专题十三。传送带摩擦力

1专题十三传送带、摩擦力问题本卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。考试时间90分钟，满分100分”第I卷（选择题，共48分）一、选择题：本题共12小题，每小题4分。第1～8题，每小题只有一项是符合题目要求；第9～12题为多项选择题，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。共48分.1.（2014·河南开封冲刺模拟）如图所示，水平面上质量相等的两木块A、B用一轻弹簧相连接，整个系统处于平衡状态。现用一竖直向上的力F拉动木块A，使木块A向上做匀加速直线运动，如图b所示。研究从力F刚作用在木块A的瞬间到木块B刚离开地面的瞬间这个过程中，并且选定这个过程中木块A的起始位置为坐标原点，则下列图像中可以表示力F和木块A的位移x之间的关系的是（）2.（2014·江西南昌教研室高三交流卷）如图所示，倾斜的传送带保持静止，一木块从顶端以一定的初速度匀加速下滑到底端。如果让传送带沿图中虚线箭头所示的方向匀速运动，同样的木块从顶端以同样的初速度下滑到底端的过程中，与传送带保持静止时相比（）A．系统产生的内能数值将变大B．系统产生的内能数值将不变C．时间变大D．时间变小3.（2014·河南豫东、豫北十所名校联考）如图所示，将质量为m=0.1kg的物体用两个完全一样的竖直轻弹簧固定在升降机内，当升降机和物体以4m/s2的加速度匀加速向上运动时，上面的弹簧对物体的拉力为0.4N，当升降机和物体以8m/s2的加速度向上运动时，上面弹簧的拉力为（）2A、0.6NB、0.8NC、1.0ND、1.2N4.（2014·江西重点中学联盟第二次联考）如图所示，足够长的水平传送带以速度ν沿顺时针方向运动，传送带的右端与光滑曲面的底部平滑连接，曲面上的A点距离底部的高度为h=0.45m。一小物块从A点静止滑下，再滑上传送带，经过一段时间又返回曲面，g取10m／s2，则下列说法正确的是（）A．若ν=1m／s，则小物块能回到A点B．若ν=2m／s，则小物块能回到A点C．若ν=5m／s，则小物块能回到A点D．无论ν等于多少，小物块均能回到A点5.（2014·河北石家庄第二次模拟）如图所示。在倾角为θ的光滑斜面上有两个用劲度系数为k的轻质弹簧相连的物块A、B质量均为m，开始时两物块均处于静止状态。现下压B后再静止释放使B开始运动，当物块A刚要离开挡板时，B的加速度大小和方向（）A.0B.2gsinθ，方向沿斜面向下C.2gsinθ，方向沿斜面向上D.gsinθ，方向沿斜面向下6.（2014·甘肃威武模拟）如图所示,足够长的水平传送带以速度v沿逆时针方向转动,传送带的左端与光滑圆弧轨道底部平滑连接,圆弧轨道上的A点与圆心等高,一小物块从A点静止滑下,再滑上传送带,经过一段时间又返回圆弧轨道,返回圆弧轨道时小物块恰好能到达A点,则下列说法正确的是（）A.圆弧轨道的半径一定是v2/2gB.若减小传送带速度,则小物块不可能到达A点C.若增加传送带速度,则小物块有可能经过圆弧轨道的最高点D.不论传送带速度增加到多大,小物块都不可能经过圆弧轨道的最高点7．（2014·大连第二次模拟）如图所示，水平面上的轻弹簧一端与物体相连，另一端固定在墙上的P点，已知物体的质量为m，物体与水平面间的动摩擦因数为μ，弹簧的劲度系数k。3现用力拉物体，使弹簧从处于自然状态的O点由静止开始缓慢向左移动一段距离，这时弹簧具有弹性势能Ep。撤去外力后，物体在O点两侧往复运动的过程中（）A．在整个运动过程中，物体第一次回到O点时速度最大B．在整个运动过程中，物体第一次回到O点时速度最大C．物体最终停止时，运动的总路程为mgEpD．在物体第一次向右运动的过程中，速度相等的位置有2个8．（2014·山东济南模拟）三角形传送带以1m/s的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是2m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lm/s的初速度沿传送带下滑，物块与传送带间的动摩擦因数都是0.5，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。下列判断错误的是（）A．物块A先到达传送带底端B．