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- 2021-05-27 发布
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一、选择题
1.【内蒙古集宁一中2016届高三上学期第一次月考理科综合】如图所示,物体A被平行于斜面的细线拴在斜面的上端,整个装置保持静止状态,斜面被固定在台秤上,物体与斜面间无摩擦,装置稳定后,当细线被烧断物体下滑时与静止时比较,台秤的示数( )
A.增加 B.减小 C.不变 D.无法确定
【答案】B
【解析】
有由①②③④得到:,故变小,B正确
考点:考查了牛顿第二定律的应用
【名师点睛】本题关键是对物块、物块和斜面体整体多次受力分析,然后根据牛顿第二定律、共点力平衡条件列式求解;要注意整体法对于有相对运动的物体系统同样适用.
2.【内蒙古集宁一中2016届高三上学期第一次月考理科综合】如图所示,物体A叠放在物体B上,B置于光滑水平面上,A、B质量分别为mA=6 kg,mB=2 kg,A、B之间的动摩擦因数μ=0.2,开始时F=10 N,此后逐渐增加,在增大到45 N的过程中,g取10 m/s2,则( )
A.当拉力F<12 N时,物体均保持静止状态
B.两物体开始没有相对运动,当拉力超过12 N时,开始相对运动
C.两物体从受力开始就有相对运动
D.两物体始终没有相对运动
【答案】D
【解析】
考点:考查了牛顿第二定律,整体隔离法
【名师点睛】分析整体的受力时采用整体法可以不必分析整体内部的力,分析单个物体的受力时就要用隔离法.采用整体隔离法可以较简单的分析问题。
3.【内蒙古集宁一中2016届高三上学期第一次月考理科综合】传送带以v1的速度匀速运动,物体以v2的速度滑上传送带,物体速度方向与传送带运行方向相反,如图所示,已知传送带长度为L,物体与传送带之间的动摩擦因数为μ,则以下判断正确的是:( )
A.当v2、μ、L满足一定条件时,物体可以从A端离开传送带,且物体在传送带上运动的时间与v1无关
B.当v2、μ、L满足一定条件时,物体可以从B端离开传送带,且物体离开传送带时的速度可能大于v1
C.当v2、μ、L满足一定条件时,物体可以从B端离开传送带,且物体离开传送带时的速度可能等于v1
D.当v2、μ、L满足一定条件时,物体可以从B端离开传送带,且物体离开传送带时的速度可能小于v1
【答案】ACD
【解析】
试题分析:当满足一定条件时,物体可以从A端离开传送带,物体一直做匀减速直线运动,位移为L,加速度为,知运动的时间与传送带的速度无关,故A正确;当满足一定条件时,物体可以从B端离开传送带,若,物体滑上传送带先做匀减速直线运动,返回做匀加速直线运动;返回到B端的速度为,若,物体滑上传送带先做匀减速直线运动,返回做匀加速直线运动,当速度达到做匀速直线运动,滑动B端的速度为,都不可能大于,故B错误,CD正确
考点:考查了牛顿第二定律;匀变速直线运动的速度与时间的关系;
【名师点睛】小滑块滑上传送带,判断出摩擦力的方向,根据合力得出加速度的大小和方向,判断出物块在整个过程中的运动情况,从而确定运动的时间以及离开传送带的速度.
4.【黑龙江省大庆中学2016届高三上学期期末考试】)如图所示,a、b、c三物体在力F的作用下一起向右匀速运动,三物体底部所受的摩擦力分别为fa、fb、 fc,a、b间绳子的拉力为T,现用力2F作用在a上,三物体仍然一起运动,下列正确的是
A. fa大小不变 B.fb大小一定增大
C.fc增大为原来的两倍 D.拉力T大小一定增大
【答案】AD
【解析】
考点:牛顿第二定律的应用
【名师点睛】此题是牛顿第二定律的应用问题;关键是选取合适的研究对象,根据牛顿第二定律列出方程求解表达式进行讨论.
5.【河北省武邑中学2017届高三上学期周考】)光滑水平面上,有一木块以速度v
向右运动,一根弹簧固定在墙上,如图所示,木块从与弹簧接触直到弹簧被压缩成最短的时间内木块将做的运动是
A.匀减速运动 B.速度减小,加速度增大
C.速度减小,加速度减小 D.无法确定
【答案】B
【解析】
试题分析:木块从与弹簧接触直到弹簧被压缩到最短的过程中,木块竖直方向受到重力与支持力两个力,二力平衡.水平方向受到弹簧向左的弹力,由于弹力与速度方向相反,则木块做减速运动,随着压缩量的增大,弹力增大,由牛顿第二定律可知,加速度增大.则木块做加速度增大的变减速运动,故B正确,ACD错误.故选B.
考点:牛顿第二定律
【名师点睛】本题关键抓住弹簧的弹力方向与速度方向的关系,即可判断木块的运动情况,抓住弹力大小的变化,即可分析加速度的变化。
6.【河北省武邑中学2017届高三上学期周考】)在粗糙程度相同的水平地面上,物块在水平向右的力F作用下由静止开始运动。运动的速度v与时间t的关系如图2所示,取g=10m/s2,由图象可知:
A.在2s~4s内,力F=0 B.在0~2s内,力F逐渐变小
C.物块与地面间的动摩擦因数μ=0.2 D.0—6s内物块运动的总位移为16m
【答案】BC
【解析】
考点:v-t图像;牛顿第二定律的应用
【名师点睛】解决本题的关键知道速度时间图线的物理意义,知道图线的斜率表示加速度,图线与时间轴围成的面积表示位移,结合牛顿第二定律进行求解。
7.【河北省武邑中学2017届高三上学期周考】)足够长的水平传送带以v0=2 m/s的速度匀速运行.t=0时,在最左端轻放一个小滑块,t=2 s时,传送带突然制动停下,已知滑块与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.2,g=10 m/s2.关于滑块相对地面运动的v-t图象正确的是( )
【答案】D
【解析】
考点:牛顿第二定律的综合应用
【名师点睛】物体在传送带运动问题,关键是分析物体的受力情况,来确定物体的运动情况,有利于培养学生分析问题和解决问题的能力。
8. 【河北省武邑中学2017届高三上学期周考】)如右图所示,一个木块放在水平地面上,在水平恒力F作用下,以速度v匀速运动,下列关于摩擦力的说法中正确的是
A.木块受到的滑动摩擦力的大小等于F
B.地面受到的静摩擦力的大小等于F
C.若木块以2v的速度匀速 运动时,木块受到的摩擦力大小等于2F
D.若用2F的力作用在木块上,木块受到的摩擦力的大小为2F
【答案】A
【解析】
试题分析:木块相对地面运动受到滑动摩擦力,当木块在拉力F的作用下做匀速直线运动时,f=F.故A正确,B错误.当木块以2v做匀速直线运动时,正压力不变,则f=F=μmg.摩擦力不变,仍为F,故C错误.若用2F作用在木块上,物块做加速直线运动,f=μmg,又F=μmg,所以f=F.故D错误.故选A.
考点:摩擦力
【名师点睛】解决本题的关键知道当物体处于匀速直线运动或静止状态时,合力等于零,可以根据共点力平衡求出摩擦力的大小.关于滑动摩擦力的大小有时可以根据摩擦力的公式f=μFN求解。
9. 【河北省武邑中学2017届高三上学期周考】)如图所示,底板光滑的小车上用两个量程为20N、完全相同的弹簧秤甲和 乙系住一个质量为1kg的物块。当小车在水平地面上做匀速直线运动时,两弹簧秤的示数均为10N,当小车做匀加速直线运动时,弹簧秤甲的示数变为8N.这时小车运动的加速度大小是
A.2 m/s2 B.8 m/s2 C.6 m/s2 D.4 m/s2
【答案】D
【解析】
考点:牛顿第二定律
【名师点睛】本题主要考查了牛顿第二定律的直接应用,要知道弹簧秤甲的力减小量跟弹簧秤乙的弹力增加量相同.
10.【河北省武邑中学2017届高三上学期周考】)
如图1所示,倾斜索道与水平面夹角为37°,当载人车厢沿钢索匀加速向上运动时,车厢里的人对厢底的压力为其重量的1.25倍,那么车厢对人的摩擦力为其体重的( )
A.倍 B.倍 C.倍 D.倍
【答案】B
【解析】
试题分析:由于人对车厢底的正压力为其重力的1.25倍,所以在竖直方向上有FN-mg=ma上,解得a上=0.25g,设水平方向上的加速度为a水,则,所以a水=g,对人受力分析可知,在水平方向上摩擦力作为合力产生加速度,即f=ma水=mg,所以B正确.故选B。
考点:牛顿第二定律的应用
【名师点睛】人的水平和竖直方向的加速度之间的关系,是解决本题的关键,在本题中人在水平和竖直两个方向上都是有加速度的。
11.【湖北省沙市中学2017届高三上学期第二次考试】带式传送机是在一定的线路上连续输送物料的搬运机械,又称连续输送机.如图所示,一条足够长的浅色水平传送带自左向右匀速运行.现将一个木炭包无初速度地 放在传送带上,木炭包在传送带上将会留下一段黑色的径迹.下列说法正确的是
A.黑色的径迹将出现在木炭包的左侧
B.木炭包的质量越大,径迹的长度越短
C.木炭包与传送带间动摩擦因数越大,径迹的长度越短
D.传送带运动的速度越大,径迹的长度越短
【答案】C
【解析】
考点:牛顿第二定律的应用
【名师点睛】求黑色的轨迹的长度,就是求木炭包和传送带的相对滑动的位移,由牛顿第二定律和匀变速直线运动的规律很容易求得它们相对滑动的位移,在看相对滑动的位移的大小与哪些因素有关即可。
12.【湖北省沙市中学2017届高三上学期第二次考试】在建筑工地,民工兄弟用两手对称水平使力将两长方体水泥制品夹紧并以加速度a竖直向上匀加速搬起,其中A的质量为m,B的质量为3m,水平作用力为F,A、B之间的动摩擦因数为μ,在此过程中,A、B间的摩擦力为
A.μF B.2μF C.m(g+a) D.m(g+a)
【答案】D
【解析】
试题分析:对两个物体整体,根据牛顿第二定律,有:2f-(m+3m)g=(m+3m)a…①
再隔离物体A,根据牛顿第二定律,有:f-mg-fBA=ma…②
联立解得:fBA=m(g+a),故选D。
考点:牛顿第二定律
【名师点睛】本题关键是采用整体法和隔离法,受力分析后根据牛顿第二定律列式求解,不难。
13.【湖北省沙市中学2017届高三上学期第二次考试】如图所示,质量都为 m 的A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止,用大小等于mg 的恒力F向上拉B,运动距离h 时B与A
分离。则下列说法中正确的是
A.B和A刚分离时,弹簧为原长 B.B和A刚分离时,它们的加速度为g
C.弹簧的劲度系数等于mg/h D.在B 与A 分离之前,它们作匀加速运动
【答案】C
【解析】
考点:牛顿第二定律;胡克定律
【名师点睛】本题考查了牛顿第二定律的应用,解题的关键在于B和A刚分离时二者是速度相等,加速度也相等,分析A、B的受力情况,来确定弹簧的状态。
14.【湖北省沙市中学2017届高三上学期第二次考试】如图所示,水平传送带足够长,传送带始终顺时针匀速运动,长为1米的薄木板A的正中央放置一个小木块B,A和B之间的动摩擦因数为0.2,A和传送带之间的动摩擦因数为0.5,薄木板A的质量是木块B质量的2倍,轻轻把AB整体放置在传送带的中央,设传送带始终绷紧并处于水平状态,g取10 m/s2,在刚放上很短的时间内,A、B的加速度大小分别为
A.6.5 m/s2、2 m/s2 B.5 m/s2、2 m/s2
C.5 m/s2、5 m/s2 D.7.5 m/s2、2 m/s2
【答案】A
【解析】
考点:牛顿第二定律
【名师点睛】本题是典型的传送带问题,解题的关键是分析物体的受力情况,再运用牛顿第二定律进行求解。
15.【湖北省沙市中学2017届高三上学期第二次考试】如图所示,木板OA可绕轴O在竖直平面内转动,某研究小组利用此装置探索物块在方向始终平行于木板向上、大小为F=8 N的力作用下加速度与倾角的关系.已知物块的质量m=1 kg,通过DIS实验,描绘出了如图(b)所示的加速度大小a与倾角θ的关系图线(θ<90°).若物块与木板间的动摩擦因数为0.2,假定物块与木板间的最大静摩擦力始终等于滑动摩擦力,g取10 m/s2.则下列说法中正确的是:
A.由图象可知木板与水平面的夹角处于θ1和θ2之间时,物块所受摩擦力一定为零
B.由图象可知木板与水平面的夹角大于θ2时,物块所受摩擦力一定沿木板向上
C.根据题意可以计算得出物块加速度a0的大小为6 m/s2
D.根据题意可以计算当θ=45°时,物块所受摩擦力为Ff=μmgcos 45°= N
【答案】BC
【解析】
考点:牛顿第二定律
【名师点睛】本题主要考查了牛顿第二定律及运动学基本公式的直接应用,要求同学们能根据图象得出有效信息,然后结合牛顿第二定律列方程求解;此题难度适中.
