人教版物理高一上册 运动和力的关系中考真题汇编[解析版](1)
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一、第三章 相互作用——力易错题培优(难)1.如图所示,一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上,质量分别为m 和2m 的物块A 、B ,通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接,A 、B 间的接触面和轻绳均与木板平行。
A 与B 间、B 与木板间的动摩擦因数均为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
当木板与水平面的夹角为45°时,物块A 、B 刚好要滑动,则μ的值为( )A .13B .14C .15D .16【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】当木板与水平面的夹角为45︒时,两物块刚好滑动,对A 物块受力分析如图沿斜面方向,A 、B 之间的滑动摩擦力1cos 45f N mg μμ==︒根据平衡条件可知sin 45cos45T mg mg μ=︒+︒对B 物块受力分析如图沿斜面方向,B 与斜面之间的滑动摩擦力23cos 45f N mg μμ='=⋅︒根据平衡条件可知2sin 45cos453cos45mg T mg mg μμ︒=+︒+⋅︒两式相加,可得2sin 45sin 45cos45cos453cos45mg mg mg mg mg μμμ︒=︒+︒+︒+⋅︒解得15μ=故选C 。
2.如图,一固定的粗糙水平横杆上套有a 、b 两个轻环,系在两环上的两根等长细绳拴住一重物处于静止状态,现将两环距离适当变小后重物仍处于静止状态,则( )A .两绳对重物的合力变大B .细绳对重物的拉力变小C .杆对a 环的支持力变大D .b 环对杆的摩擦力变大【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A .根据平衡条件可知,两绳对重物的合力大小始终等于物体的重力大小,所以合力不变,A 错误;B .对重物受力分析,如图所示根据平衡条件,分析可得2cos2A B mg F F α==当两环间距离变小后,α变小,则拉力F A 、F B 均变小,B 正确;C .以两个轻环和钩码组成的系统为研究对象,设系统总质量为M ,横梁对铁环的支持力F N ,分析如下图所示根据平衡条件可得N 2F Mg =即N 12F Mg =,可见水平横梁对环的支持力F N 不变,C 错误; D .以b 侧环为研究对象,受力分析如下图根据平衡条件可得tan Nf F F θ=θ增大时,f F 变小,根据牛顿第三定律可知,b 环对杆的摩擦力也变大,D 错误。
一、第四章运动和力的关系易错题培优(难)1.如图所示,将质量为2m的长木板静止地放在光滑水平面上,一质量为m的小铅块(可视为质点)以水平初速v0由木板A端滑上木板,铅块滑至木板的B端时恰好与木板相对静止。
已知铅块在滑动过程中所受摩擦力始终不变。
若将木板分成长度与质量均相等的两段后,紧挨着静止放在此水平面上,让小铅块仍以相同的初速v0由左端滑上木板,则小铅块将()A.滑过B端后飞离木板B.仍能滑到B端与木板保持相对静止C.在滑到B端前就与木板保持相对静止D.以上三答案均有可能【答案】C【解析】【分析】【详解】在第一次在小铅块运动过程中,小铅块与木板之间的摩擦力使整个木板一直加速,第二次小铅块先使整个木板加速,运动到B部分上后A部分停止加速,只有B部分加速,加速度大于第一次的对应过程,故第二次小铅块与B木板将更早达到速度相等,所以小铅块还没有运动到B的右端,两者速度相同。
故选C。
考点:牛顿第二定律。
2.传送带广泛的应用于物品的传输、分拣、分装等工作中,某煤炭企业利用如图所示的三角形传送带进行不同品质煤的分拣,传送带以6m/s的速度逆时针匀速转动,两边的传送带长都是1m,且与水平方向的夹角均为37 。
现有两方形煤块A、B(可视为质点)从传送带顶端静止释放,煤块与传送带间的动摩擦因数均为0.5,下列说法正确的是()A.煤块A、B在传送带上的划痕长度不相同B.煤块A、B受到的摩擦力方向都与其运动方向相反C.煤块A比煤块B后到达传送带底端D.煤块A运动至传送带底端时速度大小为2m/s【答案】A【解析】【分析】 【详解】B .煤块A 开始受到的摩擦力方向沿传送带方向向下,与运动方向相同,煤块B 下滑过程中受到的摩擦力方向沿传送带方向向上,与运动方向相反,选项B 错误; CD .对煤块A 根据牛顿第二定律可得1cos37sin37mg mg ma μ︒+︒=解得2110m/s a =煤块A 达到与传送带共速的时间0116s 0.6s 10v t a === 位移20111.8m 1m 2v x a ==>故不可能与传送带共速,煤块A 一直以1a 向下加速,达到底部的时间设为A t ,则有212A A L a t = 解得A t =达到底端的速度为1A A v a t ==对煤块B 根据牛顿第二定律可得2sin 37cos37mg mg ma μ︒-︒=解得22s 2m/a =煤块B 达到底部的时间设为B t ,则有212B B L a t = 解得1s B A t t =>所以A 先达到底部,选项CD 错误; A .煤块A 相对于传送带的位移01)m A A x v t L ∆=-=煤块B 相对于传送带的位移0(61)m 5m B B x v t L ∆=-=-=所以煤块A 、B 在传送带上的划痕长度不相同,选项A 正确。
一、第四章 运动和力的关系易错题培优(难)1.如图甲所示,在光滑的水平面上有质量为M 且足够长的长木板,木板上面叠放一个质量为m 的小物块。
现对长木板施加水平向右的拉力F =3t (N )时,两个物体运动的a --t 图象如图乙所示,若取重力加速度g =10 m/s 2,则下列说法中正确的是( )A .图线Ⅰ是小物块运动的a --t 图象B .小物块与长木板间的动摩擦因数为0.3C .长木板的质量M =1 kgD .小物块的质量m =2 kg【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A .根据乙图可知,在3s 以后,m 与M 开始发生相对运动,m 的加速度不变,其大小为23m/s ,所以Ⅰ是长木板的—a t 图象,故A 错误;B .设小物块与长木板间的动摩擦因素为μ,根据牛顿第二定律可知23m/s m a g μ==解得0.3μ=故B 正确;CD .当3s t >时,以M 为研究对象,根据牛顿第二定律可知F mg Ma μ-=即kt mg Ma μ-=解得3mga t M M μ=- 由此可得332M = 解得2kg M =在3s 内,以整体为研究对象,可得F M m a =+()即3()1M m =+⨯所以1kg m =故CD 错误。
故选B 。
2.如图所示,水平板上有质量m =1.0kg 的物块,受到随时间t 变化的水平拉力F 作用,用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力F f 的大小.取重力加速度g =10m/s 2.下列判断正确的是( )A .5s 内拉力对物块做功为零B .4s 末物块所受合力大小为4.0NC .物块与木板之间的动摩擦因数为0.4D .6s ~9s 内物块的加速度的大小为2.0m/s 2 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A .在0﹣4s 内,物体所受的摩擦力为静摩擦力,4s 末开始运动,则5s 内位移不为零,则拉力做功不为零.故A 错误.B .4s 末拉力为4N ,摩擦力为4N ,合力为零.故B 错误.CD .根据牛顿第二定律得,6s ~9s 内物体做匀加速直线运动的加速度a=2253m/s 2m/s 1fF F m--== 解得30.310f F mgμ=== 故C 错误,D 正确. 故选D .3.如图所示,斜面体A 静止放置在水平地面上,质量为m 的物体B 在外力F (方向水平向右)的作用下沿斜面向下做匀速运动,此时斜面体仍保持静止。
