新人教版高中物理必修第二冊課時作業(yè)2：專題強化　瞬時加速度問題和動力學(xué)圖像問題

新人教版高中物理必修第一冊PAGEPAGE1專題強化瞬時加速度問題和動力學(xué)圖像問題一、選擇題1.(多選)質(zhì)量均為m的A、B兩球之間系著一個不計質(zhì)量的輕彈簧并放在光滑水平臺面上，A球緊靠墻壁，如圖1所示，今用水平力F推B球使其向左壓彈簧，平衡后，突然將力F撤去的瞬間()圖1A．A的加速度大小為eq\f(F,2m) B．A的加速度大小為零C．B的加速度大小為eq\f(F,2m) D．B的加速度大小為eq\f(F,m)答案BD解析在將力F撤去的瞬間A球受力情況不變，仍靜止，A的加速度為零，選項A錯，B對；在撤去力F的瞬間，彈簧的彈力還沒來得及發(fā)生變化，故B的加速度大小為eq\f(F,m)，選項C錯，D對．2.(2019·重慶市主城區(qū)七校高一上學(xué)期期末聯(lián)考)如圖2所示，質(zhì)量為m的小球用水平輕質(zhì)彈簧系住，并用傾角為30°的光滑木板AB托住，小球恰好處于靜止狀態(tài)．在木板AB突然撤離的瞬間，小球的加速度大小為(重力加速度為g)()圖2A．0B.eq\f(2\r(3),3)gC．gD.eq\f(\r(3),3)g答案B解析未撤離木板時，小球受重力G、彈簧的拉力FT和木板的彈力FN的作用處于靜止狀態(tài)，通過受力分析可知，木板對小球的彈力大小為eq\f(2\r(3),3)mg.在撤離木板的瞬間，彈簧的彈力大小和方向均沒有發(fā)生變化，而小球的重力是恒力，故此時小球受到重力G、彈簧的拉力FT，小球所受合力與撤離木板前木板對小球的彈力大小相等、方向相反，故小球的加速度大小為eq\f(2\r(3),3)g.3.(多選)如圖3所示，物塊a、b和c的質(zhì)量相同，a和b、b和c之間用完全相同的輕彈簧S1和S2相連，通過系在a上的細繩懸掛于固定點O，整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)．現(xiàn)將細繩剪斷，將物塊a的加速度的大小記為a1，S1和S2相對原長的伸長量分別為Δl1和Δl2，重力加速度大小為g，在剪斷的瞬間()圖3A．a(chǎn)1＝3g B．a(chǎn)1＝0C．Δl1＝2Δl2 D．Δl1＝Δl2答案AC解析設(shè)物塊的質(zhì)量為m，剪斷細繩的瞬間，繩子的拉力消失，彈簧還沒有來得及改變，所以剪斷細繩的瞬間a受到重力和彈簧S1的拉力FT1，剪斷前對b、c和彈簧S2組成的整體受力分析可知FT1＝2mg，故a受到的合力F＝mg＋FT1＝mg＋2mg＝3mg，故加速度a1＝eq\f(F,m)＝3g，A正確，B錯誤；設(shè)彈簧S2的拉力為FT2，則對c受力分析可知FT2＝mg，根據(jù)胡克定律可得Δl1＝2Δl2，C正確，D錯誤．4．(多選)如圖4所示，質(zhì)量均為m的木塊A和B用一輕彈簧相連，豎直放在光滑的水平面上，木塊A上放有質(zhì)量為2m的木塊C，三者均處于靜止狀態(tài)．現(xiàn)將木塊C迅速移開，若重力加速度為g，則在木塊C移開的瞬間()圖4A．彈簧的形變量不改變B．彈簧的彈力大小為mgC．木塊A的加速度大小為2gD．木塊B對水平面的壓力變?yōu)?mg答案AC5．(多選)(2019·九江一中高一上學(xué)期期末)如圖5所示，A、B兩球的質(zhì)量相等，彈簧的質(zhì)量不計，傾角為θ的光滑斜面固定放置，系統(tǒng)靜止時，彈簧與細線均平行于斜面．在細線被燒斷的瞬間，下列說法正確的是(重力加速度為g)()圖5A．