16.【湖北省沙市中学2017届高三上学期第二次考试】如图所示,光滑水平面上放置M、N、P、Q四个木块,其中M、P质量均为m,N、Q质量均为2m,M、P之间用一轻质弹簧相连。现用水平拉力F拉N,使四个木块以同一加速度a向右运动,则在突然撤去F的瞬间,下列说法正确的是:
A.PQ间的摩擦力不变 B.M、P的加速度大小变为
C.MN间的摩擦力不变 D.N的加速度大小仍为a
【答案】AD
【解析】
试题分析:撤去F的瞬间,弹簧的弹力不变,对PQ整体分析,加速度不变,隔离对P分析,PQ间的摩擦力不变,故A正确.撤去F前,对PQ整体分析,知弹簧的弹力F弹=3ma,撤去F的瞬间,弹簧的弹力不变,可知PQ的加速度不变,仍然为a,故B错误.撤去F前,隔离对M分析,f-F弹=ma,解得f=4ma,对整体分析,F=6ma,撤去F后,对MN整体分析,,方向向左,隔离对N分析,f′=2ma′=2ma,知MN间的摩擦力发生变化.N的加速度大小不变,方向改变,故C错误,D正确.故选AD.
考点:牛顿第二定律
【名师点睛】本题考查了牛顿第二定律的瞬时问题,关键抓住撤去外力F的瞬间,弹簧的弹力不变,结合牛顿第二定律进行求解,掌握整体法和隔离法的灵活运用。
17..【湖北省沙市中学2017届高三上学期第二次考试】如图所示,质量相等的长方体物块A、B叠放在光滑水平面上,两水平轻质弹簧的一端固定在竖直墙壁上,另一端分别与A、B相连接,两弹簧的原长相同,与A相连的弹簧的劲度系数小于与B相连的弹簧的劲度系数。开始时A、B处于静止状态。现对物块B施加一水平向右的拉力,使A、B一起向右移动到某一位置(A、B始终无相对滑动,弹簧处于弹性限度内),撤去这个力后
A
B
A.物块A的加速度的大小与连接它的弹簧的形变量的大小成正比
B.物块A受到的合力总大于弹簧对B的弹力
C.物块A受到的摩擦力始终与弹簧对它的弹力方向相同
D.物块A受到的摩擦力与弹簧对它的弹力方向有时相同,有时相反
【答案】AC
【解析】
考点:牛顿第二定律
【名师点睛】本题主要考查了牛顿第二定律及胡克定律的直接应用,关键是正确对AB进行受力分析,注意整体法和隔离法的应用;并注意分析判断静摩擦力的方向。
18.【河北省沧州市第一中学2017届高三上学期第一次月考】如图所示,小球在竖直力F作用下使竖直弹簧压缩,若将力F撤去,小球将竖直弹起,并离开弹簧,直到速度变为零为止,在小球上升的过程中( )
A.小球和弹簧接触阶段加速度先增加后减小
B.小球在离开弹簧时速度最大
C.小球的速度最大时弹簧的弹性势能为零
D.小球的速度减为零时重力势能最大
【答案】D
【解析】
考点:牛顿第二定律的应用
【名师点睛】此题是关于牛顿第二定律的应用问题;关键是分析小球在不同阶段时弹簧的弹力和重力的关系,从而分析小球的运动的情况.
19.【云南省临沧市第一中学2016届高三二调物理试题】在升降电梯内的地板上放一体重计,电梯静止时,晓敏同学站在体重计上,体重计示数为50 kg,电梯运动过程中,某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示,在这段时间内下列说法中正确的是( )
A.晓敏同学所受的重力变小了
B.晓敏对体重计的压力就是体重计对晓敏的支持力
C.电梯一定在竖直向下运动
D.电梯的加速度大小为g/5,方向一定竖直向下
【答案】D
【解析】
考点:牛顿第二定律的应用
【名师点睛】此题是关于牛顿第二定律的应用问题;明确失重状态是物体对与之接触的物体的弹力小于重力,不是重力变小了.基础题目。
20.【云南省临沧市第一中学2016届高三二调物理试题】如图所示,M为固定在水平桌面上的有缺口的正方形木块,abcd为半径是R的光滑圆弧形轨道,a为轨道的最高点,de面水平且有一定长度。今将质量为m的小球在d点的正上方高为h处由静止释放,让其自由下落到d处切入轨道内运动,不计空气阻力,则 ( )
A.只要h大于R,释放后小球就能通过a点
B.只要改变h的大小,就能使小球通过a点后,既可能落回轨道内,又可能落到de面上
C.无论怎样改变h的大小,都不可能使小球通过a点后落回轨道内
D.调节h的大小,可以使小球飞出de面之外(即e的右侧)
【答案】CD
【解析】
试题分析:小球恰能通过a点的条件是小球的重力提供向心力,根据牛顿第二定律:,解得: ;根据动能定理:mg(h-R)=mv2;得:h=R, 可知只有满足h≥R,释放后小球才能通过a点,故A错误;小球离开a点时做平抛运动,用平抛运动的规律,水平方向的匀速直线运动:x=vt; 竖直方向的自由落体运动:R=gt2,解得:x=
R>R,故无论怎样改变h的大小,都不可能使小球通过a点后落回轨道内,小球将通过a点不可能到达d点.只要改变h的大小,就能改变小球到达a点的速度,就有可能使小球通过a点后,落在de之间或之外.故B错误,CD正确.故选CD.
考点:牛顿第二定律;动能定理
【名师点睛】本题实质是临界问题,要充分挖掘临界条件,要理解平抛运动的规律:水平方向的匀速直线运动,竖直方向的自由落体运动。
21.【江西省丰城中学2017届高三上学期第一次段考】如图所示,当汽车通过拱桥顶点的速度为10米/秒时,车对桥顶的压力为车重的,如果要使汽车在粗糙的桥面行驶至桥顶时,不受摩擦力作用,则汽车通过桥顶的速度应为(g=10m/s2)( )
A.15米/秒 B.20米/秒 C.25米/钞 D.30米/秒
【答案】B
【解析】
考点:牛顿第二定律
22.【江西省丰城中学2017届高三上学期第一次段考】如图所示,在竖直平面内有半径为R和1.5R的两个圆,两圆的最高点相切,切点为a,b和c分别是小圆和大圆上的两个点,其中ab长为1.6R,ac长为3R.现沿ab和ac建立两条光滑轨道,自a处由静止释放小球,已知小球沿ab轨道运动到b点所用时间为t1,沿ac轨道运动到c点所用时间为t2,则t1与t2之比为( )
A.2:3 B.5:8 C.: D.:
【答案】C
【解析】
考点:牛顿第二定律
23.【江西省丰城中学2017届高三上学期第一次段考】小陈在地面上从玩具枪中竖直向上射出初速度为v0的塑料小球,若小球运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比,小球运动的速率随时间变化的规律如图所示,t1时刻到达最高点,再落回地面,落地速率为v1,下列说法中正确的是( )
A.小球上升过程中的平均速度大于
B.小球下降过程中的平均速度大于
C.小球射出时的加速度值最大,到达最高点的加速度值为 0
D.小球的加速度在上升过程中逐渐减小,在下降过程中也逐渐减小
【答案】BD
【解析】
试题分析:上升过程若是匀减速直线运动,其平均速度为,而从图中可以看出其面积小于匀减速直线运动的面积,即小球实际上升的位移小于做匀减速上升的位移,而平均速度等于位移与时间之比,故其平均速度小于匀减速运动的平均速度,即小于.故A错误.同理,可知小球下降过程中的平均速度大于匀加速下降的平均速度,即大于.故B正确.小球抛出时,根据牛顿第二定律得:mg+kv=ma,此时速率最大,可知此时的加速度最大,到最高点时,v=0,加速度a=g,不是0.故C错误.上升过程有:mg+kv=ma,v减小,a减小.下降过程有:mg-kv=ma,v增大,a减小,故D正确.故选BD。
考点:牛顿第二定律
24.【江西省丰城中学2017届高三上学期第一次段考】如图所示,平直公路上行驶着的小车内,线吊着的小球与车保持相对静止,吊线与竖直线夹角恒为θ,由此可知( )
A.小车的加速度恒定 B.小车一定向左运动
C.小车的加速度方向向右 D.小车一定做匀加速直线运动
【答案】A
【解析】
考点:牛顿第二定律
25.【江西省宜川市宜春中学、樟树中学、高安中学等五校2017届高三7月联考物理试卷】如图所示,将一轻弹簧固定在倾角为的斜面底端,现用一质量为m的物体将弹簧压缩锁定在A点,解除锁定后,物体将沿斜面上滑,物体在运动过程中所能到达的最高点B距A点的竖直高度为h
,已知物体离开弹簧后沿斜面向上运动的加速度大小等于重力加速度g.则下列说法不正确的是 ( )
A.当弹簧恢复原长时,物体有最大动能
B.弹簧的最大弹性势能为2mgh
C.物体最终会静止在B点位置
D.物体从A点运动到静止的过程中系统损失的机械能为mgh
【答案】A
【解析】
考点:牛顿定律;动能定理的应用
26.【江苏省溧水高级中学2017届高三暑期考试物理试题】如图(a)所示,质量相等的a、b两物体,分别从斜面上的同一位置A由静止下滑,经B点的水平面上滑行一段距离后停下。不计经过B点时的能量损失,用传感器采集到它们的速度—时间图象如图(b)所示,下列说法正确的是
A.a在斜面上滑行的加速度比b的大 B.a在水平面上滑行的距离比b的短
C.a与斜面间的动摩擦因数比b的小 D.a与水平面间的动摩擦因数比b的大
【答案】AC
【解析】
试题分析:由乙图图象斜率可知a做加速运动时的加速度比b做加速时的加速度大,故A正确;物体在水平面上的运动是匀减速运动,a从t1时刻开始,b从t2时刻开始.由图象与坐标轴围成的面积表示位移可知,a在水平面上做匀减速运动的位移比b在水平面上做匀减速运动的位移大,故B错误;物体在斜面上运动的加速度为a=gsinθ−μgcosθ,因为a的加速度大于b的加速度,所以a与斜面间的动摩擦因数比b的小,故C正确;物体在斜面上运动的加速度为a′=μg,因为a的加速度小于b的加速度,所以a与水平面间的动摩擦因数比b的小,故D错误;故选AC。
考点:牛顿第二定律的应用
27.【江苏省溧水高级中学2017届高三暑期考试物理试题】一小球从地面竖直上抛,后又落回地面,小球运动过程中所受空气阻力与速度成正比,取竖直向上为正方向.下列关于小球运动的速度v、加速度a、位移s、机械能E随时间t变化的图象中,可能正确的有
D
t
E
O
t
C
s
O
B
a
O
t
t
A
v
O
【答案】AC
【解析】
考点:牛顿第二定律;功能关系
28.【重庆市巴蜀中学2017届高三上学期开学考试理科综合物理试题】
如图所示,质量分别为m、2m的球A、B由轻质弹簧相连后再用细线悬挂在正在竖直向上做匀减速运动的电梯内,细线承受的拉力为F,此时突然剪断细线,在绳断的瞬间,弹簧的弹力大小和小球A的加速度大小分别为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
试题分析: 根据题意,对AB整体受力分析有:
考点:考查牛顿第二定律;胡克定律.
【名师点睛】正确使用整体法和隔离法分析物体的受力,求出弹簧的弹力,知道在线断开的瞬间,线的弹力立即消失而弹簧的弹力随形变量的变化而变化,在形变瞬间没有变化因此弹力保持瞬间不变,这是解决本题的关键.
29.【内蒙古集宁一中2016届高三上学期第二次月考理科综合】)如图所示,光滑水平面上放置质量分别为m和2m的四个木块,其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的轻绳相连,木块间的最大静摩擦力是µmg.现用水平拉力F拉其中一个质量为2m的木块,使四个木块以同一加速度运动,则轻绳对m的最大拉力为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
试题分析:四个木块以同一加速度运动,则对ABC整体,当B所受的摩擦力为最大静摩擦力时,整体受到的合外力最大,加速度最大,由牛顿第二定律得:μmg=4ma,a=0.25μg,对CD两木块的整体,由牛顿第二定律得:T=(m+2m)a=μmg,则最大拉力为:μmg;故选B.
考点:
【名师点睛】本题注意分析题目中的条件,明确哪个物体最先达到最大静摩擦力;再由整体法和隔离法求出拉力;同时还应注意本题要求的是绳子上的拉力,很多同学求成了F.
30.【河南省洛阳市第一高级中学2017届高三上学期第一次月考】)如图所示,弹簧下端悬一滑轮,跨过滑轮的细线两端系有A、B两重物, mB=2kg,不计线、滑轮质量及摩擦,则A、B两重物在运动过程中,弹簧的示数可能为:(g=10m/s2)( )
A.40N B.60N C.80N D.100N
【答案】AB
【解析】
考点:考查了牛顿第二定律的应用
【名师点睛】由于A的质量不确定,分析两个物体的质量相等和不等两种情况研究弹簧的示数.两个物体的质量相等时,根据平衡条件求解弹簧的示数.当两个物体的质量不等时,根据牛顿第二定律分析细线拉力的范围,得到弹簧示数的范围,再进行选择.
31.【河南省洛阳市第一高级中学2017届高三上学期第一次月考】)如右图所示,位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面 相切于M点,与竖直墙相切于A点,竖直墙上另一点B与M的连线和水平面的夹角为600,C是圆环轨道的圆心.已知在同一时刻:a、b两球分别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道分别AM、BM运动到M点;c球由C点自由下落到M点;则( )
A.a球最先到达M点. B.b球最先到达M点.
