(完整版)高考物理动力学经典试题
- 格式:doc
- 大小:578.01 KB
- 文档页数:7
牛顿运动定律测试题一、单选题A.小明处于超重状态B.小明对电梯地板的压力大小为501NC.电梯可能加速下降,加速度大小为8m/s2D.电梯可能减速上升,加速度大小为2m/s27.如图,一辆装满石块的货车在平直道路上以加速度a向前加速运动。
货箱中石块B的质量为m,石块B周围与它接触的物体对石块B的作用力的合力为(重力加速度为g)()A.0B.ma C.22ma mg+D.mg()()8.雨滴从高空落地时速度并不是很大,这是因为雨滴在下落过程中受到空气阻力作用,这最终获得一个稳定的收尾速度。
为了研究该速度,同学们通过查询资料发现在高度不是太高的情况下物体下落过程所受空气阻力大小f仅与球=(k为正的常量)。
某同学利的速率v成正比,而与球的质量无关,即f kv用质量分别为1m、2m的甲、乙两球从同一地点(足够高)处同时由静止释放后,、₂。
根用速度传感器得到两球的v t-图象如图。
落地前,经时间0t两球的速度都已达到各自的稳定值1v v据信息能推出的正确结论有()A.甲球质量大于乙球B.0~t0时间内两球下落的高度相等C.释放瞬间甲球加速度较大D.甲球先做加速度增加的加速运动,后做匀速运动9.在建筑装修中,工人用一磨石打磨竖直粗糙墙面,在与竖直面成θ的推力F作用下,磨石以速度v向上匀速运动,如图所示。
则磨石()A.受到的摩擦力大小为μmgFθB.受到的摩擦力大小为cosC.若保持F大小不变,增大θ,则物体将会向上做减速运动D.若撤掉F,磨石立刻会掉下来10.如图,顶端固定着小球的直杆固定在小车上,当小车在水平面上向右做匀加速运动时,杆对小球作用力的方向可能沿图中的()A.OA方向B.OB方向C.OC方向D.OD方向二、多选题11.如图甲所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧至最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下(1)实验开始时,应该先,再(选填“释放小车”、“接通电源”)。
1.汽车前方120m处有一自行车正以6m/s的速度匀速前进,汽车以18m/s的速度追赶自行车,若两车在同一条公路不同车道上做同方向的直线运动,求:(1)经多长时间,两车第一次相遇?(2)若汽车追上自行车后立即刹车,汽车刹车过程中的加速度大小为2m/s2,则再经多长时间两车第二次相遇?2.如图2-1-2所示,一个球形物体静止于光滑水平面上,并与竖直光滑墙壁接触,A、B两点是球跟墙和地面的接触点,则下列说法中正确的是()图2-1-2A.物体受重力、B点的支持力、A点的弹力作用B.物体受重力、B点的支持力作用C物体受重力、B点的支持力、地面的弹力作用D.物体受重力、B点的支持力、物体对地面的压力作用3.小车上固定一根弹性直杆A,杆顶固定一个小球B(如图2-1-3所示),现让小车从光滑斜面上自由下滑,在下图的情况中杆发生了不同的形变,其中正确的是()图2-1-34.如图2-1-7所示为位于水平面上的小车,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为仇在斜杆的下端固定有质量为m的小球。
下列关于斜杆对小球的作用力F的判断中,正确的是()图2-1-7A.小车静止时,F=mg sin仇方向沿杆向上8.小车静止时,F=mg cos仇方向垂直于杆向上C.小车向右匀速运动时,一定有F=mg,方向竖直向上D.小车向右匀加速运动时,一定有F>mg,方向一定沿杆向上5.图2-1-9的四个图中,AB、BC均为轻质杆,各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接,两杆都在B处由铰链连接,且系统均处于静止状态。
现用等长的轻绳来代替轻杆,能保持平衡的是()图2-1-9A.图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丙B.图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、丙、丁C.图中的BC杆可以用轻绳代替的有乙、丙、丁D.图中的BC杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丁6.足球运动是目前全球体育界最具影响力的运动项目之一,深受青少年喜爱。
如图1所示为四种与足球有关的情景,下列说法正确的是()图1A.图甲中,静止在草地上的足球受到的弹力就是它的重力B.图乙中,静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力C.图丙中,即将被踢起的足球一定不能被看作质点D.图丁中,落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变7.在半球形光滑碗内斜搁一根筷子,如图2所示,筷子与碗的接触点分别为A、B,则碗对筷子A、B两点处的作用力方向分别为()图2A.均竖直向上8.均指向球心OC A点处指向球心O,B点处竖直向上D.A点处指向球心O,B点处垂直于筷子斜向上8.如图4所示,质量为m的球置于斜面上,被一个竖直挡板挡住。
高考物理动能与动能定理试题(有答案和解析)一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1.如图所示,足够长的光滑绝缘水平台左端固定一被压缩的绝缘轻质弹簧,一个质量0.04kg m =,电量4310C q -=⨯的带负电小物块与弹簧接触但不栓接,弹簧的弹性势能为0.32J 。
某一瞬间释放弹簧弹出小物块,小物块从水平台右端A 点飞出,恰好能没有碰撞地落到粗糙倾斜轨道的最高点B ,并沿轨道BC 滑下,运动到光滑水平轨道CD ,从D 点进入到光滑竖直圆内侧轨道。
已知倾斜轨道与水平方向夹角为37α︒=,倾斜轨道长为2.0m L =,带电小物块与倾斜轨道间的动摩擦因数0.5μ=。
小物块在C 点没有能量损失,所有轨道都是绝缘的,运动过程中小物块的电量保持不变,可视为质点。
只有光滑竖直圆轨道处存在范围足够大的竖直向下的匀强电场,场强5210V/m E =⨯。
已知cos370.8︒=,sin370.6︒=,取210m/s g =,求:(1)小物块运动到A 点时的速度大小A v ; (2)小物块运动到C 点时的速度大小C v ;(3)要使小物块不离开圆轨道,圆轨道的半径应满足什么条件?【答案】(1)4m/s ;(233;(3)R ⩽0.022m 【解析】 【分析】 【详解】(1)释放弹簧过程中,弹簧推动物体做功,弹簧弹性势能转变为物体动能212P A E mv =解得220.324m/s 0.04P A E v m ===⨯ (2)A 到B 物体做平抛运动,到B 点有cos37A Bvv ︒= 所以45m/s 0.8B v == B 到C 根据动能定理有2211sin37cos3722C B mgL mg L mv mv μ︒-︒⋅=- 解得33m/s C v =(3)根据题意可知,小球受到的电场力和重力的合力方向向上,其大小为F=qE-mg =59.6N所以D 点为等效最高点,则小球到达D 点时对轨道的压力为零,此时的速度最小,即2Dv F m R=解得D FRv m=所以要小物块不离开圆轨道则应满足v C ≥v D 得:R ≤0.022m2.在光滑绝缘的水平面上,存在平行于水平面向右的匀强电场,电场强度为E ,水平面上放置两个静止、且均可看作质点的小球A 和B ,两小球质量均为m ,A 球带电荷量为Q +,B 球不带电,A 、B 连线与电场线平行,开始时两球相距L ,在电场力作用下,A 球与B 球发生对心弹性碰撞.设碰撞过程中,A 、B 两球间无电量转移.(1)第一次碰撞结束瞬间A 、B 两球的速度各为多大?(2)从开始到即将发生第二次碰撞这段过程中电场力做了多少功?(3)从开始到即将发生第二次碰撞这段过程中,若要求A 在运动过程中对桌面始终无压力且刚好不离开水平桌面(v=0时刻除外),可以在水平面内加一与电场正交的磁场.请写出磁场B 与时间t 的函数关系.