物块A、B同时到达传送带底端C．传送带对物块A、B均做负功D．物块A下滑过程系统产生的热量小于B下滑过程系统产生的热量9.（2014·安徽高考冲刺）如图所示，质量为10kg的物体A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的拉力为6N时，物体A处于静止状态，若小车以1m/s2的加速度向右运动后，则（）A.物体A相对小车仍静止B.物体A受到的摩擦力减小C.物体A受到的摩擦力大小不变D.物体A受到的弹簧拉力增大10．（2014·深圳高考第二次模拟）如图所示，足够长的传送带以恒定速率沿顺时针方向运转。现将一个物体轻轻放在传送带底端，物体第一阶段被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段匀速运动到传送带顶端。则下列说法中正确的是（）A．第一阶段和第二阶段摩擦力对物体都做正功B．第一阶段摩擦力对物体做的功大于物体机械能的增加量C．第二阶段摩擦力对物体做的功等于第二阶段物体机械能的增加量D．第一阶段摩擦力与物体和传送带间的相对位移的乘积在数值上等于系统产生的内能11．（2014·湖北武汉高考模拟）如图甲所示，轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置4一小物体(物体与弹簧不连接)，初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速直线运动，拉力F与物体位移x的关系如图乙所示(g=10m/s2)，则下列结论正确的是（）A．物体在运动过程中处于超重状态B．物体的质量为5kgC．物体的加速度大小为5m/s2D．物体从静止开始运动的过程中机械能的增加量等于F做的功12．（2014·山东省济南模拟）如图(a)所示，木板OA可绕轴O在竖直平面内转动，某研究小组利用此装置探索物块在方向始终平行于木板向上、大小为F=8N的力作用下加速度与倾角的关系。已知物块的质量m=1kg，通过DIS实验，描绘出了如图(b)所示的加速度大小a与倾角的关系图线(90o)。若物块与木板间的动摩擦因数为0．2，假定物块与木板间的最大静摩擦力始终等于滑动摩擦力，g取10m/s2。则下列说法中正确的是（）A．由图像可知木板与水平面的夹角处于1和2之间时，物块所受摩擦力一定为零B．由图像可知木板与水平面的夹角大于2时，物块所受摩擦力一定沿木板向上C．根据题意可以计算得出物块加速度a0的大小为6m/s2D．根据题意可以计算当=45o时，物块所受摩擦力为cos452ofmgN第Ⅱ卷非选择题（共52分）二.实验题13.（2014高考广东理综，第34题第2问）（8分）某同学根据机械能守恒定律，设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系，①如图23（a），将轻质弹簧下端固定于铁架台，在上端的托盘中依次增加砝码，测量相应的弹簧长度，部分数据如下表，由数据算得劲度系数k=N/m，（g取9.8m/s2）5②取下弹簧，将其一端固定于气垫导轨左侧，如图23（b）所示；调整导轨，使滑块自由滑动时，通过两个光电门的速度大小。③用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x；释放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度v，释放滑块过程中，弹簧的弹性势能转化为。④重复③中的操作，得到v与x的关系如图23（c），由图可知，v与x成关系，由上述实验可得结论：对同一根弹簧，弹性势能与弹簧的成正比。三、计算题（本题共有三题，其中15题10分、16题10分、17题19分，共39分。计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）14．（2014·江西景德镇模拟）（12分）如图所示，固定斜面的倾角θ＝30°，物体A与斜面之间的动摩擦因数为μ=43，轻弹簧下端固定在斜面底端，弹簧处于原长时上端位于C点．用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体A和B，滑轮右侧绳子与斜面平行，A的质量为4kg，B的质量为2kg，初始时物体A到C点的距离为L=1m.