
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文檔簡介
專題01力與直線運(yùn)動
一、單選題
1.(2022?河南?洛寧縣第一高級中學(xué)模擬預(yù)測)意大利物理學(xué)家伽利略在《關(guān)于兩門新科學(xué)的對話》一書中,
對自由落體運(yùn)動的研究,是科學(xué)實(shí)驗(yàn)和邏輯思維的完美結(jié)合。如圖所示,這可以大致表示實(shí)驗(yàn)過程,圖中
各個(gè)小球位置之間的時(shí)間間隔可以認(rèn)為相等,對這一過程的分析,下列說法正確的是()
A.運(yùn)用圖甲的實(shí)驗(yàn),可“減弱”重力的作用,放大時(shí)間,便于觀察
B.只要測量出圖丁中相鄰兩小球球心位置之間的距離,就可以計(jì)算出重力加速度大小
C.該實(shí)驗(yàn)中將自由落體運(yùn)動改為在斜面上運(yùn)動是為了縮短時(shí)間,便于測量位移
D.從圖甲到圖丁,通過逐漸增大斜面傾角,最后合理外推到自由落體運(yùn)動,從而說明自由落體運(yùn)動是初速
度不為零的勻加速直線運(yùn)動()
【答案】A
【詳解】A.運(yùn)用圖甲的實(shí)驗(yàn),可“減弱”重力的作用,放大時(shí)間,便于觀察,A正確;
B.只有測量出圖丁中相鄰兩小球球心位置之間的距離和各個(gè)小球位置之間的時(shí)間間隔T,才能利用Ax=g〃
計(jì)算出重力加速度大小,只測量出圖J中相鄰兩小球球心位置之間的距離,不能計(jì)算出重力加速度大小,B
錯(cuò)誤:
C.該實(shí)驗(yàn)中將自由落體運(yùn)動改為在斜面上運(yùn)動的設(shè)計(jì)思想是為了“放大”時(shí)間,便于測量時(shí)間,C錯(cuò)誤;
D.從圖甲到圖丁通過逐漸增大斜面傾角,最后合理外推到自由落體運(yùn)動,從而說明自由落體運(yùn)動是初速度
為零的勻加速直線運(yùn)動,D錯(cuò)誤。
故選Ao
2.(2022?新疆?博樂市高級中學(xué)(華中師大一附中博樂分校)模擬預(yù)測)將一乒乓球豎直向上拋出,乒乓球
在運(yùn)動過程中,它的動能隨時(shí)間變化的關(guān)系的圖線如圖所示。己知乒乓球運(yùn)動過程中,受到的空氣阻力與
速率平方成正比,重力加速度為g。則乒乓球在整個(gè)運(yùn)動過程中加速度的最小值、最大值為()
A.0,4gB.0,5gC.g,4gD.g,5g
試卷第1頁,共19頁
【答案】B
【詳解】乒乓球最終勻速運(yùn)動時(shí),加速度最小為0,而乒乓球剛向上拋出時(shí),速度最大,阻力最大,加速度
最大,設(shè)最大速度為%,則
mg+H:=叫
1,
4E0=-mv-
乒乓球最終勻速運(yùn)動時(shí),速度為匕,則
mg=kv;
此時(shí)的動能
FI2
£o=-wvi
聯(lián)立上式可解得
%=5g
故選B?
