(多选)如图所示,质量为m的物体用细绳拴 - 考试试题及答案解析 - 读趣百科
多选题

(多选)如图所示,质量为m的物体用细绳拴住放在粗糙的水平传送带上,物体距传送带左端的距离为L.当传送带分别以v$_1$、v$_2$的速度逆时针转动(v$_1$<v$_2$),稳定时绳与水平方向的夹角为θ,绳中的拉力分别为F$_1$、F$_2$;若剪断细绳时,物体到达左端的时间分别为t$_1$、t$_2$,则下列说法正确的是(  )

A
F$_1$<F$_2$
B
F$_1$=F$_2$
C
t$_1$可能大于t$_2$
D
t$_1$一定等于t$_2$

题目答案

BC

答案解析

分析:

两种情况下木块均保持静止状态,对木快受力分析,根据共点力平衡条件可列式分析出绳子拉力大小关系;绳子断开后,对木块运动情况分析,可比较出运动时间.

解答:

解:A、B、对木块受力分析,受重力G、支持力N、拉力T、滑动摩擦力f,如图



由于滑动摩擦力与相对速度无关,两种情况下的受力情况完全相同,根据共点力平衡条件,必然有

F$_1$=F$_2$,故B正确,A错误.

CD、绳子断开后,木块受重力、支持力和向左的滑动摩擦力,重力和支持力平衡,合力等于摩擦力,水平向左

加速时,根据牛顿第二定律,有

μmg=ma

解得

a=μg

故木块可能一直向左做匀加速直线运动;也可能先向左做匀加速直线运动,等到速度与皮带速度相同,然后一起匀速运动;

由于v$_1$<v$_2$,故

①若两种情况下木块都是一直向左做匀加速直线运动,则t_l等于t$_2$

②若传送带速度为v$_1$时,木块先向左做匀加速直线运动,等到速度与皮带速度相同,然后一起匀速运动;传送带速度为v$_2$时,木块一直向左做匀加速直线运动,则t$_1$>t$_2$

③两种情况下木块都是先向左做匀加速直线运动,等到速度与皮带速度相同,然后一起匀速运动,则t$_1$>t$_2$.故C正确,D错误.

故选:BC.

点评:

本题关键对木块进行受力分析,根据共点力平衡条件列式求解;皮带上木块的运动要分情况讨论.

举一反三
多选题

(多选)如图所示,水平传送带A、B两端点相距x=3.5m,以v_0=2m/s的速度(始终保持不变)顺时针运转.今将一小煤块(可视为质点)无初速度地轻放在A点处,已知小煤块与传送带间的动摩擦因数为0.4.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.小煤块从A运动到B的过程中(  )

A
所用的时间是2s
B
所用的时间是2.25s
C
划痕长度是4m
D
划痕长度是0.5m

题目答案

AD

答案解析

分析:

根据牛顿第二定律求出小煤块的加速度,结合运动学公式求出小煤块匀加速运动的时间和位移,从而得出匀速运动的位移,求出匀速运动的时间,从而得出运动的总时间.根据传送带的位移和煤块的位移求出相对位移的大小,即划痕的长度.

解答:

解:根据牛顿第二定律得,小煤块在传送带上的加速度为:a=$\frac {μmg}{m}$=μg=4m/s_,

则匀加速运动的时间为:t$_1$=$\frac {v}{a}$=$\frac {2}{4}$s=0.5s,

匀加速运动的位移为:x$_1$=$\frac {v_0}{2a}$=$\frac {4}{2×4}$=0.5m,

则匀速的位移为:x$_2$=x-x$_1$=3.5-0.5m=3m,

匀速运动的时间为:t$_2$=$\frac {x$_2$}{v}$=$\frac {3}{2}$s=1.5s,

则从A到B的时间为:t=t$_1$+t$_2$=0.5+1.5s=2s,

划痕的长度为:△x=v_0t$_1$-x$_1$=2×0.5-0.5m=0.5m.故A、D正确,B、C错误.

故选:AD.

点评:

解决本题的关键理清小煤块在传送带上的运动规律,结合牛顿第二定律和运动学公式灵活求解,难度不大.

多选题

(多选)如图甲所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率v$_1$运行.初速度大小为v$_2$的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带.若从小物块滑上传送带开始计时,小物块在传送带上运动的v-t图象(以地面为参考系)如图乙所示.已知v$_2$>v$_1$,则(  )

A
t$_1$时刻,小物块离A处的距离达到最大
B
0~t$_3$时间内,小物块始终受到大小不变的摩擦力作用
C
0~t$_2$时间内,小物块受到的摩擦力方向先向右后向左
D
t$_2$时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最大

题目答案

AD

答案解析

分析:

小物块滑上传送后在阻力作用下做匀减速直线运动,当速度减为0时,小物块又反向匀加速运动最后与传送带一起向右运动.根据图象分析有:0~t$_1$时间内木块向左匀减速直线运动,受到向右的摩擦力,t$_1$-t$_2$小物块向右匀加速,t$_2$-t$_3$当速度增加到与皮带相等时,一起向右匀速,摩擦力消失.

