在传送带上留下的痕迹的长度为5 m，D错误。10如图所示，水平传送带正在以恒定的速率v4 m/s顺时针转动，质量为m1 kg的某物块(可视为质点)与传送带之间的动摩擦因数0.1，将该物块从传送带左端无初速度地轻放在传送带上(g取10 m/s2)。(1)如果传送带长度L4.5 m，求经过多长时间物块将到达传送带的右端？(2)如果传送带长度L20 m，求经过多长时间物块将到达传送带的右端？答案(1)3 s(2)7 s解析物块放到传送带上后，在滑动摩擦力的作用下先向右做匀加速运动；由mgma得ag，若传送带足够长，匀加速运动到与传送带同速后再与传送带一同向右匀速运动。物块匀加速运动的时间t14 s，物块匀加速运动的位移s1atgt8 m。(1)若传送带长度L4.5 m，因为4.5 m8 m，所以物块速度达到与传送带的速度相同后，摩擦力变为0，此后物块与传送带一起做匀速运动，物块匀速运动的时间t2 s3 s，故物块到达传送带右端的时间tt1t27 s。11质量为2 kg的木板B静止在水平面上，可视为质点的物块A从木板的左侧沿木板上表面水平冲上木板，如图甲所示。A和B经过1 s达到同一速度，之后共同减速直至静止，A和B的vt图象如图乙所示，重力加速度g10 m/s2，求：(1)A与B上表面之间的动摩擦因数1；(2)B与水平面间的动摩擦因数2；(3)A的质量。答案(1)0.2(2)0.1(3)6 kg解析(1)由题图乙可知，A在01 s内的加速度a12 m/s2，对A，由牛顿第二定律得，1mgma1，解得10.2。(2)由题图乙可知，A、B在13 s内的加速度a31 m/s2，对A、B，由牛顿第二定律得，2(Mm)g(Mm)a3，解得20.1。(3)由题图乙可知，B在01 s内的加速度a22 m/s2，对B由牛顿第二定律得，1mg2(Mm)gMa2，代入数据解得m6 kg。12长为L1.5 m的木板B静止放在水平冰面上，可视为质点的小物块A以初速度v0从左端滑上木板B，一段时间后A、B达到相同的速度v0.4 m/s，而后A、B又一起在水平冰面上滑行了s8 cm后停下。已知物块A与木板B的质量相同，A、B间的动摩擦因数10.25，g取10 m/s2。(1)求木板与冰面的动摩擦因数2；(2)求小物块A的初速度v0的大小；(3)为了保证小物块不从木板的右端滑落，求小物块滑上木板的最大初速度v0m。答案(1)0.1(2)2.4 m/s(3)3 m/s解析(1)小物块和木板一起运动时，做匀减速运动，根据速度与位移关系式可得加速度大小a m/s21 m/s2，对整体，由牛顿第二定律得2(2m)g2ma，解得20.1。(2)小物块滑上长木板后做匀减速运动，其加速度大小a11g2.5 m/s2，木板做匀加速运动1mg2(2m)gma2，解得a20.5 m/s2，设小物块滑上木板经时间t后速度达到v，对木板有va2t，解得t s0.8 s，小物块滑上木板的初速度v0va1t2.4 m/s。(3)当小物块以最大初速度v0m滑上木板，则到达木板最右端时木板B和小物块A恰好速度相同，则物块的位移为s物v0mt1a1t，木板的位移为s板a2t，位移间的关系为s物s板L，速度关系为v0mva1t1，va2t1，由以上各式解得v0m3 m/s。第6章水平测试卷本试卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分，满分100分，考试时间90分钟。第卷(选择题，共48分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。在每个小题给出的四个选项中，第18小题，只有一个选项符合题意；第912小题，有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对而不全的得2分，错选或不选的得0分)1如图所示，将甲、乙两弹簧互相钩住并拉伸，则()A甲拉乙的力小于乙拉甲的力B甲拉乙的力大于乙拉甲的力C甲拉乙的力与乙拉甲的力是一对平衡力D甲拉乙的力与乙拉甲的力是一对相互作用力答案D解析甲拉乙的力与乙拉甲的力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，故A、B、C错误，D正确。2下列说法中正确的是()A运动越快的汽车不容易停下来，是因为汽车运动得越快，惯性越大B作用力与反作用力一定是同种性质的力C伽利略的理想实验是凭空想象出来的，是脱离实际的理论假设D马拉着车向前加速时，马对车的拉力大于车对马的拉力答案B解析惯性的唯一量度是质量，质量大则惯性大，惯性与速度无关，故A错误；作用力与反作用力一定是同性质的力，故B正确；伽利略的理想斜面实验是在实验的基础上，经过了合理的推理，故C错误；马对车的拉力与车对马的拉力是相互作用力，大小一定相等，故D错误。3鱼在水中沿直线水平向左加速游动过程中，水对鱼的作用力方向合理的是()答案D解析鱼在水中沿直线水平向左加速游动过程中，受到水对它向上的浮力和向左的推力作用，合力方向应为左上方，故D正确。4. 如图所示，两根完全相同的轻弹簧下端挂一个质量为m的小球，小球与地面间有一竖直细线相连，系统平衡。已知两轻弹簧之间的夹角是120，且轻弹簧产生的弹力均为3mg，则剪断细线的瞬间，小球的加速度是()Aa3g，方向竖直向上 B.a3g，方向竖直向下Ca2g，方向竖直向上 D.a2g，方向竖直向下答案C解析两轻弹簧弹力之和为3mg，由系统平衡知，小球所受合力为零，细线拉力为2mg，剪断细线的瞬间，弹簧弹力没发生变化，小球所受合外力为2mg，其加速度是a2g，方向竖直向上，C正确。5. 如图所示，斜面体M始终处于静止状态，当物体m沿斜面下滑时，下列说法中错误的是()A匀速下滑时，M对地面的压力等于(Mm)gB加速下滑时，M对地面的压力小于(Mm)gC减速下滑时，M对地面的压力大于(Mm)gDM对地面的压力始终等于(Mm)g答案D解析将m和M视为系统，当m匀速下滑时，系统竖直方向没有加速度，所以处于平衡状态，对地面的压力等于系统的重力。当m加速下滑时，整个系统在竖直方向上有向下的加速度，处于失重状态，对地面的压力小于系统的重力。当m减速下滑时，系统在竖直方向上具有向上的加速度，处于超重状态，对地面的压力大于系统的重力。A、B、C正确，D错误。6质量为m的金属盒获得大小为v0的初速度后在水平面上最多能滑行s距离，如果在盒中填满油泥，使它的总质量变为2m，再使其以v0初速度沿同一水平面滑行，则它滑行的最大距离为()A. B.2s C. D.s答案D解析设金属盒与水平面间的动摩擦因数为，未装油泥前有mgmav2as装满油泥后有：2mg2mav2as解可得：ss。故选D。7. 如图所示，水平传送带水平部分长度为L，以速度v顺时针转动，在其左端无初速度释放一个小物体P，若P与传送带之间的动摩擦因数为，则P从左端到传送带右端的运动时间不可能为()A. B. C. D.答案A解析若v，则P一直加速到右端且到最右端时速