【答案】(1)10A v '= 12BQEL v m='5QEL (3) 222B mL Q E t QE =⎛⎫- ⎪⎝⎭223mL mLt QE QE<≤ 【解析】(1)A 球的加速度QE a m =,碰前A的速度1A v =B 的速度10B v = 设碰后A 、B 球速度分别为'1A v 、'1B v ,两球发生碰撞时,由动量守恒和能量守恒定律有:''111A A B m m m v v v =+,2'2'2111111222A AB m m m v v v =+所以B 碰撞后交换速度:'10A v =,'11B A v v ==(2)设A 球开始运动时为计时零点,即0t =,A 、B 球发生第一次、第二次的碰撞时刻分别为1t 、2t;由匀变速速度公式有:110A avt -==第一次碰后,经21t t -时间A 、B 两球发生第二次碰撞,设碰前瞬间A 、B 两球速度分别为2A v 和2B v ,由位移关系有:()()2'1212112B av t t t t -=-,得到:213tt == ()2211122A A a a v t t t v =-===;'21B B v v = 由功能关系可得:222211=522A B m m QEL W v v +=电(另解:两个过程A 球发生的位移分别为1x 、2x ,1L x =,由匀变速规律推论24L x =,根据电场力做功公式有:()125W QE QEL x x =+=) (3)对A 球由平衡条件得到:A QB mg v =,A at v =,QEa m=从A 开始运动到发生第一次碰撞:()220t mg g t Qat Et m B Q ⎛==<≤ ⎝ 从第一次碰撞到发生第二次碰撞:()2t t B =<≤ 点睛:本题是电场相关知识与动量守恒定律的综合,虽然A 球受电场力,但碰撞的内力远大于内力,则碰撞前后动量仍然守恒.由于两球的质量相等则弹性碰撞后交换速度.那么A 球第一次碰后从速度为零继续做匀加速直线运动,直到发生第二次碰撞.题设过程只是发生第二次碰撞之前的相关过程,有涉及第二次以后碰撞,当然问题变得简单些.3.如图所示,在倾角为θ=30°的固定斜面上固定一块与斜面垂直的光滑挡板,质量为m 的半圆柱体A 紧靠挡板放在斜面上,质量为2m 的圆柱体B 放在A 上并靠在挡板上静止。
第八关动力学、动量和能量观点在力学中的应用1.动量和能量综合应用例 1 (多选)如图甲所示,质量M=0.8kg的足够长的木板静止在光滑的水平面上,质量m=0.2kg的滑块静止在木板的左端,在滑块上施加一水平向右、大小按图乙所示随时间变化的拉力F,4 s后撤去力F.若滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10m/s2,则下列说法正确的是()A.0∼4s时间内拉力的冲量共为3.2N⋅sB.t=4s时滑块的速度大小为9.5m/sC.木板受到滑动摩擦力的冲量共为2.8N⋅sD.木板的速度最大为2m/s练习1-1如图所示,带有圆管轨道的长轨道水平固定,圆管轨道竖直(管内直径可以忽略),底端分别与两侧的直轨道相切,圆管轨道的半径R=0.5 m,P点左侧轨道(包括圆管)光滑,右侧轨道粗糙.质量m=1 kg的物块A以v0=10 m/s的速度滑入圆管,经过竖直圆管轨道后与直轨道上P处静止的质量M=2 kg的物块B发生碰撞(碰撞时间极短),碰后物块B在粗糙轨道上滑行18 m后速度减小为零.已知物块A、B与粗糙轨道间的动摩擦因数均为μ=0.1,取重力加速度大小g=10 m/s2,物块A、B均可视为质点.求:(1)物块A滑过竖直圆管轨道最高点Q时受到管壁的弹力;(2)最终物块A静止的位置到P点的距离.2.综合分析多过程问题例2如图所示,有一个可视为质点的质量为m=1 kg的小物块,从光滑平台上的A点以v0=2 m/s的初速度水平抛出,到达C点时,恰好沿C点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道,最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的质量为M=3 kg的长木板.已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平,木板下表面与水平地面之间光滑,小物块与长木板间的动摩擦因数μ=0.3,圆弧轨道的半径为R=0.4 m,C点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角θ=60°,不计空气阻力,g取10 m/s2.求:(1)小物块到达C点时的速度大小;(2)小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力;(3)要使小物块不滑出长木板,木板的长度L至少多大.练习2-1如图所示,半径为R的四分之一光滑圆弧轨道竖直固定在水平地面上,下端与水平地面在P点相切,一个质量为2m的物块B(可视为质点)静止在水平地面上,左端固定有水平轻弹簧,Q点为弹簧处于原长时的左端点,P、Q间的距离为R,PQ段地面粗糙、动摩擦因数为μ=0.5,Q点右侧水平地面光滑,现将质量为m的物块A(可视为质点)从圆弧轨道的最高点由静止开始下滑,重力加速度为g.求:(1)物块A沿圆弧轨道滑至P点时对轨道的压力大小;(2)弹簧被压缩的最大弹性势能(未超过弹性限度);(3)物块A最终停止位置到Q点的距离.课后检测1. 质量为1 kg的物体静止在水平面上,t=0时受到水平拉力F的作用开始运动,F随时间t 变化的关系图象如图所示.已知t=4 s时物体刚好停止运动,取g=10m/s2,以下判断正确的是()A.物体所受摩擦力为3 NB.t=2 s时物体的速度最大C.t=3 s时物体的动量最大D.物体的最大动能为2 J2. 粗糙水平地面上的物体,在一个水平恒力作用下做直线运动,其v-t图象如图所示,下列物理量中第1 s内与第2 s内相同的是()A.摩擦力的功B.摩擦力的冲量C.水平恒力的功D.水平恒力的冲量3. 如图所示,质量均为m的两带电小球A与B,带电荷量分别为+q、+2q,在光滑绝缘水平桌面上由静止开始沿同一直线运动,当两带电小球运动一段时间后A球速度大小为v,在这段时间内,下列说法正确的是()A.任一时刻B的加速度比A的大B.两球均做加速度增大的加速运动C.两球组成的系统电势能减少了mv2,但动能和电势能之和不变D.两球动量均增大,且总动量也增大4.如图所示,质量为m、带有半圆形轨道的小车静止在光滑的水平地面上,其水平直径AB 的长度为2R,现将质量也为m的小球从距A点正上方为h的位置由静止释放,然后由A点ℎ(不计空气阻力),则() 进入半圆形轨道后从B点冲出,在空中上升的最大高度为12A.小球冲出B点后做斜上抛运动B.小球第二次进入轨道后恰能运动到A点C.小球第一次到达B点时,小车的位移大小是RmgℎD.小球第二次通过轨道克服摩擦力所做的功等于125.光滑水平面上放有质量分别为2m和m的物块A和B,用细线将它们连接起来,两物块中间加有一压缩的轻质弹簧(弹簧与物块不相连),弹簧的压缩量为x.现将细线剪断,此刻物块A的加速度大小为a,两物块刚要离开弹簧时物块A的速度大小为v,则()A.物块B的加速度大小为a时弹簧的压缩量为x3xB.物块A从开始运动到刚要离开弹簧时位移大小为23mv2C.物块开始运动前弹簧的弹性势能为32D.物块开始运动前弹簧的弹性势能为3mv26. “飞针穿玻璃”是一项高难度的绝技表演,曾度引起质疑.为了研究该问题,以下测量能够得出飞针在穿越玻璃的时间内,对玻璃平均冲击力大小的是()A.测出玻璃厚度和飞针穿越玻璃前后的速度B.测出玻璃厚度和飞针穿越玻璃所用的时间C.测出飞针质量、玻璃厚度和飞针穿越玻璃所用的时间D.测出飞针质量、飞针穿越玻璃所用时间和穿越玻璃前后的速度7.如图,立柱固定于光滑水平面上O点,质量为M的小球a向右运动,与静止于Q点的质量为m的小球b发生弹性碰撞,碰后a球立即向左运动,b球与立柱碰撞能量不损失,所有碰撞时间均不计,b球恰好在P点追到a球,Q点为OP间中点,则a、b球质量之比M:m=()A.3:5B.1:3C.2:3D.1:28. (多选)如图,在光滑的水平面上有一个长为L的木板,小物块b静止在木板的正中间,小物块a以某一初速度v0从左侧滑上木板.已知物块a、b与木板间的摩擦因数分别为μa、μb,木块与木板质量均为m,a、b之间的碰撞无机械能损失,滑动摩擦力等于最大静摩擦力.下列说法正确的是()mv02A.