- 1.60 MB
- 2021-05-13 发布
- 1、本文档由用户上传,淘文库整理发布,可阅读全部内容。
- 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,请立即联系网站客服。
- 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细阅读内容确认后进行付费下载。
- 网站客服QQ:403074932
【匀变速直线运动的规律】
(2011天津卷)1.质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x = 5t + t2 (各物理量均采用国际单位制单位),则该质点
A.第1s内的位移是5m B.前2s内的平均速度是6m/s
C.任意相邻1s内的位移差都是1m D.任意1s内的速度增量都是2m/s
答案:D
解析:第1s内的位移只需将t=1代入即可求出x=6m,A错误;前2s内的平均速度为,B错;由题给解析式可以求得加速度为a=2m/s2,C错;由加速的定义可知D正确
(2011安徽卷)16.一物体作匀加速直线运动,通过一段位移所用的时间为,紧接着通过下一段位移所用时间为。则物体运动的加速度为
A. B. C. D.
答案:A
解析:物体作匀加速直线运动在前一段所用的时间为,平均速度为,即为时刻的瞬时速度;物体在后一段所用的时间为,平均速度为,即为时刻的瞬时速度。速度由变化到的时间为,所以加速度,A正确。
(2011重庆卷)14.某人估测一竖直枯井深度,从井口静止释放一石头并开始计时,经2s听到石头落底声,由此可知井深约为(不计声音传播时间,重力加速度g取10m/s2)
A.10m B.20m C.30m D.40m
答案:B
解析:石头做自由落体运动,根据位移公式m。B正确。
(2013·海南高考)1.一质点受多个力的作用,处于静止状态,现使其中一个力的大小逐渐减小到零,再沿原方向逐渐恢复到原来的大小。在此过程中,其他力保持不变,则质点的加速度大小a和速度大小v的变化情况是( )
A.a和v都始终增大
B.a和v都先增大后减小
C.a先增大后减小,v始终增大
D.a和v都先减小后增大
解析:选C 质点受到的合外力先从0逐渐增大,然后又逐渐减小为0,合力的方向始终未变,故质点的加速度方向不变,先增大后减小,速度始终增大,本题选C。
(2014上海卷)8.在离地高h处,沿竖直方向同时向上和向下抛出两个小球,它们的初速度大小均为v,不计空气阻力,两球落地的时间差为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据竖直上抛运动的对称性,可知向上抛出的小球落回到出发点时的速度也是v,之后的运动与竖直下抛的物体运动情况相同。因此上抛的小球比下抛的小球运动的时间为:,A项正确。
A
B
h
(2015山东卷)14.距地面高5m的水平直轨道A、B两点相距2m,在B点用细线悬挂一小球,离地高度为h,如图。小车始终以4m/s的速度沿轨道匀速运动,经过A点时将随车携带的小球由轨道高度自由卸下,小车运动至B点时细线被轧断,最后两球同时落地。不计空气阻力,取重力加速度的大小g=10m/s2.可求得h等于
A.1.25m B.2.25m C.3.75m D.4.75m
【答案】A
【解析】小车上的物体落地的时间;小车从A到B的时间,小球下落的时间.由题意得时间关系:,即,解得:h=1.25m,选项A正确。
(2015浙江卷)15.如图所示,气垫导轨上滑块经过光电门时,其上的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录遮光时间,测得遮光条的宽度为,用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度,为使更接近瞬时速度,正确的措施是
A.换用宽度更窄的遮光条 B.提高测量遮光条宽度的精确度
C.使滑块的释放点更靠近光电门 D.增大气垫导轨与水平面的夹角
【答案】A
【解析】平均速度近似等于瞬时速度,即在Δt→0的情况下,Δx/Δt近似看做瞬时速度,所以要使得Δx/Δt更接近通过光电门的瞬时速度,需要缩短通过时间,即换用宽度更窄的遮光条,选项A正确;
【运动的图像】
(2014广东卷)13.图6是物体做直线运动的v-t图象,由图可知,该物体
v/m﹒s-1
t/s
0
1
2
3
1
图6
-1
4
A.第1 s内和第3 s内的运动方向相反
B.第3 s内和第4 s内的加速度相同
C.第1 s内和第4s内的位移大小不等
D.0-2s内和0-4s内的平均速度大小相等
【答案】B