C.c球最先到达M点. D.b球和c球都可能最先到达M点.
【答案】C
【解析】
考点:考查了运动学公式,牛顿第二定律的综合应用
【名师点睛】根据几何关系分别求出各个轨道的位移,根据牛顿第二定律求出加速度,再根据匀变速直线运动的位移时间公式求出运动的时间,从而比较出到达M点的先后顺序
32.【湖南省长沙市长郡中学2017届高三上学期第二次周测】)如图所示,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向右做匀加速运动,木块间的轻质弹簧劲度系数为k,原长为,则此时木块A、B间的距离为
A、 B、 C、 D、
【答案】B
【解析】
试题分析:对木块A受力分析,根据牛顿第二定律,有:,解得,弹簧长度为,A错误B正确;对AB整体有,得,代入,有,故C错误;对整体,得,代入,有,故D错误;
考点:考查了胡克定律和牛顿第二定律
【名师点睛】要注意明确整体法与隔离法的正确应用.
①整体法:以几个物体构成的整个系统为研究对象进行求解.在许多问题中用整体法比较方便,但整体法不能求解系统的内力.
②隔离法:从系统中选取一部分(其中的一个物体或两个物体组成的整体,少于系统内物体的总个数)进行分析.隔离法的原则是选取受力个数最少部分的来分析.
③通常在分析外力对系统作用时,用整体法;在分析系统内各物体之间的相互作用时,用隔离法.有时在解答一个问题时要多次选取研究对象,需要整体法与隔离法交叉使用
33.【广西桂林市第十八中学2017届高三上学期第一次月考】)在物理学发展的过程中,科学家总结了许多重要的物理学思想与方法。下列有关物理学思想与方法的描述中正确的是( )
A.在验证力的合成法则的实验中利用了控制变量法的思想
B.在探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中利用了比例法和图象法
C.在研究加速度与合外力、质量的关系的实验中,利用了等效替代的思想
D.在研究物体的运动时,把物体视为一个有质量的“点”,即质点,利用了假设法的思想
【答案】B
【解析】
考点:考查了物理研究方法
【名师点睛】在高中物理学习中,我们会遇到多种不同的物理分析方法,如控制变量法、理想实验、理想化模型、极限思想等,这些方法对我们理解物理有很大的帮助;故在理解概念和规律的基础上,更要注意科学方法的积累与学习
34、【广西桂林市第十八中学2017届高三上学期第一次月考】)
电梯的顶部挂一个弹簧秤,秤下端挂了一个重物,电梯匀速直线运动时,弹簧秤的示数为10N,在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为6N,关于电梯的运动(如图所示),以下说法正确的是(g取10 m/s2) ( )
A.电梯可能向上加速运动, 加速度大小为2m/s2
B.电梯可能向下加速运动, 加速度大小为4m/s2
C.电梯可能向上减速运动, 加速度大小为2m/s2
D.电梯可能向下减速运动, 加速度大小为4m/s2
【答案】B
【解析】
考点:考查了超重失重
【名师点睛】失重状态:当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时,就说物体处于失重状态,此时有向下的加速度;超重状态:当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时,就说物体处于超重状态,此时有向上的加速度.
35.【广西桂林市第十八中学2017届高三上学期第一次月考】)如图所示一根轻质弹簧上端固定,下端挂一质量为m的平盘,盘中有一物体,质量为M,当盘静止时弹簧的长度比其自然长度伸长了L,今向下拉盘,使弹簧再伸长ΔL后停止,然后松手放开,设弹簧始终处在弹性限度以内,则刚松开手时盘对物体的支持力等于 ( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
试题分析:将物体和平盘看做一个整体,当静止时有,当再伸长后,对整体,放手的瞬间由于弹簧来不及改变,弹力不变,拉力,所以整体的加速度为
对物体分析,有,联立解得
考点:考查了牛顿第二定律的瞬时性
【名师点睛】在应用牛顿第二定律解决瞬时问题时,一定要注意,哪些力不变,(弹簧的的形变量来不及变化,弹簧的弹力不变),哪些力变化(如绳子断了,则绳子的拉力变为零,或者撤去外力了,则外力变为零,)然后结合整体隔离法,应用牛顿第二定律分析解题
36.【广西桂林市第十八中学2017届高三上学期第一次月考】)将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( )
【答案】C
【解析】
考点:考查了牛顿第二定律的应用
【名师点睛】本题关键是受力分析后得到加速度的表达式,然后结合速度的变化得到阻力变化,最后判断出加速度的变化规律.
37.【广西桂林市第十八中学2017届高三上学期第一次月考】)如下图所示,已知M>m,不计滑轮及绳子的质量,物体M和m恰好做匀速运动,若将M与m 互换,M、m与桌面的动摩因数相同,则( )
A.物体M与m仍做匀速运动
B.物体M与m做加速运动,加速度a=(M+m)g/M
C.物体M与m做加速运动,加速度a=(M-m)g/M
D.绳子中张力不变
【答案】CD
【解析】
考点:考查了牛顿第二定律的应用
【名师点睛】在使用牛顿第二定律时,一般步骤为:1、确定研究对象;2、分析物体运动状态;3、对研究对象受力分析;4、建立坐标系;5、选取正方向;6、根据牛顿第二定律列方程求解,必要时对结果进行讨论分析
38.【云南省临沧市第一中学2017届高三上学期第二次月考】)如图所示,静止在光滑水平面上的物体A的一端固定着处于自然状态的轻质弹簧。现对物体作用一水平恒力F,在弹簧被压缩到最短这一过程中,物体的速度和加速度变化的情况是( )
A.速度先增大后减小,加速度先增大后减小
B.速度先增大后减小,加速度先减小后增大
C.速度增大,加速度增大
D.速度增大,加速度减小
【答案】B
【解析】
试题分析:在弹簧被压缩过程中,弹簧的压缩量在增大,所以弹簧的弹力在增大,物体受到向左的推力F,向右的弹力T,根据牛顿第二定律可得,解得
,随着的增大,,加速度在减小,此过程物体做加速度减小的加速运动,当时,加速度为零,速度最大,由于速度不为零,物块继续向左运动,之后,根据牛顿第二定律可得,解得,弹簧继续被压缩,弹力继续增大,所以加速度在增大,合力向左,做减速运动,故这段时间内物体做加速度增大的减速运动,故B正确
考点:考查了牛顿第二定律的应用
【名师点睛】加速度由合外力和质量决定,本题关键是能正确对运动过程进行受力分析,难度适中.
39.【重庆市巴蜀中学2017届高三上学期开学考试理科综合物理试题】如图所示,水平传送带AB距离地面的高度为h,以恒定速率v0顺时针运行。甲、乙两滑块(视为质点)之间夹着一个压缩轻弹簧(长度不计),在AB的正中间位置轻放它们时,弹簧立即弹开,两滑块以相同的速率分别向左、右运动.下列判断正确的是( )
A.甲、乙滑块可能落在传送带的同一侧,且距释放点的水平距离一定相等
B.甲、乙滑块可能落在传送带的同一侧,但距释放点的水平距离可能不相等
C.甲、乙滑块可能落在传送带的左右两侧,但距释放点的水平距离一定不相等
D.甲、乙滑块可能落在传送带的左右两侧,且距释放点的水平距离可能相等
【答案】AD
【解析】
考点:考查牛顿第二定律、传送带模型.
【名师点睛】解决本题的关键会根据物体的受力判断物体的运动,这是处理物体的运动的基础。
40.【湖南省岳阳县第一中学2017届高三上学期第一阶段考试物理试题】
如图,用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上,系统处于平衡状态。现使小车从静止开始向左加速,加速度从零开始逐渐增大到某一值,然后保持此值,小球稳定的偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内 )。与稳定在竖直位置时相比,小球高度( )
A一定升高 B一定降低 C保持不变 D升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定
【答案】A
【解析】
T2cosα=mg,T2sinα=ma,所以:,弹簧的伸长:
则小球与悬挂点的竖直方向的距离为:,
所以L1>L2,即小球在竖直方向上到悬挂点的距离减小,所以小球一定升高,故A正确,BCD错误.
故选A。
考点:牛顿第二定律的应用;胡克定律
41.【河北省邯郸市大名县第一中学2017届高三上学期第一次月考】如图所示,物体的运动分三段,第0~2s为第Ⅰ段,第2~4s为第Ⅱ段, 第4~5s为第Ⅲ段,则下述说法中正确的是: ( )
A.第1s与第5s的速度方向相反 B.第1s的加速度大于第5s的加速度
C.第Ⅰ段与第Ⅲ段的平均速度相等 D.第Ⅰ段与第Ⅲ段的加速度方向相同
【答案】C
【解析】
试题分析:由图像可知,第1s与第5s的速度均为正值,方向相同,选项A错误;直线的斜率等于物体的加速度,故第1s的加速度小于第5s的加速度大小,选项B错误;第Ⅰ段与第Ⅲ段的平均速度均等于,故平均速度相等,选项C正确;第Ⅰ段与第Ⅲ段的加速度方向相反,选项D错误;故选C.
考点:v-t图像
42.【河北省邯郸市大名县第一中学2017届高三上学期第一次月考】将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( )
【答案】C
【解析】
考点:牛顿第二定律
43.【河北省望都中学2017届高三8月月考】
乘坐“空中缆车”饱览大自然的美景是旅游者绝妙的选择。若某一缆车沿着坡度为30°的山坡以加速度a上行,如图所示。在缆车中放一个与山坡表面平行的斜面,斜面上放一个质量为m的小物块,小物块相对斜面静止(设缆车保持竖直状态运行)。则
A.小物块受到的摩擦力方向平行斜面向上 B.小物块受到的摩擦力方向平行斜面向下
C.小物块受到的滑动摩擦力为mg+ ma D.小物块受到的静摩擦力为mg+ ma
【答案】AD
【解析】
试题分析:以木块为研究对象,分析受力情况:重力mg、斜面的支持力N和摩擦力为静摩擦力f,f沿斜面向上,故A正确,B错误;根据牛顿第二定律得:f-mgsin30°=ma,解得,f=mg+ma,方向平行斜面向上,故C错误,D正确;故选AD。
考点:牛顿第二定律
44.【河北省望都中学2017届高三8月月考】物块A、B的质量分别为2m和m,用轻弹簧连接后放在光滑的水平面上,对B施加向右的水平拉力F,稳定后A、B相对静止在水平面上运动,此时弹簧长度为l1;若撤去拉力F,换成大小仍为F的水平推力向右推A,稳定后A、B相对静止在水平面上运动,弹簧长度为l2,则下列判断正确的是( )
A.弹簧的原长为
B.两种情况下稳定时弹簧的形变量相等
C.两种情况下稳定时两物块的加速度相等
D.弹簧的劲度系数为
【答案】CD
【解析】
由①②解得,,.故A错误,CD正确.第一种情况弹簧的形变量为△l=l1-l0=(l1−l2);第二种情况弹簧的形变量为△l=l0-l2=(l1−l2);故B错误.故选CD.
