答案 (1)
h2f2
(2)k＝－2g (3)③
10.(12分)如图8甲所示，一质量为m＝1 kg的物块静止在粗糙水平面上的A点，从t＝0时刻开始，物体在受按如图乙所示规律变化的水平力F作用下向右运动，第3 s末物块运动到B点时速度刚好为0，第5 s末物块刚好回到A点，已知物块与粗糙水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，求：(g取10 m/s)
2
图8
(1)A、B间的距离；
(2)水平力F在5 s时间内对物块所做功。
解析 (1)在3 s～5 s物块在水平恒力F作用下由B点匀加速直线运动到A点，设加速度为a，
A、B间的距离为s，则F－μmg＝ma① F－μmg4－0.2×1×1022a＝＝ m/s＝2 m/s②
m1s＝at2＝4 m③
(2)设整个过程中F所做功为WF，物块回到A点的速度为vA，由动能定理得： 12
WF－2μmgs＝mv2A④ v2A＝2as⑤
WF＝2μmgs＋mas＝24 J
答案 (1) 4 m (2) 24 J
11.(14分)某快递公司分拣邮件的水平传输装置示意图如图9所示，皮带在电动机的带动下保持v＝1 m/s 的恒定速度向右运动，现将一质量为m＝2 kg的邮件轻放在皮带上，邮件和皮带间的动摩擦因数μ＝0.5。设皮带足够长，取g＝10 m/s，在邮件与皮带发生相对滑动的过程中，求：
2
1
2
图9
(1)邮件滑动的时间t； (2)邮件对地的位移大小x；
(3)邮件与皮带间的摩擦力对皮带做的功W。
解析 (1)设邮件放到皮带上与皮带发生相对滑动过程中受到的滑动摩擦力为Ff，则
Ff＝μmg①
取向右为正方向，对邮件应用动量定理，有
Ff t＝mv－0②
由①②式并代入数据得t＝0.2 s③
12
(2)邮件与皮带发生相对滑动的过程中，对邮件应用动能定理，有Ffx＝mv－0④
2由①④式并代入数据得x＝0.1 m⑤
(3)邮件与皮带发生相对滑动的过程中，设皮带相对地面的位移为s，则s＝vt⑥ 摩擦力对皮带做的功W＝－Ff s⑦ 由①③⑥⑦式并代入数据得W＝－2 J⑧ 答案 (1)0.2 s (2)0.1 m (3)－2 J
12.(16分)(2019·福建师大附中模拟)如图10所示，有A、B、C三个物块，一根轻绳绕过光滑的轻质定滑轮，两端分别连接物块A与物块B，物块B的下面通过轻绳与物块C连接，物块
B和C的质量均为m，物块A的质量为3m，物块A锁定在光滑的斜面上的P点(P点离滑轮足
够远)，斜面倾角θ＝30°，轻绳始终平行于斜面。物块B与物块C之间的轻绳长度为L，初始时C离地的高度也为L。解除对物块A的锁定，物块开始运动。设物块A可视为质点，物块
B与物块C落地后不反弹，重力加速度大小为g。求：
图10
(1)A刚上升时的加速度； (2)A上升过程的最大速度；
(3)A能上升的最高位置离P点的距离。
解析 (1)解除对A的锁定后，A加速上升，B和C加速下降，加速度a大小相等，设轻绳对A和B的拉力大小为FT，由牛顿第二定律得 对A：FT－3mgsin θ＝3ma 对B、C：(m＋m)g－FT＝(m＋m)a 1
联立解得a＝g
10
(2)对物块C刚着地时，A的速度最大。从A刚开始上升到C刚着地的过程，由动能定理得
1122
2mgL－3mgLsin θ＝(2m)vmax＋(3m)vmax
22解得vmax＝gL5
(3)设C落地后A沿斜面继续上升d时速度为零，此时B下降d未接触C，A和B组成的系统由动能定理得
mgd－3mgdsin θ＝0－(m＋3m)v2max
4
联立解得d＝L
5
49
由于d＝L 55答案 (1) (2)10 12 ggl9 (3) L 55
2021届高考物理一轮复习第五章机械能章末质量检测含解析沪科版
