多选题 (共 4 题 ),每题有多个选项正确
如图所示,在光滑水平面上,放着两块长度相同,质量分别为 $M_1$ 和 $M_2$ 的木板,在两木板的左端各放一个大小、形状、质量完全相同的物块。开始时,各物均静止,今在两物体上各作用一水平恒力 $F_1 、 F_2$ ,当物块和木板分离时,两木板的速度分别为 $v_1$ 和 $v_2$ ,物体和木板间的动摩擦因数相同,下列说法正确的是()
$\text{A.}$ 若 $F_1=F_2, M_1>M_2$ ,则 $v_1>v_2$
$\text{B.}$ 若 $F_1=F_2, M_1 < M_2$ ,则 $v_1>v_2$
$\text{C.}$ 若 $F_1>F_2, M_1=M_2$ ,则 $v_1>v_2$
$\text{D.}$ 若 $F_1 < F_2, M_1=M_2$ ,则 $v_1>v_2$
如图所示为粮袋的传送装置,已知 $A B$ 间长度为 $L$ ,传送带与水平方向的夹角为 $\theta$ ,工作时其运行速度为 $v$ ,粮袋与传送带间的动摩擦因数为 $\mu$ ,正常工作时工人在 $A$ 点将粮袋放到运行中的传送带上,关于粮袋从 $A$ 到 $B$ 的运动,以下说法正确的是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )
$\text{A.}$ 粮袋到达 $B$ 点的速度与 $v$ 比较,可能大,也可能相等或小
$\text{B.}$ 粮袋开始运动的加速度为 $g(\sin \theta-\mu \cos \theta)$ ,若 $L$ 足够大,则以后将一定以速度 $v$ 做匀速运动
$\text{C.}$ 若 $\mu < \tan \theta$ ,则粮袋从 $A$ 到 $B$ 一定一直是做加速运动
$\text{D.}$ 不论 $\mu$ 大小如何,粮袋从 $A$ 到 $B$ 一直做匀加速运动,且 $a>g \sin \theta$
如图所示,传送带与水平地面的夹角 $\theta=37^{\circ}$ ,从 $A$ 到 $B$ 的长度为 $L=10.25 \mathrm{~m}$ ,传送带以 $v_0=10 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$ 的速率逆时针转动。在传送带上端 $A$ 无初速度地放一个质量为 $m=0.5 \mathrm{~kg}$ 的黑色煤块,它与传送带之间的动摩擦因数为 $\mu=0.5$ 。煤块在传送带上经过会留下黑色痕迹。已知 $\sin 37^{\circ}=0.6, g$ 取 $10 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^2$ ,则
$\text{A.}$ 煤块一直加速运动
$\text{B.}$ 煤块从 $A$ 到 $B$ 的时间为 1.525 s
$\text{C.}$ 煤块从 $A$ 到 $B$ 的过程中在传送带上留下痕迹的长度是 5 m
$\text{D.}$ 煤块从 $A$ 到 $B$ 的过程中在传送带上留下痕迹的长度是 5.25 m
如图所示,一足够长的传送带倾斜放置,倾角 $\theta=37^{\circ}$ ,以恒定速率 $v=4 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$ 顺时针转动。一煤块以初速度 $v_0=12 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$ 从 $A$ 端冲上传送带,煤块与传送带之间动摩擦因数 $\mu=0.25$ ,取 $g=10 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^2, \sin 37^{\circ}=0.6, \cos 37^{\circ}=0.8$ 。下列说法正确的是
$\text{A.}$ 煤块冲上传送带后经 1 s 与传送带速度相同
$\text{B.}$ 煤块向上滑行的最大位移为 8 m
$\text{C.}$ 煤块从冲上传送带到返回 $A$ 端所用的时间为 5s
$\text{D.}$ 煤块在传送带上留下的痕迹长为 $(12+4 \sqrt{5}) \mathrm{m}$
解答题 (共 6 题 ),解答过程应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤
如图所示,一质量为 $m_B=2 \mathrm{~kg}$ ,长为 $L=6 \mathrm{~m}$ 的薄木板 $B$ 放在水平面上,质量为 $m_A=2$ kg 的物体 $A$(可视为质点)在一电动机拉动下从木板左端以 $v_0=5 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$ 的速度向右匀速运动.在物体带动下,木板以 $a=2 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^2$ 的加速度从静止开始做匀加速直线运动,此时牵引物体的轻绳的拉力 $F=8 \mathrm{~N}$ .已知各接触面间的动摩擦因数恒定,重力加速度 $g$ 取 $10 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^2$ ,求:
(1)经多长时间物体 $A$ 滑离木板?
(2)木板与水平面间的动摩擦因数为多少?
(3)物体 $A$ 滑离木板后立即取走物体 $A$ ,木板能继续滑行的距离为多少?