一、第四章 运动和力的关系易错题培优(难)1.如图所示是滑梯简化图,一小孩从滑梯上A 点开始无初速度下滑,在AB 段匀加速下滑,在BC 段匀减速下滑,滑到C 点恰好静止,整个过程中滑梯保持静止状态.假设小孩在AB 段和BC 段滑动时的动摩擦因数分别为1μ和2μ,AB 与BC 长度相等,则A .整个过程中地面对滑梯始终无摩擦力作用B .动摩擦因数12+=2tan μμθC .小孩从滑梯上A 点滑到C 点先超重后失重D .整个过程中地面对滑梯的支持力始终等于小孩和滑梯的总重力【答案】B【解析】【详解】小朋友在AB 段做匀加速直线运动,将小朋友的加速度1a 分解为水平和竖直两个方向,由于小朋友有水平向右的分加速度,根据牛顿第二定律知,地面对滑梯的摩擦力方向水平向右;有竖直向下的分加速度,则由牛顿第二定律分析得知:小孩处于失重,地面对滑梯的支持力N F 小于小朋友和滑梯的总重力.同理,小朋友在BC 段做匀减速直线运动时,小孩处于超重,地面对滑梯的支持力大于小朋友和滑梯的总重力,地面对滑梯的摩擦力方向水平向左,故ACD 错误;设AB 的长度为L ,小孩在B 点的速度为v .小孩从A 到B 为研究对象,由牛顿第二定律可得:11sin cos mg mg ma θμθ-=,由运动学公式可得:212v a L =;小孩从B 到C 为研究过程,由牛顿第二定律可得:22cos sin mg mg ma μθθ-=,由运动学公式可得:222v a L =;联立解得:122tan μμθ+=,故B 正确.2.如图所示,倾斜传送带以速度1v 顺时针匀速运动,0t =时刻小物体从底端以速度2v 冲上传送带,t t =0时刻离开传送带。
下列描述小物体的速度随时间变化的图像可能正确的是( )A .B .C .D .【答案】ABD【解析】【分析】【详解】 若21v v <且物体与传送带间的动摩擦因数tan μθ≥,即加速度沿传送带向上,则物体传送带向上做匀加速运动至速度为1v 后做匀速向上运动;若21v v <且物体与传送带间的动摩擦因数tan μθ<,则物体沿传送带向上做匀减速运动至速度为0,后沿传送带向下做匀加速运动;若21v v >且物体与传送带间的动摩擦因数tan μθ≥,则物体沿传送带向上做匀减速运动至速度为1v 后向上做匀速运动;若21v v >且物体与传送带间的动摩擦因教tan μθ<,则物体沿传送带向上做匀减速运动,加速度为sin cos a g g θμθ=+至速度为1v 后加速度变为sin cos a g g θμθ=-向上减速运动至速度为零后开始向下做匀加速运动,加速度为sin cos a g g θμθ=-直至离开传送带。
一、第四章运动和力的关系易错题培优(难)1.如图所示,四个质量、形状相同的斜面体放在粗糙的水平面上,将四个质量相同的物块放在斜面顶端,因物块与斜面的摩擦力不同,四个物块运动情况不同.A物块放上后匀加速下滑,B物块获一初速度后匀速下滑,C物块获一初速度后匀减速下滑,D物块放上后静止在斜面上.若在上述四种情况下斜面体均保持静止且对地面的压力依次为F1、F2、F3、F4,则它们的大小关系是()A.F1=F2=F3=F4B.F1>F2>F3>F4C.F1<F2=F4<F3D.F1=F3<F2<F4【答案】C【解析】试题分析:当物体系统中存在超重现象时,系统所受的支持力大于总重力,相反,存在失重现象时,系统所受的支持力小于总重力.若系统的合力为零时,系统所受的支持力等于总重力,解:设物体和斜面的总重力为G.第一个物体匀加速下滑,加速度沿斜面向下,具有竖直向下的分加速度,存在失重现象,则F1<G;第二个物体匀速下滑,合力为零,斜面保持静止状态,合力也为零,则系统的合力也为零,故F2=G.第三个物体匀减速下滑,加速度沿斜面向上,具有竖直向上的分加速度,存在超重现象,则F3>G;第四个物体静止在斜面上,合力为零,斜面保持静止状态,合力也为零,则系统的合力也为零,故F4=G.故有F1<F2=F4<F3.故C正确,ABD错误.故选C【点评】本题运用超重和失重的观点分析加速度不同物体动力学问题,比较简便.通过分解加速度,根据牛顿第二定律研究.2.如图所示,将质量为2m的长木板静止地放在光滑水平面上,一质量为m的小铅块(可视为质点)以水平初速v0由木板A端滑上木板,铅块滑至木板的B端时恰好与木板相对静止。
已知铅块在滑动过程中所受摩擦力始终不变。
若将木板分成长度与质量均相等的两段后,紧挨着静止放在此水平面上,让小铅块仍以相同的初速v0由左端滑上木板,则小铅块将()A.滑过B端后飞离木板B.仍能滑到B端与木板保持相对静止C .在滑到B 端前就与木板保持相对静止D .以上三答案均有可能 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】在第一次在小铅块运动过程中,小铅块与木板之间的摩擦力使整个木板一直加速,第二次小铅块先使整个木板加速,运动到B 部分上后A 部分停止加速,只有B 部分加速,加速度大于第一次的对应过程,故第二次小铅块与B 木板将更早达到速度相等,所以小铅块还没有运动到B 的右端,两者速度相同。
一、第四章 运动和力的关系易错题培优(难)1.如图所示是滑梯简化图,一小孩从滑梯上A 点开始无初速度下滑,在AB 段匀加速下滑,在BC 段匀减速下滑,滑到C 点恰好静止,整个过程中滑梯保持静止状态.假设小孩在AB 段和BC 段滑动时的动摩擦因数分别为1μ和2μ,AB 与BC 长度相等,则A .整个过程中地面对滑梯始终无摩擦力作用B .动摩擦因数12+=2tan μμθC .小孩从滑梯上A 点滑到C 点先超重后失重D .整个过程中地面对滑梯的支持力始终等于小孩和滑梯的总重力【答案】B【解析】【详解】小朋友在AB 段做匀加速直线运动,将小朋友的加速度1a 分解为水平和竖直两个方向,由于小朋友有水平向右的分加速度,根据牛顿第二定律知,地面对滑梯的摩擦力方向水平向右;有竖直向下的分加速度,则由牛顿第二定律分析得知:小孩处于失重,地面对滑梯的支持力N F 小于小朋友和滑梯的总重力.同理,小朋友在BC 段做匀减速直线运动时,小孩处于超重,地面对滑梯的支持力大于小朋友和滑梯的总重力,地面对滑梯的摩擦力方向水平向左,故ACD 错误;设AB 的长度为L ,小孩在B 点的速度为v .小孩从A 到B 为研究对象,由牛顿第二定律可得:11sin cos mg mg ma θμθ-=,由运动学公式可得:212v a L =;小孩从B 到C 为研究过程,由牛顿第二定律可得:22cos sin mg mg ma μθθ-=,由运动学公式可得:222v a L =;联立解得:122tan μμθ+=,故B 正确.2.一足够长的木板B 静置于光滑水平面上,如图甲所示,其上放置小滑块A ,木板B 受到随时间t 变化的水平拉力F 作用,木板加速度a 随力F 变化的a ﹣F 图象如图乙所示,g 取10m/s 2,下判定错误的是A .木板B 的质量为1kgB .当F =10N 时木板B 加速度为4m/s 2C .滑块A 的质量为4kgD .当F =10N 时滑块A 的加速度为2m/s 2【答案】C【解析】【分析】【详解】AC .当F 等于8N 时,加速度为a =2m/s 2,对整体分析,由牛顿第二定律有F =(M +m )a ,代入数据解得M +m =4kg当F 大于8N 时,对B 由牛顿第二定律得:1F mg mg a F M M Mμμ-==- 由图示图象可知,图线的斜率 12186a k M F ∆====∆- 解得,木板B 的质量M =1kg ,滑块A 的质量为m =3kg .故A 正确,不符合题意;C 错误,符合题意.B .根据F 大于8N 的图线知,F =6N 时,a =0m/s 2,由1mg a F M Mμ=- 可知: 13100611μ⨯⨯=⨯- 解得μ=0.2由图示图象可知,当F =10N 时,滑块与木板相对滑动,B 的加速度为2110.2310104m/s 11B mg a a F M M μ⨯⨯==-=⨯-= 故B 正确,不符合题意; D .当F =10N 时,A 、B 相对滑动,木块A 的加速度22m/s A Mg a g M μμ===故D 正确,不符合题意.故选C .【点睛】 本题考查牛顿第二定律与图象的综合,知道滑块和木板在不同拉力作用下的运动规律是解决本题的关键,掌握处理图象问题的一般方法,通常通过图线的斜率和截距入手分析. 3.如图所示,倾斜传送带以速度1v 顺时针匀速运动,0t =时刻小物体从底端以速度2v 冲上传送带,t t =0时刻离开传送带。