若没有物块从木板上滑下,则无论v0多大整个过程摩擦生热均为13B.若μb<2μa,则无论v0多大,a都不会从木板上滑落μa gL,则ab一定不相碰C.若v0≤√32D.若μb>2μa,则a可能从木板左端滑落9.(多选)如图所示,甲、乙两个小滑块(视为质点)静止在水平面上的A、B两处,B处左侧水平面光滑,右侧水平面粗糙.若甲在水平向右的拉力F=kt(其中k=2N/s)的作用下由静止开始运动,当t=3s时撤去力F,随后甲与乙发生正碰而粘合在一起,两滑块共同滑行2.4m后停下,已知甲的质量为1kg,两滑块与粗糙水平面间的动摩擦因数均为0.75,取g=10m/s2,则()A.0∼3s内,力F的冲量大小为18N⋅sB.撤去力F时甲的速度大小为9m/sC.两滑块正碰后瞬间的速度大小为4.5m/sD.乙的质量为0.5kg10. 如图所示,质量为M的木块位于光滑水平面上,在木块与墙壁之间用轻质弹簧连接,当木块静止时刚好位于A点,现有一质量为m的子弹以水平速度v0射向木块并嵌入其中(作用时间极短),求:(1)当木块回到A点时的速度大小;(2)从开始到木块回到A点的过程中,墙壁对弹簧的冲量.11. 如图所示,一轻质弹簧的一端固定在小球A上,另一端与小球B接触但未连接,该整体静止放在离地面高为H=5m的光滑水平桌面上.现有一小球C从光滑曲面上离桌面ℎ= 1.8m高处由静止开始滑下,与小球A发生碰撞(碰撞时间极短)并粘在一起压缩弹簧推动小球B向前运动,经一段时间,小球B脱离弹簧,继续在水平桌面上匀速运动一段时间后从桌面边缘飞出.小球均可视为质点,忽略空气阻力,已知m A=2kg,m B=3kg,m C=1kg,g=10m/s2.求:(1)小球C与小球A碰撞结束瞬间的速度;(2)小球B落地点与桌面边缘的水平距离.12. 如图所示,在水平桌面上放有长度为L=2m的木板C,C上右端是固定挡板P,在C 中点处放有小物块B,A、B的尺寸以及P的厚度皆可忽略不计.C上表面与固定在地面上半径为R=0.45m的圆弧光滑轨道相切,质量为m=1kg的小物块A从圆弧最高点由静止释放,设木板C与桌面之间无摩擦,A、C之间和B、C之间的滑动摩擦因数均为μ,A、B、C(包含挡板P)的质量相同,开始时,B和C静止,(g=10m/s2)(1)求滑块从释放到离开轨道受到的冲量大小;(2)若物块A与B发生碰撞,求滑动摩擦因数μ应满足的条件;(3)若物块A与B发生碰撞(设为完全弹性碰撞)后,物块B与挡板P发生碰撞,求滑动摩擦因数μ应满足的条件.13.一质量为m的烟花弹获得动能E后,从地面竖直升空.当烟花弹上升的速度为零时,弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的两部分,两部分获得的动能之和也为E,且均沿竖直方向运动.爆炸时间极短,重力加速度大小为g,不计空气阻力和火药的质量.求:(1)烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间;(2)爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度.14. 如图所示,水平光滑地面上有两个静止的小物块A和B(可视为质点),A的质量m=1.0 kg,B的质量M=4.0 kg,A、B之间有一轻质压缩弹簧,且A、B间用细线相连(图中未画出),弹簧的弹性势能E p=40 J,弹簧的两端与物块接触但不固定连接.水平面的左侧有一竖直墙壁,右侧与倾角为30°的光滑斜面平滑连接.将细线剪断,A、B分离后立即撤去弹簧,物块A与墙壁发生弹性碰撞后,A在B未到达斜面前追上B,并与B相碰后结合在一起向右运动,g取10 m/s2,求:(1)A与弹簧分离时的速度大小;(2)A、B沿斜面上升的最大距离.15. 如图所示,半径R1=1 m的四分之一光滑圆弧轨道AB与平台BC在B点平滑连接,半径R2=0.8 m的四分之一圆弧轨道上端与平台C端连接,下端与水平地面平滑连接,质量m =0.1 kg的乙物块放在平台BC的右端C点,将质量也为m的甲物块在A点由静止释放,让其沿圆弧下滑,并滑上平台与乙相碰,碰撞后甲与乙粘在一起从C点水平抛出,甲物块与平台间的动摩擦因数均为μ=0.2,BC长L=1 m,重力加速度g取10 m/s2,不计两物块的大小及碰撞所用的时间,求:(1)甲物块滑到B点时对轨道的压力大小;(2)甲和乙碰撞后瞬间共同速度的大小;(3)粘在一起的甲、乙两物块从C点抛出到落到CDE段轨道上所用的时间.16. 如图所示,一圆心为O、半径为R的光滑半圆轨道固定在竖直平面内,其下端和粗糙的水平轨道在A点相切,AB为圆弧轨道的直径.质量分别为m、2m的滑块1、2用很短的细线连接,在两滑块之间夹有压缩的短弹簧(弹簧与滑块不固连),滑块1、2位于A点.现剪断两滑块间的细线,滑块1恰能过B点,且落地点恰与滑块2停止运动的地点重合.滑块1、2可视为质点,不考虑滑块1落地后反弹,不计空气阻力,重力加速度为g,求:(1)滑块1过B点的速度大小;(2)弹簧释放的弹性势能大小;(3)滑块2与水平轨道间的动摩擦因数.17. 汽车A在水平冰雪路面上行驶.驾驶员发现其正前方停有汽车B,立即采取制动措施,但仍然撞上了汽车B.两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示,碰撞后B车向前滑动了4.5 m,A车向前滑动了2.0 m.已知A和B的质量分别为2.0×103 kg和1.5×103 kg,两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为0.10,两车碰撞时间极短,在碰撞后车轮均没有滚动,重力加速度大小g=10 m/s2.求:(1)碰撞后的瞬间B车速度的大小;(2)碰撞前的瞬间A车速度的大小.。
专题20 动力学中的连接体问题1.同一方向的连接体问题:这类问题通常具有相同的加速度,解题时一般采用先整体后隔离的方法.2.不同方向的连接体问题:由跨过定滑轮的绳相连的两个物体,不在同一直线上运动,加速度大小相等,但方向不同,也可采用整体法或隔离法求解.1.(2020·湖南长沙市长沙县第六中学月考)如图1,斜面光滑且固定在地面上,A 、B 两物体一起靠惯性沿光滑斜面下滑,下列判断正确的是( )图1A .图甲中两物体之间的绳中存在弹力B .图乙中两物体之间存在弹力C .图丙中两物体之间既有摩擦力,又有弹力D .图丁中两物体之间既有摩擦力,又有弹力 答案 C解析 图甲:整体法分析,根据(m 1+m 2)g sin θ=(m 1+m 2)a ,隔离A 可知F T +m 1g sin θ=m 1a ,解得绳的拉力F T =0,故A 错误;图乙:对两物体应用整体法,根据牛顿第二定律可知(m 1+m 2)g sin θ=(m 1+m 2)a ,隔离A 可知F N +m 1g sin θ=m 1a ,解得两物体之间的弹力F N =0,故B 错误;图丙:对两物体应用整体法,根据牛顿第二定律可知(m 1+m 2)g sin θ=(m 1+m 2)a ,解得加速度沿斜面向下,隔离A ,将加速度分解到竖直和水平方向,根据牛顿第二定律可知,题图丙中两物体之间既有摩擦力,又有弹力,故C 正确;图丁:对两物体应用整体法,根据牛顿第二定律可知(m 1+m 2)g sin θ=(m 1+m 2)a ,隔离A 可知F f +m 1g sin θ=m 1a ,解得:F f =0,故D 错误.2.(2020·湖南长沙市模拟)如图2所示,光滑水平面上,质量分别为m 、M 的木块A 、B 在水平恒力F 作用下一起以加速度a 向右做匀加速直线运动,木块间的水平轻质弹簧劲度系数为k ,原长为L 0,则此时木块A 、B 间的距离为( )图2A .L 0+MakB .L 0+ma kC .L 0+MFk M +mD .L 0+F -mak答案 B解析 以A 、B 整体为研究对象,加速度为:a =FM +m,隔离A 木块,弹簧的弹力:F 弹=ma=k Δx ,则弹簧的长度L =L 0+ma k =L 0+mFk M +m,故选B.3.(2020·辽宁沈阳东北育才学校月考)如图3所示,质量分别为m A 、m B 的A 、B 两物块紧靠在一起放在倾角为θ的固定斜面上,两物块与斜面间的动摩擦因数相同,用始终平行于斜面向上的恒力F 推A ,使它们沿斜面匀加速上升,为了减小A 、B 间的压力,可行的办法是( )图3A .减小倾角θB .