3.(2022?湖南?長沙一中一模)如圖所示,將一盒未開封的香皂置于桌面上的一張紙板上,用水平向右的拉
力將紙板迅速抽出,香皂盒的移動很小,幾乎觀察不到,這就是大家熟悉的慣性演示實(shí)驗(yàn),若香皂盒和紙
板的質(zhì)量分別為⑸和〃口各接觸面間的動摩擦因數(shù)均為〃,重力加速度為g。若本實(shí)驗(yàn)中,叫=100g,%=5g,
〃=0.2,香皂盒與紙板左端的距離"=0.1m,若香皂盒移動的距離超過/=0.002m,人眼就能感知,忽略香
皂盒的體積因素影響,g取10m/s2;為確保香皂盒移動不被人感知,紙板所需的拉力至少是()
【答案】D
【詳解】香皂盒與紙板發(fā)生相對滑動時(shí),根據(jù)牛頓第二定律可得
〃"八g=m{ax
解得
%=2m/s2
對紙板,根據(jù)牛頓第二定律可得
F-〃叫g(shù)-〃(叫+加?)g=m2a2
為確保實(shí)驗(yàn)成功,即香皂盒移動的距離不超過/=0.002m,紙板抽出時(shí)香皂盒運(yùn)動的最大距離為
試卷第2頁,共19頁
12
x=5貼
紙板運(yùn)動距離為
,1j
d+玉=—a2t[
紙板抽出后香皂盒運(yùn)動的距離為
則
/=Xj+x2
由題意知
%=%
砧=卬2
代入數(shù)據(jù)聯(lián)立求得
F=1.42N
故選D。
4.(2022?浙江?模擬預(yù)測)無人機(jī)由于小巧靈活,國內(nèi)已經(jīng)逐步嘗試通過無人機(jī)進(jìn)行火災(zāi)救援。某消防中隊(duì)
接到群眾報(bào)警,趕至火災(zāi)點(diǎn)后,迅速布置無人機(jī)消防作業(yè)。假設(shè)無人機(jī)從靜止豎直向上起飛,勻減速直線
運(yùn)動后恰好懸停在火災(zāi)點(diǎn),整個(gè)過程速度-時(shí)間圖像如下圖示。已知無人機(jī)的質(zhì)量(含裝備等)為15kg,下
列說法正確的是()
A.火災(zāi)位置距離消防地面的距離為60m
B.加速階段的加速度比減速階段的加速度要大
C.減速階段,無人機(jī)螺旋槳處于失重狀態(tài)
D.加速階段時(shí),無人機(jī)螺旋槳的升力大小為75N
【答案】C
【詳解】A.根據(jù)圖形中梯形面積計(jì)算可知,火災(zāi)位置距離消防地面距離為90m,故A錯(cuò)誤;
B.加速階段的加速度大小
fl=I7=Tm/s2=2-5m/s2
試卷第3頁,共19頁
減速階段的加速度大小
a.-生1=—m/s2=5m/s2
'加?2
故B錯(cuò)誤;
C.減速上升階段,加速度方向豎直向下,無人機(jī)螺旋槳處于失重狀態(tài),故C正確;
D.加速階段時(shí),根據(jù)牛頓第二定律
F-mg=ma
代入數(shù)據(jù)解得無人機(jī)螺旋槳產(chǎn)生升力為
F=187.5N
故D錯(cuò)誤。
故選Co
5.(2022?廣東廣州?模擬預(yù)測)如圖所示,“加We是四段平滑鏈接的路面,一輛用輕繩懸掛小球的小車靜止
在起點(diǎn),輕推小車,小車可以沖上de路面。若所有摩擦均不計(jì),且忽略小車在各銜接路段對小球的擾動,
在運(yùn)動過程中小球與小車總是保持相對靜止,那么輕繩與車頂垂直的階段是()
A.只有M路面B.只有be路面C.只有4路面D.全程
【答案】D
【詳解】小車在從路面上時(shí)處于勻速直線運(yùn)動狀態(tài),輕繩彈力與重力平衡,則彈力方向豎直向上,即當(dāng)小
車在be路面上時(shí),輕繩與車頂垂直;當(dāng)小車在就路面上時(shí),小車與小球保持相對靜止,向下做勻加速直
線運(yùn)動,對小車與小球分析有
+〃7)gsin0=+
即加速度大小
q二gsinO
加速度方向沿斜面向下,e為斜面傾角,對小球進(jìn)行分析,由于其加速度為gsine,方向沿斜面向下,則小
球在垂直于斜面方向的合力為0,沿斜面的合力為mgsin。,等于小球的重力沿斜面的分力,則輕繩一定垂