【解析】 0~3 s内物体一直沿正方向运动,故选项A错误;vt图像的斜率表示加速度,第3 s内和第4 s内图像斜率相同,故加速度相同,选项B正确;vt图像图线与时间轴包围的面积表示位移的大小,第1 s内和第4 s内对应的两个三角形面积相等,故位移大小相等,选项C错误;第3 s内和第4 s内对应的两个三角形面积相等,故位移大小相等,方向相反,所以0~2 s和0~4 s内位移相同,但时间不同,故平均速度不相等,选项D错误。
(2013大纲卷)19.将甲乙两小球先后以同样的速度在距地面不同高度处竖直向上抛出,抛出时间间隔0.2 s,它们运动的图像分别如直线甲乙所示。则( )
v/m·s–1
t/s
1
2
3
4
5
甲
乙
0
10
20
30
-10
A.t=2 s时,两球的高度相差一定为40 m
B.t=4 s时,两球相对于各自的抛出点的位移相等
C.两球从抛出至落到地面所用的时间间隔相等
D.甲球从抛出至到达最高点的时间间隔与乙球相等
【答案】BD
(2014天津卷)1.质点作直线运动的速度—时间图像如图所示,该质点
A.在第1秒末速度方向发生了改变
B.在第2秒末加速度方向发生了改变
C.在前2秒内发生的位移为零
D.第3秒末和第5秒的位置相同
【答案】D
【解析】由速度图象可知:速度的正负代表了运动的方向,A错误;图线的斜率代表了加速度的大小及方向,B错误;图线与时间轴围成的图形的面积代表了物体的位移,C错误,D正确.
14.(2014全国大纲卷)—质点沿x轴做直线运动,其v-t图像如图所示。质点在t=0时位于x=5m处,开始沿x轴正向运动。当t=8s时,质点在x轴上的位置为
A.x=3m B.x=8m
C.x=9m D.x=14m
【答案】B
【解析】根据图像表示的物理意义可知,图线与时间轴围城的面积表示物体的位移,面积在时间轴之上,表示位移为正,反之表示位移为负。由图像可知8秒内质点的位移为:,又因为初始时刻质点的位置为x=5m处,所以8秒末质点在8m处,选项B正确。
t
v
v1
v2
O
t1
甲
乙
(2014新课标Ⅱ)14.甲乙两汽车在一平直公路上同向行驶。在t=0到t=t1的时间内,它们的v-t图像如图所示。在这段时间内
A.汽车甲的平均速度比乙大
B.汽车乙的平均速度等于
C.甲乙两汽车的位移相同
D.汽车甲的加速度大小逐渐减小,
汽车乙的加速度大小逐渐增大
【答案】A
【解析】由于图线与坐标轴所夹的面积表示物体的位移,在0-t1时间内,甲车的位移大于乙车,由可知,甲车的平均速度大于乙车,A正确, C错误;因为乙车做变减速运动故平均速度不等于,B错误;又图线的切线的斜率等于物体的加速度,则甲乙两车的加速度均逐渐减小,选项D错误。
(2016新课标I)21.甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其图像如图所示。已知两车在时并排行驶,则( )
A. 在时,甲车在乙车后
B. 在时,甲车在乙车前
C. 两车另一次并排行驶的时刻是
D. 甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为
【答案】BD
【解析】根据图,甲、乙都沿正方向运动。时,甲、乙相遇,,,由位移和图面积对应关系,内位移,。故时,甲乙相距,即甲在乙前方,B选项正确。
内,,,,说明甲、乙第一次相遇。A、C错误。
乙两次相遇地点之间的距离为,所以D选项正确;
(2013广东卷)19.图7,游乐场中,从高处A到水面B处有两条长度相等的光滑轨道。甲、乙两小孩沿着不同轨道同时从A处自由滑向B处,下列说法正确的有
A
B
乙
甲
图7
A.甲的切向加速度始终比乙大
B.甲、乙在同一高度的速度大小相等
C.甲、乙在同一时刻总能到达同一高度
D.甲比乙先到达B处
【答案】BD
(2013全国卷Ⅰ)19.如图,直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位置-时间(x-t)图线。由图可知
O
x
t
t1
t2
a
b
A.在时刻t1,a车追上b车
B.在时刻t2,a、b两车运动方向相反
C.在t1到t2这段时间内,b车的速率先减少后增加
D.在t1到t2这段时间内,b车的速率一直比a车的大
【答案】BC
【解析】时刻之前,b在a的后面,而在此时间b追上a,A错。在x-t图中,切线斜率表示物体的运动速度,其中斜率的绝对值表示速度的大小,斜率的正负表示运动方向,可知BC正确。正确选项BC
6.(2013四川卷)甲、乙两物体在t=0时刻经过同一位置沿x轴运动,
v/(m.s-1)
0
t/s
-v0
v0
2v0
1
2
3
4
5
6
7
乙
甲
其v-t图像如图所示。则
A.甲、乙在t=0s到t=1s之间沿同一方向运动
B.乙在t=0到t=7s之间的位移为零
C.甲在t=0到t=4s之间做往复运动
D.甲、乙在t=6s时的加速度方向相同