减小B 的质量C .减小A 的质量D .换粗糙程度小的斜面答案 B解析 由牛顿第二定律得,对A 和B 整体有F -(m A +m B )g sin θ-μ(m A +m B )g cos θ=(m A +m B )a ,对B 有F 1-m B g sin θ-μm B g cos θ=m B a ,联立解得F 1=m B m A +m BF ,故减小B 的质量可减小A 、B 间的压力,B 正确,A 、C 、D 错误.4.(多选)如图4,水平地面上有三个靠在一起的物块P 、Q 和R ,质量分别为m 、2m 和3m ,物块与地面间的动摩擦因数都为μ.用大小为F 的水平外力推动物块P ,记R 和Q 之间相互作用力与Q 与P 之间相互作用力大小之比为k .下列判断正确的是( )图4A .若μ≠0,则k =56B .若μ≠0,则k =35C .若μ=0,则k =12D .若μ=0,则k =35答案 BD5.(多选)(2020·湖北鄂东南联盟模拟)如图5所示,A 物体的质量是B 物体的k 倍.A 物体放在光滑的水平桌面上通过轻绳与B 物体相连,两物体释放后运动的加速度为a 1,轻绳的拉力为F T1;若将两物体互换位置,释放后运动的加速度为a 2,轻绳的拉力为F T2.不计滑轮摩擦和空气阻力,则( )图5A.a1∶a2=1∶k B.a1∶a2=1∶1C.F T1∶F T2=1∶k D.F T1∶F T2=1∶1答案AD解析由牛顿第二定律m B g=(m A+m B)a1,F T1=m A a1,同理两物体互换位置,则m A g=(m A+m B)a2,F T2=m B a2,解得a1∶a2=m B∶m A=1∶k,F T1∶F T2=1∶1,故A、D正确.6.(2020·江苏七市第二次调研)如图6所示,车厢水平底板上放置质量为M的物块,物块上固定竖直轻杆,质量为m的球用细线系在杆上O点.当车厢在水平面上沿直线加速运动时,球和物块相对车厢静止,细线偏离竖直方向的角度为θ,此时车厢底板对物块的摩擦力为F f、支持力为F N,已知重力加速度为g,则( )图6A.F f=Mg sin θB.F f=Mg tan θC.F N=(M+m)g D.F N=Mg答案 C解析以m为研究对象,受力如图甲所示由牛顿第二定律得mg tan θ=ma,解得a=g tan θ以M、m整体为研究对象,受力如图乙所示在竖直方向上,由平衡条件有F N=(M+m)g在水平方向上,由牛顿第二定律有F f=(M+m)a=(M+m)g tan θ,故C正确,A、B、D错误.7.(2020·安徽安庆市三模)如图7所示,质量为M的木块置于小车光滑的水平上表面,跨过光滑定滑轮的细绳一端水平连接木块,另一端竖直悬挂质量为m的物块,且m贴着小车光滑竖直右壁,当小车水平向右做加速度为a的匀加速运动时,M、m能与小车保持相对静止,则加速度a、细绳的拉力F T及m所受合力F为( )图7A .a =mg MB .F T =mMgm +MC .F =0D .F =m a 2+g 2答案 A解析 以物块为研究对象,竖直方向根据平衡条件可得细绳的拉力:F T =mg ;对木块水平方向根据牛顿第二定律可得:F T =Ma ,解得:a =mg M,故A 正确,B 错误;以物块为研究对象,竖直方向受力平衡,则物块受到的合力F =ma ,故C 、D 错误.8.(多选)质量分别为M 和m 的物块a 、b 形状、大小均相同,将它们通过轻绳跨过光滑定滑轮连接,如图8甲所示,绳子平行于倾角为α的斜面,a 恰好能静止在斜面上,不考虑两物块与斜面之间的摩擦,若互换两物块位置,按图乙放置,然后释放a ,斜面仍保持静止,关于互换位置之后下列说法正确的是( )图8A .轻绳的拉力等于mgB .轻绳的拉力等于MgC .a 运动的加速度大小为(1-sin α)gD .a 运动的加速度大小为M -mMg 答案 ACD解析 按图甲放置时,对a 由平衡条件可知Mg sin α=F T ,对b 有F T ′=mg ,F T =F T ′,则有Mg sinα=mg ;按图乙放置时,对a 由牛顿第二定律可知Mg -F T1=Ma ,对b 有F T2-mg sin α=ma ,F T1=F T2,则有Mg -mg sin α=(M +m )a ,联立解得a =(1-sin α)g ,故C 正确;由于Mg sin α=mg ,所以a =(1-sin α)g =(1-mgMg )g =M -mMg ,故D 正确;将F T2-mg sin α=ma 和a =(1-sin α)g ,联立解得F T2=mg ,故A 正确,B 错误.。
天津高考物理动力学大题经典例题
1.一个质量为m的小球,由静止开始在水平地面上滑动。
当它滑行了一段距离后,突然受到一个水平方向的恒力 F,小球受到的摩擦力也是恒定的。
求小球从开始滑行到停下所需的时间、停下时的速度和小球所滑行的距离。
2. 一个质量为 m 的小球,从山顶 O 沿着抛物线轨迹下滑,与地面碰撞时速度大小为 v0。
已知小球在竖直方向上的重力加速度为g,山顶 O 到地面距离为 h。
求小球从山顶 O 滑落到地面的时间、速度大小和在竖直方向上的加速度大小。
3. 一个质量为 m1 的物体悬挂在另一个质量为 m2 的物体上方,两者之间系有一根轻绳。
当下挂物体从静止开始自由落下时,上挂物体受到的拉力大小为多少?两个物体下落的加速度大小又是多少?
4. 在一平直水平路面上,一质量为 m 的小球以初速度 v0 水平运动。
小球与地面之间的摩擦系数为μ,求小球在不断受到一个垂直于运动方向的恒力 F 的情况下,小球从开始运动到停止所需的时间、停止时小球的位置以及小球所走过的距离。
- 1 -。
高考物理《电磁感应中的动力学问题》真题练习含答案专题1.(多选)如图所示,有两根和水平方向成α角的光滑平行的金属轨道,上端接有可变电阻R ,下端足够长,空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁感应强度为B ,一根质量为m 的金属杆(电阻不计)从轨道上由静止滑下.经过足够长的时间,金属杆的速度趋近于一个最大速度v m ,则( )A .如果B 增大,v m 将变大B .如果α变大,v m 将变大C .如果R 变大,v m 将变大D .如果m 变大,v m 将变大答案:BCD解析:当加速度为零时,速度最大,则有mg sin α=BIL ,又I =BL v m R ,解得v m =mgR sin αB 2L 2,如果B 增大,v m 将变小;如果α变大,v m 将变大;如果R 变大,v m 将变大;如果m 变大,v m 将变大,B 、C 、D 正确.2.(多选)如图所示,水平放置足够长光滑金属导轨abc 和de ,ab 与de 平行,bc 是以O 为圆心的圆弧导轨,圆弧be 左侧和扇形Obc 内有方向如图的匀强磁场,金属杆OP 的O 端与e 点用导线相接,P 端与圆弧bc 接触良好,初始时,可滑动的金属杆MN 静止在平行导轨上,若杆OP 绕O 点在匀强磁场区内从b 到c 匀速转动时,回路中始终有电流,则此过程中,下列说法正确的有( )A .杆OP 产生的感应电动势恒定B .杆OP 受到的安培力不变C .杆MN 做匀加速直线运动D .杆MN 中的电流逐渐减小答案:AD解析:OP 转动切割磁感线产生的感应电动势为E =12Br 2ω,因为OP 匀速转动,所以杆OP 产生的感应电动势恒定,故A 正确;杆OP 匀速转动产生的感应电动势,产生的感应电流由M 到N 通过MN 棒,由左手定则可知,MN 棒会向左运动,MN 棒运动会切割磁感线,产生的电动势与原来电流方向相反,让回路电流减小,MN 棒所受合力为安培力,电流减小,安培力会减小,加速度减小,故D 正确,B 、C 错误.3.(多选)如图,横截面积为S 的n 匝线圈,线圈总电阻为R ,其轴线与大小均匀变化的匀强磁场B 1平行.间距为L 的两平行光滑倾斜轨道PQ 、MN 足够长,轨道平面与水平面的夹角为α,底部连有一阻值2R 的电阻,磁感应强度B 2的匀强磁场与轨道平面垂直.K 闭合后,质量为m 、电阻也为2R 的金属棒ab 恰能保持静止,金属棒始终与轨道接触良好,其余部分电阻不计,下列说法正确的是( )A .B 1均匀减小B .B 1的变化率为ΔB 1Δt =4mgR sin αnB 2SLC .断开K 之后,金属棒ab 将做匀加速直线运动D .