一、第四章运动和力的关系易错题培优(难)1.A 、B 两物体用两根轻质细线分别悬挂在天花板上,两细线与水平方向夹角分别为60°和45°,A 、B 间拴接的轻质弹簧恰好处于水平状态,则下列判断正确的是( )A .A 、B 的质量之比为1︰3B .A 、B 所受弹簧弹力大小之比为3︰2C .快速撤去弹簧的瞬间,A 、B 的瞬时加速度大小之比为1︰2D .悬挂A 、B 的细线上拉力大小之比为1︰2 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A .对AB 两个物体进行受力分析,如图所示,设弹簧弹力为F 。
对物体AA tan 60m gF=对物体BB tan 45m gF=解得A B 3m m 故A 错误;B .同一根弹簧弹力相等,故B 错误;C .快速撤去弹簧的瞬间,两个物体都将以悬点为圆心做圆周运动,合力为切线方向。
对物体AA A A sin 30m g m a =对物体Bsin 45B B Bm g m a =联立解得A B 2a a = 故C 正确;D .对物体A ,细线拉力A cos60FT =对物体B ,细线拉力cos 45B FT =解得A B 2T T = 故D 错误。
故选C 。
【点睛】快速撤去弹簧瞬间,细线的拉力发生突变,故分析时应注意不能认为合外力的大小等于原弹簧的弹力。
2.如图所示,倾斜传送带以速度1v 顺时针匀速运动,0t =时刻小物体从底端以速度2v 冲上传送带,t t =0时刻离开传送带。
下列描述小物体的速度随时间变化的图像可能正确的是( )A .B .C .D .【答案】ABD 【解析】 【分析】 【详解】若21v v <且物体与传送带间的动摩擦因数tan μθ≥,即加速度沿传送带向上,则物体传送带向上做匀加速运动至速度为1v 后做匀速向上运动;若21v v <且物体与传送带间的动摩擦因数tan μθ<,则物体沿传送带向上做匀减速运动至速度为0,后沿传送带向下做匀加速运动;若21v v >且物体与传送带间的动摩擦因数tan μθ≥,则物体沿传送带向上做匀减速运动至速度为1v 后向上做匀速运动;若21v v >且物体与传送带间的动摩擦因教tan μθ<,则物体沿传送带向上做匀减速运动,加速度为sin cos a g g θμθ=+至速度为1v 后加速度变为sin cos a g g θμθ=-向上减速运动至速度为零后开始向下做匀加速运动,加速度为sin cos a g g θμθ=-直至离开传送带。
一、第四章 运动和力的关系易错题培优(难)1.如图所示,质量为m 的木块在质量为M 的长木板上受到向右的拉力F 的作用向右滑行,长木板处于静止状态,已知木块与木板间的动摩擦因数为1μ,木板与地面间的动摩擦因数为2μ,有以下几种说法:①木板受到地面的摩擦力的大小一定是1mg μ ②木板受到地面的摩擦力的大小一定是2()m M g μ+ ③当2()F m M g μ>+时,木板便会开始运动 ④无论怎样改变F 的大小,木板都不可能运动则上述说法正确的是( ) A .②③ B .①④C .①②D .②④【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】①②.对木板:水平方向受到木块对它向右的滑动摩擦力f 1和地面的向左的静摩擦力f 2的作用,由平衡条件得211f f mg μ==①正确,②错误;③④.木块对木板的摩擦力为11f mg μ=地面对木板的最大静摩擦力为2max 2()f m M g μ=+所以木块对木板的摩擦力f 1不大于地面对木板的最大静摩擦力,当F 改变时,f 1不变,则木板不可能运动,③错误,④正确。
因此说法正确的是①④,选项B 正确,ACD 错误。
故选B 。
2.如图所示是滑梯简化图,一小孩从滑梯上A 点开始无初速度下滑,在AB 段匀加速下滑,在BC 段匀减速下滑,滑到C 点恰好静止,整个过程中滑梯保持静止状态.假设小孩在AB 段和BC 段滑动时的动摩擦因数分别为1μ和2μ,AB 与BC 长度相等,则A .整个过程中地面对滑梯始终无摩擦力作用B .动摩擦因数12+=2tan μμθC .小孩从滑梯上A 点滑到C 点先超重后失重D .整个过程中地面对滑梯的支持力始终等于小孩和滑梯的总重力 【答案】B 【解析】 【详解】小朋友在AB 段做匀加速直线运动,将小朋友的加速度1a 分解为水平和竖直两个方向,由于小朋友有水平向右的分加速度,根据牛顿第二定律知,地面对滑梯的摩擦力方向水平向右;有竖直向下的分加速度,则由牛顿第二定律分析得知:小孩处于失重,地面对滑梯的支持力N F 小于小朋友和滑梯的总重力.同理,小朋友在BC 段做匀减速直线运动时,小孩处于超重,地面对滑梯的支持力大于小朋友和滑梯的总重力,地面对滑梯的摩擦力方向水平向左,故ACD 错误;设AB 的长度为L ,小孩在B 点的速度为v .小孩从A 到B 为研究对象,由牛顿第二定律可得:11sin cos mg mg ma θμθ-=,由运动学公式可得:212v a L =;小孩从B 到C 为研究过程,由牛顿第二定律可得:22cos sin mg mg ma μθθ-=,由运动学公式可得:222v a L =;联立解得:122tan μμθ+=,故B 正确.3.A 、B 两物体用两根轻质细线分别悬挂在天花板上,两细线与水平方向夹角分别为60°和45°,A 、B 间拴接的轻质弹簧恰好处于水平状态,则下列判断正确的是( )A .A 、B 的质量之比为13B .A 、B 32C .快速撤去弹簧的瞬间,A 、B 的瞬时加速度大小之比为12D .悬挂A 、B 的细线上拉力大小之比为12 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A .对AB 两个物体进行受力分析,如图所示,设弹簧弹力为F 。
一、第四章 运动和力的关系易错题培优(难)1.沿平直公路匀速行驶的汽车上,固定着一个正四棱台,其上、下台面水平,如图为俯视示意图。
在顶面上四边的中点a 、b 、c 、d 沿着各斜面方向,同时相对于正四棱台无初速释放4个相同小球。
设它们到达各自棱台底边分别用时T a 、T b 、T c 、T d ,到达各自棱台底边时相对于地面的机械能分别为E a 、E b 、E c 、E d (取水平地面为零势能面,忽略斜面对小球的摩擦力)。
则有( )A .a b c d T T T T ===,a b d c E E E E >=>B .a b c d T T T T ===,a b d c E E E E ==>C .a b d d T T T T <=<,a b d c E E E E >=>D .a b d d T T T T <=<,a b d cE E E E === 【答案】A 【解析】 【分析】由题意可知,根据相对运动规律可以确定小球的运动状态,根据功的计算式,通过判断力和位移的夹角可判断弹力做功的情况,从而确定落地时的动能。
【详解】根据“沿平直公路匀速行驶的汽车上,固定着一个正四棱台”,因为棱台的运动是匀速运动,可以选棱台作为参考系,则a 、b 、c 、d 的加速度大小相等,故有a b c d T T T T ===判断a 、b 、c 、d 的机械能的变化,只需比较弹力做功的情况即可,根据弹力方向与位移方向的夹角可知,由于b 、d 弹力不做功,机械能不变;a 弹力做正功,机械能增加;c 弹力做负功,机械能减小。