【答案】BD
M
N
P
Q
O
15.(2014安徽卷)如图所示,有一内壁光滑的闭合椭圆形管道,置于竖直平面内,MN是通过椭圆中心O点的水平线。已知一小球从M点出发,初速率为v0,沿管道MPN运动,到N点的速率为v1,所需的时间为t1;若该小球仍由M点以初速率v0出发,而沿管道MQN运动,到N点的速率为v2,所需时间为t2.则
A.v1=v2,t1>t2 B.v1t2 C.v1=v2,t1t2.A 正确。
15.(2014福建卷)如右图,滑块以初速度v0沿表面粗糙且足够长的固定斜面,从顶端下滑,直至速度为零。对于该运动过程,若用h、s、v、a分别表示滑块的下降高度、位移、速度和加速度的大小,t表示时间,则下列图像最能正确描述这一运动规律的是
A B C D
【答案】B
【解析】滑块沿斜面做匀减速直线运动,速度随时间均匀减小,加速度恒定,C、D项错误;位移时间图像中斜率代表速度,A项中斜率表示竖直方向的分速度在增加,A项错误,B项斜率表示合速度在减小,B项正确。
(2014重庆卷)5.以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时,一个物体所受空气阻力可忽略,另一个物体所受空气阻力大小与物体速率成正比。下列用虚线和实线描述两物体运动的v-t图象可能正确的是
【答案】D
【解析】竖直上抛运动不受空气阻力,做向上匀减速直线运动至最高点再向下自由落体运动,v-t图象是倾斜向下的直线,四个选项(虚线)均正确表示;有阻力Ff=kv的上抛运动,上升时:,随着v减小,加速度减小,对应的v-t图线的斜率减小,A错误;下落时:,随着v增大,加速度减小,故在最高点时v=0,a=g,对应的v-t图线与轴的交点,其斜率应该等于g,即过交点的切线应该与竖直上抛运动的直线(虚线)平行,选项D正确。
【受力分析】
8.(2012海南卷)下列关于摩擦力的说法,正确的是( )
A.作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速,不可能使物体加速
B.作用在物体上的静摩擦力只能使物体加速,不可能使物体减速
C.作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速,也可能使物体减速
D.作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速,也可能使物体减速
【答案】C D
【解析】滑动摩擦力和静摩擦力既可以充当动力给物体加速,也可以充当阻力给物体减速,正确选项为
CD。
(2017全国卷Ⅱ)16. 如图,一物块在水平拉力的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持的大小不变,而方向与水平面成60°角,物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为
A. B. C. D.
(2017全国卷Ⅲ)17.一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm的两点上,弹性绳的原长也为80 cm。将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100 cm;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)
A.86 cm B. 92 cm C. 98 cm D. 104 cm
16.(2012广东卷)如图3所示,两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上,两绳与竖直方向的夹角为45°,日光保持水平,所受重力为G,左右两绳的拉力大小分别为
45o
45o
图3
A.G和G B.和
C.和 D.和
【答案】B
【解析】日光灯受重力G及二根绳子拉力T作用而处于平衡状态,则有,故,B选项正确。
O
300
Mg
A
O’
mg
(2014海南卷)5.如图,一不可伸长的光滑轻绳,其左端固定于O点,若端跨过位于点的固定光滑轴悬挂一质量为M的物体;段水平,长度为L;绳子上套一可沿绳滑动的轻环。现在轻环上悬挂一钩码,平衡后,物体上升L.则钩码的质量为
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】平衡后,物体上升L,说明环下移后,将绳子拉过来的长度为L,取环重新平衡的位置为A点,则,则如图易知,选项D正确。
2.(2013·山东高考)如图2-3-10所示,用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连接并悬挂,小球处于静止状态,弹簧A与竖直方向的夹角为30°,弹簧C水平,