如图甲所示,光滑水平面上放置斜面体 $A B C, A B$ 与 $B C$ 圆滑连接,$A B$ 表面粗糙且水平 (长度足够长),倾斜部分 $B C$ 表面光滑,与水平面的夹角 $\theta=37^{\circ}$ 。在斜面体右侧与坚直墙壁之间连接着一个力传感器,规定力传感器受压时,其示数为正值;力传感器被拉时,其示数为负值.一个可视为质点的滑块从斜面体的 $C$ 点由静止开始下滑,运动过程中,力传感器记录到力 $F$ 和时间 $t$ 的关系如图乙所示.$\left(\sin 37^{\circ}=0.6, \cos 37^{\circ}=0.8, g\right.$ 取 $\left.10 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^2\right)$ ,求:
(1)斜面 $B C$ 的长度;
(2)滑块的质量;
(3)运动过程中滑块克服摩擦力做的功。
某物流公司用如图所示的传送带将货物从高处传送到低处。传送带与水平地面夹角 $\theta=37^{\circ}$ ,顺时针转动的速率为 $v_0=2 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$ 。将质量为 $m=25 \mathrm{~kg}$ 的物体无初速地放在传送带的顶端 $A$ ,物体到达底端 $B$ 后能无碰撞地滑上质量为 $M=50 \mathrm{~kg}$ 的木板左端。已知物体与传送带、木板间的动摩擦因数分别为 $\mu_1=0.5, \mu_2=0.25, A B$ 的距离为 $s=8.20 \mathrm{~m}$ 。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度 $g=10 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^2$(已知 $\sin 37^{\circ}=0.6, \cos 37^{\circ}=0.8$ )。求:
(1)物体刚开始下滑时的加速度大小和物体滑上木板左端时的速度大小;
(2)若地面光滑,要使物体不会从木板上掉下,木板长度 $L$ 至少应是多少;
(3)若木板与地面的动摩擦因数为 $\mu$ ,且物体不会从木板上掉下,求木板的最小长度 $L_{\text {min }}$ 与 $\mu$ 的关系式。
如图,光滑水平桌面右端固定有一个定滑轮和挡板 $P$ ,长木板 $c$ 质量为 $m_c=2 \mathrm{~kg}$ ,物块 $a$ 静止放在长木板 $c$ 左端,并通过与桌面平行的轻绳与重物 $b$ 相连。重物 $b$ 由静止释放后 $t=2 \mathrm{~s}$ 时,长木板 $c$ 与挡板 $P$ 发生碰撞(碰撞时间极短),同时轻绳立即断裂,碰后长木板 $c$ 以碰前速率的 0.8 倍反弹,已知物块 $a$ 和重物 $b$ 的质量均为 $m_a=m_b=1 \mathrm{~kg}$ ,物块 $a$ 与长木板 $c$ 间的动摩擦因数为 $\mu=0.75$ ,光滑水平桌面足够长,重物 $b$ 离地面的高度足够高,$g=10 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^2$ 。求:
(1)重物 $b$ 刚开始下落时轻绳的拉力及长木板 $c$ 与挡板 P 碰前的速率为多少?
(2)长木板 $c$ 至少需要多长,物块 $a$ 才不会从 $c$ 上滑出?
如图所示,倾角为 $\theta=37^{\circ}$ 的足够长的斜面固定在水平面上,斜面上放一长度为 $L=4 \mathrm{~m}$ 、质量 $M=2 \mathrm{~kg}$ 的木板,$M$ 与斜面间的动摩擦因数 $\mu_1=0.5$ ,木板在沿斜面向下的恒力 $F=4 \mathrm{~N}$的作用下从静止开始下滑,经时间 $t_1=1 \mathrm{~s}$ ,将一质量也为 2 kg 的可视为质点的物块 $m$ 无初速地轻放在木板的最下端,物块与木板间的动摩擦因数 $\mu_2=0.25$ ,当物块与木板速度相同时撤去恒力 $F$ ,最终物块会与木板分离。( $\sin 37^{\circ}=0.6, \cos 37^{\circ}=0.8, g$ 取 $10 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^2$ ,不计空气阻力)试求:
(1)$t_1=l \mathrm{~s}$ 时木板速度的大小;
(2)物块与木板共速时的速度大小;
(3)物块滑离木板时的速度大小。
如图所示,一足够长的水平传送带以速度 $v=2 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$ 匀速运动,质量为 $m_1=1 \mathrm{~kg}$ 的小物块 P和质量为 $m_2=1.5 \mathrm{~kg}$ 的小物块 Q 由通过定滑轮的轻绳连接,轻绳足够长且不可伸长。某时刻给 $\mathrm{P} 、 \mathrm{Q}$ 同时提供大小相等的初速度 $v_0=4 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$ ,使 Q 坚直向上运动、 P 从传送带左端冲上传送带, P 与定滑轮间的绳子水平。已知物块 P 与传送带间的动摩擦因数 $\mu=0.5$ ,重力加速度为 $g=10 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^2$ ,不计滑轮的质量与摩擦,整个运动过程中物块 Q 都没有上升到定滑轮处。求:
(1)物块 P 在传送带上运动过程中受到的摩擦力大小和方向:
(2)物块 P 在传送带上向右运动的最大距离 $x$ 。