故有a b d c E E E E >=>结合上面二个关系式,故A 正确。
故选A 。
【点睛】本题要注意正确选择参考平面,机械能的变化看除重力之外的其它力做功的情况即可。
其它力做正功,机械能增加;其它力做负功,机械能减小,其它力不做功,机械能守恒。
一、第三章 相互作用——力易错题培优(难)1.如图所示,在粗糙地面上放有一装有定滑轮的粗糙斜面体,将两相同的A 、B 两物体通过细绳连接处于静止状态,用水平力F 作用于物体B 上,缓慢拉开一小角度,斜面体与物体A 仍然静止。
则下列说法正确的是( )(不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦)A .水平力F 变小B .物体A 所受合力变大C .物体A 所受摩擦力不变D .斜面体所受地面的摩擦力变大【答案】D【解析】【分析】 先对物体B 进行受力分析,根据共点力平衡条件求出绳的拉力,再对A 进行受力分析,同样根据共点力平衡条件得出各个力的情况,对斜面体所受地面的摩擦力可以用整体法进行分析。
【详解】A .对B 物体进行受力分析,如图根据共点力平衡条件B tan F m g θ=,B cos m g T θ= 在缓慢拉开B 的过程中,θ角度变大,故绳上的张力T 变大,水平力F 增大,故A 错误; B .因物体A 始终处于静止,故A 所受合外力为0,B 错误;C .物体A 受重力、支持力、细线的拉力,可能没有摩擦力,也可能有沿斜面向下的静摩擦力,还有可能受斜面向上的静摩擦力。
故拉力T 增大后,静摩擦力可能变小,也可能变大,故C 错误;D .对整体分析可以知道,整体在水平方向受拉力和静摩擦力作用,因拉力变大,故静摩擦力一定变大,故D 正确。
故选D 。
【点睛】整体法与隔离法相结合。
2.如图所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O 为球心,一质量为m 的小滑块,在水平力F 的作用下从半球形容器最低点缓慢移近最高点.设小滑块所受支持力为N ,则下列判断正确的是( )A .F 缓慢增大B .F 缓慢减小C .N 不变D .N 缓慢减小【答案】A【解析】【分析】【详解】 对物体进行受力分析:物体受重力mg 、支持力F N 、水平力F .已知小滑块从半球形容器最低点缓慢移近最高点,我们可以看成小滑块每一个状态都是平衡状态.根据平衡条件,应用力的合成得出:G F tan θ=N G F sin θ=,由于小滑块从半球形容器最低点缓慢移近最高点,所以θ减小,tanθ减小,sinθ减小.根据以上表达式可以发现F 增大,F N 增大.故选A.【点睛】物体的动态平衡依然为高考命题热点,解决物体的平衡问题,一是要认清物体平衡状态的特征和受力环境是分析平衡问题的关键;二是要学会利用力学平衡的结论(比如:合成法、正交分解法、效果分解法、三角形法、假设法等)来解答;三是要养成迅速处理矢量计算和辨析图形几何关系的能力.3.如图所示,斜面体置于粗糙水平地面上,斜面体上方水平固定一根光滑直杆,直杆上套有一个滑块.滑块连接一根细线,细线的另一端连接一个置于斜面上的光滑小球.最初斜面与小球都保持静止,现对滑块施加水平向右的外力使其缓慢向右滑动至A 点,如果整个过程斜面保持静止,小球未滑离斜面,滑块滑动到A 点时细线恰好平行于斜面,则下列说法正确的是( )A .斜面对小球的支持力逐渐减小B .细线对小球的拉力逐渐增大C .滑块受到水平向右的外力逐渐增大D .水平地面对斜面体的支持力保持不变【答案】C【解析】【分析】【详解】AB .对小球受力分析可知,沿斜面方向cos sin T mg αθ=在垂直斜面方向sin cos N F T mg αθ+=(其中α是细线与斜面的夹角,θ为斜面的倾角),现对滑块施加水平向右的外力使其缓慢向右滑动至A 点,α变小,则细线对小球的拉力T 变小,斜面对小球的支持力N F 变大,故A B 错误;C .对滑块受力分析可知,在水平方向则有sin cos()cos()sin (cos tan sin )cos mg F T mg θαθαθθθαθα+=+==- 由于α变小,则有滑块受到水平向右的外力逐渐增大,故C 正确;D .对斜面和小球为对象受力分析可知,在竖直方向则有sin()N mg Mg F T θα'+=++由于()αθ+变小,所以水平地面对斜面体的支持力逐渐增大,故D 错误。
一、第四章运动和力的关系易错题培优(难)1.如图所示,四个质量、形状相同的斜面体放在粗糙的水平面上,将四个质量相同的物块放在斜面顶端,因物块与斜面的摩擦力不同,四个物块运动情况不同.A物块放上后匀加速下滑,B物块获一初速度后匀速下滑,C物块获一初速度后匀减速下滑,D物块放上后静止在斜面上.若在上述四种情况下斜面体均保持静止且对地面的压力依次为F1、F2、F3、F4,则它们的大小关系是()A.F1=F2=F3=F4B.F1>F2>F3>F4C.F1<F2=F4<F3D.F1=F3<F2<F4【答案】C【解析】试题分析:当物体系统中存在超重现象时,系统所受的支持力大于总重力,相反,存在失重现象时,系统所受的支持力小于总重力.若系统的合力为零时,系统所受的支持力等于总重力,解:设物体和斜面的总重力为G.第一个物体匀加速下滑,加速度沿斜面向下,具有竖直向下的分加速度,存在失重现象,则F1<G;第二个物体匀速下滑,合力为零,斜面保持静止状态,合力也为零,则系统的合力也为零,故F2=G.第三个物体匀减速下滑,加速度沿斜面向上,具有竖直向上的分加速度,存在超重现象,则F3>G;第四个物体静止在斜面上,合力为零,斜面保持静止状态,合力也为零,则系统的合力也为零,故F4=G.故有F1<F2=F4<F3.故C正确,ABD错误.故选C【点评】本题运用超重和失重的观点分析加速度不同物体动力学问题,比较简便.通过分解加速度,根据牛顿第二定律研究.2.如图所示,在竖直平面内有ac、abc、adc三个细管道,ac沿竖直方向,abcd是一个矩形。
将三个小球同时从a点静止释放,忽略一切摩擦,不计拐弯时的机械能损失,当竖直下落的小球运动到c点时,关于三个小球的位置,下列示意图中可能正确的是()A .B .C .D . 【答案】B【解析】【分析】【详解】设ac d =,acb α∠=,设小球沿ab 、bc 、ac 、ad 、dc 下滑的加速度分别为1a 、2a 、3a 、4a 、5a 。
一、第四章 运动和力的关系易错题培优(难)1.如图所示,将质量为2m 的长木板静止地放在光滑水平面上,一质量为m 的小铅块(可视为质点)以水平初速v 0由木板A 端滑上木板,铅块滑至木板的B 端时恰好与木板相对静止。
已知铅块在滑动过程中所受摩擦力始终不变。
若将木板分成长度与质量均相等的两段后,紧挨着静止放在此水平面上,让小铅块仍以相同的初速v 0由左端滑上木板,则小铅块将( )A .滑过B 端后飞离木板B .仍能滑到B 端与木板保持相对静止C .在滑到B 端前就与木板保持相对静止D .以上三答案均有可能【答案】C【解析】【分析】【详解】在第一次在小铅块运动过程中,小铅块与木板之间的摩擦力使整个木板一直加速,第二次小铅块先使整个木板加速,运动到B 部分上后A 部分停止加速,只有B 部分加速,加速度大于第一次的对应过程,故第二次小铅块与B 木板将更早达到速度相等,所以小铅块还没有运动到B 的右端,两者速度相同。
故选C 。
考点:牛顿第二定律。