则弹簧A、C的伸长量之比为( )
图2-3-10
A.∶4 B.4∶
C.1∶2 D.2∶1
解析:选D 本题考查共点力平衡问题,意在考查考生利用整体法处理平衡问题的能力。将两小球及弹簧B视为一个整体系统,该系统水平方向受力平衡,故有kΔxAsin 30°=kΔxC,可得ΔxA∶ΔxC=2∶1,D项正确。
O1
O
m
m
M
挡板
挡板
O2
17.(2012山东卷)如图所示,两相同轻质硬杆OO1、OO2可绕其两端垂直纸面的水平轴O、O1、O2转动,在O点悬挂一重物M,将两相同木块m紧压在竖直挡板上,此时整个系统保持静止。Ff表示木块与挡板间摩擦力的大小,FN表示木块与挡板间正压力的大小。若挡板间的距离稍许增大后,系统仍静止且O1、O2始终等高,则( )
A.Ff变小 B.Ff不变 C.FN变小 D.FN变大
【答案】B、D
【解析】把重物M和两木块m看成整体受力分析可得,竖直方向合力为零,始终木块与挡板间摩擦力,选项A错误B正确;挡板间的距离稍许增大后,对结点O受力分析可得,轻杆弹力增大,对木块受力分析得木块与挡板间正压力增大,选项C错误D正确。
15.(2013全国卷Ⅱ)如图,在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用,F平行于斜面向上。若要物块在斜面上保持静止,F的取值应有一定范围,已知其最大值和最小值分别F
为F1和F2(F2>0)。由此可求出
A.物块的质量 B.斜面的倾角
C.物块与斜面间的最大静摩擦力 C.物块对斜面的正压力
【答案】C
B
A
(2015山东卷)16.如图,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
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】物体AB整体在水平方向受力平衡,则有;对于物体B在数值方向平衡有:,联立解得:,选项B正确。
1. (2016新课标I)19.如图,一光滑的轻滑轮用细绳悬挂于点;另一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块。外力向右上方拉,整个系统处于静止状态。若方向不变,大小在一定范围内变化,物块仍始终保持静止,则( )
A. 绳的张力也在一定范围内变化
B. 物块所受到的支持力也在一定范围内变化
C. 连接和的绳的张力也在一定范围内变化
D. 物块与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化
【答案】BD
【解析】由题意,在保持方向不变,大小发生变化的过程中,物体、均保持静止,各绳角度保持不变;选受力分析得,绳的拉力,所以物体受到绳的拉力保持不变。由滑轮性质,滑轮两侧绳的拉力相等,所以受到绳的拉力大小、方向均保持不变,C选项错误; 、受到绳的拉力大小方向均不变,所以的张力不变,A选项错误;对进行受力分析,并将各力沿水平方向和竖直方向分解,如上图所示。由受力平衡得:,。和始终不变,当大小在一定范围内变化时;支持力在一定范围内变化,B选项正确;摩擦力也在一定范围内发生变化,D选项正确;故答案选BD。
4.用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来,如图2-3-17(甲)所示,今对小球a持续施加一个向左偏下30°的恒力,并对小球b持续施加一个向右偏上30°的同样大的恒力,最后达到平衡,表示平衡状态的图可能是图2-3-17(乙)中的
图2-3-17
解析 对a、b两球整体分析,可知上段绳应竖直,故选A.
答案 A
【动态平衡问题】
方法1 图解法
(2012新课标Ⅰ)16.如图,一小球放置在木板与竖直墙面之间。设墙面对球的压力大小为N1,球对木板的压力大小为N2。以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦,在此过程中
A.N1始终减小,N2始终增大
B.N1始终减小,N2始终减小
C.N1先增大后减小,N2始终减小
D.N1先增大后减小,N2先减小后增大
N1
N2
G
G/
【答案】B
【解析】受力分析如图所示: 重力的大小方向都不变,可知N1、N2 的合力大小、方向都不变,当木板向下转动时,N1、N2 变化如图所示,即N1、N2 都减小,所以正确选项为B
(2013·天津高考)如图2-3-7所示,小球用细绳系住,绳的另一端固定于O点。现用水平力F缓慢推动斜面体,小球在斜面上无摩擦地滑动,细绳始终处于直线状态,当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平,此过程中斜面对小球的支持力FN以及绳对小球的拉力FT的变化情况是( )