解答:

解:

A、t$_1$时刻小物块向左运动到速度为零,离A处的距离达到最大,故A正确;

B、如图知,t$_2$-t$_3$小物块做匀速直线运动,此时受力平衡,小物块不受摩擦力作用,故B错误;

C、在0-t$_1$时间内小物块向左减速受向右的摩擦力作用,在t$_1$-t$_2$时间内小物块向右加速运动,受到向右的摩擦力作用,故C错误;

D、t$_2$时刻前小物块相对传送带向左运动,之后相对静止,故D正确.

故选AD.

点评:

本题的关键是通过图象得出小物块的运动规律,再由运动规律得出小物块的受力和运动情况.

多选题

(多选)如图所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率v$_1$运行.初速度大小为v$_2$的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A点处滑上传送带.若从小物块滑上传送带开始计时,小物块在传送带上运动的v-t图象(以地面为参考系)如图乙所示.已知v$_2$>v$_1$,则(  )

A
小物块离A处的最大距离为$\frac {v$_2$t$_1$}{2}$
B
t$_1$时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最大
C
0-t$_2$时间内,小物块受到的摩擦力方向先向右后向左
D
t$_2$-t$_3$时间内,小物块不受摩擦力作用

题目答案

AD

答案解析

分析:

由乙图分析物体的运动情况:物体先向左做匀减速运动,后向右做匀加速运动,直到速度与传送带相同,做匀速运动.当物体速度减小到零时,物块离A处的距离达到最大.速度与传送带相同时小物块相对传送带滑动的距离达到最大.t$_2$-t$_3$时间内,小物块与传送带相对静止,不受摩擦力.0-t$_2$时间内,小物块受到摩擦力的大小和方向都不变.

解答:

解:A、由乙图知:物体先向左做匀减速运动,然后向右做匀加速运动,直到速度与传送带相同,做匀速运动.故t$_1$时刻,小物块离A处的距离达到最大.由图线与坐标轴围成的面积表示位移知:S_max=$\frac {1}{2}$v$_2$t$_1$,故A正确.

B、物块先向左运动,后向右运动,而传送带一直向右运动,故速度与传送带相同时小物块相对传送带滑动的距离达到最大.即t$_2$时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最大.故B错误.

C、0-t$_2$时间内,物块相对传送带一直向左运动,受到的滑动摩擦力方向一直向右,大小为f=μmg保持不变.故C错误;

D、t$_2$-t$_3$时间内,小物块相对于传送带静止向右做匀速运动,不受摩擦力.故D正确.

故选:AD.

点评:

本题的解题关键要根据速度图象分析出小物块的运动情况,再分析物块所受的摩擦力的情况.

多选题

(多选)如图所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率υ$_1$顺时针运行.初速度大小为υ$_2$的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上滑上传送带,以地面为参考系,υ$_2$>υ$_1$.从小物块滑上传送带开始计时,其υ-t图象可能的是(  )

A
B
C
D

题目答案

BC

答案解析

分析:

物体由于惯性冲上皮带后,从右端滑上传送带时,可以先匀减速运动到速度为0再反向加速后匀速,也可以一直减速,分情况进行讨论即可解题

解答:

解:A、小物块从右端滑上传送带后一直做匀减速运动,到达左端后速度还没有减为零,离开传送带后在光滑水平地面上做匀速运动,故A错误;

B、小物块从右端滑上传送带后先做匀减速运动,速度减为零后反向做匀加速运动,当速度等于传送带速度v$_1$后匀速运动,故B正确;

C、小物块从右端滑上传送带后一直做匀减速运动,到达左端时速度恰好为零,故C正确;

D、物块做匀减速运动速度达到零后不能一直匀加速下去,反向加速后,速度等于传送带速度v$_1$后匀速运动,故D错误.

故选:BC

点评:

本题关键是对于物体运动过程分析,物体可能一直减速,也有可能先减速后匀速运动,也可能先减速后加速再匀速运动,难度适中.

多选题

(多选)如图所示,物块M在静止的传送带上以速度v匀速下滑时,传送带突然启动,方向如图中箭头所示,若传送带的速度大小也为v,则传送带启动后(  )

A
M静止在传送带上
B
M可能沿斜面向上运动
C
M受到的摩擦力不变
D
M下滑的速度不变

题目答案

CD

答案解析

分析:

对物体受力分析,由于传送带是向上运动的,对物体的受力没有影响,所以物体的运动状态不变.

解答:

解:由于传送带是向上转动的,在传送带启动前后,物块都只受重力、支持力、沿斜面向上的滑动摩擦力,物块受力不变,所以其下滑的速度也不变.

故选CD

点评:

物体本来就是向下运动,受到的摩擦力是向上的,当传送带在向上转动时,对物体的受力没影响,可以思考一下,如果传送带向下转动,情况又会如何呢?

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