兩個小球的瞬時加速度方向均沿斜面向下，大小均為gsinθB．B球的受力情況不變，瞬時加速度為零C．A球的瞬時加速度方向沿斜面向下，大小為2gsinθD．彈簧有收縮的趨勢，B球的瞬時加速度方向沿斜面向上，A球的瞬時加速度方向沿斜面向下，瞬時加速度大小都不為零答案BC解析設(shè)彈簧的彈力大小為F，由平衡條件可知F＝mgsinθ，燒斷細線的瞬間，彈簧的彈力不變，故B球的受力情況不變，加速度為零，B正確，A、D錯誤；以A為研究對象，由牛頓第二定律可得F＋mgsinθ＝maA，解得aA＝2gsinθ，C正確．6.(多選)將物體豎直向上拋出，假設(shè)運動過程中空氣阻力大小不變，其速度－時間圖像如圖6所示，則()圖6A．上升、下降過程中加速度大小之比為11∶9B．上升、下降過程中加速度大小之比為10∶1C．物體所受的重力和空氣阻力大小之比為9∶1D．物體所受的重力和空氣阻力大小之比為10∶1答案AD解析由題圖可知，上升、下降過程中加速度大小分別為：a上＝11m/s2，a下＝9m/s2，由牛頓第二定律得：mg＋F阻＝ma上，mg－F阻＝ma下，聯(lián)立解得mg∶F阻＝10∶1，A、D正確．7.如圖7所示，一豎直放置的輕彈簧下端固定于水平桌面，現(xiàn)將一物塊放于彈簧上，同時對物塊施加一豎直向下的外力，并使系統(tǒng)靜止．若將外力突然撤去，則物塊在第一次到達最高點前的速度－時間圖像(圖中實線)可能是下圖中的()圖7答案A解析撤去外力后，物塊先向上做加速度減小的加速運動，當重力與彈力相等時速度達到最大值，之后再做加速度增大的減速運動，當物塊與彈簧分離后，再做豎直上拋運動，到最高點速度為0，故A正確．8．(多選)如圖8甲所示，一物體沿傾角為θ＝37°的足夠長的固定粗糙斜面由靜止開始運動，同時受到水平向右的逐漸增大的風(fēng)力作用，水平風(fēng)力的大小與風(fēng)速成正比．物體在斜面上運動的加速度a與風(fēng)速v的關(guān)系如圖乙所示，則(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2)()圖8A．當風(fēng)速為3m/s時，物體沿斜面向下運動B．當風(fēng)速為5m/s時，物體與斜面間無摩擦力作用C．當風(fēng)速為5m/s時，物體開始沿斜面向上運動D．物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.25答案AD解析由題圖乙可知物體的加速度隨風(fēng)速的增大而減小，當風(fēng)速為零時，物體的加速度為a0＝4m/s2，對物體，沿斜面方向有mgsinθ－μmgcosθ＝ma0，解得μ＝0.25，D正確；物體由靜止開始沿斜面加速下滑，隨著風(fēng)速的增大，物體的加速度逐漸減小，但加速度的方向不變，物體仍然做加速運動，直到風(fēng)速為5m/s時，物體的加速度減小為零，但物體具有沿斜面向下的速度，故物體仍沿斜面向下運動，受到沿斜面向上的摩擦力，A正確，B、C錯誤．二、非選擇題9．(2019·杭州市高一第一學(xué)期期末模擬)如圖9甲所示，一物塊以一定的初速度沿固定斜面向上滑動，利用速度傳感器可以在計算機屏幕上得到其速度大小隨時間變化的關(guān)系圖像如圖乙所示．求斜面的傾角θ及物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ.圖9答案30°eq\f(\r(3),5)解析設(shè)物塊沿斜面上滑和下滑的加速度分別為a1、a2，由v－t圖像可得：a1＝eq\f(0－4.0,0.5)m/s2＝－8m/s2a2＝eq\f(2.0－0,1.5－0.5)m/s2＝2m/s2物塊沿斜面向上滑動時，根據(jù)物塊的受力情況，由牛頓第二定律有－mgsinθ－μmgcosθ＝ma1物塊沿斜面向下滑動時，根據(jù)物塊的受力情況，由牛頓第二定律有mgsinθ－μmgcosθ＝ma2聯(lián)立解得θ＝30°，μ＝eq\f(\r(3),5).10．(2019·池州市高一上學(xué)期期末)如圖10甲所示，在我國東北寒冷的冬季，狗拉雪橇是上世紀人們出行的常見交通工具，狗系著不可伸長的繩拖著雪橇從靜止開始沿著筆直的水平地面加速奔跑，5s后拖繩斷了，雪橇運動的v－t圖像如圖乙所示，已知拉雪橇的繩子與水平地面的夾角為37°，雪橇和雪橇上的小孩總質(zhì)量為m＝40kg.(不計空氣阻力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2)求：圖10(1)雪橇與地面間的動摩擦因數(shù)；(2)繩對雪橇的拉力大小．(計算結(jié)果保留四位有效數(shù)字)答案(1)0.5(2)254.5N解析(1)繩斷失去拉力F后，由速度－時間圖像得此過程的加速度a2＝－5m/s2根據(jù)牛頓運動定律有－μFN2＝ma2FN2－mg＝0聯(lián)立解得雪橇與地面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5.(2)力F拉動雪橇的過程中，由速度－時間圖像得此過程的加速度a1＝2m/s2根據(jù)牛頓運動定律有Fcos37°－μFN1＝ma1mg－Fsin37°－FN1＝0聯(lián)立解得：F≈254.5N.11．為了探究物體與斜面間的動摩擦因數(shù)，某同學(xué)進行了如下實驗：取一質(zhì)量為m的物體，使其在沿斜面方向的推力作用下向上運動，如圖11甲所示，通過力傳感器得到推力隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，通過頻閃照相處理后得出速度隨時間變化的規(guī)律如圖丙所示，若已知斜面固定且傾角α＝30°，重力加速度g取10m/s2.圖11(1)求物體與斜面間的動摩擦因數(shù)；(2)求撤去推力F后，物體還能上升的距離(斜面足夠長)．答案(1)eq\f(\r(3),9)(2)0.075m解析(1)0～2s內(nèi)，F(xiàn)1－mgsinα－μmgcosα＝ma1，a1＝eq\f(Δv,Δt)＝0.5m/s2,2s后，F(xiàn)2－mgsinα－μmgcosα＝ma2，a2＝0，代入數(shù)據(jù)解得m＝3kg，μ＝eq\f(\r(3),9).(2)撤去推力F后，有－μmgcosα－mgsinα＝ma3，解得a3＝－eq\f(20,3)m/s2，x＝eq\f(0－v2,2a3)＝0.075m.12．如圖12甲所示，質(zhì)量m＝1kg的物體置于傾角為θ＝37°的固定斜面上(斜面足夠長)，對物體施加平行于斜面向上的恒力F，作用時間t1＝1s時撤去力F，物體運動時部分v－t圖象如圖乙所示，設(shè)物體受到的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：圖12(1)物體與斜面間的動摩擦因數(shù)及拉力F的大??；(2)t＝4s時物體的速度．答案(1)0.530N(2)2m/s，方向沿斜面向下解析(1)根據(jù)v－t圖像知，物體做勻加速直線運動的加速度a1＝20m/s2，根據(jù)牛頓第二定律得F－μmgcosθ－mgsinθ＝ma1，物體做勻減速直線運動的加速度a2＝－10m/s2，根據(jù)牛頓第二定律得－mgsi