断开K 之后,金属棒的最大速度为v =4Rmg sin αB 22 L 2 答案:ABD解析:由平衡条件知金属棒所受安培力的方向应平行轨道向上,电流大小恒定,磁场B 1均匀变化;根据左手定则判断金属棒中电流方向由b 指向a ,线圈中感应电流磁场方向与原磁场方向相同,则可判断B 1减小,A 正确;设B 1的变化率为ΔB 1Δt,螺线管中感应电动势E =n ΔB 1Δt S ,回路中总电阻R 总=R +R =2R ,电路中总电流I =E R 总 =E 2R,安培力F =B 2IL 2 ,由平衡条件得F =mg sin α,解得ΔB 1Δt =4mgR sin αnB 2SL,B 正确;断开K 之后,金属棒ab 将做变加速直线运动,C 错误;断开K 之后,金属棒速度最大时,受力平衡,有B 2I ′L =mg sin α,且电流I ′=E 4R =B 2L v 4R ,联立解得v =4Rmg sin αB 22 L 2 ,D 正确. 4.如图所示,这是感受电磁阻尼的铜框实验的简化分析图,已知图中矩形铜框(下边水平)的质量m=2 g,长度L=0.5 m,宽度d=0.02 m,电阻R=0.01 Ω,该铜框由静止释放时铜框下边与方向水平向里的匀强磁场上边界的高度差h=0.2 m,磁场上、下水平边界间的距离D=0.27 m,铜框进入磁场的过程恰好做匀速直线运动.取重力加速度大小g=10 m/s2,不计空气阻力.下列说法正确的是()A.铜框进入磁场的过程中电流方向为顺时针B.匀强磁场的磁感应强度的大小为0.5 TC.铜框下边刚离开磁场时的速度大小为3 m/sD.铜框下边刚离开磁场时的感应电流为0.3 A答案:C解析:铜框下边进入磁场过程,由右手定则判断感应电流为逆时针方向,A错误;铜框下边刚进入磁场时的速度大小v1=2gh ,此时感应电动势E=BL v1,电流I=ER,铜框受的安培力大小F=BIL,由平衡条件得F=mg,解得磁感应强度B=0.2 T,B错误;铜框全部进入磁场后开始做加速度为g的匀加速直线运动,设铜框下边刚离开磁场时速度大小为v2,根据运动学公式得v22-v21=2g(D-d),解得v2=3 m/s,C正确;铜框下边刚离开磁场时,感应电流大小I′=BL v2R=3 A, A、D错误.5.(多选)如图所示,两条足够长的平行光滑长直导轨MN、PQ固定于同一水平面内,它们之间的距离为l;ab和cd是两根质量皆为m的金属细杆,杆与导轨垂直,且与导轨接触良好.两杆的电阻皆为R.cd的中点系一轻绳,绳的另一端绕过定滑轮悬挂一质量为M的重物,滑轮与杆cd之间的轻绳处于水平伸直状态并与导轨平行.不计滑轮与转轴、细绳之间的摩擦,不计导轨的电阻.导轨和金属细杆都处于匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向竖直向上.现将两杆及重物同时由静止释放,下列说法正确的是()A.释放重物瞬间,其加速度大小为Mg m+MB.最终回路中的电流为MmgBl(m+M)C.最终ab杆所受安培力的大小为mMg2m+MD .最终ab 和cd 两杆的速度差恒为2MmgR B 2l 2(2m +M )答案:ACD解析:释放重物瞬间,ab 杆和cd 杆均不受安培力,设重物的加速度大小为a 1,则对重物,有Mg -T 1=Ma 1;对cd 杆,有T 1=ma 1,解得a 1=Mg m +M,A 项正确;最终ab 杆、cd 杆和重物三者的加速度大小相等,设其为a ,对重物,有Mg -T 2=Ma ;对cd 杆,有T 2-BIl =ma ;对ab 杆,有BIl =ma ,解得I =Mmg (2m +M )Bl ,F 安=BIl =Mmg 2m +M,B 项错误,C 项正确;设最终两杆速度差为Δv ,回路中感应电动势为E =Bl Δv ,I =E 2R,解得Δv =2MmgR B 2l 2(2m +M ),D 项正确. 6.(多选)如图所示,倾角θ=30°的斜面上放置一间距为L 的光滑U 形导轨(电阻不计),导轨上端连接电容为C 的电容器,电容器初始时不带电,整个装置放在磁感应强度大小为B 、方向垂直斜面向下的匀强磁场中.一质量为2m 、电阻为R 的导体棒垂直放在导轨上,与导轨接触良好,另一质量为m 的重物用一根不可伸长的绝缘轻绳通过光滑的定滑轮与导体棒拴接,定滑轮与导体棒间的轻绳与斜面平行.将重物由静止释放,在导体棒到达导轨底端前的运动过程中(电动势未到达电容器的击穿电压),已知重力加速度为g ,下列说法正确的是( )A .电容器M 板带正电,且两极板所带电荷量随时间均匀增加B .经时间t 导体棒的速度为v =2mgt 3m +CB 2L 2C.回路中电流与时间的关系为I =2BLmg (3m +CB 2L 2)Rt D .重物和导体棒在运动过程中减少的重力势能转化为动能和回路的焦耳热答案:AB解析:设运动过程中经时间Δt ,导体棒的速度增加Δv ,对电容器,两极板的充电电流I =ΔQ Δt =C ΔU Δt =CBL Δv Δt,对导体棒受力分析,由牛顿第二定律有2mg sin 30°+F T -BIL =2ma ;对重物分析,有mg -F T =ma ,又Δv Δt =a ,解得a =2mg 3m +CB 2L 2,加速度恒定,所以导体棒在到达导轨底端前做匀加速直线运动,电容器两极板所带电荷量随时间均匀增加,由右手定则可知,M 板带正电,A 项正确;经时间t ,导体棒的速度v =2mgt 3m +CB 2L 2,B 项正确;由A 项分析可知回路中电流恒定,C 项错误;重物和导体棒在运动过程中减少的重力势能一部分转化为动能和回路的焦耳热,一部分转化为电容器储存的电能,D 项错误.7.[2024·河北省邢台市五岳联盟联考]游乐园中的过山车因能够给游客带来刺激的体验而大受欢迎.为了保证过山车的进站安全,过山车安装了磁力刹车装置,将磁性很强的铷磁铁安装在轨道上,正方形导体框安装在过山车底部.磁力刹车装置的工作原理可简化为如图所示的模型:质量m =5 kg 、边长L =2 m 、电阻R =1.8 Ω的单匝导体框abcd 沿着倾角为θ的光滑斜面由静止开始下滑x 0=4.5 m 后,下边框bc 进入匀强磁场区域时导体框开始减速,当上边框ad 进入磁场时,导体框刚好开始做匀速直线运动.已知磁场的上、下边界与导体框的上、下边框平行,磁场的宽度也为L =2 m ,磁场方向垂直斜面向下、磁感应强度大小B =3 T ,sin θ=0.4,取重力加速度大小g =10 m/s 2,求:(1)上边框ad 进入磁场时,导体框的速度大小v ;(2)下边框bc 进入磁场时,导体框的加速度大小a 0.答案:(1)1 m/s (2)20 m/s 2解析:(1)当导体框的上边框ad 进入磁场时,上边框ad 切割磁感线产生的感应电动势为E =BL v导体框中的感应电流为I =E R导体框的上边框在磁场中受到的安培力大小F A =BIL导体框刚好做匀速直线运动,根据受力平衡有mg sin θ=F A联立解得v =1 m/s(2)导体框沿斜面由静止开始到下边框bc 进入匀强磁场的过程中,根据机械能守恒定律有mgx 0sin θ=12m v 20 当导体框的下边框进入磁场时,导体框的下边框在磁场中受到的安培力大小F A0=B2L2v0 R对导体框受力分析,根据牛顿第二定律有F A0-mg sin θ=ma0联立解得a0=20 m/s2.。
可编辑修改精选全文完整版高考物理动量定理真题汇编(含答案)一、高考物理精讲专题动量定理1.图甲为光滑金属导轨制成的斜面,导轨的间距为1m l =,左侧斜面的倾角37θ=︒,右侧斜面的中间用阻值为2R =Ω的电阻连接。
在左侧斜面区域存在垂直斜面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为10.5T B =,右侧斜面轨道及其右侧区域中存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为20.5T B =。
在斜面的顶端e 、f 两点分别用等长的轻质柔软细导线连接导体棒ab ,另一导体棒cd 置于左侧斜面轨道上,与导轨垂直且接触良好,ab 棒和cd 棒的质量均为0.2kg m =,ab 棒的电阻为12r =Ω,cd 棒的电阻为24r =Ω。
已知t =0时刻起,cd 棒在沿斜面向下的拉力作用下开始向下运动(cd 棒始终在左侧斜面上运动),而ab 棒在水平拉力F 作用下始终处于静止状态,F 随时间变化的关系如图乙所示,ab 棒静止时细导线与竖直方向的夹角37θ=︒。