2.如图所示是滑梯简化图,一小孩从滑梯上A 点开始无初速度下滑,在AB 段匀加速下滑,在BC 段匀减速下滑,滑到C 点恰好静止,整个过程中滑梯保持静止状态.假设小孩在AB 段和BC 段滑动时的动摩擦因数分别为1μ和2μ,AB 与BC 长度相等,则A .整个过程中地面对滑梯始终无摩擦力作用B .动摩擦因数12+=2tan μμθC .小孩从滑梯上A 点滑到C 点先超重后失重D .整个过程中地面对滑梯的支持力始终等于小孩和滑梯的总重力【答案】B【解析】【详解】 小朋友在AB 段做匀加速直线运动,将小朋友的加速度1a 分解为水平和竖直两个方向,由于小朋友有水平向右的分加速度,根据牛顿第二定律知,地面对滑梯的摩擦力方向水平向右;有竖直向下的分加速度,则由牛顿第二定律分析得知:小孩处于失重,地面对滑梯的支持力N F 小于小朋友和滑梯的总重力.同理,小朋友在BC 段做匀减速直线运动时,小孩处于超重,地面对滑梯的支持力大于小朋友和滑梯的总重力,地面对滑梯的摩擦力方向水平向左,故ACD 错误;设AB 的长度为L ,小孩在B 点的速度为v .小孩从A 到B 为研究对象,由牛顿第二定律可得:11sin cos mg mg ma θμθ-=,由运动学公式可得:212v a L =;小孩从B 到C 为研究过程,由牛顿第二定律可得:22cos sin mg mg ma μθθ-=,由运动学公式可得:222v a L =;联立解得:122tan μμθ+=,故B 正确.3.A 、B 两物体用两根轻质细线分别悬挂在天花板上,两细线与水平方向夹角分别为60°和45°,A 、B 间拴接的轻质弹簧恰好处于水平状态,则下列判断正确的是( )A .A 、B 的质量之比为1︰3B .A 、B 所受弹簧弹力大小之比为3︰2C .快速撤去弹簧的瞬间,A 、B 的瞬时加速度大小之比为1︰2D .悬挂A 、B 的细线上拉力大小之比为1︰2【答案】C【解析】【分析】【详解】A .对AB 两个物体进行受力分析,如图所示,设弹簧弹力为F 。
一、第四章 运动和力的关系易错题培优(难)1.某一实验室的传送装置如图所示,其中AB 段是水平的,长度L AB =6m ,BC 段是倾斜的,长度L BC =5m ,倾角为37o ,AB 和BC 在B 点通过一段极短的圆弧连接(图中未画出圆弧),传送带v =4m/s 的恒定速率顺时针运转.现将一个工件(可看成质点)无初速度地放在A 点。
已知工件与传送带间的动摩擦μ=0.5,已知:重力加速度g =10m/s 2。
sin37°=0.6,cos37°=0.8。
则( )A .工件第一次到达B 点所用的时间1.9sB .工件沿传送带BC 向上运动的最大位移为5mC .工件沿传送带运动,仍能回到A 点D .工件第一次返回B 点后,会在传送带上来回往复运动【答案】AD【解析】【分析】【详解】A .工件刚放在水平传送带上的加速度为a 1,由牛顿第二定律得μmg =ma 1代入数据解得a 1=μg =5 m/s 2经t 1时间与传送带的速度相同,则有110.8s v t a == 前进的位移为x 1=12a 1t 12=1.6m 此后工件将与传送带一起匀速运动至B 点,用时12 1.1s AB L x t v-== 所以工件第一次到达B 点所用的时间为t =t 1+t 2=1.9s 选项A 正确;B .设工件上升的最大位移为s ,由牛顿第二定律得mg sinθ-μmg cosθ=ma 2代入数据解得a 2=2m/s 2由匀变速直线运动的速度位移公式得222v s a = 代入数据解得s =4m选项B 错误;CD .工件到达最高点后将沿斜面下滑,下滑的加速度仍为a 2=2m/s 2,则滑到斜面底端时的速度为4m/s ,然后滑上水平传送带做匀减速运动,加速度为a 1 =5 m/s 2,当速度减为零时滑行的距离为211.6m 2v x a == 然后返回向右运动,则物体不能回到A 点;物体向右加速,当到达斜面底端时的速度仍为4m/s ,然后滑上斜面重复原来的运动,可知工件第一次返回B 点后,会在传送带上来回往复运动,选项C 错误,D 正确。
一、第三章相互作用——力易错题培优(难)1.如图所示,一固定的细直杆与水平面的夹角为α=15°,一个质量忽略不计的小轻环C套在直杆上,一根轻质细线的两端分别固定于直杆上的A、B两点,细线依次穿过小环甲、小轻环C和小环乙,且小环甲和小环乙分居在小轻环C的两侧.调节A、B间细线的长度,当系统处于静止状态时β=45°.不计一切摩擦.设小环甲的质量为m1,小环乙的质量为m2,则m1∶m2等于( )A.tan 15°B.tan 30°C.tan 60°D.tan 75°【答案】C【解析】试题分析:小球C为轻环,重力不计,受两边细线的拉力的合力与杆垂直,C环与乙环的连线与竖直方向的夹角为600,C环与甲环的连线与竖直方向的夹角为300,A点与甲环的连线与竖直方向的夹角为300,乙环与B点的连线与竖直方向的夹角为600,根据平衡条件,对甲环:,对乙环有:,得,故选C.【名师点睛】小球C为轻环,受两边细线的拉力的合力与杆垂直,可以根据平衡条件得到A段与竖直方向的夹角,然后分别对甲环和乙环进行受力分析,根据平衡条件并结合力的合成和分解列式求解.考点:共点力的平衡条件的应用、弹力.2.如图所示,在固定光滑半球体球心正上方某点悬挂一定滑轮,小球用绕过滑轮的绳子被站在地面上的人拉住。
人拉动绳子,球在与球面相切的某点缓慢运动到接近顶点的过程中,试分析半球对小球的支持力N和绳子拉力T大小如何变化()A.N增大,T增大B.N增大,T减小C.N不变,T减小D.N不变,T增大【答案】C【解析】【分析】【详解】对球受力分析,受重力、支持力和拉力,根据平衡条件作图,如图所示图中矢量三角形与三角形ABC相似,故mg N T==AC BC AB解得BC=N mgACAB=T mgAC由于AB变小,AC不变、BC也不变,故N不变,T变小,故ABD错误,C正确;故选C。
【点睛】利用相似三角形求解物体的平衡,根据受力分析找到力的三角形,和空间几何三角形相似,对应边成比例。
一、第四章 运动和力的关系易错题培优(难)1.如图甲所示,轻弹簧竖直固定在水平面上,一质量为m =0.2kg 的小球从弹簧上端某高度处自由下落,从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中(弹簧始终在弹性限度内),其速度v 和弹簧压缩量∆x 的函数图象如图乙所示,其中A 为曲线的最高点,小球和弹簧接触瞬间的机械能损失不计,取重力加速度g =10m/s 2,则下列说法中正确的是( )A .该弹簧的劲度系数为15N/mB .当∆x =0.3m 时,小球处于失重状态C .小球刚接触弹簧时速度最大D .从接触弹簧到压缩至最短的过程中,小球的加速度先减小后增大 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】AC .由小球的速度图象知,开始小球的速度增大,说明小球的重力大于弹簧对它的弹力,当△x 为0.1m 时,小球的速度最大,然后减小,说明当△x 为0.1m 时,小球的重力等于弹簧对它的弹力。
则有k x mg ∆=解得0.210N/m 20.0N/m 0.1mg k x ⨯===∆ 选项AC 错误;B .当△x =0.3m 时,物体的速度减小,加速度向上,说明物体处于超重状态,选项B 错误;D .图中的斜率表示加速度,则由图可知,从接触弹簧到压缩至最短的过程中,小球的加速度先减小后增大,选项D 正确。
故选D 。
2.如图所示,将质量为2m 的长木板静止地放在光滑水平面上,一质量为m 的小铅块(可视为质点)以水平初速v 0由木板A 端滑上木板,铅块滑至木板的B 端时恰好与木板相对静止。
已知铅块在滑动过程中所受摩擦力始终不变。
若将木板分成长度与质量均相等的两段后,紧挨着静止放在此水平面上,让小铅块仍以相同的初速v 0由左端滑上木板,则小铅块将( )A .滑过B 端后飞离木板B .仍能滑到B 端与木板保持相对静止C .在滑到B 端前就与木板保持相对静止D .以上三答案均有可能 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】在第一次在小铅块运动过程中,小铅块与木板之间的摩擦力使整个木板一直加速,第二次小铅块先使整个木板加速,运动到B 部分上后A 部分停止加速,只有B 部分加速,加速度大于第一次的对应过程,故第二次小铅块与B 木板将更早达到速度相等,所以小铅块还没有运动到B 的右端,两者速度相同。