直于斜面,即輕繩與車頂垂直:當(dāng)小車在cd路面上時(shí),小車與小球保持相對靜止,向上做勻減速直線運(yùn)動,
對小車與小球分析有
(A/+w)gsina=(A/+w)a2
即加速度大小
a2=gsina
加速度方向沿斜面向下,a為斜面傾角,對小球進(jìn)行分析,由于其加速度為gsina,方向沿斜面向下,則
試卷第4頁,共19頁
小球在垂直于斜面方向的合力為0,沿斜面的合力為mgsina,等于小球的重力沿斜面的分力,則輕繩一定
垂直于斜面,即輕繩與車頂垂直。
故選D。
6.(2022?廣東?深圳中學(xué)模擬預(yù)測)如圖所示,甲、乙兩輛汽車并排沿平直路面向前行駛,兩車車頂。八
02兩位置都裝有藍(lán)牙設(shè)備,這兩個(gè)藍(lán)牙設(shè)備在5m以內(nèi)時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)通信。片0時(shí)刻,甲、乙兩車剛好位于圖
示位置,此時(shí)甲車的速度為4m/s,乙車的速度為lm/s,。、。2的距離為3m。從該時(shí)刻起甲車以Im/s2的加
速度做勻減速運(yùn)動直至停下,乙車保持原有速度做勻速直線運(yùn)動。忽略信號傳遞時(shí)間,從片0時(shí)刻起,甲、
乙兩車能利用藍(lán)牙通信的時(shí)間為()
AA
II
II
II
Ii
o,R--002
甲乙
A.2sB.10sC.16sD.20s
【答案】B
【詳解】根據(jù)幾何知識可知,當(dāng)甲車在乙車前方且。。2為5m時(shí),根據(jù)勾股定理可知
X用一X乙=4m
根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式有
解得
4=2s,t2=4s
因?yàn)榧总囎鰟驕p速運(yùn)動而乙車做勻速運(yùn)動,所以兩車之間的距離先增大后減小,當(dāng)
0<r<2s
此時(shí)有
002<5m
當(dāng)
2s</<4s
此時(shí)有
OR>5m
當(dāng)
t=t2=4s
此時(shí)甲車的速度為
試卷第5頁,共19頁
?=%,i=0
根據(jù)幾何關(guān)系可知,從4s開始到乙車行駛至甲車前方4m的過程中滿足
OR<5m
這段過程經(jīng)歷的時(shí)間為
8m
A=—=8os
v乙
所以甲、乙兩車能利用藍(lán)牙通信的時(shí)間為
(6=/,+/,=10s
故選Bo
7.(2022?湖南?長郡中學(xué)二模)甲、乙兩名運(yùn)動員同時(shí)從泳池的兩端出發(fā),在泳池里訓(xùn)練,甲乙的速度一
時(shí)間圖像分別如圖(。)、(6)所示,不計(jì)轉(zhuǎn)向的時(shí)間,兩人的運(yùn)動均可視為質(zhì)點(diǎn)的直線運(yùn)動。則()
fv/(ms'')v/(m-s'')
1.25
1.0
00
204060"t/s255075t/s
-1.0
-1.25
(a)(b)
A.兩人第一次相遇時(shí)處于泳池的正中間處
B.兩人前兩次相遇的時(shí)間間隔為20s
C.50s內(nèi)兩人共相遇了2次
D.兩人第一次在泳池的兩端處相遇的時(shí)刻為Z=75s
【答案】C
【詳解】根據(jù)VT圖像可畫出x-f圖像,甲、乙的XT圖像如圖所示
A.根據(jù)XT圖像的交點(diǎn)表示相遇可知,第一次相遇的時(shí)刻為
4=-^-=———s-11.1s
v,+v21.25+1.0
所以第一次相遇位置不是在中間,故A錯(cuò)誤;
B.第二次相遇的時(shí)刻為
2
v,+v21.25+1.0
兩人前兩次相遇的時(shí)間間隔為
試卷第6頁,共19頁
Az=Z2—=22.2s
所以兩人前兩次相遇的時(shí)間間隔為22.2s,故B錯(cuò)誤;
C.根據(jù)XT圖像的交點(diǎn)表示相遇可知,在0?50s內(nèi)甲、乙相遇2次,故C正確:
D.由圖可知兩人第一次在泳池的兩端處相遇的時(shí)刻為f=100s,故D錯(cuò)誤。
故選C。