考点:牛顿第二定律的应用
45.【河北省望都中学2017届高三8月月考】如图甲所示,静止在水平面C上足够长的木板B左端放着小物块A.某时刻,A受到水平向右的外力F作用,F随时间t的变化规律如图乙所示.A、B间最大静摩擦力大于B、C之间的最大静摩擦力,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.则在拉力逐渐增大的过程中,下列反映A、B运动过程中的加速度及A与B间摩擦力f1、B与C间摩擦力f2随时间变化的图线中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】ACD
【解析】
考点:牛顿第二定律的应用
46. 【河北省望都中学2017届高三8月月考】如图甲所示,为测定物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角θ的关系,将某一物体每次以不变的初速率v0沿足够长的斜面向上推出,调节斜面与水平方向的夹角θ,实验测得x与斜面倾角θ的关系如图乙所示,g取10m/s2,根据图象可求出
A.物体的初速率v0=3m/s
B.物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.75
C.取不同的倾角θ,物体在斜面上能达到的位移x的最小值xmin=1.44m
D.当某次θ=30°时,物体达到最大位移后将沿斜面下滑
【答案】BC
【解析】
考点:动能定理;牛顿第二定律的应用
47.【黑龙江省哈尔滨师范大学附属中学2016届高三上学期开学考试】用细线将篮球拴在升降机光滑的侧壁上,当升降机加速下降时,出现如图所示的情形.四位同学对此现象做出了分析与判断,其中可能正确的是
a
A.升降机的加速度大于g,侧壁对球无挤压
B.升降机的加速度小于g,侧壁对球有挤压
C.升降机的加速度等于g,侧壁对球无挤压
D.升降机的加速度等于g,侧壁对球有挤压
【答案】C
【解析】
试题分析:当升降机加速下降时,加速度等于g,则小球在竖直方向上仅受重力,拉力为零,由于小球在水平方向上平衡,可知侧壁对小球无挤压,故C正确,D错误.当升降机加速下降时,加速度大于g,小球受重力、绳子的拉力,由于水平方向上平衡,则侧壁对小球有弹力,即侧壁对球有挤压,故A错误.当升降机加速下降是,加速度小于g,不会出现如图所示的情况,球会在悬点下方,故B错误.故选C。
考点:牛顿第二定律的应用
【名师点睛】
解决本题的关键知道小球和升降机具有相同的加速度,通过隔离对小球分析,合力在竖直下降,抓住水平方向平衡进行求解。
48.【黑龙江省哈尔滨师范大学附属中学2016届高三上学期开学考试】质点所受的力F随时间变化的规律如图所示,力的方向始终在一直线上。已知t=0时质点的速度为零。在图示t1、t2、t3和t4各时刻中,哪一时刻质点的速度最大( )
A.t1 B.t2 C.t3 D.t4
【答案】B
【解析】
考点:运动和力
【名师点睛】此题考查了运动和力的关系;解题时根据受力情况来分析加速度情况,从而确定速度的变化,从而判断速度的最大值。
49.【黑龙江省哈尔滨师范大学附属中学2016届高三上学期开学考试】在水平的足够长的固定木板上,一小物块以某一初速度开始滑动,经一段时间t后停止.现将该木板改置成倾角为45°的斜面,让小物块以相同的初速度沿木板上滑.若小物块与木板之间的动摩擦因数为.则小物块上滑到最高位置所需时间与t之比为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
试题分析:木板水平时,物块的合力是滑动摩擦力.根据牛顿第二定律得出小物块的加速度a1=μg,
设滑行初速度为v0,则滑行时间为;木板改置成倾角为45°的斜面后,对物块进行受力分析:
考点:牛顿第二定律的应用
【名师点睛】对物块在水平面和斜面上进行受力分析,运用牛顿第二定律结合运动学公式解决.注意情景发生改变,要重新进行受力分析。
50.【黑龙江省哈尔滨师范大学附属中学2016届高三上学期开学考试】如图所示,在动摩擦因数μ=0.2的水平面上有一个质量m=1kg的小球,小球与水平轻弹簧及与竖直方向成θ=45°角的不可伸长的轻绳一端相连,此时小球处于静止状态,且水平面对小球的弹力恰好为零.在剪断轻绳的瞬间(g取),下列说法中正确的是
A.小球受力个数不变
B.小球立即向左运动,且
C.小球立即向左运动,且
D.若剪断的是弹簧,则剪断瞬间时小球加速度的大小
【答案】B
【解析】
试题分析:在剪断轻绳前,小球受重力、绳子的拉力以及弹簧的弹力处于平衡,根据共点力平衡得,弹簧的弹力:F=mgtan45°=10×1=10N;剪断轻绳的瞬间,弹簧的弹力仍然为10N,小球此时受重力、支持力、弹簧弹力和摩擦力四个力作用.小球的受力个数发生改变.故A错误.小球所受的最大静摩擦力为:f=μmg=0.2×10N=2N,根据牛顿第二定律得小球的加速度为:.合力方向向左,所以向左运动.故B正确,C错误.剪断弹簧的瞬间,轻绳对小球的拉力瞬间为零,此时小球所受的合力为零,则小球的加速度为零.故D错误.故选B。
考点:牛顿第二定律
【名师点睛】解决本题的关键知道剪断细线的瞬间,弹簧的弹力不变,剪短弹簧的瞬间,轻绳的弹力要变化,结合牛顿第二定律进行求解。
51.【黑龙江省哈尔滨师范大学附属中学2016届高三上学期开学考试】下列关于惯性的说法,正确的是
A.高速行驶的公共汽车紧急刹车时,乘客都要向前倾倒,说明乘客都具有惯性
B.短跑运动员最后冲刺时,速度很大,很难停下来,说明速度越大,惯性越大
C.《道路交通安全法》中规定:各种小型车辆前排乘坐的人(包括司机)必须系好安全带,这是因为系好安全带可以防止因惯性而造成的伤害
D.把手中的球由静止释放后,球能竖直下落,是由于球具有惯性的缘故
【答案】AC
【解析】
考点:惯性
【名师点睛】此题考查学生对惯性的理解;要知道质量是惯性大小的唯一量度;掌握了惯性的概念才能顺利解决此类问题,所以运动要加强对概念的学习和掌握。
52.【黑龙江省哈尔滨师范大学附属中学2016届高三上学期开学考试】如图所示,质量均为m的A、B两物块置于水平地面上,物块与地面间的动摩擦因数均为μ
,物块间用一水平轻绳相连,绳中无拉力。现用水平力F向右拉物块A,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。重力加速度为g。下列说法中正确的是
A
B
F
A.当时,绳中拉力为0
B.当时,绳中拉力为
C.当时,绳中拉力为
D.无论F多大,绳中拉力都不可能等于
【答案】ABC
【解析】
考点:牛顿第二定律
【名师点睛】此题考查了物体的平衡及牛顿定律的应用;解决本题的关键能够正确地受力分析,运用牛顿第二定律进行求解,注意整体法和隔离法的使用。
53.【新疆生产建设兵团第二中学2017届高三上学期第一次月考】)如图所示,一名消防队员在模拟演习训练中,沿着长为12m的竖直立在地面上的钢管往下滑,已知这名消防队员的质量为60kg,他从钢管顶端由静止开始先匀加速下滑后匀减速下滑,滑到地面时速度恰好为零。如果他加速时加速度大小是减速时的2倍,下滑的总时间为3s,,那么该消防员
A.下滑过程中的最大速度为4m/s
B.加速与减速过程中所受摩擦力大小之比为1:7
C.加速与减速过程的时间之比为1:4
D.加速与减速过程的位移大小之比为1:4
【答案】B
【解析】
考点:考查了牛顿第二定律与运动学公式的应用
【名师点睛】连接牛顿第二定律与运动学公式的纽带就是加速度,所以在做这一类问题时,特别又是多过程问题时,先弄清楚每个过程中的运动性质,根据牛顿第二定律求加速度然后根据加速度用运动学公式解题或者根据运动学公式求解加速度然后根据加速度利用牛顿第二定律求解力
54.【新疆生产建设兵团第二中学2017届高三上学期第一次月考】)如图是我国“美男子”长征火箭把载人神舟飞船送上太空的情景,宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重与失重的考验,下列说法正确的是
A.火箭加速上升时,宇航员处于失重状态
B.飞船加速下落时,宇航员处于失重状态
C.飞船落地前减速,宇航员对座椅的压力大于其重力
D.火箭上升的加速度逐渐减小时,宇航员对座椅的压力小于其重力
【答案】BC
【解析】
试题分析:火箭加速上升时,加速度向上,对宇航员有,即,所以宇航员处于超重状态,上升的加速度逐渐减小时,宇航员对座椅的压力大于重力,加速下落时,加速度向下,对宇航员有,即,所以宇航员处于失重状态,落地前减速,宇航员对座椅的压力大于其重力,AD错误BC正确;
考点:考查了超重失重
【名师点睛】失重状态:当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时,就说物体处于失重状态,此时有向下的加速度;超重状态:当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时,就说物体处于超重状态,此时有向上的加速度.
55.【新疆生产建设兵团第二中学2017届高三上学期第一次月考】)如图所示,足够长的水平传送带以速度v沿顺时针方向运动,传送带的右端与光滑曲面的底部平滑连接,曲面上的A点距离底部的高度为h=0.45m。一小物块从A点由静止滑下,再滑上传送带,经过一段时间又返回曲面,,则下列说法正确的是
A.若v=1m/s,则小物块能回到A点
B.若v=4m/s,则小物块能回到A点
C.若v=5m/s,则小物块能回到A点
D.无论v等于多少,小物块均能回到A点
【答案】BC
【解析】
考点:考查了动能定理的应用,牛顿第二定律
【名师点睛】物体从曲面冲上传送带后,受到向右的滑动摩擦力,减速向左滑行,之后依然受到向右的滑动摩擦力,会继续向右加速,然后分两种情况分析
56.【新疆生产建设兵团第二中学2017届高三上学期第一次月考】)如图所示,在倾角为的光滑斜面上有两个通过轻弹簧连接的物块A和B,C为固定挡板,系统处于静止状态,现开始用变力F沿斜面向上拉动物块A使之做匀加速直线运动,经时间t物块B刚要离开挡板,已知两物块的质量均为m,弹簧的劲度系数为k,重力加速度为g,则在此过程中,下列说法正确的是
A.力F的最小值为
B.力F的最大值为
C.物块A的位移为
D.ts末A的速度为
【答案】AD
【解析】
所以有,解得,故ts末A的速度为,C错误D正确;F随着弹力的变化而变化,当弹簧被压缩过程中,弹力向上,随着弹力的减小而增大,所以刚开始时F最小,故有,在弹力方向向下时,随着弹力的增大而增大,故B刚要离开挡板时,F最大,故有,A正确B错误;
考点:考查了牛顿第二定律的应用
【名师点睛】从受力角度看,两物体分离的条件是两物体间的正压力为0.所以B刚要离开挡板时,弹簧处于伸长状态,B对弹簧的拉力等于B的重力沿斜面向下的分量
57.【石家庄市第二中学2017届高三9月月考理科综合】1687年牛顿在他的传世之作《自然哲学的数学原理》中,发表了科学史上最伟大的定律之一---万有引力定律,下列关于万有引力定律的说法正确的是
A.如果认为月球绕地球是做匀速圆周运动,月球受到地球的万有引力是不变的
B.想要逃离地球的万有引力,至少需要16.7km/s的初速度
C.牛顿时代还无法利用月-地检验来检验万有引力定律的正确性
D.卡文迪许用扭秤测出了引力常量G,被称为第一个“称”出地球质量的人
【答案】D
【解析】
考点:考查了物理学史
【名师点睛】平时学习应该注意积累对物理学史的了解,知道前辈科学家们为探索物理规律而付出的艰辛努力,对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆,这也是考试内容之一
58.【石家庄市第二中学2017届高三9月月考理科综合】物块的质量均为m,用刚性轻杆连接,用轻质弹簧连接,两个装置都放在水平的支托物上,处于静止状态,如图所示,今突然迅速地撤去支托物,让物块下落,在除去支托物的瞬间,受到的合力分别为,受到的合力分别为,则
A.,
B.,
C.,
D.,
【答案】B
【解析】
考点:考查了牛顿第二定律的瞬时性
【名师点睛】在应用牛顿第二定律解决瞬时问题时,一定要注意,哪些力不变,(弹簧的的形变量来不及变化,弹簧的弹力不变),哪些力变化(如绳子断了,则绳子的拉力变为零,或者撤去外力了,则外力变为零,)然后结合整体隔离法,应用牛顿第二定律分析解题
59.【山西省长治二中、忻州一中、 临汾一中、康杰中学、晋城一中2017届高三上学期第一次联考】
如图所示,两车厢的质量相同,其中一个车厢内有一人拉动绳子使两车厢相互靠近。若不计绳子质量及车厢与轨道间的摩擦,下列对于哪个车厢里有人的判断正确的是: ( )
A.绳子的拉力较大的那一端车厢里有人
B.先开始运动的车厢里有人
C.后到达两车中点的车厢里有人
D.不去称量质量无法确定哪个车厢有人
【答案】C
【解析】
试题分析: 若不计绳子质量及车厢与轨道间的摩擦根据牛顿第三定律,两车之间的拉力大小相等.且两车同时受到拉力,同时开始运动.故A、B错误;两车之间的拉力大小相等,根据牛顿第二定律,质量大,加速度小,由位移公式,可知相同时间内位移小,所以到达中点.即后到达两车中点的车厢里有人.故C正确、D错误。
考点:牛顿第二定律;牛顿第三定律 ;匀变速直线运动位移公式;
【名师点睛】本题主要考查了牛顿第二定律、牛顿第三定律 、匀变速直线运动位移公式;本题是牛顿定律和运动学公式结合应用,有人的车厢总质量大,绳子对两车厢的拉力大小相等,方向相反,同时产生,同时消失,根据牛顿第三定律和第二定律分析两车加速度大小,再运用运动学位移公式,可以得到正确的结论。
60.【四川省双流中学2017届高三9月月考理科综合】 某运动员做跳伞训练,他从悬停在空中的直升飞机上由静止跳下,跳离飞机一段时间后打开降落伞做减速下落。他打开降落伞后的速度图线如图甲所示。降落伞用8根对称的绳悬挂运动员,每根绳与中轴线的夹角均为60°,如图乙。已知人的质量为50 kg,降落伞质量也为50 kg,不计人所受的阻力,打开伞后伞所受阻力Ff与速度v成正比,即Ff=kv (g取10 m/s2)。则: ( )
A.打开降落伞前人下落的距离为20 m
B.打开伞瞬间的加速度大小a=30 m/s2
C.阻力系数k=100 N·s/m
D.每根绳承受的拉力至少为200 N
【答案】AB
【解析】
考点:牛顿第二定律;力的合成与分解的运用;自由落体运动
【名师点睛】本题主要考查了牛顿第二定律、力的合成与分解的运用、自由落体运动。本题要求同学们能根据速度图象分析出运动员的运动情况。知道当速度等于5m/s时,物体做匀速运动,受力平衡。
61.【四川省双流中学2017届高三9月月考理科综合】下列说法正确的是( )(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)
A.牛顿第一定律是实验定律。
B.在水平面上运动的物体最终停下来,是因为水平方向没有外力维持其运动的结果。
C.运动的物体惯性大,静止的物体惯性小。
D.物体的惯性越大,状态越难改变。
E.作用力与反作用力可以作用在同一物体上。
F.作用力与反作用力的作用效果不能抵消。
G.物体所受的合外力减小,加速度一定减小,而速度不一定减小。
【答案】DFG
【解析】
试题分析:牛顿第一定律不能用实验验证,不是实验定律,故A错误;在水平面上运动的物体最终停下来,是因为受到摩擦力作用的结果,力不是维持物体运动的原因,故B错误;物体惯性大小的量度是质量,运动的物体和静止的物体的惯性一样大,故C错误;根据牛顿第二定律,惯性大质量大,状态难改变,故D正确;作用力与反作用力作用在不同的物体上,不能相互抵消,故E错误、F错误;根据牛顿第二定律,物体所受的合外力减小,加速度一定减小;加速度减小,如果加速度与速度同向,则加速度增大 ,故G正确。
考点:牛顿运动定律
【名师点睛】本题主要考查了牛顿运动定律。本题涉及到力学中的一些基本概念和基本规律,如惯性、作用力与反作力、速度与加速度的区别、牛顿三定律等,我们一定要在熟记的基础上理解和灵活运用。
62.【贵州省遵义航天高级中学2017届高三第一次模拟考试理科综合】2014年8月,山东鲁能队再度包揽乒超男女团体的冠军,加冕双冠王!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跑动,球拍与球保持相对静止且球拍平面和水平面之间夹角为θ。设球拍和球质量分别为M、m,不计球拍和球之间摩擦,不计空气阻力,则( )
A.运动员的加速度大小为gsinθ B.球拍对球的作用力大小为mgcosθ
C.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】
试题分析:球、球拍和运动员具有相同的加速度,对小球分析如图所示,则小球所受的合力,根据牛顿第二定律得:加速度,故A错误;根据平行四边形定则和几何关系可知,球拍对球的作用力,故B错误;对球拍和球整体分析,整体受到重力和运动员对球拍的作用力,两个力的合力,根据平行四边形定则和几何关系可知,运动员对球拍的作用力,故C正确;对球、球拍和运动员整体受力分析,地面对运动员的作用力包括竖直向上的支持力和水平向右的摩擦力,两个力的合力斜向右上方,故D错误。
考点:牛顿第二定律的应用
63.【贵州省遵义航天高级中学2017届高三第一次模拟考试理科综合】如右图所示,位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面 相切于M点,与竖直墙相切于A点,竖直墙上另一点B与M的连线和水平面的夹角为600,C是圆环轨道的圆心.已知在同一时刻:a、b两球分别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道分别AM、BM运动到M点;c球由C点自由下落到M点;则( )
A.a球最先到达M点 B.c球最先到达M点.