一、第四章 运动和力的关系易错题培优(难)1.沿平直公路匀速行驶的汽车上,固定着一个正四棱台,其上、下台面水平,如图为俯视示意图。
在顶面上四边的中点a 、b 、c 、d 沿着各斜面方向,同时相对于正四棱台无初速释放4个相同小球。
设它们到达各自棱台底边分别用时T a 、T b 、T c 、T d ,到达各自棱台底边时相对于地面的机械能分别为E a 、E b 、E c 、E d (取水平地面为零势能面,忽略斜面对小球的摩擦力)。
则有( )A .a b c d T T T T ===,a b d c E E E E >=>B .a b c d T T T T ===,a b d c E E E E ==>C .a b d d T T T T <=<,a b d c E E E E >=>D .a b d d T T T T <=<,a b d cE E E E ===【答案】A【解析】【分析】由题意可知,根据相对运动规律可以确定小球的运动状态,根据功的计算式,通过判断力和位移的夹角可判断弹力做功的情况,从而确定落地时的动能。
【详解】根据“沿平直公路匀速行驶的汽车上,固定着一个正四棱台”,因为棱台的运动是匀速运动,可以选棱台作为参考系,则a 、b 、c 、d 的加速度大小相等,故有a b c d T T T T ===判断a 、b 、c 、d 的机械能的变化,只需比较弹力做功的情况即可,根据弹力方向与位移方向的夹角可知,由于b 、d 弹力不做功,机械能不变;a 弹力做正功,机械能增加;c 弹力做负功,机械能减小。
故有a b d c E E E E >=>结合上面二个关系式,故A 正确。
故选A 。
【点睛】本题要注意正确选择参考平面,机械能的变化看除重力之外的其它力做功的情况即可。
其它力做正功,机械能增加;其它力做负功,机械能减小,其它力不做功,机械能守恒。
一、第四章运动和力的关系易错题培优(难)1.如图所示,四个质量、形状相同的斜面体放在粗糙的水平面上,将四个质量相同的物块放在斜面顶端,因物块与斜面的摩擦力不同,四个物块运动情况不同.A物块放上后匀加速下滑,B物块获一初速度后匀速下滑,C物块获一初速度后匀减速下滑,D物块放上后静止在斜面上.若在上述四种情况下斜面体均保持静止且对地面的压力依次为F1、F2、F3、F4,则它们的大小关系是()A.F1=F2=F3=F4B.F1>F2>F3>F4C.F1<F2=F4<F3D.F1=F3<F2<F4【答案】C【解析】试题分析:当物体系统中存在超重现象时,系统所受的支持力大于总重力,相反,存在失重现象时,系统所受的支持力小于总重力.若系统的合力为零时,系统所受的支持力等于总重力,解:设物体和斜面的总重力为G.第一个物体匀加速下滑,加速度沿斜面向下,具有竖直向下的分加速度,存在失重现象,则F1<G;第二个物体匀速下滑,合力为零,斜面保持静止状态,合力也为零,则系统的合力也为零,故F2=G.第三个物体匀减速下滑,加速度沿斜面向上,具有竖直向上的分加速度,存在超重现象,则F3>G;第四个物体静止在斜面上,合力为零,斜面保持静止状态,合力也为零,则系统的合力也为零,故F4=G.故有F1<F2=F4<F3.故C正确,ABD错误.故选C【点评】本题运用超重和失重的观点分析加速度不同物体动力学问题,比较简便.通过分解加速度,根据牛顿第二定律研究.2.如图,在倾角为37θ︒=的角锥体表面上对称地放着可视为质点的A、B两个物体,用一轻质绳跨过固定在顶部的光滑的定滑轮连接在一起,开始时绳子绷直但无张力。
已知A、B 两个物体的质量分别为m和2m,它们与竖直轴的距离均为r=1m,两物体与角锥体表面的动摩擦因数为0.8,认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g=10m/s2,某时刻起,圆锥体绕竖直轴缓慢加速转动,加速转动过程中A、B两物体始终与角锥体保持相对静止,则下列说法正确的是()A .绳子没有张力之前,B 物体受到的静摩擦力在增加 B .绳子即将有张力时,转动的角速度15rad/s ω=C .在A 、B 滑动前A 所受的静摩擦力一直在增加D .在A 、B 即将滑动时,转动的角速度25ω= 【答案】AB 【解析】 【分析】 【详解】A .绳子没有张力之前,对B 物体进行受力分析后正交分解,根据牛顿第二定律可得 水平方向2cos sin 2f N m r θθω-=竖直方向有sin cos 2f N mg θθ+=由以上两式可得,随着ω的增大,f 增大,N 减小,选项A 正确; B .对B 物体分析其将要发生滑动瞬间的临界状态时的受力可得 水平方向有21cos sin 2N N m r μθθω-=竖直方向有sin cos 2N N mg μθθ+=代入数据解得15ω=选项B 正确;C .在ω逐渐增大的过程中,A 物体先有向外滑动的趋势,后有向内滑动的趋势,其所受静摩擦力先沿斜面向上增大,后沿斜面向上减小,再改为沿斜面向下增大,选项C 错误;D .ω增大到AB 整体将要滑动时,B 有向下滑动趋势,A 有向上滑动趋势,对A 物体 水平方向有()22cos sin A A T N N m r μθθω--=竖直方向有()sin cos A A T N N mg μθθ-+=对B 物体 水平方向有()22cos sin 2B B T N N m r μθθω+-=竖直方向有()sin cos 2B B T N N mg μθθ++=联立以上四式解得2165rad/s 28ω=选项D 错误。
一、第四章 运动和力的关系易错题培优(难)1.如图甲所示,在光滑的水平面上有质量为M 且足够长的长木板,木板上面叠放一个质量为m 的小物块。
现对长木板施加水平向右的拉力F =3t (N )时,两个物体运动的a --t 图象如图乙所示,若取重力加速度g =10 m/s 2,则下列说法中正确的是( )A .图线Ⅰ是小物块运动的a --t 图象B .小物块与长木板间的动摩擦因数为0.3C .长木板的质量M =1 kgD .小物块的质量m =2 kg【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A .根据乙图可知,在3s 以后,m 与M 开始发生相对运动,m 的加速度不变,其大小为23m/s ,所以Ⅰ是长木板的—a t 图象,故A 错误;B .设小物块与长木板间的动摩擦因素为μ,根据牛顿第二定律可知23m/s m a g μ==解得0.3μ=故B 正确;CD .当3s t >时,以M 为研究对象,根据牛顿第二定律可知F mg Ma μ-=即kt mg Ma μ-=解得3mga t M M μ=- 由此可得332M = 解得2kg M =在3s 内,以整体为研究对象,可得F M m a =+()即3()1M m =+⨯所以1kg m =故CD 错误。
故选B 。
2.如图所示,在竖直平面内有ac 、abc 、adc 三个细管道,ac 沿竖直方向,abcd 是一个矩形。
将三个小球同时从a 点静止释放,忽略一切摩擦,不计拐弯时的机械能损失,当竖直下落的小球运动到c 点时,关于三个小球的位置,下列示意图中可能正确的是( )A .B .C .D .【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】设ac d =,acb α∠=, 设小球沿ab 、bc 、ac 、ad 、dc 下滑的加速度分别为1a 、2a 、3a 、4a 、5a 。
根据牛顿第二定律得15sin sin mg a a g mαα=== sin(90)24cos mg a a g mαα︒-===3a g =对ab 段有2211111sin sin 22d a t g t αα== 得1t =对ac 段有2312d gt =得3t =对ad 段有2244411cos cos 22d a t g t αα== 得4t =所以有124t t t ==即当竖直下落的小球运动到c 点时,沿abc 下落的小球恰好到达b 点,沿adc 下落的小球恰好到达d 点,故ACD 错误,B 正确。