8.(2022?遼寧?渤海大學(xué)附屬高級中學(xué)模擬預(yù)測)城市公共汽車的加速度為Im/s2,汽車剛啟動時(shí),一未趕
上車的乘客以6m/s速度追車,當(dāng)人與車尾的距離不超過5m,且維持4s以上,才能引起司機(jī)的注意,則
()
A.乘客開始追趕公共汽車時(shí)至少距離公共汽車21in才能引起司機(jī)注意
B.公共汽車在6s末距離乘客最遠(yuǎn)
C.若乘客開始追趕公共汽車時(shí)距離公共汽車小于20m,則乘客可以追上公共汽車
D.滿足恰好引起司機(jī)注意的條件下,乘客可以追上公共汽車
【答案】A
【詳解】A.按題意
—+X-VQZ=5
在乘客恰好引起司機(jī)注意的條件下,可得
12+A/144-(8X-40)12-J144-(8X-40)
-22s-s
則
x=21m
A正確:
B.由于汽車剛啟動時(shí)乘客比汽車快,因此共速時(shí)乘客距離汽車最近,B錯(cuò)誤;
CD.若片6s時(shí)恰好追上為臨界狀態(tài),此情形
12
/^x=vQt--at=18m
即乘客能追上汽車的最小初始距離為18m,CD錯(cuò)誤。
故選A。
9.(2022?浙江金華?模擬預(yù)測)最近,義烏中學(xué)實(shí)驗(yàn)室對一款市場熱銷的掃地機(jī)器人進(jìn)行了相關(guān)測試,測試
過程在材質(zhì)均勻的水平地板上完成,獲得了機(jī)器人在直線運(yùn)動中水平牽引力大小隨時(shí)間的變化圖像以及
相同時(shí)段機(jī)器人的加速度a隨時(shí)間變化的圖像6。若不計(jì)空氣,取重力加速度大小為lOm/sh則下列同學(xué)的
推斷結(jié)果正確的是()
試卷第7頁,共19頁
圖b
A.機(jī)器人與水平桌面間的最大靜摩擦力為3N
B.機(jī)器人與水平桌面間的動摩擦因數(shù)為0.2
C.在0?4s時(shí)間內(nèi),合外力的沖量為12N-s
D.在0~4s時(shí)間內(nèi),合外力做的功為12J
【答案】C
【詳解】A.由圖乙可知機(jī)器人在2s時(shí)開始滑動,有加速度,所以剛要滑動時(shí)
4=^=jx2N=6N
故A錯(cuò)誤;
B.由圖a、圖b結(jié)合牛頓第二定律可得
月一/=機(jī)%
F2-f=ma2
聯(lián)立可得機(jī)器人質(zhì)量
m=3kg
滑動摩擦力為
/=3N
機(jī)器人與水平桌面間的動摩擦因數(shù)為
"=工=/=0.1
入mg
故B錯(cuò)誤;
C.在0?4s時(shí)間內(nèi),合外力的沖量為
/=Wa/=3x^x(4-2)N-s=12N-s
故C正確;
D.4s末機(jī)器人的速度為
v=a?=—x2m/s=4m/s
2
在0~4s時(shí)間內(nèi),合外力做的功為
試卷第8頁,共19頁
PT=-wv2=24J
2
故D錯(cuò)誤。
故選C。
二、多選題
10.(2022?海南?模擬預(yù)測)國家糧食儲備倉庫工人利用傳送帶從車上卸糧食。如圖1所示,以某一恒定速
率%運(yùn)行的傳送帶與水平面的夾角。=37。,轉(zhuǎn)軸間距£=3.5m。工人沿傳送方向以速度巧=L5m/s從傳送帶
頂端推下糧袋(視為質(zhì)點(diǎn)),4.5s時(shí)糧袋運(yùn)動到傳送帶底端,糧袋在傳送帶上運(yùn)動的丫一,圖像如圖2所示。
已知sin370=O6,cos37°=0.8,重力加速度g取10m/s?,則()
圖2
A.在f=2.5s時(shí)亥I」,
B.糧袋與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.8
C.傳送帶運(yùn)行的速度大小為0.5m/s
D.在0~2.5s內(nèi)糧袋處于失重狀態(tài)
【答案】BC
【詳解】A.由圖2可知,在0-2.5S內(nèi),糧袋的速度大于傳動帶的速度,則糧袋受沿斜面向上的滑動摩擦
力,在2.5s-4.5s內(nèi),糧袋勻速下滑,根據(jù)平衡條件可知,糧袋受沿斜面向上的靜摩擦力,故A錯(cuò)誤;