其中导轨的电阻不计,图中的虚线为绝缘材料制成的固定支架。
(1)请通过计算分析cd 棒的运动情况;(2)若t =0时刻起,求2s 内cd 受到拉力的冲量;(3)3 s 内电阻R 上产生的焦耳热为2. 88 J ,则此过程中拉力对cd 棒做的功为多少?【答案】(1)cd 棒在导轨上做匀加速度直线运动;(2)1.6N s ;(3)43.2J【解析】【详解】(1)设绳中总拉力为T ,对导体棒ab 分析,由平衡方程得:sin θF T BIl =+cos θT mg =解得:tan θ 1.50.5F mg BIl I =+=+由图乙可知:1.50.2F t =+则有:0.4I t =cd 棒上的电流为:0.8cd I t =则cd 棒运动的速度随时间变化的关系:8v t =即cd 棒在导轨上做匀加速度直线运动。
(2)ab 棒上的电流为:0.4I t =则在2 s 内,平均电流为0.4 A ,通过的电荷量为0.8 C ,通过cd 棒的电荷量为1.6C 由动量定理得:sin θ0F t I mg t BlI mv +-=-解得: 1.6N s F I =(3)3 s 内电阻R 上产生的的热量为 2.88J Q =,则ab 棒产生的热量也为Q ,cd 棒上产生的热量为8Q ,则整个回路中产生的总热量为28. 8 J ,即3 s 内克服安培力做功为28. 8J 而重力做功为:G sin 43.2J W mg θ==对导体棒cd ,由动能定理得:F W W '-克安2G 102W mv +=- 由运动学公式可知导体棒的速度为24 m/s解得:43.2J F W '=2.如图所示,固定在竖直平面内的4光滑圆弧轨道AB 与粗糙水平地面BC 相切于B 点。
高考物理复习两类动力学问题专题练习(含解析)动力学是理论力学的一个分支学科,它主要研究作用于物体的力与物体运动的关系。
查字典物理网整理了两类动力学问题专题练习,请大家练习。
一、选择题(在题后给的选项中,第1~4题只有一项符合题目要求,第5~9题有多项符合题目要求.)1.(2019年广州调研)静止在光滑水平面上O点的物体,从t=0时刻开始受到水平力作用,设向右为F的正方向,则物体()A.一直向左运动B.一直向右运动C.一直匀加速运动D.在O点附近左右运动【答案】B【解析】设物体质量为m,由图象可知,0~1 s内物体向右做匀加速直线运动,1 s末的速度v1=;1~2 s内物体以初速度v1=向右做匀减速直线运动,2 s末的速度v2=v1-=0;综上可知,物体会一直向右运动.选项B正确.2.质量为 2 kg 的物体静止在足够大的水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等.从t=0时刻开始,物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F的作用,F随时间t的变化规律.重力加速度g取10 m/s2,则物体在t=0至t=12 s这段时间的位移大小为()图K3-2-2A.18 mB.54 mC.72 mD.198 m【答案】B【解析】滑动摩擦力大小Fmg=4 N,则0~3 s物体静止,6~9 s物体做匀速直线运动,3~6 s和9~12 s做加速度相等的匀加速直线运动,加速度a=m/s2=2 m/s2.6 s末的速度v1=23 m/s=6 m/s,12 s末的速度v2=6 m/s+23 m/s=12 m/s.3~6 s发生的位移大小x1=3 m=9 m,6~9 s 发生的位移大小x2=63 m=18 m,9~12 s发生的位移大小x3=3 m=27 m,则0~12 s发生的位移大小x=x1+x2+x3=54 m,故选项B正确. 3.(2019年江苏卷)将一个皮球竖直向上抛出,皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比.下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t的图象,可能正确的是() A B C D【答案】C【解析】对皮球进行受力分析,受到竖直向下的重力、阻力作用,根据牛顿第二定律,知皮球在上升过程中的加速度大小a=,因皮球上升过程中速度v减小,加速度减小,当v=0时,加速度最终趋近一条平行于t轴的直线,选项C正确,A、B、D错误.4. (2019年河南模拟)2019年8月14日,中国乒乓球公开赛在苏州市体育中心体育馆拉开战幕,吸引了上千市民前往观看.假设运动员在训练中手持乒乓球拍托球沿水平面做匀加速运动,球拍与球保持相对静止且球拍平面和水平面之间的夹角为.设球拍和球质量分别为M、m,不计球拍和球之间的摩擦,不计空气阻力,则()A.运动员的加速度大小为gsinB.球拍对球的作用力大小为mgcosC.运动员对球拍的作用力大小为D.运动员对地面的作用力方向竖直向下【答案】C【解析】以乒乓球为研究对象,球受重力和球拍的支持力,不难求出球受到的合力为mgtan ,其加速度为gtan ,受到球拍的支持力为mg/cos ,由于运动员、球拍和球的加速度相等,选项A、B错误;同理运动员对球拍的作用力大小为(M+m)g/cos ,选项C正确;将运动员看做质点,由上述分析知道运动员在重力和地面的作用力的合力作用下产生水平方向的加速度,地面对运动员的作用力应该斜向上,由牛顿第三定律知道,运动员对地面的作用力方向斜向下,选项D 错误.5.(2019年黑龙江模拟)A、B两物块的质量分别为2 m和m, 静止叠放在水平地面上. A、B间的动摩擦因数为,B与地面间的动摩擦因数为.最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为 g.现对A施加一水平拉力F,则()图K3-2-4A.当 F mg时,A、B都相对地面静止B.当 F=mg时,A的加速度为gC.当 Fmg时,A相对B滑动D.无论F为何值,B的加速度不会超过g【答案】BCD【解析】当A、B刚要发生相对滑动时,A、B间的摩擦力达到最大静摩擦力,即f=2mg ,隔离B分析,根据牛顿第二定律得,23mg=ma,解得a=g.对整体分析,根据牛顿第二定律有:F-3mg=3ma,解得F=3mg.故当Fmg时,A、B发生相对滑动,故C正确;通过隔离B分析,知B的加速度不会超过g,故D正确;当F=mg时,A、B保持相对静止,对整体分析,加速度a===g,故B正确;当Fmg,知小于A、B之间的最大静摩擦力,则A、B不发生相对滑动,对整体分析,由于整体受到地面的最大静摩擦力fm=3mg=mg,知A、B不能相对地面静止,故A错误.6.(2019年潮州模拟)如图K3-2-5所示,一小车放在水平地面上,小车的底板上放一光滑小球,小球通过两根轻弹簧与小车两壁相连.当小车匀速运动时,两弹簧L1、L2恰处于自然状态.当发现L1变长、L2变短时,下列判断正确的是() 图K3-2-5A.小车可能正在向右做匀加速运动B.小车可能正在向右做匀减速运动C.小车可能正在向左做匀加速运动D.小车可能正在向左做匀减速运动【答案】BC【解析】L1变长,L2变短,小球受到L1向左的拉力和L2向左的弹力,合力方向向左,则加速度方向向左,选项B、C 正确.7.如图K3-2-6所示,质量为m的物体用细绳拴住放在水平粗糙传送带上,物体距传送带左端的距离为L,稳定时绳与水平方向的夹角为,当传送带分别以v1、v2的速度做逆时针转动时(v1图K3-2-6A.F1C.t1一定大于t2D.t1可能等于t2【答案】BD【解析】皮带以不同的速度运动,物体所受的滑动摩擦力相等,物体仍处于静止状态,故F1=F2;物体在两种不同速度下运动时有可能先加速再匀速,也可能一直加速,故t1可能等于t2.8甲、乙两图都在光滑的水平面上,小车的质量都是M,人的质量都是m,甲图人推车、乙图人拉绳子(绳与轮的质量和摩擦均不计)的力都是F,对于甲、乙两车的加速度大小,下列说法正确的是()图K3-2-7A.甲车的加速度大小为B.甲车的加速度大小为0C.乙车的加速度大小为D.乙车的加速度大小为0【答案】BC【解析】对于甲,以人、车整体为研究对象,水平方向合力为零,由牛顿第二定律,得a甲=0;对于乙,水平方向整体受力为2F,再由牛顿第二定律,得a乙=,所以选项B、C正确.9.(2019年全国卷Ⅰ)2019年11月,歼15舰载机在辽宁号航空母舰上着舰成功.