一、第四章 运动和力的关系易错题培优(难)1.如图所示,水平板上有质量m =1.0kg 的物块,受到随时间t 变化的水平拉力F 作用,用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力F f 的大小.取重力加速度g =10m/s 2.下列判断正确的是( )A .5s 内拉力对物块做功为零B .4s 末物块所受合力大小为4.0NC .物块与木板之间的动摩擦因数为0.4D .6s ~9s 内物块的加速度的大小为2.0m/s 2【答案】D【解析】【分析】【详解】A .在0﹣4s 内,物体所受的摩擦力为静摩擦力,4s 末开始运动,则5s 内位移不为零,则拉力做功不为零.故A 错误.B .4s 末拉力为4N ,摩擦力为4N ,合力为零.故B 错误.CD .根据牛顿第二定律得,6s ~9s 内物体做匀加速直线运动的加速度a=2253m/s 2m/s 1f F F m --== 解得 30.310f F mg μ=== 故C 错误,D 正确.故选D .2.如图所示是滑梯简化图,一小孩从滑梯上A 点开始无初速度下滑,在AB 段匀加速下滑,在BC 段匀减速下滑,滑到C 点恰好静止,整个过程中滑梯保持静止状态.假设小孩在AB 段和BC 段滑动时的动摩擦因数分别为1μ和2μ,AB 与BC 长度相等,则A .整个过程中地面对滑梯始终无摩擦力作用B .动摩擦因数12+=2tan μμθC .小孩从滑梯上A 点滑到C 点先超重后失重D .整个过程中地面对滑梯的支持力始终等于小孩和滑梯的总重力【答案】B【解析】【详解】小朋友在AB 段做匀加速直线运动,将小朋友的加速度1a 分解为水平和竖直两个方向,由于小朋友有水平向右的分加速度,根据牛顿第二定律知,地面对滑梯的摩擦力方向水平向右;有竖直向下的分加速度,则由牛顿第二定律分析得知:小孩处于失重,地面对滑梯的支持力N F 小于小朋友和滑梯的总重力.同理,小朋友在BC 段做匀减速直线运动时,小孩处于超重,地面对滑梯的支持力大于小朋友和滑梯的总重力,地面对滑梯的摩擦力方向水平向左,故ACD 错误;设AB 的长度为L ,小孩在B 点的速度为v .小孩从A 到B 为研究对象,由牛顿第二定律可得:11sin cos mg mg ma θμθ-=,由运动学公式可得:212v a L =;小孩从B 到C 为研究过程,由牛顿第二定律可得:22cos sin mg mg ma μθθ-=,由运动学公式可得:222v a L =;联立解得:122tan μμθ+=,故B 正确.3.A 、B 两物体用两根轻质细线分别悬挂在天花板上,两细线与水平方向夹角分别为60°和45°,A 、B 间拴接的轻质弹簧恰好处于水平状态,则下列判断正确的是( )A .A 、B 的质量之比为1︰3B .A 、B 所受弹簧弹力大小之比为3︰2C .快速撤去弹簧的瞬间,A 、B 的瞬时加速度大小之比为1︰2D .悬挂A 、B 的细线上拉力大小之比为1︰2【答案】C【解析】【分析】【详解】A .对AB 两个物体进行受力分析,如图所示,设弹簧弹力为F 。
一、第四章 运动和力的关系易错题培优(难)1.如图所示,水平板上有质量m =1.0kg 的物块,受到随时间t 变化的水平拉力F 作用,用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力F f 的大小.取重力加速度g =10m/s 2.下列判断正确的是( )A .5s 内拉力对物块做功为零B .4s 末物块所受合力大小为4.0NC .物块与木板之间的动摩擦因数为0.4D .6s ~9s 内物块的加速度的大小为2.0m/s 2 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A .在0﹣4s 内,物体所受的摩擦力为静摩擦力,4s 末开始运动,则5s 内位移不为零,则拉力做功不为零.故A 错误.B .4s 末拉力为4N ,摩擦力为4N ,合力为零.故B 错误.CD .根据牛顿第二定律得,6s ~9s 内物体做匀加速直线运动的加速度a=2253m/s 2m/s 1fF F m--== 解得30.310f F mgμ=== 故C 错误,D 正确. 故选D .2.如图所示,倾斜传送带以速度1v 顺时针匀速运动,0t =时刻小物体从底端以速度2v 冲上传送带,t t =0时刻离开传送带。
下列描述小物体的速度随时间变化的图像可能正确的是( )A .B .C .D .【答案】ABD 【解析】 【分析】 【详解】若21v v <且物体与传送带间的动摩擦因数tan μθ≥,即加速度沿传送带向上,则物体传送带向上做匀加速运动至速度为1v 后做匀速向上运动;若21v v <且物体与传送带间的动摩擦因数tan μθ<,则物体沿传送带向上做匀减速运动至速度为0,后沿传送带向下做匀加速运动;若21v v >且物体与传送带间的动摩擦因数tan μθ≥,则物体沿传送带向上做匀减速运动至速度为1v 后向上做匀速运动;若21v v >且物体与传送带间的动摩擦因教tan μθ<,则物体沿传送带向上做匀减速运动,加速度为sin cos a g g θμθ=+至速度为1v 后加速度变为sin cos a g g θμθ=-向上减速运动至速度为零后开始向下做匀加速运动,加速度为sin cos a g g θμθ=-直至离开传送带。
一、第四章运动和力的关系易错题培优(难)1.传送带广泛的应用于物品的传输、分拣、分装等工作中,某煤炭企业利用如图所示的三角形传送带进行不同品质煤的分拣,传送带以6m/s的速度逆时针匀速转动,两边的传送带长都是1m,且与水平方向的夹角均为37︒。
现有两方形煤块A、B(可视为质点)从传送带顶端静止释放,煤块与传送带间的动摩擦因数均为0.5,下列说法正确的是()A.煤块A、B在传送带上的划痕长度不相同B.煤块A、B受到的摩擦力方向都与其运动方向相反C.煤块A比煤块B后到达传送带底端D.煤块A运动至传送带底端时速度大小为2m/s【答案】A【解析】【分析】【详解】B.煤块A开始受到的摩擦力方向沿传送带方向向下,与运动方向相同,煤块B下滑过程中受到的摩擦力方向沿传送带方向向上,与运动方向相反,选项B错误;CD.对煤块A根据牛顿第二定律可得1cos37sin37mg mg maμ︒+︒=解得2110m/sa=煤块A达到与传送带共速的时间116s0.6s10vta===位移2111.8m1m2vxa==>故不可能与传送带共速,煤块A一直以1a向下加速,达到底部的时间设为A t,则有212A AL a t=解得0.2sAt=达到底端的速度为1100.2m/sA Av a t==对煤块B根据牛顿第二定律可得2sin 37cos37mg mg ma μ︒-︒=解得22s 2m/a =煤块B 达到底部的时间设为B t ,则有212B B L a t = 解得1s B A t t =>所以A 先达到底部,选项CD 错误; A .煤块A 相对于传送带的位移0(60.21)m A A x v t L ∆=-=-煤块B 相对于传送带的位移0(61)m 5m B B x v t L ∆=-=-=所以煤块A 、B 在传送带上的划痕长度不相同,选项A 正确。
故选A 。