图2-3-7
A.FN保持不变,FT不断增大
B.FN不断增大,FT不断减小
C.FN保持不变,FT先增大后减小
D.FN不断增大,FT先减小后增大
[解析] 选D 力F推动斜面体的过程中,小球始终处于动态平衡状态,由力的平衡条件知,支持力与绳的拉力的合力与小球所受重力始终等大反向,根据平行四边形定则作出三力关系图如图所示,当小球升到接近斜面顶端的过程中,细绳的拉力由开始方向向水平方向变化,由图可判断,FN不断增大,FT先减小后增大,A、B、C错,D对。
(2016全国II卷)14.质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上.用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O,如图所示.用T
表示绳OA段拉力的大小,在O点向左移动的过程中
A.F逐渐变大,T逐渐变大 B.F逐渐变大,T逐渐变小
C.F逐渐变小,T逐渐变大 D.F逐渐变小,T逐渐变小
【答案】A
【解析】动态平衡问题,与的变化情况如图:
可得:
方法2.相似三角形法
如图所示,AC时上端带定滑轮的固定竖直杆,质量不计的轻杆BC一端通过铰链固定在C点,另一端B悬挂一重为G的重物,且B端系有一根轻绳并绕过定滑轮A,用力F拉绳,开始时∠BCA>90°,现使∠BCA缓慢变小,直到杆BC接近竖直杆AC。此过程中,杆BC所受的力( )
F
A
C
B
A.大小不变 B.逐渐增大
C.逐渐减小 D.先增大后减小
解析:A
【晾衣架模型】
(2017天津卷)8.如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点,悬挂衣服的衣架钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件,挡衣架静止时,下列说法正确的是
A.绳的右端上移到,绳子拉力不变
B.将杆N向右移一些,绳子拉力变大
C.绳的两端高度差越小,绳子拉力越小
D.若换挂质量更大的衣服,则衣服架悬挂点右移
答案:AB
【夹角不变,辅助圆法】
(2017新课标Ⅰ) 21.如图,柔软轻绳ON的一端O固定,其中间某点M拴一重物,用手拉住绳的另一端N,初始时,OM竖直且MN被拉直,OM与MN之间的夹角为()。现将重物向右上方缓慢拉起,并保持夹角不变。在OM由竖直被拉到水平的过程中
A.MN上的张力逐渐增大
B.MN上的张力先增大后减小
C.OM上的张力逐渐增大
D.OM上的张力先增大后减小
答案:AD
10.如图10所示,A、B两物体的质量分别是mA和mB,而且mA>mB,整个系统处于静止状态,滑轮的质量和一切摩擦不计.如果绳一端的固定点P缓慢向右移到Q点,整个系统重新平衡后,关于A的高度和两滑轮间绳与水平方向的夹角θ的变化,以下说法正确的是
A.物体A的高度增大,θ变小
B.物体A的高度增大,θ不变
C.物体A的高度不变,θ增大
D.物体A的高度降低,θ变小
解析 根据动滑轮的特点,滑轮两侧绳子的拉力大小FT相等,且与竖直方向间的夹角相同,设为α,由于A物体处于平衡状态,则FT=GA/(2cos α),因为整个系统变化前后都处于平衡状态,且绳子的拉力大小FT不变,仍为GB,故当绳由P点移到Q点且系统处于平衡时,动滑轮两侧绳子间夹角仍为2α,如上图所示,则θ不变,故B正确.
答案 B
第三章 牛顿运动定律
(2015新课标Ⅰ)20.如图(a),一物块在t=0时刻滑上一固定斜面,其运动的v‒t图线如图(b)所示。若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为己知量,则可求出
A.斜面的倾角
B.物块的质量
C.物块与斜面间的动摩擦因数
D.物块沿斜面向上滑行的最大高度
【答案】ACD
(2015新课标Ⅱ)20.在一东西向的水平直铁轨上,停放着一列已用挂钩链接好的车厢。当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时,连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F;当机车在西边拉着这列车厢以大小为的加速度向西行驶时,P和Q间的拉力大小仍为F.不计车厢与铁轨间的摩擦,每节车厢质量相同,则这列车厢的节数可能为
A.8 B.10 C.15 D.18
【答案】BC
(2015重庆卷)3.高空作业须安全带。如果质量为m的高空作业人员不慎跌落,从开始跌落到安全带对人刚产生作用力 前人下落的距离为h(可视为自由落体运动)。此后经历时间t安全带达到最大伸长,若在此过程中该 作用力始终竖起向上,则该段时间安全带对人体的平均作用力大小为