图K3-2-8(a)为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图.飞机着舰并成功钩住阻拦索后,飞机的动力系统立即关闭,阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力,使飞机在甲板上短距离滑行后停止.某次降落,以飞机着舰为计时零点,飞机在t=0.4 s时恰好钩住阻拦索中间位置,其着舰到停止的速度时间图线如图K3-2-8(b)所示.假如无阻拦索,飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为1 000 m.已知航母始终静止,重力加速度的大小为g.则()图K3-2-8A.从着舰到停止,飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的1/10B.在0.4~2.5 s时间内,阻拦索的张力几乎不随时间变化C.在滑行过程中,飞行员所承受的加速度大小会超过2.5gD.在0.4~2.5 s时间内,阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变【答案】AC【解析】速度时间图象中,图线与坐标轴所围图形的面积为物体的位移,所以可以计算飞机受阻拦时运动的位移约为x=700.4 m+(3.0-0.4)70 m=119 m,A正确;0.4 s到2.5 s时间内,速度时间图象的斜率不变,说明两条绳索张力的合力不变,但是两力的夹角不断变小,所以绳索的张力不断变小,B错;0.4 s到2.5 s时间内平均加速度约为a= m/s2=26.7 m/s2;C正确;0.4 s到2.5 s时间内,阻拦系统对飞机的作用力不变,飞机的速度逐渐减小,由P=Fv可知,阻拦系统对飞机做功的功率逐渐减小,D错.二、非选择题10.(2019年汕头模拟)一质量m=2.0 kg的小物块以一定的初速度冲上一倾角为37、足够长的斜面,某同学利用传感器测出小物块从一开始冲上斜面到往后上滑过程中多个时刻的瞬时速度,并用计算机作出了小物块上滑过程的速度-时间图象,如图K3-2-9所示,求:(已知sin 37=0.6,cos 37=0.8,g取10 m/s2)图K3-2-9(1)小物块冲上斜面过程中加速度的大小;(2)小物块与斜面间的动摩擦因数;(3)小物块所到达斜面最高点与斜面底端的距离.【答案】(1)8 m/s2 (2)0.25 (3)4.0 m【解析】(1)由小物块上滑过程的速度时间图象,可得小物块冲上斜面过程中的加速度a==m/s2=-8 m/s2,加速度大小为8 m/s2.(2)对小物块进行受力分析如图所示,有mgsin 37+f=ma,FN-mgcos 37=0,f=FN.代入数据,得=0.25.(3)由图象知距离s=t=1.0 m=4.0 m.11.消防队员为缩短下楼的时间,往往抱着竖直的杆直接滑下.假设一名质量为60 kg、训练有素的消防队员从7楼(即离地面18 m的高度)抱着竖直的杆以最短的时间滑下.已知杆的质量为200 kg,消防队员着地的速度不能大于6 m/s,手和腿对杆的最大压力为1 800 N,手和腿与杆之间的动摩擦因数为0.5,设当地的重力加速度g=10 m/s2.假设杆是固定在地面上的,杆在水平方向不移动.试求:(1)消防队员下滑过程中的最大速度;(2)消防队员下滑过程中杆对地面的最大压力;(3)消防队员下滑的最短时间.【答案】(1)12 m/s (2)2 900 N (3)2.4 s【解析】(1)消防队员开始阶段自由下落的末速度即为下滑过程的最大速度vm,有2gh1=v.消防队员受到的滑动摩擦力Ff=FN1=0.51 800 N=900 N.减速阶段的加速度大小a2==5 m/s2,减速过程的位移为h2,由v-v2=2a2h2,又h=h1+h2,以上各式联立,可得vm=12 m/s.(2)以杆为研究对象,得FN2=Mg+Ff=2 900 N.根据牛顿第三定律,得杆对地面的最大压力为2 900 N. (3)最短时间tmin=+=2.4 s.12.(2019年中山模拟)如图K3-2-10所示,一光滑斜面固定在水平地面上,质量m=1 kg的物体在平行于斜面向上的恒力F作用下,从A点由静止开始运动,到达B点时立即撤去拉力F.此后,物体到达C点时速度为零.每隔0.2 s通过速度传感器测得物体的瞬时速度,下表给出了部分测量数据. 图K3-2-10t/s 0.0 0.2 0.4 2.2 2.4 v/(ms-1) 0.0 1.0 2.0 3.3 2.1 试求:(1)斜面的倾角(2)恒力F的大小;(3)t=1.6 s时物体的瞬时速度.【答案】(1)37 (2)11 N (3)6.9 m/s【解析】(1)物体从A到B做匀加速运动,设加速度为a1. 则a1= m/s2=5 m/s2,若物体加速了2.2 s,则2.2 s末速度为11 m/s,由表格数据知2.2 s末的速度为3.3 m/s,故当t=2.2 s时,物体已通过B点.因此减速过程加速度大小a2= m/s2=6 m/s2,mgsin =ma2,解得=37.(2)由(1)知a1=5 m/s2,F-mgsin =ma1,解得F=11 N.(3)设第一阶段运动的时间为t1,在B点时有5t1=2.1+6(2.4-t1),t1=1.5 s.可见,t=1.6 s的时刻处在第二运动阶段,由逆向思维可得v=2.1 m/s+6(2.4-1.6) m/s=6.9 m/s.两类动力学问题专题练习及答案的内容就是这些,查字典物理网预祝考生取得更好的成绩。
1.汽车前方120 m处有一自行车正以6 m/s的速度匀速前进,汽车以18 m/s的速度追赶自行车,若两车在同一条公路不同车道上做同方向的直线运动,求:(1)经多长时间,两车第一次相遇?(2)若汽车追上自行车后立即刹车,汽车刹车过程中的加速度大小为2 m/s2,则再经多长时间两车第二次相遇?2.如图2-1-2所示,一个球形物体静止于光滑水平面上,并与竖直光滑墙壁接触,A、B两点是球跟墙和地面的接触点,则下列说法中正确的是()图2-1-2A.物体受重力、B点的支持力、A点的弹力作用B.物体受重力、B点的支持力作用C.物体受重力、B点的支持力、地面的弹力作用D.物体受重力、B点的支持力、物体对地面的压力作用3.小车上固定一根弹性直杆A,杆顶固定一个小球B(如图2-1-3所示),现让小车从光滑斜面上自由下滑,在下图的情况中杆发生了不同的形变,其中正确的是()图2-1-34.如图2-1-7所示为位于水平面上的小车,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ,在斜杆的下端固定有质量为m的小球。
下列关于斜杆对小球的作用力F的判断中,正确的是()图2-1-7A.小车静止时,F=mg sin θ,方向沿杆向上B.小车静止时,F=mg cos θ,方向垂直于杆向上C.小车向右匀速运动时,一定有F=mg,方向竖直向上D.小车向右匀加速运动时,一定有F>mg,方向一定沿杆向上5.图2-1-9的四个图中,AB、BC均为轻质杆,各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接,两杆都在B处由铰链连接,且系统均处于静止状态。
现用等长的轻绳来代替轻杆,能保持平衡的是()图2-1-9A.图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丙B.图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、丙、丁C.图中的BC杆可以用轻绳代替的有乙、丙、丁D.图中的BC杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丁6.足球运动是目前全球体育界最具影响力的运动项目之一,深受青少年喜爱。
如图1所示为四种与足球有关的情景,下列说法正确的是()图1A.图甲中,静止在草地上的足球受到的弹力就是它的重力B.图乙中,静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力C.图丙中,即将被踢起的足球一定不能被看作质点D.图丁中,落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变7.在半球形光滑碗内斜搁一根筷子,如图2所示,筷子与碗的接触点分别为A、B,则碗对筷子A、B两点处的作用力方向分别为()图2A.均竖直向上B.均指向球心OC.A点处指向球心O,B点处竖直向上D.A点处指向球心O,B点处垂直于筷子斜向上8.如图4所示,质量为m的球置于斜面上,被一个竖直挡板挡住。