C.b球最先到达M点 D.b球和c球都可能最先到达M
【答案】B
【解析】
考点:牛顿第二定律的应用(等时圆)
64.【广东仲元中学2017届高三9月月考理综】如图甲所示,在粗糙的水平面上,物块A在水平向右的外力F的作用下从静止开始运动,其速度—时间图像如图乙所示,下列判断正确的是
A.在0—1s内,外力F不变 B.在4s末,物块恰回到出发点
C.在3—4s内,外力F不断减小 D.在第4s内,物块的平均速度大于0.5v0
【答案】ACD
【解析】
试题分析:在v—t图象中,图线的斜率表示加速度。0—
1s内,直线的斜率不变,加速度不变,根据牛顿第二定律,有:,可知外力F是恒力,故A正确;1—3s内,速度不变,物体做匀速直线运动,加速度等于零,3—4s内,物块做减速运动,斜率越来越大,说明加速度越来越大,所以物体做加速度增大的减速运动,速度始终为正值,物体一直向正方向运动,故B错误;3—4s内, 根据牛顿第二定律,有:,a增大,F减小,故C正确;在v—t图象中,图线与横轴形成的面积表示位移,若第4s内的平均速度等于0.5v0,则v—t图象应为直线,曲线与横轴形成的面积比直线与横轴形成的面积大,由可知,第4s内的平均速度应大于0.5v0,故D正确。
考点:v—t图象,牛顿第二定律
65.【广东仲元中学2017届高三9月月考理综】如图所示,质量为1 kg的环套在倾斜固定的杆上,受到竖直向上的20 N的拉力F1的作用,从静止开始运动.已知杆与环间的动摩擦因数μ=,杆与水平地面的夹角为30°,取g=10 m/s2,则下列说法正确的是:
A.环对杆的弹力垂直于杆向下,大小为 B.环对杆的摩擦力沿斜面向上,大小为2.5N
C.环的加速度大小为2.5 m/s2 D.杆对环的作用力大小为10N
【答案】BC
【解析】
考点:牛顿第二定律的应用
66.【广东仲元中学2017届高三9月月考理综】如图所示,A、B的质量分别为mA=1kg,mB=2kg,互不粘连地叠放在轻质弹簧上静止(弹簧下端固定于地面上,劲度系数k=100N/m),对A施加一竖直向下、大小为F=60N的力,将弹簧再压缩一段距离(弹性限度内)而处于静止状态。然后突然撤去F,设两物体运动过程中A、B间相互作用力大小为FN,则A、B在向上运动过程中,下列说法正确的是(重力加速度为g=10m/s2)
A.刚撤去外力F时,FN=30N
B.当 A物体向上的位移为0.3m时,FN=20N
C.当两物体速度最大时,弹簧处于压缩状态,且FN=10N
D.当A、B两物体将分离时刻,A物体的位移大小为0.6m
【答案】ABC
【解析】
试题分析:用F=60N的力将物体压至静止状态时物体所受合力为零,满足,弹簧压缩量,撤去力F瞬间,两物体所受合力竖直向上等于F=60N,加速度,对A,根据牛顿第二定律:,,故A正确;当 A向上移动为0.3m时,弹簧压缩量为0.6m,两物体加速度,对A,根据牛顿第二定律:,,故B正确;两物体向上的加速度减小到零时,速度最大,此时满足,压缩量,A向上移动为0.6m,对A,根据牛顿第二定律:,,故C正确;A向上移动0.6m后,弹力小于两物体的重力,两物体开始向上做加速运动,弹簧恢复原长时两物体加速度等于g,再继续向上运动,B的加速度将大于g,A的加速度保持为g
,有所以弹簧恢复原长时,两物体刚好分离时,A物体的位移大小为0.9m,故D错误。
考点:牛顿第二定律的应用,胡克定律
67.【广东仲元中学2017届高三9月月考理综】带滑轮的平板C放在水平桌面上,小车A通过绕过滑轮的轻绳与物体B相连,如图所示。A、C间及绳与滑轮间摩擦力不计,C与桌面间动摩擦因数为μ,最大静摩擦力认为等于滑动摩擦力,A、C质量均为m,小车A运动时平板C保持静止,物体B的质量M可改变,则下列说法正确的是
A.当M=m时,A受到的合外力大小为mg B.当M=m时,C对桌面的压力大小为2mg
C.若取μ=0.1,则当M=m时,C不可能静止 D.在M改变时,保持C静止必须满足
【答案】CD
【解析】
试题分析:当M=m时,对AB系统,根据牛顿第二定律得:,加速度,A受到的合外力等于绳子的拉力,对A:绳子的拉力,故A错误;绳子对C的作用力与水平面成45°斜向下,对C受力分析,若C处于静止状态,受力平衡,竖直方向有:C对桌面的压力,故B错误;水平方向,摩擦力,需小于或等于最大静摩擦力,即,,所以当M=m时,满足,C才能保持静止,故C正确;AB两个物体做匀加速运动,根据牛顿第二定律得:,则绳子的拉力,根据滑轮的受力分析可知,绳子对C的作用力,对C受力分析可知,要使C保持静止,则有,即
,而,所以保持C静止必须满足,故D正确。
考点:牛顿第二定律的应用
68.【湖南省衡阳市第八中学2017届高三实验班暑期第一次月考理科综合】如图所示,劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于水平面上质量为m的物体接触(未连接),弹簧水平且无形变。用水平力,缓慢推动物体,在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0,此时物体静止。撤去F后,物体开始向左运动,运动的最大距离为4x0。物体与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。则
A.撤去F后,物体先做匀加速运动,再做匀减速运动
B.撤去F后,物体刚运动时的加速度大小为
C.弹簧被压缩了x0时具有的弹性势能为
D.物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为
【答案】BD
【解析】
考点:功能关系、力的合成与分解的运用、牛顿第二定律
【名师点睛】本题分析物体的受力情况和运动情况是解答的关键,要抓住加速度与合外力成正比,即可得到加速度是变化的.运用逆向思维研究匀减速运动过程。
69.【河北省武邑中学2017届高三上学期周考】在粗糙程度相同的水平地面上,物块在水平向右的力F作用下由静止开始运动。运动的速度v与时间t的关系如图2所示,取g=10m/s2,由图象可知:
A.在2s~4s内,力F=0
B.在0~2s内,力F逐渐变小
C.物块与地面间的动摩擦因数μ=0.2
D.0—6s内物块运动的总位移为16m
【答案】BC
【解析】
考点:匀变速直线运动的图像、牛顿第二定律
【名师点睛】解决本题的关键知道速度时间图线的物理意义,知道图线的斜率表示加速度,图线与时间轴围成的面积表示位移,结合牛顿第二定律进行求解。
70..【河北省武邑中学2017届高三上学期周考】足够长的水平传送带以v0=2 m/s的速度匀速运行.t=0时,在最左端轻放一个小滑块,t=2 s时,传送带突然制动停下,已知滑块与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.2,g=10 m/s2.关于滑块相对地面运动的v-t图象正确的是( )
【答案】D
【解析】
试题分析:滑块放在传送带上受到滑动摩擦力作用做匀加速运动,加速度为,滑块运动到与传送带速度相同时需要的时间,然后随传送带一起匀速运动的时间,当送带突然制动停下时,滑块在传送带摩擦力作用下做匀减速运动直到静止,,运动的时间,所以速度时间图象对应D选项,故D正确。
考点:牛顿第二定律、匀变速直线运动的图像
【名师点睛】滑块放在传送带上受到滑动摩擦力作用做匀加速运动,当速度与传送带相等时,和传送带一起做运动运动,当传送带突然制动停下时,滑块在传送带摩擦力作用下做匀减速运动直到静止.由牛顿第二定律和运动学公式结合,通过计算分析。
71.【河北省武邑中学2017届高三上学期周考】如图所示,底板光滑的小车上用两个量程为20N、完全相同的弹簧秤甲和乙系住一个质量为1k的物块。当小车在水平地面上做匀速直线运动时,两弹簧秤的示数均为10N,当小车做匀加速直线运动时,弹簧秤甲的示数变为8N.这时小车运动的加速度大小是
A.2 m/s2 B.8 m/s2 C.6 m/s2 D.4 m/s2
【答案】B
【解析】
试题分析:开始时甲和乙的弹力均为零,说明两个弹簧均处于原长,弹簧甲和乙完全相同,小车加速时,甲的弹力为,故乙的弹力也为,且两个弹力同方向,故合力为,根据牛顿第二定律,有:,故选项B正确。
考点:牛顿第二定律、力的合成与分解的运用
【名师点睛】本题主要考查了牛顿第二定律的直接应用,要知道弹簧秤甲的长度减小量跟弹簧秤乙的长度增加量相同。
72..【河北省武邑中学2017届高三上学期周考】如图1所示,倾斜索道与水平面夹角为37°,当载人车厢沿钢索匀加速向上运动时,车厢里的人对厢底的压力为其重量的1.25倍,那么车厢对人的摩擦力为其体重的( )
A.倍 B.倍
C.倍 D.倍
【答案】B
【解析】
试题分析:由于人对车厢底的正压力为其重力的1.25倍,所以在竖直方向上有
,
解得,设水平方向上的加速度为,则,所以,对人受力分析可知,在水平方向上摩擦力作为合力产生加速度,即,所以B正确。
考点:牛顿第二定律、力的合成与分解的运用
【名师点睛】人的水平和竖直方向的加速度之间的关系,是解决本题的关键,在本题中人在水平和竖直两个方向上都是有加速度的。
73.【湖北省孝感高级中学2017届高三9月调考】细绳拴一个质量为m的小球,小球将左端固定在墙上的轻弹簧压缩了(小球与弹簧不连接),小球静止时弹簧在水平位置,细绳与竖直方向的夹角为53°,小球到地面的高度为h,如图所示.下列说法中正确的是
A.细线烧断后小球做平抛运动
B.细绳烧断后,小球落地的速度等于
C.剪断弹簧瞬间细绳的拉力为mg
D.细绳烧断瞬间小球的加速度为g
【答案】D
【解析】
由平衡条件得:细绳的拉力大小为:弹簧的弹力大小为:,细绳烧断瞬间弹簧的弹力不变,则小球所受的合力与烧断前细绳拉力的大小相等、方向相反,则此瞬间小球的加速度大小为:,故D正确,选项C错误。
考点:牛顿第二定律、力的合成与分解的运用
【名师点睛】本题中小球先处于平衡状态,由平衡条件求解各力的大小,后烧断细绳,小球处于非平衡条件,抓住细绳烧断瞬间弹簧的弹力不变是关键。
74.【湖南省长沙市长郡中学2017届高三上学期第二次周测】如图所示,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向右做匀加速运动,木块间的轻质弹簧劲度系数为k,原长为,则此时木块A、B间的距离为
A、 B、 C、 D、
【答案】B
【解析】
试题分析:先以A、B整体为研究对象,加速度为:,再隔离A物体,弹簧的弹力:,则弹簧的长度,故选B。
考点:牛顿第二定律、胡克定律。
【名师点睛】解决本题的关键能够正确地受力分析,根据牛顿第二定律进行求解,掌握整体法和隔离法的运用。
二、非选择题
1.【湖北省孝感高级中学2017届高三9月调考】如图所示,质量m=1.1kg的物体(可视为质点)用细绳拴住,放在水平传送带的右端,物体和传送带之间的动摩擦因数μ=0.5,传送带的长度L=5m,当传送带以v=5m/s的速度做逆时针转动时,绳与水平方向的夹角θ=37°.已知:g=l0m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)传送带稳定运动时绳子的拉力T;
(2)某时刻剪断绳子,求物体运动至传送带最左端所用时间;
【答案】(1);(2)
【解析】
考点:牛顿第二定律、物体的弹性和弹力
【名师点睛】解决本题的关键能够根据物体的受力,判断物体的运动,理清整个过程中物块的运动状况,结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解。
2.【湖北省孝感高级中学2017届高三9月调考】如图所示,质量M=2kg的木板静止在光滑的水平面上,质量的小物块(可视为质点)放置在木板的中央。在地面上方存在着宽度的作用区,作用区只对小物块有水平向右的作用力,作用力的大小。将小物块与木板从图示位置(小物块在作用区内的最左边)由静止释放,已知在整个过程中小物块不会滑离木板,小物块与木板间的动摩擦因素为,重力加速度。
(1)小物块刚离开作用区时的速度;
(2)若小物块运动至距作用区右侧处的点时,小物块与木板的速度恰好相同,求距离及小物块离开作用区后的运动过程中物块与木板间由于摩擦而产生的内能。
【答案】(1) ;(2)
【解析】
试题分析:(1)小物块在区域Ⅰ中运动时:,
而对物块: ,故:
(2)物块在区域Ⅰ中运动的时间为:
故:离开区域Ⅰ时板的速度为:
设从小物块进入区域Ⅱ到小物块与木板共速历时为t’,则:
解得:t’=1.5s 共速时二者速度均为
由运动学公式得:
考点:牛顿第二定律、匀变速直线运动的速度与时间的关系
【名师点睛】本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合,关键理清物块和木板在整个过程中的运动规律,运用牛顿第二定律和运动学公式进行求解,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁。
3.【河北省武邑中学2017届高三上学期周考】如图所示,倾角α=30°的足够长光滑斜面固定在水平面上,斜面上放一长L=1.8 m、质量M =3 kg的薄木板,木板的最上端叠放一质量m=1 kg的小物块,物块与木板间的动摩擦因数μ=.对木板施加沿斜面向上的恒力F,使木板沿斜面由静止开始做匀加速直线运动.设物块与木板间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度g=10 m/s2.
