动力学中的典型“模型”
一、选择题(1~3题为单项选择题,4~5题为多项选择题)
1.在民航和火车站可以看到用于对行李进行安全检查的水平传送带。当旅客把行李放到传送带上时,传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速运动。随后它们保持相对静止,行李随传送带一起前进。设传送带匀速前进的速度为0.25 m/s,把质量为5 kg的木箱静止放到传送带上,由于滑动摩擦力的作用,木箱以6 m/s2的加速度前进,那么这个木箱放在传送带上后,传送带上将留下的摩擦痕迹约为( )
图1
A.5 mm B.6 mm C.7 mm D.10 mm
解析 木箱加速的时间为t=v/a,这段时间内木箱的位移为x1=,而传送带的位移为x2=vt,传送带上将留下的摩擦痕迹长为l=x2-x1,联立各式并代入数据,解得l=5.2 mm,选项A正确。
答案 A
2.(2018·山东日照模拟)如图2所示,一长木板在水平地面上运动,在某时刻(t=0)将一相对于地面静止的物块轻放到木板上,已知物块与木板的质量相等,物块与木板间及木板与地面间均有摩擦,物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且物块始终在木板上。在物块放到木板上之后,木板运动的速度-时间图象可能是下列选项中的( )
图2
解析 设在木板与物块未达到相同速度之前,木板的加速度为a1,物块与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与地面间的动摩擦因数为μ2。对木板应用牛顿第二定律得:
-μ1mg-μ2·2mg=ma1
a1=-(μ1+2μ2)g
设物块与木板达到相同速度之后,木板的加速度为a2,对整体有-μ2·2mg=2ma2
a2=-μ2g,可见|a1|>|a2|
由v-t图象的斜率表示加速度大小可知,图象A正确。
答案 A
3.(2017·山东潍坊质检)如图3所示,足够长的传送带与水平面夹角为θ,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μ