C.根據(jù)VT圖像中,圖線與橫軸圍成的面積表示位移的大小,根據(jù)題意,由圖2可知
A=—(v0+1.5)x2.5+(4.5-2.5)v0=3.5m
解得
v0=0.5m/s
故C正確;
BD.由圖2和C分析可知,糧袋在0-2.5S內(nèi)的加速度為
“吟=Tm/s」0.4m/s2
則加速度方向沿斜面向上,則在0~2.5s內(nèi)糧袋處于超重狀態(tài),根據(jù)牛頓第二定律有
mgsin0-cos0=ma
聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得
〃=0.8
試卷第9頁,共19頁
故D錯(cuò)誤B正確。
故選BCo
11.(2022?河南?洛寧縣第一高級中學(xué)模擬預(yù)測)如圖所示,A、B兩滑塊的質(zhì)量均為放在粗糙水平面上,
兩滑塊與兩個(gè)等長的輕桿連接,兩桿之間以及桿與滑塊之間均用光滑較鏈連接,一質(zhì)量為,”的重物C懸掛
于兩桿較接處,桿與水平面間的夾角為仇整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài),重力加速度大小為g,下列說法正確的
是()
777777717777/77777777777777777777777777777777^777777777777)
A.輕桿上的作用力為2/ngsin,
B.A、B滑塊均受到4個(gè)力作用
C.A、B滑塊對水平面的壓力大小均為(M+;機(jī)
D.A、B滑塊對水平面的摩擦力大小均為義”
tan。
【答案】BC
【詳解】A.受力分析,根據(jù)平衡條件得,輕桿上的作用力為
F=4-
2sin0
A錯(cuò)誤;
B.A、B滑塊均受到重力、支持力、桿的作用力和摩擦力4個(gè)力作用,B正確;
C.由整體法可知A、B滑塊對水平面的壓力大小均為
C正確;
D.A、B滑塊受到水平面的靜摩擦力大小等于輕桿上的作用力的水平分力,即
f=Feos0=-"悠-
2tan。
D錯(cuò)誤。
故選BC?
12.(2022?四川中學(xué)模擬預(yù)測)如圖甲所示,足夠長的水平傳送帶以某一恒定速率順時(shí)針轉(zhuǎn)動,--根
輕彈簧兩端分別與物塊和豎直墻面連接,將物塊在傳送帶左端無初速度釋放,此時(shí)彈簧恰處于原長且為水
平。物塊向右運(yùn)動的過程中,受到的摩擦力大小與物塊位移的關(guān)系如圖乙所示。已知物塊質(zhì)量為機(jī),物塊
與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為〃,重力加速度為g,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,我為己知量,則()
試卷第10頁,共19頁
圖甲圖乙
A.0?X"過程,物塊所受的摩擦力方向向右
B.初?2歷過程,物塊做勻加速運(yùn)動
C.彈簧的勁度系數(shù)為絲重
X。
D.傳送帶的速度為
【答案】AD
【詳解】AB.物塊在剛釋放的一段時(shí)間內(nèi)相對傳送帶向左滑動,受到的滑動摩擦力向右,同時(shí)彈簧彈力逐
漸增大,由題圖乙可知當(dāng)e〃時(shí),摩擦力發(fā)生突變,瞬間減小后,隨著x正比例增大,考慮到彈簧彈力也
是隨x而正比例增大,由此可推知當(dāng)時(shí),物塊剛好達(dá)與傳送帶達(dá)到共同速度,之后隨著傳送帶繼續(xù)向
右運(yùn)動,在過程物塊始終相對傳送帶靜止,彈力和靜摩擦力同時(shí)增大且平衡,物塊做勻速直線運(yùn)動,
當(dāng)x=2x0時(shí),彈簧彈力大小增大至與滑動摩擦力大小相同,故A正確,B錯(cuò)誤;
C.根據(jù)前面分析可知,彈簧的勁度系數(shù)為
—mg
2x。
故C錯(cuò)誤;
D.在0~x°過程,彈簧彈力從0線性增大到日〃,則此過程的平均彈力大小為
-^O+fcxo_jumg
2
設(shè)傳送帶的速度為V,此過程對物塊根據(jù)動能定理有
故D正確。
故選AD?