(1)为使物块不滑离木板,求力F应满足的条件;
(2)若F=37.5 N,物块能否滑离木板?若不能,请说明理由;若能,求出物块滑离木板所用的时间及滑离木板后沿斜面上升的最大距离.
【答案】(1);(2) 物块能滑离木板,,
【解析】
试题分析:(1)对M、m,由牛顿第二定律
对m,有 , ,代入数据得: 。
(2),物块能滑离木板 ,对于M,有 1
考点:牛顿运动定律的综合应用、匀变速直线运动的位移与时间的关系
【名师点睛】解决本题的关键理清物块和木板的运动情况,结合牛顿第二定律和运动学公式联合求解,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁。
4.【河北省武邑中学2017届高三上学期周考】如图所示,升降机中的斜面和竖直壁之间放一个质量为10kg的光滑小球,斜面倾角θ=30°,当升降机以a=5m/s2的加速度竖直上升时,求:
(1)小球对斜面的压力;
(2)小球对竖直墙壁的压力。(取g=10m/s2)
【答案】,
【解析】
试题分析:小球的受力如图所示:
在水平方向上有:,
在竖直方向上有:,
联立两式代入数据解得:,.
根据牛顿第三定律知,小球对斜面的压力为,对竖直墙壁的压力为.
考点:牛顿第二定律、物体的弹性和弹力
【名师点睛】本题考查了牛顿第二定律的基本运用,关键抓住水平方向合力为零,竖直方向上产生加速度,结合牛顿第二定律进行求解。
5.【湖南省衡阳市第八中学2017届高三实验班暑期第一次月考理科综合】某商场设计将货物(可视为质点),从高处运送到货仓,简化运送过程如图所示,左侧由固定于地面的光滑圆轨道,轨道半径为R,轨道最低点距离地面高度为,距货仓的水平距离为L=3R,若货物由轨道顶端无初速落下,无法直接运动到货仓,设计者在紧靠最低点的地面放置两个相同的木箱,木箱长度为R,高度为h,质量为M,上表面与轨道末端相切,货物与木箱之间的动摩擦因数为μ,设计者将质量为m货物由轨道顶端无初速滑下,发现货物滑上木箱1时,两木箱均静止,而滑上木箱2时,木箱2开始滑动(最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g)
(1)求木箱与地面的动摩擦因数μ1的取值范围;
(2)设计者将两木箱固定在地面上,发现货物刚好可以死进去货仓,求动摩擦因数μ的值.
【答案】(1);(2)
【解析】
试题分析:(1)因为货物在木箱1上运动时,两木箱均静止,有:,
货物在木箱2上运动时,木箱2开始滑动,有:,
联立两式解得:。
(2)根据动能定理得,,解得,
在两木箱上做匀减速运动的加速度,
因为木块刚好进入货仓,木块离开木箱后做平抛运动,有:,,
考点:牛顿第二定律、摩擦力的判断与计算
【名师点睛】本题考查了动能定理、牛顿第二定律和运动学公式的综合运用,对于第二问,关键抓住临界情况,物块恰好进入货仓,求出平抛运动的初速度是关键。
6.【湖南省衡阳市第八中学2017届高三实验班暑期第一次月考理科综合】如图所示,内壁粗糙、半径R=0.4m的四分之一圆弧轨道AB在最低点B与光滑水平轨道BC相切.质量m2=0.2kg的小球b左端连接一轻质弹簧,静止在光滑水平轨道上,另一质量m1=0.2kg的小球a自圆弧轨道顶端由静止释放,运动到圆弧轨道最低点B时对轨道的压力为小球a重力的2倍.忽略空气阻力,重力加速度g=10m/s2.求
(1)小球a由A点运动到B点的过程中,摩擦力做功Wf;
(2)小球a通过弹簧与小球b相互作用的过程中,弹簧的最大弹性势能Ep;
(3)小球a通过弹簧与小球b相互作用的整个过程中,弹簧对小球b的冲量I的大小.
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
试题分析:(1)小球由释放到最低点的过程中,根据动能定理:
小球在最低点,根据牛顿第二定律:
联立可得:。
(2)小球a与小球b通过弹簧相互作用,达到共同速度v2过程中,由动量关系:
由能量转化和守恒:
联立可得:。
(3)小球a与小球b通过弹簧相互作用的整个过程中,a后来速度为,b后来速度为,由动量关系:
由能量转化和守恒:
根据动量定理有:
联立可得:。
考点:动能定理、牛顿第二定律
【名师点睛】该题重点是动量守恒和能量转化与守恒的应用,动量守恒的应用要注意速度的方向性,在物体碰撞过程中要注意判定碰撞之后速度是同向还是反向,以此来确定好动量守恒公式中速度的正负号。
7.【广东仲元中学2017届高三9月月考理综】一物块在粗糙水平面上,受到的水平拉力F随时间t变化如图(a)所示,速度v随时间t变化如图(b)所示(g=10m/s2)。求:(1)1秒末物块所受摩擦力f的大小。(2)2—4s内物体的加速度及物块质量m。(3)物块与水平面间的动摩擦因数μ。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
试题分析:(1)0—2s内物体处于静止状态,在1s末,静摩擦力
(2)4s后,物体作匀速直线运动,物体所受合外力为零,此时拉力F与滑动摩擦力Ff等大反向,滑动摩擦力。
由(b)图可知,2—4s内物体的加速度
根据牛顿第二定律,有:
解得:物块质量
(3)滑动摩擦力
解得:动摩擦因数
考点:静摩擦力,滑动摩擦力,牛顿第二定律,v—t图象
8.【广东仲元中学2017届高三9月月考理综】如图所示,一水平的足够长的浅色长传送带与平板紧靠在一起,且上表面在同一水平面。传送带上左端放置一质量为m=1kg的煤块(视为质点),煤块与传送带及煤块与平板上表面之间的动摩擦因数为均为μ1=0.1。初始时,传送带与煤块及平板都是静止的。现让传送带以恒定的向右加速度a=3m/s2开始运动,当其速度达到v=1.5m/s后,便以此速度做匀速运动。经过一段时间,煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后,煤块相对于传送带不再滑动,随后在平稳滑上右端平板上的同时,在平板右侧施加一个水平恒力F=17N,F作用了0.5s时煤块与平板速度恰相等,此时刻撤去F。最终煤块没有从平板上滑下,已知平板质量M=4kg,(重力加速度为g= 10m/s2),求:(1)传送带上黑色痕迹的长度;(2)有F作用期间平板的加速度大小;(3)平板上表面至少多长(计算结果保留两位有效数字)?
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
传送带由可知:传送带的加速距离
由可知:传送带的加速时间
在煤块的加速度过程中,传送带匀速运动的时间
传送带匀速运动的距离
黑色痕迹长度即传送带与煤块发生的位移之差:
(2)煤块滑上平板后,分别对两个物体受力分析,根据牛顿第二定律可知:
煤块做减速运动,初速度为,加速度,经时间,速度
对平板,由得,平板加速度
(3)对平板,有力F时,根据牛顿第二定律,有:
解得:平板与地面间动摩擦因数
因为,所以撤去力F后,煤块不能和平板一起减速而保持相对静止,而是煤块仍以加速度减速,平板以更大的加速度减速,可知平板先停下来,煤块在平板之后停下来。
由得:煤块相对于地面的位移
有力F时,由得:平板相对于地面的位移
撤去力F后,对平板,根据牛顿第二定律,有
平板减速的加速度大小,
由得:平板相对于地面的位移
平板车的最小长度即煤块与平板的位移之差,故
考点:牛顿第二定律的应用,匀变速直线运动的规律
9.【贵州省遵义航天高级中学2017届高三第一次模拟考试理科综合】如图甲所示,质量M=1 kg的薄木板静止在水平面上,质量m=1 kg的铁块(可视为质点)静止在木板的右端。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,已知木板与水平面间的动摩擦因数μ1=0.05,铁块与木板之间的动摩擦因数μ2=0.2,重力加速度g=10 m/s2。现给铁块施加一个水平向左的力F:
(1)若力F恒为4 N,经过时间1 s,铁块运动到木板的左端,求木板的长度L;
(2)若力F从零开始逐渐增加,且铁块始终在木板上没有掉下来。试通过分析与计算,在图乙中作出铁块受到的摩擦力Ff随力F大小变化的图象。
【答案】(1);(2)Ff—F图象如图。
【解析】
(2)铁块与木板间的最大静摩擦力
木板和水平面间的最大静摩擦力
由可知,木板的最大加速度
对铁块和木板整体:
解得:
由上可知:
①当时,系统静止,铁块受到的摩擦力
②当时,M、m相对静止,铁块与木板有相同的加速度,
对铁块和木板整体:
对铁块:
代入数据得:
③当时,M、m相对滑动,此时铁块受到的摩擦力为滑动摩擦力,大小恒定,为
综上所述,铁块受到的摩擦力Ff随力F大小变化的图象如图所示。
考点:牛顿第二定律的应用
10.【四川省双流中学2017届高三9月月考理科综合】在光滑水平面上有间距为的两平行板,板附近的一个小球(可视为质点),质量为,
=0时刻受外力作用由静止开始运动,如图甲(该图为俯视图).外力随时间变化规律如图乙所示,取图甲中方向为正向,其正向外力为,反向外力为﹣(>1),外力变化的周期为2T.若整个运动过程中 ,小球未碰到板
(1)若=,小球在-时间内不能到达板,求应满足的条件;
(2)若小球在﹣时间内未碰到板,求﹣过程中小球速度随时间变化的关系;
(3)若小球在第个周期内的位移为零,求的值.
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
试题分析:先匀加速运动具有,再匀减速运动,具有。在内正向运动,有,故
(2)在199T--200T的过程中,未到达A板,有100T加速度为,99T加速度为。(t-199T)加速度。
,其中,,
代入解得
(3)第N个周期初速度为,则,前半个周期位移
,后半个周期位移。而
代入解得.
考点:牛顿第二定律;匀变速直线运动规律
【名师点睛】本题主要考查了牛顿第二定律和匀变速直线运动规律综合应用。由于外力方向周期性的变化,物体运动情况比较复杂,本题是一道难题;分析清楚物体的运动过程是正确解题的关键,一般以一个周期时间来分析问题。
11.【石家庄市第二中学2017届高三9月月考理科综合】如图所示,质量M=8.0kg的小车放在光滑的水平面上,给小车施加一水平向右的恒力F=8.0N。当向右运动的速度达到=1.5m/s时,有一物块以水平向左的初速度=1.0m/s滑上小车的右端,小物块的质量m=2.0kg,物块与小车表面的动摩擦因数μ=0.2,设小车足够长,取,各问最终计算结果均保留1位小数。
(1)物块从滑上小车开始,经过多次时间速度减小为零?