A. B. C. D.
【答案】A
t
O
题5图
v
(2015重庆卷)5.若货物随升降机运动的v—t图像如题5图所示(竖起向上为正),则货物受到升降机的支持力F与时间t关系的图像可能是
F
A
O
t
F
B
O
t
F
C
O
t
F
D
O
t
【答案】B
(2016新课标I卷)18.一质点做匀速直线运动。现对其施加一恒力,且原来作用在质点上的力不发生改变,则( )
A. 质点速度的方向总是与该恒力的方向相同
B. 质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直
C. 质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同
D. 质点单位时间内速率的变化量总是不变
【答案】BC
【解析】质点一开始做匀速直线运动,处于平衡状态,施加恒力后,则该质点的合外力为该恒力
①若该恒力方向与质点原运动方向不共线,则质点做曲线运动,质点速度方向时刻与恒力方向不同,故A错;
②若的方向某一时刻与质点运动方向垂直,之后质点作曲线运动,力与运动方向夹角会发生变化,例如平抛运动,故B正确;
③由牛顿第二定律可知,质点加速度方向与其所受合外力方向相同;
④根据加速度的定义,相等时间内速度变化量相同,速率变化量不一定相同,故D错。
【连接体模型】
2.(2011天津卷)如图所示,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
A.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
答案:A
解析:对于多个物体组成的物体系统,若系统内各个物体具有相同的运动状态,应优先选取整体法分析,再采用隔离法求解。取A、B系统整体分析有,a=μg,B与A具有共同的运动状态,取B为研究对象,由牛顿第二定律有:,物体B做速度方向向右的匀减速运动,故而加速度方向向左。A正确。
8.(2012上海卷)如图所示,光滑斜面固定于水平面,滑块A、B叠放后一起冲上斜面,且始终保持相对静止,A上表面水平。则在斜面上运动时,B受力的示意图为( )
B
A
FN
G
Ff
A
FN
G
Ff
B
FN
G
Ff
C
FN
G
Ff
D
【答案】A
【解析】以滑块A、B整体为研究对象,整体加速度沿斜面向下,以滑块B为研究对象,沿水平和竖直方向分解滑块B 的加速度可知,滑块B受到水平向左的摩擦力,竖直向下的重力,竖直向上的支持力, A正确。
5.(2012江苏卷)如图所示,一夹子夹住木块,在力 F 作用下向上提升。夹子和木块的质量分别为m、M,夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为f。若木块不滑动,力F的最大值是
f
f
m
M
F
(A) (B)
(C) (D)
【答案】A
【解析】当木块所受的摩擦力最大时加速度最大,整体法,隔离法,对木块,,解得。
m1
m2
F
21.(2011新课标卷)如图,在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板,其上叠放一质量为m2的木块。假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给木块施加一随时间t增大的水平力F=kt(k是常数),木板和木块加速度的大小分别为a1和a2,下列反映a1和a2变化的图线中正确的是
a
t
O
a1
a2
a
t
O
a1
a2
a
t
O
a1
a2
a
t
O
a1
a2
A. B. C. D.
答案:A
解析:木块和木板之间相对静止时,所受的摩擦力为静摩擦力。在达到最大静摩擦力前,木块和木板以相同加速度运动,根据牛顿第二定律,木块和木板相对运动时,恒定不变,。所以正确答案是A。
(2014江苏卷)8.如图所示,A、B两物块的质量分别为2m和m,静止叠放在水平地面上。 A、B 间 的动摩擦因数为μ,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
A.当F < 2μmg 时,A、B 都相对地面静止
B.当F =时,A的加速度为
C.当F > 3 μmg 时,A相对B滑动
D.无论F为何值,B的加速度不会超过
【答案】BCD
【解析】由题意可知AB间的最大静摩擦力,B与地面间的最大静摩擦力,所以当F逐渐增大至时,B与地面间先发生相对滑动,A项错误;F继续增大,AB间摩擦力也逐渐增大,当AB间摩擦力增大至时,AB恰要发生相对滑动,此时对B:,可以解得;对A:,解得,C项正确;F继续增大,B受到两个不变的滑动摩擦力,加速度始终为,D项正确;当,AB正在一起匀加,对整体:
,解得,B正确。