13.(2022?遼寧?模擬預(yù)測)某研究性學(xué)習(xí)活動小組自制一枚水火箭?,F(xiàn)將該水火箭從水平地面由靜止豎直
向上發(fā)射,加速過程可以看作是加速度大小為a=8m/s?的勻加速直線運(yùn)動,經(jīng)過%=2.5s加速過程結(jié)束。此
時(shí)從水平地面的發(fā)射點(diǎn)用一水平恒力推一小車從靜止開始以加速度大小4.5m//做勻加速直線運(yùn)動。當(dāng)
試卷第11頁,共19頁
水火箭達(dá)到最高點(diǎn)時(shí),立即改用另一反向的水平恒力使小車的加速度大小變?yōu)橥?經(jīng)過一段時(shí)間小車剛好
返回發(fā)射點(diǎn),此時(shí)水火箭恰好落入車中。不計(jì)水火箭和小車的體積,忽略空氣的作用力,g=10m/S\可求
出()
A.水火箭離地面的最大高度為25m
B.水火箭上升運(yùn)動的總時(shí)間為4.5s
C.小車回到發(fā)射點(diǎn)過程中加速度大小是8.0m//
D.小車離開發(fā)射點(diǎn)的最大距離是9m
【答案】BC
【詳解】A.水火箭在加速過程中有
hi
v=atn
水火箭在減速過程中有
o=
—2gh2=0-,
水火箭離地面的最大高度
H=h[+h2=45m
A錯(cuò)誤;
B.水火箭上升運(yùn)動的總時(shí)間
/==4.5s
B正確:
C.水火箭在下落過程中有
對小車分析,取加速度為的方向?yàn)檎较?,?/p>
12
%=5砧
匕=卬I
1j
—=V|/2——aj、
聯(lián)立解得
2
a2=8.0m/s
C正確;
D.對小車在勻減速到零的過程,有
2
-2a2x2=0-V)
試卷第12頁,共19頁
小車離開發(fā)射點(diǎn)的最大距離
5=X)+x2?14m
D錯(cuò)誤。
故選BC?
14.(2022?黑龍江?哈師大附中模擬預(yù)測)如圖甲所示,質(zhì)量為M=0.5kg的木板靜止在光滑水平面上,質(zhì)量
為加=lkg的物塊以初速度v尸4m/s滑上木板的左端,物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為〃=0.2,在物塊滑上木
板的同時(shí),給木板施加一個(gè)水平向右的恒力凡當(dāng)恒力廠取某一值時(shí),物塊在木板上相對于木板滑動的路
程為s,給木板施加不同大小的恒力尸,得到1-尸的關(guān)系如圖乙所示,其中與橫軸平行,且48段的縱
S
坐標(biāo)為1m」。將物塊視為質(zhì)點(diǎn),最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度g=10m/s2。則下列說法正確的
是()
A.若恒力尸=0,物塊滑出木板時(shí)的速度為3m/s
B.C點(diǎn)縱坐標(biāo)為1.5m」
C.隨著尸增大,當(dāng)外力F=1N時(shí),物塊恰好不能木板右端滑出
D.圖像中。點(diǎn)對應(yīng)的外力的值為4N
【答案】BC
【分析】結(jié)合物體運(yùn)動以及圖形分析可知,總共分三個(gè)階段:第一階段段),拉力較小時(shí),物塊從木
板的右側(cè)滑出,相對路程等于板長,等于1m;第二階段(8C段),拉力稍大一些,物塊滑動一段距離后,
與木板共速后?起加速向右運(yùn)動:第三階段(OE段),拉力過大,物體先減速到與板共速,因摩擦力提供
的加速度不夠,不能隨木板一起運(yùn)動,后加速滑動一段距離后,最終從木板的左側(cè)滑出。
【詳解】A.若恒力尸=0,物塊剛滑上木板時(shí),設(shè)物塊和木板的加速度分別為田、④,由牛頓第二定律
ma}=7g
Ma2=jLimg
得至
22
a}=2m/s,a2=4m/s
由題意可知,當(dāng)尸=0時(shí),設(shè)經(jīng)時(shí)間〃物塊從木板右側(cè)滑出,位移差為1m,則
1212?