(2)求物块在小车上相对小车滑动的过程中,物块相对地面的位移大小;
(3)求整个过程系统生成的摩擦热。
【答案】(1)t1=0.5s(2)1.1m(3)Q=8.3J
【解析】
(2)小车做加速度为aM的匀加速运动,根据牛顿第二定律F-μmg=MaM
解得: aM==0.5m/s2
设物块向左滑动的位移为x1,根据运动学公式
x1=v0t1-amt=0.25m
当滑块的速度为零时,小车的速度V1为
V1=V0+aMt1=1.75m/s
设物块向右滑动经过时间t2相对小车静止,此后物块与小车有共同速度V,根据运动学公式,有 V=V1+aMt2=amt2
解得:V=m/s t2=s
滑块在时间t2内的位移为x2=amt=m
因此,滑块在小车上滑动的过程中相对地面的位移为
x=x2-x1=m≈1.1m
(3)t1时间内小车的对地位移
相对位移
t2时间内小车的对地位移
相对位移
摩擦热
解得Q=8.3J
考点:考查了牛顿第二定律与运动学公式的综合应用
【名师点睛】连接牛顿第二定律与运动学公式的纽带就是加速度,所以在做这一类问题时,特别又是多过程问题时,先弄清楚每个过程中的运动性质,根据牛顿第二定律求加速度然后根据加速度用运动学公式解题或者根据运动学公式求解加速度然后根据加速度利用牛顿第二定律求解力
12.【新疆生产建设兵团第二中学2017届高三上学期第一次月考】)质量m=5kg的物体放在水平面上,以初速度,现用F=30N的水平拉力作用在物体上,物体沿水平面做匀加速直线运动,已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,求
(1)物体加速度的大小;
(2)物体运动的位移与时间的函数关系式。
【答案】(1)(2)
【解析】
试题分析:(1)根据牛顿第二定律可得,解得
(2)由运动学公式可得位移与时间的函数关系式为
考点:考查了牛顿第二定律,运动学公式
【名师点睛】连接牛顿第二定律与运动学公式的纽带就是加速度,所以在做这一类问题时,特别又是多过程问题时,先弄清楚每个过程中的运动性质,根据牛顿第二定律求加速度然后根据加速度用运动学公式解题或者根据运动学公式求解加速度然后根据加速度利用牛顿第二定律求解力
13.【宁夏石嘴山市第三中学2017届高三上学期第一次月考】(6分)质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动,一段时间后撤去F,其运动的v-t图象如图所示。g取10 m/s2,求:
(1)物体与水平面间的动摩擦因数μ;
(2)水平推力F的大小;
(3)0~10 s内物体运动位移的大小。
【答案】(1)0.2 (2)6 N (3)46 m
【解析】
(2)由题中图象知0~6 s内物体做匀加速直线运动
其加速度大小为
由牛顿第二定律得F-μmg=ma2
联立得,水平推力F=6 N。
(3)设0~10 s内物体的位移为x,则
x=x1+x2=×(2+8)×6 m+×8×4 m=46 m。
考点:牛顿第二定律
【名师点睛】本题是速度--时间图象的应用,要明确斜率的含义,知道在速度--时间图象中图象与坐标轴围成的面积的含义,能根据图象读取有用信息,并结合匀变速直线运动基本公式及牛顿第二定律求解.属于中档题。
14.【宁夏石嘴山市第三中学2017届高三上学期第一次月考】(12分)如图所示,水平传输带以的速度匀速向右运动,左右两边端点A、B的间距为L=10m。传输带左边接倾斜直轨道AC, AC轨道与水平面夹角为。传输带右边接半圆形轨道BD并相切于B点,BD轨道半径R=2m。两轨道与传输带连接处认为紧密圆滑,物体通过连接点时无机械能损失。有一可视为质点的物体从B点出发以初速度向左运动。已知物体与传输带的动摩擦因数为,物体与斜面的动摩擦因数为,圆轨道光滑。问:至少多大,物体才能运动经过D点?(AC斜面足够长,结果保留3位有效数字)
【答案】11.3m/s
【解析】
若传输带足够长,则当时,物体先向左减速到零后又向右加速,由于传输带速度为20m/s>10m/s,所以物体向右运动的过程中一直加速。且向左运动的加速度大小与向右运动时的加速度大小相等,由对称性可得回到B点的速度,恰能完成圆周运动到D点。如果能完成上述过程,传输带的长度至少为L’
从B向A运动的过程中,物块的加速度大小 ④
解得:
斜面AC有摩擦要损失动能,所以是不能让物体最终运动到D点的。的临界速度必须比10m/s更大。 设物体从B以出发运动到最左端的A点时的速度为 ⑤
在斜面AC上行过程中加速度大小设为,上行的最大位移为x
则 ⑥ ⑦
考点:动能定理;牛顿第二定律的综合应用
【名师点睛】此题是力学综合题,主要考查机械能守恒定律、动能定理及牛顿第二定律的综合应用,关键是搞清物理过程及在各个阶段受力情况,并能选择合适的物理规律列出方程解答;此题计算量也较大,对学生的数学计算能力也是一次检验.
15.【黑龙江省哈尔滨师范大学附属中学2016届高三上学期开学考试】(16分) 如图所示,水平传送带AB长2m,以v=lm/s的速度匀速运动.质量均为4kg的小物体P,Q与绕过定滑轮的轻绳相连,t=0时刻P在传送带A端以初速度v0=4m/s向右运动,已知P与传送带间动摩擦因数为0.5,P在传送带上运动过程它与定滑轮间的绳始终水平.不计定滑轮质量和摩擦,绳不可伸长且有足够长度,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,取g =l0m/s2.求:
(1)t =0时刻小物体P的加速度大小和方向。
(2)小物体P滑离传送带时的速度。
【答案】(1)7.5m/s2 ,方向向左(2)m/s
【解析】
试题分析:(1)由于v0>v, 所以P向右减速运动,
对P: T+μmg=ma1 ①
对Q: mg- T=ma1 ②
a1=7.5m/s2 ③(1分)
方向向左
(2) 设经过时间t1速度与传送带速度相同,则
④
位移 ⑤
考点:牛顿第二定律的应用
【名师点睛】本题是牛顿第二定律的综合应用,主要考查了物体在传送带上的运动过程,分清过程是关键,特别注意摩擦力方向的改变。
16.【云南省临沧市第一中学2016届高三二调物理试题】(10分)在半径R=4000km的某星球表面,宇航员做了如下实验,实验装置如图甲所示,竖直平面内的光滑轨道由轨道AB和圆弧轨道BC组成,将质量m=0.2kg的小球从轨道上高H处的某点由静止滑下,用力传感器测出小球经过C点时对轨道的压力F,改变H的大小,可测出相应的F大小,F随H的变化关系如图乙所示,忽略星球自转。求:
(1) 圆弧轨道BC的半径r;(2)该星球的第一宇宙速度
【答案】(1)0.16 m (2)4×103 m/s
【解析】
试题分析:(1)小球由A到C的过程中,由机械能守恒定律得:
小球在C点时,由牛顿第二定律和圆周运动的知识得
联立以上两式可得:
由图像可得H = 0.4m , F = 0N ; H = 1.0m,F = 6 N
代入可得: r = 0.16 m
考点:机械能守恒定律;牛顿第二定律的应用
【名师点睛】此题在不同的星球背景上考查了机械能守恒定律以及牛顿第二定律的应用;关键是找到图像所对应的函数关系,利用图像的斜率及截距求解物理量.
17.【江西省丰城中学2017届高三上学期第一次段考】如图所示,从A点以υ0=4m/s的水平速度抛出一质量m=1kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方向进入光滑圆弧轨道BC,经圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面的长木板上,圆弧轨道C端切线水平.已知长木板的质量M=4kg,A、B两点距C点的高度分别为H=0.6m、h=0.15m,R=0.75m,物块与长木板之间的动摩擦因数
μ1=0.5,长木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.2,g=10m/s2.求:
(1)小物块运动至B点时的速度大小和方向;
(2)小物块滑动至C点时,对圆弧轨道C点的压力;
(3)长木板至少为多长,才能保证小物块不滑出长木板?
【答案】(1)5m/s,方向与水平面成37°角;(2)47.3 N;(3)2.8m.
【解析】
试题分析:(1)物块做平抛运动:H﹣h=gt2
设到达C点时竖直分速度为vy则:vy=gt
方向与水平面的夹角为θ:,即θ=37°
(2)从A至C点,由动能定理得 ①
设C点受到的支持力为FN,则有由①式可得 所以:FN=47.3 N
根据牛顿第三定律可知,物块m对圆弧轨道C点的压力大小为47.3N
考点:牛顿第二定律的应用
18.【河北省望都中学2017届高三8月月考】(9分)放在水平地面上一质量为m=2kg的质点,在水平恒定外力作用下由静止开始沿直线运动,4 s内通过8 m的距离,此后撤去外力,质点又运动了2 s停止,质点运动过程中所受阻力大小不变,求:
(1)撤去水平恒定外力时质点的速度大小;
(2)质点运动过程中所受到的阻力大小;
(3)质点所受水平恒定外力的大小.
【答案】(1)4m/s(2)4N (3)6 N.
【解析】
试题分析:(1)质点开始做匀加速直线运动
.解得
(2)质点减速过程加速度
由牛顿第二定律有-Ff=ma2
解得Ff=4 N
(3)开始加速过程中加速度为a1,x0=a1t2,由牛顿第二定律有:F-Ff=ma1
解得F=Ff+ma1=6 N.
考点:牛顿第二定律的应用
19.【河北省望都中学2017届高三8月月考】(12分)如图甲所示,有一块木板静止在足够长的粗糙水平面上,木板质量为M=4kg,长为L=1.4m;木块右端放的一小滑块,小滑块质量为m=1kg,可视为质点.现用水平恒力F作用在木板M右端,恒力F取不同数值时,小滑块和木板的加速度分别对应不同数值,两者的a﹣F图象如图乙所示,取g=10m/s2.求:
(1)小滑块与木板之间的滑动摩擦因数,以及木板与地面的滑动摩擦因数.
(2)若水平恒力F=27.8N,且始终作用在木板M上,当小滑块m从木板上滑落时,经历的时间为多长.
【答案】(1)0.4, 0.1.(2)2s.
【解析】
(2)设m在M上滑动的事件为t,当水平恒力F=27.8N时,
由(1)知滑块的加速度为,
而滑块在时间t内的位移为,
由(1)可知木板的加速度为,
代入数据解得a2=4.7m/s2,
而木板在时间t内的位移为
由题可知,s1﹣s2=L,
代入数据联立解得t=2s.
考点:牛顿第二定律的综合应用
20.【河北省邯郸市大名县第一中学2017届高三上学期第一次月考】(13分)一质量m=0.5 kg的滑块以一定的初速度冲上一倾角θ=37°的足够长的斜面。某同学利用传感器测出了滑块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度,并用计算机作出了滑块上滑过程的v-t图象,如图所示。(最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2)
(1)求滑块与斜面间的动摩擦因数;
(2)
判断滑块最后能否返回斜面底端。若能返回,求出返回斜面底端时的速度大小;若不能返回,求出滑块停在什么位置。
【答案】(1)0.5 (2)能 2 m/s
【解析】
考点:牛顿第二定律的应用
21.【江苏省溧水高级中学2017届高三暑期考试物理试题】(15分)预警雷达探测到敌机在20000m上空水平匀速飞行,立即启动质量m=100kg的防空导弹,导弹的火箭发动机在制导系统控制下竖直向下喷气,使导弹由静止以a=10g(g=10m/s2)的加速度竖直向上匀加速上升至5000m高空,喷气方向立即变为与竖直方向成θ角(cosθ=1/11)斜向下,导弹做曲线运动,直至击中敌机。假设导弹飞行过程中火箭推力大小恒定,且不考虑导弹质量变化及空气阻力,导弹可视为质点。试求:
(1)火箭喷气产生的推力;(2)导弹从发射到击中敌机所用的时间;(3)导弹击中敌机时的动能。
【答案】(1)(2)25s(3)
【解析】
(3)在5000米高处之后,导弹在竖直方向作匀速运动,水平方向作匀加速运动
导弹击中飞机时的动能为
考点:牛顿第二定律的应用
22.【重庆市巴蜀中学2017届高三上学期开学考试理科综合物理试题】(13分) 如图所示,木板与水平地面间的夹角θ可以随意改变,当θ=30°时,可视为质点的小木块恰好能沿着木板匀速下滑.若让该小木块从木板的底端以v0的速度沿木板向上运动,随着θ的改变,小木块沿木板向上滑行的距离将发生变化.已知重力加速度为g.
(1)小木块与木板间的动摩擦因数;
(2)当θ=60°角时,小木块沿木板向上滑行的距离;
(3)当θ=60°角时,小木块由底端沿木板向上滑行再回到原出发点所用的时间.
【答案】(1) (2) (3)
【解析】
(2)当小木块向上运动时,小木块的加速度为a,则:mgsin θ+μmgcosθ=ma
小木块的位移为x:
则:
而θ=60°
则
(3)当小木块向上运动时,小木块的加速度为a1,则:mgsin θ+μmgcos θ=ma1
当小木块向下运动时,小木块的加速度为a2,则:mgsinθ-μmgcosθ=ma2
解得:
由得:
故:
考点:考查牛顿第二定律;匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系.
【名师点睛】本题是已知受力情况确定运动情况的问题,关键是受力分析后根据牛顿第二定律列式求解加速度,然后根据运动学公式列式求解时间.