(2016江苏卷,)9.如图所示,一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出,鱼缸最终没有滑出桌面.若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等,则在上述过程中
(A)桌布对鱼缸摩擦力的方向向左
(B)鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等
(C)若猫增大拉力,鱼缸受到的摩擦力将增大
(D)若猫减小拉力,鱼缸有可能滑出桌面
【答案】BD
【解析】鱼缸受力如图,f向右,A错误;鱼缸与桌布,鱼缸与桌面间动摩擦因数相同,则在桌布上加速和在桌面上减速的时间是相等的,B对;如增大拉力,鱼缸与桌布之间的摩擦力还是滑动摩擦力,大小是不变的,C错误;若减小拉力,桌布的加速度会减小,鱼缸与桌布可能相对滑动页有可能相对静止,鱼缸在桌面运动的时间变长,所以鱼缸由可能画出桌面,D正确。
【斜面模型】
17.(2012安徽卷)如图所示,放在固定斜面上的物块以加速度a沿斜面匀加速
F
下滑,若在物块上再施加一个竖直向下的恒力F,则
A.物块可能匀速下滑
B.物块将以加速度a匀加速下滑
C.物块将以大于a的加速度匀加速下滑
D.物块将以小于a的加速度匀加速下滑
【答案】C
【解析】设斜面的倾角为,物块与斜面间动摩擦因数为,施加一个竖直向下的恒力F时,加速度为。根据牛顿第二定律,不施加恒力F时:,得;施加一个竖直向下的恒力F时:,得。故正确选项:C
6.(2012海南卷)如图所示,表面处处同样粗糙的楔形木块abc固定在水平地面上,ab面和bc面与地面的夹角分别为α和β,且α>β,一初速度为v0的小物块沿斜面ab向上运动,经时间t0后到达顶点b时,速度刚好为零;然后让小物块立即从静止开始沿斜面bc下滑.在小物块从a运动到c的过程中,可能正确描述其速度大小v与时间t的关系的图像是( )
a
c
b
β
α
O
t
B
v
t0
2t0
3t0
v0
O
t
C
v
t0
2t0
3t0
v0
t
O
A
v
t0
2t0
3t0
v0
O
t
D
v
t0
2t0
3t0
v0
【答案】C
【解析】由于阻力做功,物体下滑到地面时速度v 小于初始速度v0,物块在斜面上做匀变速运动,但前后
两段受力不同,加速度不同,平均速度不同,上升阶段平均速度,下降阶段平均速度,则,且,上滑时间,下滑时间,,综上可判
断正确选项为C。
(2013·安徽高考)如图4所示,细线的一端系一质量为m的小球,另一端固定在倾角为θ的光滑斜面体顶端,细线与斜面平行。在斜面体以加速度a水平向右做匀加速直线运动的过程中,小球始终静止在斜面上,小球受到细线的拉力T和斜面的支持力为FN分别为(重力加速度为g)( )
图4
A.T=m(gsin θ+acos θ) FN= m(gcos θ-asin θ)
B.T=m(gcos θ+asin θ) FN= m(gsin θ-acos θ)
C.T=m(acos θ-gsin θ) FN= m(gcos θ+asin θ)
D.T=m(asin θ-gcos θ) FN= m(gsin θ+acos θ)
解析:选A 本题考查受力分析和牛顿第二定律,意在考查考生对力和运动关系的理解。对小球受力分析,并沿水平、竖直方向正交分解。水平方向:Tcos θ-FNsin θ=ma,竖直方向:Tsin θ+FNcos θ=mg。联立求解得选项A正确。
(2016海南卷)2.如图,在水平桌面上放置一斜面体P,两长方体物块a和b
叠放在P的斜面上,整个系统处于静止状态。若将a和b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表示。则
A.f1=0,f2≠0,f3≠0
B.f1≠0,f2=0,f3=0
C.f1≠0,f2≠0,f3=0
D.f1≠0,f2≠0,f3≠0
【答案】C
【解析】整体受力如图所示,由平衡条件可知,,ab为整体受力如图,ab有整体下滑趋势,则,同理ab之间也有摩擦力,故选C
传送带模型
(2011福建卷)16. 如图所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行。初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计时,小物块在传送带上运动的-图像(以地面为参考系)如图乙所示。已知v2>v1,则
A.t2时刻,小物块离A处的距离达到最大
B. t2时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最大
C. 0~t2时间内,小物块受到的摩擦力方向先向右后向左
D. 0~t3时间内,小物块始终受到大小不变的摩擦力作用
答案:B