vozi~2a^一清4=1
試卷第13頁,共19頁
且物塊從木板右側(cè)滑出時(shí),需滿足物塊的速度大于木板的速度,即
%一印I>砧
聯(lián)立解得
t|=Is(舍),z,=1s
則物塊滑出木板時(shí)的速度為
10,
丫=%_附=ym/s
故A錯(cuò)誤;
BD.C、。兩點(diǎn)對應(yīng)的為恰好可一起勻加速運(yùn)動,即物塊與木板共速后,木板的加速度硝大小等于物塊的
最大加速度內(nèi),則有
F+jLimg=M03=Ma{
解得
F=3N
物塊剛滑上木板時(shí),設(shè)木板的加速度為〃打由牛頓第二定律有
尸+〃加g3+2.._.2
a=------=----m/s2=10m/s
44M0.5
設(shè)經(jīng)時(shí)間f2兩者速度相等,有
。4,2=%-卬2
11
即2-I%2-,"/22=XC
解得
2
xc=-m
故
=-01^=1.5m1
2
故B正確,D錯(cuò)誤:
C.當(dāng)物塊恰好不能從木板右端滑出時(shí),即物塊恰好滑到木板右側(cè)與木板共速,對應(yīng)圖中8點(diǎn),設(shè)木板加速
度為45,用時(shí)間為“此時(shí)有
Ma5=jumg+F
11,
vo{3~2a^2一萬磯2=1
%-卬3=磯
解得
尸=1N
試卷第14頁,共19頁
故C正確。
故選BC。
三、解答題
15.(2022,重慶市涪陵高級中學(xué)校模擬預(yù)測)在2022年北京冬奧會上,中國代表團(tuán)以9金4銀2銅的戰(zhàn)績
高居金牌榜第三位,創(chuàng)下參加冬奧會以來的歷史最佳戰(zhàn)績。圖甲所示是運(yùn)動員在“大跳臺滑雪”比賽中的騰空
運(yùn)動示意圖,其運(yùn)動過程可簡化為如圖乙所示?!爸馈庇砷L為心傾角為0的斜坡面48和圓弧形坡面
構(gòu)成,和8CO在8處相切,且8與。等高。某運(yùn)動員(可視為質(zhì)點(diǎn))著滑雪板從/端由靜止開始、沿
,,助滑道,,滑行,并從。點(diǎn)沿著圓弧的切線滑出。設(shè)該運(yùn)動員(包含滑雪板)的質(zhì)量為〃?,滑雪板與間的
動摩擦因數(shù)為〃,該運(yùn)動員在。點(diǎn)沿著圓弧的切線滑出時(shí)的速度大小為丫,不計(jì)空氣阻力,重力加速度大小
為g。求:
(1)該運(yùn)動員從4到8的時(shí)間;
(2)該運(yùn)動員在圓弧形坡面BCD上克服摩擦力所做的功。
甲乙
I2/1
【答案】(1).—.八一一------:(2)mgLsind-jjmgLcosO--mv
Ygsinpgcosy2
【詳解】(1)根據(jù)牛頓第二定律可得該運(yùn)動員從4到B的加速度大小為
〃=gsin6-〃gcos0
根據(jù)運(yùn)動學(xué)規(guī)律可得該運(yùn)動員從A到B的時(shí)間為
”廬力2L二
Vaygsin0-/zgcos0
(2)設(shè)該運(yùn)動員在圓弧形坡面8C。上克服摩擦力所做的功為亂對運(yùn)動員從4到。的過程,根據(jù)動能定
理有
.1,
mgLsind-/jmgLcosd-W=—mv
解得
W-mgLsin0-/jmgLcos0