现用一个力F拉斜面,使斜面在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动,忽略一切摩擦,以下说法中正确的是()图4A.若加速度足够小,竖直挡板对球的弹力可能为零B.若加速度足够大,斜面对球的弹力可能为零C.斜面和挡板对球的弹力的合力等于maD.挡板对球的弹力不仅有,而且是一个定值9.如图5所示,质量为2 kg的物体B和质量为1 kg的物体C用轻弹簧连接并竖直地静置于水平地面上。
再将一个质量为3 kg的物体A轻放在B上的一瞬间,弹簧的弹力大小为(取g=10 m/s2)()图5A.30 N B.0C.20 N D.12 N10.如图9所示,A、B两个物块的重力分别是G A=3 N,G B=4 N,弹簧的重力不计,整个装置沿竖直方向处于静止状态,这时弹簧的弹力F=2 N,则天花板受到的拉力和地板受到的压力,有可能是()图9A.3 N和4 N B.5 N和6 NC.1 N和2 N D.5 N和2 N11.一个长度为L的轻弹簧,将其上端固定,下端挂一个质量为m的小球时,弹簧的总长度变为2L。
现将两个这样的弹簧按如图10所示方式连接,A、B两小球的质量均为m,则两小球平衡时,B小球距悬点O的距离为(不考虑小球的大小,且弹簧都在弹性限度范围内)()图10A.3L B.4LC.5L D.6L12.完全相同质量均为m的物块A、B用轻弹簧相连,置于带有挡板C的固定斜面上。
斜面的倾角为θ,弹簧的劲度系数为k。
初始时弹簧处于原长,A恰好静止。
现用一沿斜面向上的力拉A,直到B刚要离开挡板C,则此过程中物块A 的位移为(弹簧始终处于弹性限度内)( )图12A .mg kB .mg sin θkC .2mg kD .2mg sin θk13.如图2-2-4所示,A 、B 两物块叠放在一起,在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动,运动过程中B 受到的摩擦力( )图2-2-4A .方向向左,大小不变B .方向向左,逐渐减小C .方向向右,大小不变D .方向向右,逐渐减小14. 如图2-2-6,滑块A 置于水平地面上,滑块B 在一水平力作用下紧靠滑块A (A 、B 接触面竖直),此时A 恰好不滑动,B 刚好不下滑。
已知A 与B 间的动摩擦因数为μ1,A 与地面间的动摩擦因数为μ2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
A 与B 的质量之比为( )图2-2-6A .1μ1μ2B .1-μ1μ2μ1μ2C .1+μ1μ2μ1μ2D .2+μ1μ2μ1μ215.如图2-2-8所示,质量为10 kg 的物体A 拴在一个被水平拉伸的弹簧一端,弹簧的拉力为5 N 时,物体A 处于静止状态。
若小车以1 m /s 2的加速度向右运动后,则(g =10 m/s 2)( )图2-2-8A .物体A 相对小车向右运动B .物体A 受到的摩擦力减小C .物体A 受到的摩擦力大小不变D .物体A 受到的弹簧拉力增大16.(多选)将力传感器A 固定在光滑水平桌面上,测力端通过轻质水平细绳与滑块相连,滑块放在较长的小车上。
如图2-2-9甲所示,传感器与计算机相连接,可获得力随时间变化的规律。
一水平轻质细绳跨过光滑的定滑轮,一端连接小车,另一端系砂桶,整个装置开始处于静止状态。
在滑块与小车分离前缓慢向砂桶里倒入细砂,力传感器采集的F-t图像如图乙所示。
则()图2-2-9A.2.5 s前小车做变加速运动B.2.5 s后小车做变加速运动(假设细砂仍在加注中)C.2.5 s前小车所受摩擦力不变D.2.5 s后小车所受摩擦力不变17.如图2所示,有一重力不计的方形容器,被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态,现缓慢地向容器内注水,直到注满为止,此过程中容器始终保持静止,则下列说法正确的是()图2A.容器受到的摩擦力不断增大B.容器受到的摩擦力不变C.水平力F必须逐渐增大D.容器受到的合力逐渐增大18.如图4所示,重为G的木棒,可绕光滑轴O自由转动,现将棒搁在表面粗糙的小车上,小车原来静止,如果用水平力F拉动小车,则棒受到的摩擦力方向()图4A.向右B.向左C.等于零D.都有可能19.如图5所示,建筑装修中工人用质量为m的磨石对斜壁进行打磨,当对磨石加竖直向上大小为F的推力时,磨石恰好沿斜壁向上匀速运动,已知磨石与斜壁之间的动摩擦因数为μ,则磨石受到的摩擦力是()图5A.(F-mg)cos θB.(F-mg)sin θC .μ(F -mg )cos θD .μ(F -mg )20.长直木板的上表面的一端放有一铁块,木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与水平面的夹角α变大),另一端不动,如图6所示。
则铁块受到的摩擦力F f 随角度α的变化图像可能正确的是下图中的(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )图621.如图8所示,物体A 置于倾斜的传送带上,它能随传送带一起向上或向下做匀速运动,下列关于物体A 在上述两种情况下的受力描述,正确的是( )图8A .物体A 随传送带一起向上运动时,A 所受的摩擦力沿斜面向下B .物体A 随传送带一起向下运动时,A 所受的摩擦力沿斜面向下C .物体A 随传送带一起向下运动时,A 不受摩擦力作用D .无论A 随传送带一起向上还是向下运动,传送带对物体A 的作用力均相同22.如图9所示,物体B 叠放在物体A 上,A 、B 的质量均为m ,且上、下表面均与斜面平行,它们以共同速度沿倾角为θ的固定斜面C 匀速下滑,则( )图9A .A 、B 间没有静摩擦力B .A 受到B 的静摩擦力方向沿斜面向上C .A 受到斜面的滑动摩擦力大小为2mg sin θD .A 与B 间的动摩擦因数μ=tan θ23. 如图11所示,物体A 、B 置于水平地面上,与地面间的动摩擦因数均为μ,物体A 、B 用一跨过动滑轮的细绳相连,现用逐渐增大的力向上提升滑轮,某时刻拉A 物体的绳子与水平面成53°,拉B 物体的绳子与水平面成37°,此时A 、B 两物体刚好处于平衡状态,则A 、B 两物体的质量之比m Am B 为(认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)( )图11A .4μ+33μ+4B .3μ+44μ+3C .4μ-33μ-4D .3μ-44μ-324. 如图12所示,A 、B 两物体叠放在水平地面上,A 物体质量m =20 kg ,B 物体质量M =30 kg 。
处于水平位置的轻弹簧一端固定于墙壁,另一端与A 物体相连,轻弹簧处于自然状态,其劲度系数为250 N /m ,A 与B 之间、B 与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.5。
现有一水平推力F 作用于物体B 上使B 缓慢地向墙壁移动,当移动0.2 m 时,水平推力F 的大小为(已知A 、B 之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g 取10 m/s 2)( )图12A .350 NB .300 NC .250 ND .200 N25.如图13所示,在水平桌面上叠放着质量相等的A 、B 两块木板,在木板A 上放着质量为m 的物块C ,木板和物块均处于静止状态。
A 、B 、C 之间以及B 与地面之间的动摩擦因数均为μ,设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g ,现用水平恒力F 向右拉木板A ,则以下判断正确的是( )图13A .不管F 多大,木板B 一定保持静止 B .B 受到地面的摩擦力大小一定小于FC .A 、C 之间的摩擦力大小一定等于μmgD .A 、B 之间的摩擦力大小不可能等于F。