解析:由题图乙可知,在t1时刻物块的速度为零,离开A点的距离最大,A错误;t2时刻,小物块刚好相对传送带静止,此时相对传送带滑到距离最大,B正确;0~t2时间内,小物块在摩擦力的作用下先减速再反向加速,摩擦力不变,C错误;t2~t3时间内,小物块相对传送带静止且随水平传送带一起匀速运动,不受摩擦力作用,D错误。
(2014四川卷)7.如右图所示,水平传送带以速度V1匀速运动,小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连,t=0时刻P在传送带左端具有速度V2,P与定滑轮间的绳水平,t=t0时刻P离开传送带。不计定滑轮质量和摩擦,绳足够长。正确描述小物体P速度随时间变化的图像可能是
【答案】BC
【解析】若P在传送带左端时的速度v2小于v1,则P受到向右的摩擦力,当P受到的摩擦力大于绳的拉力时,P做加速运动,则有两种可能:第一种是一直做加速运动,第二种是先做加速度运动,当速度达到v1后做匀速运动,所以B正确;当P受到的摩擦力小于绳的拉力时,P做减速运动,也有两种可能:第一种是一直做减速运动,从右端滑出;第二种是先做减速运动再做反向加速运动,从左端滑出。若P在传送带左端具有的速度v2大于v1,则小物体P受到向左的摩擦力,使P做减速运动,则有三种可能:第一种是一直做减速运动,第二种是速度先减到v1,之后若P受到绳的拉力和静摩擦力作用而处于平衡状态,则其以速度v1做匀速运动,第三种是速度先减到v1,之后若P所受的静摩擦力小于绳的拉力,则P将继续减速直到速度减为0,再反向做加速运动并且摩擦力反向,加速度不变,从左端滑出,所以C正确。
3.如图3-2-15所示,足够长的传送带与水平面夹角为θ,以速度v0逆时针匀速运动.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<tan θ,则图3-2-16中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是
图3-2-16
解析 小木块刚放上去后,在速度小于v0前,木块受到的滑动摩擦力沿斜面向下;在木块速度等于v0后,受到的滑动摩擦力沿斜面向上.答案C正确.
答案 C
(2011福建卷)18.如图,一不可伸长的轻质细绳跨过滑轮后,两端分别悬挂质量为m1和m2的物体和B。若滑轮有一定大小,质量为且分布均匀,滑轮转动时与绳之间无相对滑动,不计滑轮与轴之间的磨擦。设细绳对和的拉力大小分别为T1和T2,已知下列四个关于T1的表达式中有一个是正确的,请你根据所学的物理知识,通过一定的分析判断正确的表达式是
A. B.
C. D.
答案:C
解析:利用极限的思维方式,若滑轮的质量m=0,则细绳对A和B的拉力大小T1和T2相等为T。假设m1>m2,A和B一起运动的加速度为a,根据牛顿第二定律分别对A、B有:m1g-T=m1a、T-m2g=m2a,联立解得:,分析判断可知C正确。
【变加速运动】
4.(2012江苏卷)一只皮球竖直向上抛出,皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比.下列描绘将皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图象,可能正确的是
O
t
A
a
O
t
B
a
O
t
D
a
O
t
C
a
【答案】C
【解析】由牛顿第二定律:,加速度,皮球在上升过程中做减速运动,随着的减小,减小,但最后不等于0.加速度越小,速度减小得越慢,所以选C。
【曲线运动】
15.一质点开始时做匀速直线运动,从某时刻起受到一恒力作用。此后,该质点的动能可能
A.一直增大
B.先逐渐减小至零,再逐渐增大
C.先逐渐增大至某一最大值,再逐渐减小
D.先逐渐减小至某一非零的最小值,再逐渐增大
答案:ABD
解析:当恒力方向与速度在一条直线上,质点的动能可能一直增大,也可能先逐渐减小至零,再逐渐增大。当恒力方向与速度不在一条直线上,质点的动能可能一直增大,也可能先逐渐减小至某一非零的最小值,再逐渐增大。所以正确答案是ABD。
O
a
b
c
v0
【平抛】
(2012上海卷)12.如图所示,斜面上a、b、c三点等距,小球从a点正上方O点抛出,做初速为v0的平抛运动,恰落在b点。若小球初速变为v,其落点位于c,则( )
A.v0<v<2v0 B.v=2v0 C.2v0<v<3v0 D.v>3v0
【答案】A
【解析】过C点做一条水平直线,若没有斜面,则小球将落到过C 点的水平直线上,由运动轨迹可知,小球初速度为v时,其水平位移为v0t<x<2v0t,其中t为小球下落到过C点水平直线的时间,因而v0<v<2v0,选项A正确。
(2015上海卷)16.如图,战机在斜坡上方进行投弹演练。战机水平匀速飞行,每隔相等时间释放一颗炸弹,第一颗落在a点,第二颗落在b点。斜坡上c、d两点与a、b共线,且ab=bc=cd,不计空气阻力。第三颗炸弹将落在
A.bc之间 B.c点
C.cd之间 D.d点
【答案】A