2.如图所示,斜面体ABC 放在水平桌面上,其倾角为37º,其质量为M=5kg .现将一质量为m=3kg 的小物块放在斜面上,并给予其一定的初速度让其沿斜面向上或者向下滑动.已知斜面体ABC 并没有发生运动,重力加速度为10m/s 2,sin37º=0.6.则关于斜面体ABC 受到地面的支持力N 及摩擦力f 的大小,下面给出的结果可能的有( )A .N=50N ,f=40NB .N=87.2N ,f=9.6NC .N=72.8N ,f=0ND .N=77N ,f=4N【答案】ABD 【解析】 【分析】 【详解】设滑块的加速度大小为a ,当加速度方向平行斜面向上时,对Mm 的整体,根据牛顿第二定律,有:竖直方向:N-(m+M )g=masin37° 水平方向:f=macos37°解得:N=80+1.8a ① f=2.4a ②当加速度平行斜面向下,对整体,根据牛顿第二定律,有:竖直方向:-N+(m+M )g=masin37°水平方向:f=macos37°解得:N=80-1.8a ③ f=2.4a ④A、如果N=50N,f=40N,则250a=m/s3,符合③④式,故A正确;B、如果N=87.2N,f=9.6N,则a=-4m/s2,符合①②两式,故B正确;C、如果N=72.8N,f=0N,不可能同时满足①②或③④式,故C错误;D、如果N=77N,f=4N,则25a=m/s3,满足③④式,故D正确;故选ABD.3.如图所示,质量为3 kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面。
质量为2 kg的物体B用细线悬挂起来,A、B紧挨在一起但A、B之间无压力。
某时刻将细线剪断,A、B一起向下运动过程中(弹簧在弹性限度范围内,g取10 m/s2),下列说法正确的是()A.细线剪断瞬间,B对A的压力大小为12 N B.细线剪断瞬间,B对A的压力大小为8 N C.B对A的压力最大为28 N D.B对A的压力最大为20 N【答案】AC【解析】【分析】【详解】AB.剪断细线前,A、B间无压力,则弹簧的弹力为30NAF m g==剪断细线的瞬间,对整体分析,整体的加速度为()225030m s4m s5A BA Bm m g Fam m+--===+隔离B进行分析有B Bm g N m a-=解得12NN=故A正确,B错误;CD.细线剪断后,整体一起向下运动,先加速后减速,当弹簧被压缩最短时,反向加速度最大,两个物体之间有最大作用力,则有B BN m g m a''-=根据对称性法则可知24m sa a'==解得28NN'=所以C正确,D错误。
故选AC。
4.如图甲所示,光滑水平面上停放着一辆表面粗糙的平板车,质量为M,与平板车上表面等高的平台上有一质量为m的滑块以水平初速度v0向着平板车滑来,从滑块刚滑上平板车开始计时,之后他们的速度随时间变化的图像如图乙所示,t0是滑块在车上运动的时间,以下说法正确的是A.滑块与平板车最终滑离B.滑块与平板车表面的动摩擦因数为0v3gtC.滑块与平板车的质量之比m:M=1:2D.平板车上表面的长度为005v t6【答案】AB【解析】【分析】根据图线知,铁块在小车上滑动过程中,铁块做匀减速直线运动,小车做匀加速直线运动.根据牛顿第二定律通过它们的加速度之比求出质量之比,以及求出动摩擦因数的大小.根据运动学公式分别求出铁块和小车的位移,从而求出两者的相对位移,即平板车的长度.物体离开小车做平抛运动,求出落地的时间,从而根据运动学公式求出物体落地时与车左端的位移.【详解】由图象可知,滑块运动到平板车最右端时,速度大于平板车的速度,所以滑块将做平抛运动离开平板车,故A正确;根据图线知,滑块的加速度大小000100233v v vat t-==.小车的加速度大小a2=03vt,知铁块与小车的加速度之比为1:1,根据牛顿第二定律得,滑块的加速度大小为:1fam=,小车的加速度大小为:a2=fM,则滑块与小车的质量之比m:M=1:1.故C 错误.滑块的加速度1fag mμ==,又0103v a t =,则003v gt μ=,故B 正确;滑块的位移00100025326v v x t v t +==,小车的位移0200011326v x t v t ==,则小车的长度L=56v 0t 0-16v 0t 0=23v 0t 0,故D 错误.故选AB . 【点睛】解决本题的关键理清小车和铁块的运动情况,结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解.5.某一实验室的传送装置如图所示,其中AB 段是水平的,长度L AB =6m ,BC 段是倾斜的,长度L BC =5m ,倾角为37o ,AB 和BC 在B 点通过一段极短的圆弧连接(图中未画出圆弧),传送带v =4m/s 的恒定速率顺时针运转.现将一个工件(可看成质点)无初速度地放在A 点。
已知工件与传送带间的动摩擦μ=0.5,已知:重力加速度g =10m/s 2。
sin37°=0.6,cos37°=0.8。
则( )A .工件第一次到达B 点所用的时间1.9s B .工件沿传送带BC 向上运动的最大位移为5m C .工件沿传送带运动,仍能回到A 点D .工件第一次返回B 点后,会在传送带上来回往复运动 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】A .工件刚放在水平传送带上的加速度为a 1,由牛顿第二定律得μmg =ma 1代入数据解得a 1=μg =5 m/s 2经t 1时间与传送带的速度相同,则有110.8s vt a == 前进的位移为x 1=12a 1t 12=1.6m 此后工件将与传送带一起匀速运动至B 点,用时12 1.1s AB L x t v-== 所以工件第一次到达B 点所用的时间为 t =t 1+t 2=1.9s选项A 正确;B .设工件上升的最大位移为s ,由牛顿第二定律得mg sinθ-μmg cosθ=ma 2代入数据解得a 2=2m/s 2由匀变速直线运动的速度位移公式得222v s a = 代入数据解得s =4m选项B 错误;CD .工件到达最高点后将沿斜面下滑,下滑的加速度仍为a 2=2m/s 2,则滑到斜面底端时的速度为4m/s ,然后滑上水平传送带做匀减速运动,加速度为a 1 =5 m/s 2,当速度减为零时滑行的距离为211.6m 2v x a ==然后返回向右运动,则物体不能回到A 点;物体向右加速,当到达斜面底端时的速度仍为4m/s ,然后滑上斜面重复原来的运动,可知工件第一次返回B 点后,会在传送带上来回往复运动,选项C 错误,D 正确。
故选AD 。
6.如图所示,A 、B 两个物体的质量分别为m 1、m 2,两物体之间用轻质弹性细线连接,两物体与水平面的动摩擦因数相等。
现对B 物体施加一水平向右的拉力F ,使A 、B 一起向右做匀加速运动。
下列说法正确的是( )A .若某时刻撒去F ,则撤去F 的瞬间,A 、B 的加速度保持不变 B .若F 保持不变,水平面改为光滑的,则弹性细线的拉力大小不变C .若将F 增大一倍,则两物体的加速度将增大一倍D .若F 逐渐减小,A 、B 依然做加速运动,则在F 减小的过程中,弹性细线上的拉力与F 的比值不变 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】A .有F 作用时,B 物体水平方向受F 、弹性细绳的拉力和地面对B 的滑动摩擦力作用,撤去F 后,B 物体受弹性细绳的拉力和地面对B 的滑动摩擦力作用,故B 物体的受力情况发生变化,所以B 物体的加速度变化,故A 错误; B .有F 作用时,水平面粗糙,由牛顿第二定律,得()()1212F m g m g m m a μ-+=+11=F m g m a μ-绳联立解得112=m F F m m +绳若F 保持不变,水平面改为光滑的,由牛顿第二定律,得()12F m m a =+1=F m a 绳联立解得112=m F F m m +绳可知弹性细线的拉力大小不变,故B 正确; C .有F 作用时,水平面粗糙,由牛顿第二定律,得()()1212F m g m g m m a μ-+=+若将F 增大一倍,滑动摩擦力不变,故两物体的加速度不会增大一倍,C 错误; D .有F 作用时,水平面粗糙,由牛顿第二定律,得()()1212F m g m g m m a μ-+=+11=F m g m a μ-绳联立解得112=m F F m m +绳可知,F 减小,弹性绳上的拉力与F 的比值不变,故D 正确。
故选BD 。
7.在大型物流货场,广泛的应用着传送带搬运货物。
如图甲所示,与水平面倾斜的传送带以恒定速率运动,皮带始终是绷紧的,将m =1kg 的货物放在传送带上的A 处,经过1.2s 到达传送带的B 端。