现给A、B一初速度v0=3m/s使A开始沿斜面向下运动，B向上运动，物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点．已知重力加速度为g=10m/s2，不计空气阻力，整个过程中，轻绳始终处于伸直状态，求此过程中：（1）物体A沿斜面向下运动时的加速度大小；（2）物体A向下运动刚到C点时的速度大小；（3）弹簧的最大压缩量和弹簧中的最大弹性势能．15.（2014·河北衡水中学模拟）（14分）如图所示,水平桌面上有一轻弹簧,左端固定在A点,自然状态时其右端位于B点.水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP,其形状为半径R=0.8m的圆环剪去了左上角的1350的圆弧,MN为其竖直直径,P点到桌面的竖直距离也是R.用质量m1=0.4kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点,释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点.用同种材料､质量为m2=0.2kg的物6块将弹簧缓慢压缩到C点释放,物块过B点后其位移与时间的关系为x=6t-2t2,物块飞离桌面后由P点沿切线落入圆轨道，不计空气阻力，g=10m/s2,求:(1)物块运动到P点速度的大小和方向。(2)判断m2能否沿圆轨道到达M点。(3)释放后m2运动过程中克服摩擦力做的功。16.（2014·浙江镇海中学模拟）（18分)如图所示，传送带A、B间距离L＝5m且在同一水平面内，两个轮子半径均为r＝0.2m，半径R＝0.4m的固定竖直光滑圆轨道与传送带相切于B点，C点是圆轨道的最高点．当传送带静止不动时，质量m＝1kg的小煤块在A点以初速度v0＝215m/s开始运动，刚好能运动到C点．重力加速度g＝10m/s2.求：(1)当传送带的轮子以ω＝10rad/s的角速度匀速转动时，将小煤块无初速地放到传送带上的A点，求小煤块从A点运动到B点的过程中在传送带上划过痕迹的长度．(2)当传送带的轮子匀速转动的角速度在什么范围内时，将小煤块无初速地放到传送带上的A点，小煤块运动到C点时对圆轨道的压力最大，最大压力FC是多大．专题十三传送带、摩擦力问题命题视角本专题主要针对摩擦力、传送带、弹簧类等问题中学生认识模糊、解题思路不明确、解题方法混乱等问题，有针对性地进行考查，以达到整理出有针对性的方法，做到举一反三、融会贯通的目的。主要类型为：（1）摩擦力问题；（2.）弹簧类问题；（3）传送带问题。本专题是高考的重点内容，也是学生认知的盲点，需进一步总结方法，提高解决类似问题的能力。1.A本题考查的是弹簧弹力作用下物体的运动。开始时物体在重力和弹力作用下处于平衡状态，有0mgkx，当在木块上施加力F使其做匀加速运动时，有0()Fkxxmgma，7整理得：0Fmakx，故选项A正确。【方法总结】对于图象问题，要注意用表达式来确定图象的形式，同时还要通过表达式来确定图象的斜率和截距。2.A本题考查的是传送带上物体的运动。传送带保持保持静止和传送带沿顺时针转动比较可知：物体受到的滑动摩擦力相同，对物体的运动没有影响，故时间不变，选项C、D错误；由滑动摩擦力产生的热量=mgxQ可知，传送带静止时物块相对传送带运动的相对位移△x1小于传送带沿顺时针转动时物块相对传送带运动的相对位移△x2，故系统产生的内能数值将变大，选项A正确，B错误。3.A本题考查的是弹簧弹力作用下的加速运动。开始时升降机和物体以4m/s2的加速度匀加速向上运动时，上面的弹簧对物体的拉力为0.4N，由牛顿第二定律得：mg=maFF下上1，当升降机和物体以8m/s2的加速度向上运动时，由牛顿第二定律得：2++mg=maFFFF下上（）（）代入数据解得：=1.0NF下，=0.2FN，所以上面弹簧的拉力为0.6N，选项A正确。4.C本题考查的是物体在传送带上的物体在摩擦力作用下的运动。由于物体在规划曲面上上升了h=0.45m，由动能定理201-mgh=0-mv2得：0v=2gh=3m/s，若传送带速度ν大于≥3m／s时，小物块从传送带上滑回时的速度等于3m／s，故能回到A点，若传送带速度ν≤3m／s时，小物块从传送带上滑回时的速度等于传送带的速度，故不能回到A点，选项A、B、D错误，只有选项C正确。5.B本题考查的是弹簧