16.(2022?浙江?模擬預(yù)測)將日常生活中的報(bào)紙擰成一股繩子,將會很難把它扯斷了。校內(nèi)STEM活動小
組通過“紙繩”用沿水平方向成6的力尸斜向上去拉質(zhì)量為m的一箱子書沿直線勻加速奔跑。已知箱子與塑
膠操場跑道的動摩擦因素為M,求:
試卷第15頁,共19頁
(1)勻加速直線運(yùn)動時(shí),箱子的加速度;
(2)經(jīng)過一段時(shí)間,之后,箱子的向前通過的位移;
(3)某時(shí)刻突然放手,箱子繼續(xù)向前滑行x,求放手瞬間箱子的速度。
.田田、,77cos0+FsinO,11尸cosO+Fsin?A,、a----
【答案】(1)--------------〃g;(2)----------------〃g-2;(3)J2pgx
m2VmJv
【詳解】(1)以箱子為研究對象,根據(jù)受力分析結(jié)合牛頓第二定律有
FcosH-"N=ma
=mg-FsinO
解得
Feos0-j^hng-FsinO)Fcos0+Fsin0
a=---------------------=--------------yg
mm
(2)根據(jù)位移時(shí)間關(guān)系
12
x=—at
2
代入加速度得
_1(Fcos^+Fsin^
21m
(3)放手之后箱子只受摩擦力作用做勻減速直線運(yùn)動,由牛頓第二定律有
〃加g=ma
根據(jù)速度位移關(guān)系有
v2-Vo=2ax
解得放手瞬間箱子的速度為
%=,23
17.(2022?陜西西安?三模)如圖所示,足夠長的粗糙水平臺和長度L=6.5m、速度尸4.0m/s、向左勻速轉(zhuǎn)動
的傳送帶等高,且與傳送帶P。連接。在片0時(shí)刻,質(zhì)量為此4的物塊N與質(zhì)量為,*8的木板8一起以共同
速度vo=3.5m/s在平臺上開始向右運(yùn)動(物塊/在木板8的最左端)。且在片0時(shí)刻,質(zhì)量為mC的物塊C
以vC=5m/s的速度從傳送帶最右端。向左運(yùn)動(圖中物塊。未畫出,并可將其視為質(zhì)點(diǎn))。物塊C與木板
8恰好在傳送帶最左端P發(fā)生彈性碰撞(碰撞時(shí)間極短),碰撞后立即將物塊C移走。運(yùn)動過程中物塊“始
試卷第16頁,共19頁
終未離開木板8。已知物塊C與傳送帶間的動摩擦因數(shù)和木板8與水平臺間的動摩擦因數(shù)均為〃=0.10,物
塊/與木板8間的動摩擦因數(shù)為〃尸0.3,〃?8=2機(jī)C=8m4重力加速度取gMOm/sz,求:
(1)物塊C在傳送帶上的運(yùn)動時(shí)間;
(2)長木板8的最小長度,。(結(jié)果保留兩位小數(shù))
【答案】(1)1,5s;(2)1.78m
【詳解】(1)設(shè)向左為正方向,由于物塊C的速度大于傳送帶的速度,物塊C在傳送帶上先做勻減速直線
運(yùn)動,設(shè)其加速度大小為a,由牛頓第二定律可得
4加eg=mca
解得
=lm/s2
設(shè)物塊C做勻減速運(yùn)動的距離為x,由運(yùn)動學(xué)公式可得
22
vc-v=2ax
解得
x=4.5m<L
因此物塊C做勻減速直線運(yùn)動時(shí)間為
廣生二"Os
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