23.【湖北省沙市中学2017届高三上学期第二次考试】
(12分)如图所示,在足够大的粗糙水平面上,有一直角坐标系,在坐标原点处有一物体,质量m=5 kg,物体和水平面间的动摩擦因数为μ=0.08,物体受到沿坐标轴的三个恒力F1、F2、F3的作用而静止于水平面.其中F1=3 N,方向沿x轴正方向;F2=4 N,方向沿y轴负方向;F3沿x轴负方向,大小未知,从t=0时刻起,F1停止作用,到第2秒末,F1再恢复作用,同时F2停止作用.物体与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度的大小g=10 m/s2.
(1)判断F3的大小是否一定等于3 N;(要求有必要的计算推理过程.)
(2)求物体静止时受到的摩擦力的大小和方向;
(3)求第2 s末物体速度的大小;
(4)求第4 s末物体所处的位置坐标.
【答案】(1)F3=3 N(2)4 N;方向为沿y轴正方向;(3)0.4 m/s;方向沿OA方向(4)x=-0.3 m,y=-0.4 m.
【解析】
(2)物体静止时沿y轴受力平衡,则物体此时所受的静摩擦力的大小必为Ff=F2=4 N;Ff的方向为沿y轴正方向;
(3)撤除F1后,物体的受力分析如图所示:撤除F1后,物体受主动力F2、F3作用,F2、F3的合力F23==5 N>Ffm=4 N,方向沿OA方向,则物体立即有沿OA运动的趋势,故摩擦力方向立即变为OA的反方向,且摩擦力为滑动摩擦力,大小为4 N.在0~2 s内,物体所受合外力为F=1 N,方向与-y轴成37°角,与-x轴成53°角.
物体的加速度为a1==0.2 m/s2;
物体的运动性质为:初速度为零的匀加速直线运动; 物体在0~2 s内的位移为: x1=a1t=0.4 m;
2 s末的速度为:v=a1t1=0.4 m/s;方向沿OA方向;
考点:牛顿第二定律的综合应用
【名师点睛】本题是牛顿第二定律的综合应用问题;关键明确物体各个方向上的运动规律,根据受力情况确定加速度,再根据运动学公式列式求解。
24.【云南省临沧市第一中学2016届高三二调物理试题】(12分)如图所示,水平传送带以一定速度匀速运动,将质量m=1kg的小物块轻轻放在传送带上的P点,物块运动到A点后被水平抛出,小物块恰好无碰撞地沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆弧轨道下滑.B、C为圆弧上的两点,其连线水平,已知圆弧对应圆心角
,A点距水平面的高度h=0.8m.小物块到达C点时的速度大小与B点相等,并沿固定斜面向上滑动,小物块从C点到第二次经过D点的时间间隔为0.8s,已知小物块与斜面间的动摩擦因数,重力加速度g取10 m/s2,取sin530=0.8,cos53°=0.6,求:
(1)小物块从A到B的运动时间;
(2)小物块离开A点时的水平速度大小;
(3)斜面上C、D点间的距离
【答案】(1)0.4s(2)3m/s(3)0.98m
【解析】
试题分析:(1)A到B做平抛运动
故
(2)物块在B点的竖直分速度vy=gtAB=4m/s
故小物块离开A点时的水平速度大小vA=vycot530=3m/s
从最高点下滑至D点的时间t2=t-t1=0.3s
从最高点下滑至D点的位移大小
所以斜面上C、D点间的距离sCD=s1-s2=0.98m
考点:平抛运动;牛顿第二定律的综合应用
【名师点睛】此题是力学综合题,涉及到平抛运动及圆周运动,考查了牛顿第二定律及动能定理的应用;关键是分析物理过程及物体的受力情况,灵活运用物理规律列方程;此题意在考查学生综合分析问题的能力.
25.【湖北省沙市中学2017届高三上学期第二次考试】(10分)如图所示,倾角( = 37(的固定斜面上放一块质量M = 1 kg,长度 L = 3 m的薄平板AB。平板的上表面光滑,其下端B与斜面底端C的距离为s=7m。在平板的上端A处放一质量m = 0.6kg的滑块,开始时使平板和滑块都静止,之后将它们无初速释放。假设平板与斜面间、滑块与斜面间的动摩擦因数均为( = 0.5,求滑块、平板下端B到达斜面底端C的时间差是多少?(结果可用根号表示)
【答案】
【解析】
考点:牛顿第二定律的应用
【名师点睛】本题关键在于分析两物体的受力情况,再确定物体的运动情况.也可以运用动能定理与运动学公式结合求解。
26.【湖北省沙市中学2017届高三上学期第二次考试】(10分)如图所示,一圆环A套在一粗细均匀的圆木棒B上,圆环A的高度相对圆木棒B的长度可以忽略不计.A和B的质量都是0.5kg,A和B之间的滑动摩擦力为3N.开始时B竖直放置,下端离地面高度,A在B
的顶端.现让它们由静止开始自由下落,当木棒与地面相碰后,木棒以竖直向上的速度反向运动.设碰撞时间很短,碰撞无机械能损失,不考虑空气阻力,取当地的重力加速度.试求:
(1)木棒第一次着地时速度的大小;
(2)若在棒第二次着地前,要使A不脱离棒,棒的最小长度是多少?
【答案】(1)4m/s (2)2.5m
【解析】
试题分析:(1)释放后A和B相对静止一起做自由落体运动,B着地前瞬间的速度的大小为:
考点:牛顿第二定律的综合应用
【名师点睛】本题的难点是出现了圆环和木棒两个研究对象相对运动,要采取隔离法逐个受力分析运用牛顿第二定律,再选取地面为参照物逐个运用运动学公式。
27.【河北省武邑中学2017届高三上学期周考】)如图所示,升降机中的斜面和竖直壁之间放一个质量为10kg的光滑小球,斜面倾角θ=30°,当 升降机以a=5m/s2的加速度竖直上升时,求:
(1)小球对斜面的压力;(2)小球对竖直墙壁的压力。(取g=10m/s2)
【答案】(1)100N,(2)50N.
【解析】
考点:牛顿第二定律及第三定律的应用
【名师点睛】本题考查了牛顿第二定律的基本运用,关键抓住水平方向合力为零,竖直方向上产生加速度,结合牛顿第二定律进行求解。
28.【河北省武邑中学2017届高三上学期周考】)如图所示,倾角α=30°的足够长光滑斜面固定在水平面上,斜面上放一长L=1.8 m、质量M =3 kg的薄木板,木板的最上端叠放一质量m=1 kg的小物块,物块与木板间的动摩擦因数μ=.对木板施加沿斜面向上的恒力F,使木板沿斜面由静止开始做匀加速直线运动.设物块与木板间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度g=10 m/s2.
(1)为使物块不滑离木板,求力F应满足的条件;
(2)若F=37.5 N,物块能否滑离木板?若不能,请说明理由;若能,求出物块滑离木板所用的时间及滑离木板后沿斜面上升的最大距离.
【答案】(1) F≤30N;(2) 物块能滑离木板,1.2s,s=0.9m。
【解析】
试题分析: (1)对M、m,由牛顿第二定律F-(M+m)gsinα=(M+m)a
对m,有f-mgsinα=ma
F≤mgcosα
代入数据得:F≤30N
考点:牛顿定律的综合应用
【名师点睛】解决本题的关键理清物块和木板的运动情况,结合牛顿第二定律和运动学公式联合求解,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁。
29.【河北省定州中学2017届高三上学期第一次月考】
如图甲所示,有一块木板静止在足够长的粗糙水平面上,木板质量为M=4kg,长为L=1.4m;木块右端放的一小滑块,小滑块质量为m=1kg,可视为质点.现用水平恒力F作用在木板M右端,恒力F取不同数值时,小滑块和木板的加速度分别对应不同数值,两者的a﹣F图象如图乙所示,取g=10m/s2.求:
(1)小滑块与木板之间的滑动摩擦因数,以及木板与地面的滑动摩擦因数.
(2)若水平恒力F=27.8N,且始终作用在木板M上,当小滑块m从木板上滑落时,经历的时间为多长.
【答案】(1)0.4, 0.1.(2)2s.
【解析】
试题分析:(1)由图乙可知,当恒力F≥25N时,小滑块与木板将出现相对滑动,以小滑块为研究对象,根据牛顿第二定律得,μ1mg=ma1
代入数据解得μ1=0.4
以木板为研究对象,根据牛顿第二定律有:F﹣μ1mg﹣μ2(m+M)g=Ma2
则
结合图象可得,
解得μ2=0.1
考点:牛顿第二定律的综合应用
【名师点睛】本题考查了牛顿第二定律和图象的综合,理清运动规律,结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解,通过图象得出相对滑动时的拉力大小是解决本题的关键。
30.【黑龙江省大庆中学2016届高三上学期期末考试】)(10分)如图是某同学的航模飞机,操作遥控器使飞机起飞时,飞机受到空气竖直向上的恒定推动力,大小是重力的倍。一次试飞中,让飞机由静止从地面竖直上升,3 s末关闭发动机.求此飞机最高可上升到距地面多高处?(忽略空气阻力,取重力加速度g=10 m/s2)
【答案】20m
【解析】
关闭发动机后机械能守恒,得:mv2=mgh2
得:
飞机上升的总高度:H=h1+h2=15m+5m=20m
考点:牛顿第二定律的综合应用
【名师点睛】该题考查牛顿运动定律的综合应用,关键是分析物理过程,选择合适的物理规律列方程求解,注意两个物理过程的关联关系.
31.【广西桂林市第十八中学2017届高三上学期第一次月考】)放在水平地面上一质量为m=2kg的质点,在水平恒定外力作用下由静止开始沿直线运动,4 s内通过8 m的距离,此后撤去外力,质点又运动了2 s停止,质点运动过程中所受阻力大小不变,求:
(1)撤去水平恒定外力时质点的速度大小;
(2)质点运动过程中所受到的阻力大小;
(3)质点所受水平恒定外力的大小.
【答案】(1)(2)(3)6N
【解析】
考点:考查了牛顿第二定律,匀变速直线运动规律
【名师点睛】连接牛顿第二定律与运动学公式的纽带就是加速度,所以在做这一类问题时,特别又是多过程问题时,先弄清楚每个过程中的运动性质,根据牛顿第二定律求加速度然后根据加速度用运动学公式解题或者根据运动学公式求解加速度然后根据加速度利用牛顿第二定律求解力
32.【广西桂林市第十八中学2017届高三上学期第一次月考】)如图所示,传送带与地面的倾角θ=37o,从A到B的长度为16m,传送带以V0=10m/s的速度逆时针转动。在传送带上端无初速的放一个质量为0.5㎏的物体,它与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5,求物体从A运动到B所需的时间是多少?(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2)
【答案】2s
【解析】
试题分析:物体相对传送带沿斜面向下滑,则:,
当物体与传送带相对静止时,物体的位移:
则:
因为,物体与传送带不能保持相对静止,
此时,物体的加速度.
则:;
代入数据解得:;
故共耗时.
考点:考查了牛顿第二定律与运动学公式的综合应用
【名师点睛】
连接牛顿第二定律与运动学公式的纽带就是加速度,所以在做这一类问题时,特别又是多过程问题时,先弄清楚每个过程中的运动性质,根据牛顿第二定律求加速度然后根据加速度用运动学公式解题或者根据运动学公式求解加速度然后根据加速度利用牛顿第二定律求解力
33.【内蒙古集宁一中2016届高三上学期第一次月考理科综合】如图所示,在倾角θ=37°的足够长的固定的斜面上,有一质量为m=1 kg的物体,物体与斜面间动摩擦因数μ=0.2,物体受到沿平行于斜面向上的轻细绳的拉力F=9.6 N的作用,从静止开始运动,经2 s绳子突然断了,求绳断后多长时间物体速度大小达到22 m/s?(sin 37°=0.6,g取10 m/s2)
【答案】5.53s
【解析】
且
由①②③得:
2s末绳断时瞬时速度
第二阶段:从撤去F到物体继续沿斜面向上运动到达速度为零的过程,设加速度为,则:
设从断绳到物体达最高点所需时间为,据运动学公式,得
第三阶段:物体从最高点沿斜面下滑,在第三阶段物体加速度为a3,所需时间为t3.由牛顿定律知:,速度达,所需时间
综上所述,从绳断到速度为22m/s所经历的总时间.
考点:考查了牛顿第二定律与运动学公式的综合应用
【名师点睛】解决本题的关键理清物体的运动的情况,知道在各个阶段物体做什么运动.以及知道加速度是联系力学和运动学的桥梁.
34.【内蒙古集宁一中2016届高三上学期第一次月考理科综合】如图所示,质量M=4.0 kg的长木板B静止在光滑的水平地面上,在其右端放一质量m=1.0 kg的小滑块A(可视为质点).初始时刻,A、B分别以v0=2.0 m/s向左、向右运动,最后A恰好没有滑离B板.已知A、B之间的动摩擦因数μ=0.40,取g=10 m/s2.求:
(1)A、B相对运动时的加速度aA和aB的大小与方向;
(2)A相对地面速度为零时,B相对地面运动已发生的位移大小x;
(3)木板B的长度L.
【答案】(1),方向水平向右,,方向水平向左(2)0.875m;(3)1.6m.
【解析】
则,方向水平向左
(2)开始阶段A相对地面向左做匀减速运动,速度为0的过程中所用时间为t,则,则
B相对地面向右做减速运动,
考点:考查了牛顿第二定律,运动学公式的综合应用
【名师点睛】本题是木块在木板滑动的类型,运用牛顿第二定律、运动学、动量守恒和能量守恒结合求解比较简便,也可以采用图象法求解.