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2025年高考物理復(fù)習(xí)熱搜題速遞之運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系(2024年7月)
一,選擇題(共10小題)
1.如圖所示,光滑水平面上放置質(zhì)量分別為m和2m的四個(gè)木塊,其中兩個(gè)質(zhì)量為m的木塊間用一不可
伸長(zhǎng)的輕繩相連,木塊間的最大靜摩擦力是pmg.現(xiàn)用水平拉力F拉其中一個(gè)質(zhì)量為2m的木塊,使四
個(gè)木塊以同一加速度運(yùn)動(dòng),則輕繩對(duì)m的最大拉力為()
7^?B?C-?D.3pmg
2.如圖,在傾角為a的固定光滑斜面匕有一用繩子拴著的長(zhǎng)木板,木板上站著一只貓。已知木板的質(zhì)
量是貓的質(zhì)量的2倍。當(dāng)繩子突然斷開時(shí),貓立即沿著板向上跑,以保持其相對(duì)斜面的位置不變。則此
時(shí)木板沿斜面下滑的加速度為()
3
C.-gsinaD.2gsina
3.如圖,輕彈簧的下端固定在水平桌面上,上端放有物塊P,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)用一豎直向上的力F
作用在P上,使其向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),以x表示P離開靜止位置的位移,在彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)前,下
列表示F和x之間關(guān)系的圖象可能正確的是)
A.B.
4.物體A放在物體B上,物體B放在光滑的水平面上,已知mA=6kg,mB=2kg,A、B間動(dòng)摩擦因數(shù)日
=0.2,如圖?,F(xiàn)用一水平向右的拉力F作用于物體A上,g=10m/s2,則下列說法中正確的是()
A.當(dāng)拉力FV12N時(shí),A靜上不動(dòng)
B.當(dāng)拉力F=16N時(shí),A對(duì)B的摩擦力等于4N
C.當(dāng)拉力F>16N時(shí),A一定相對(duì)B滑動(dòng)
D.無論拉力F多大,A相對(duì)B始終靜止
5.如圖,光滑斜面固定于水平面,滑塊A、B疊放后一起沖上斜面,且始終保持相對(duì)鄢止,A上表面水平。
則在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí),B受力的示意圖為()
6.如圖,輕彈簧上端與一質(zhì)量為m的木塊1相連,下端與另一質(zhì)量為M的木塊2相連,整個(gè)系統(tǒng)置于水
平放置的光滑木板上,并處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)將木板沿水平方向突然抽出,設(shè)抽出后的瞬間:木塊1、2
的加速度大小分別為ai、a2o重力加速度大小為g。則有()
7.如圖甲所示,繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率vi向右運(yùn)行。初速度大小為V2的小物塊從與傳送帶等
高的光滑水平面上的A處滑上傳送帶。若從小物塊滑上傳送帶開始計(jì)時(shí),小物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的v
-I圖象(以地面為參考系)如圖乙所示。已知V2>VI.則')
v
&52
甲
A.t2時(shí)刻,小物塊離A處的距離達(dá)到最大
B.t2時(shí)刻,小物塊相對(duì)傳送苗滑動(dòng)的距離達(dá)到最大
C.0?12時(shí)間內(nèi),小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左
D.0?t3時(shí)間內(nèi),小物塊始終受到大小不變的摩擦力的作用
8.如圖,頂端固定著小球的直桿固定在小車上,當(dāng)小車向右做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),球所受合外力的方向沿圖
中的()
B.OB方向C.OC方向D.0D方向
9.一支架固定于放于水平地面上的小車上,細(xì)線上一端系著質(zhì)量為m的小球,另一端系在支架上,當(dāng)小
車向右做直線運(yùn)動(dòng)時(shí),細(xì)線與豎直方向的夾角為仇此時(shí)放在小車上質(zhì)量M的A物體跟小車相對(duì)靜止,
如圖所示,則A受到的摩擦力大小和方向是()
B.MgtanO,向右
C.MgcosO?向右D.MgtanO,向左
10.一物塊靜止在粗糙的水平桌面上。從某時(shí)刻開始,物塊受到一方向不變的水平拉力作用。假設(shè)物塊與
桌面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。以a表示物塊的加速度大小,F(xiàn)表示水平拉力的大小。能正確
描述F與a之間的關(guān)系的圖象是()
(多選)II.如圖(a),一物塊在t=0時(shí)刻滑上一固定斜面,其運(yùn)動(dòng)的v-i圖線如圖(b)所示,若重力
加速度及圖中的vo,VI)
圖(a)圖(b)
A.斜面的傾角
B.物塊的質(zhì)量
C.物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)
D.物塊沿斜面向上滑行的最大高度
(多選)12.如圖所示,A、R兩物塊的質(zhì)量分別為2m和m,靜止疊放在水平地面上,A、R間的動(dòng)摩擦
因數(shù)為4B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為加,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度為g,現(xiàn)對(duì)A施
加一水平拉力F,則()
A.當(dāng)FV2pmg時(shí),A、B都用對(duì)地面靜止
B.當(dāng)F=*mg時(shí),A的加速度為5g
C.當(dāng)F>3pmg時(shí),A相對(duì)B滑動(dòng)
D.無論F為何值,R的加速度不會(huì)超過[pg
(多選)13.如圖所示,水平傳送帶以速度vi勻速運(yùn)動(dòng),小物體P、Q由通過定滑輪且不可伸長(zhǎng)的輕繩相
連,t=0時(shí)刻P在傳送帶左端具有速度V2,P與定滑輪間的純水平,t=to時(shí)刻P離開傳送帶.不計(jì)定
滑輪質(zhì)量和摩擦,繩足夠長(zhǎng).正確描述小物體P速度隨時(shí)間變化的圖象可能是()
(多選)14.如圖,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S]和S2相連,通
過系在a上的細(xì)線懸掛于固定點(diǎn)O.整個(gè)系統(tǒng)處「靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)將細(xì)線剪斷。將物塊a的加速度的大小
記為ai,Si和S2相對(duì)于原長(zhǎng)的伸長(zhǎng)分別記為Ah和A3重力加速度大小為g。在剪斷的瞬間,()
0
////〃//////
S,
A.ai=3gB.ai=0C.Ali=2A12D.A1I=A12
三,填空題(共1小題)
15.如圖所示的裝置以加速度為5m/s2豎直上升時(shí),裝置中質(zhì)量為10kg的小球?qū)π泵娴膲毫?/p>
N;對(duì)豎直墻的壓力為__________________No
四.實(shí)驗(yàn)題(共1小題)
16.某同學(xué)將帶滑輪的滑板放置在水平桌面上,調(diào)節(jié)滑板上表面水平,將力傳感器固定在小車上,然后把
繩的一端固定在傳感器拉鉤上,用來測(cè)量繩對(duì)小車的拉力在小車及傳感器總質(zhì)量不變的情況下,探究加
速度跟它們所受拉力的關(guān)系時(shí),根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中作出了如圖2所示的a-F圖象。
傳感器紙帶接電源
(1)由a-F圖象可知小車和傳感器的總質(zhì)量為kg.(保留兩位有效數(shù)字)
(2)圖象不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是。
(3)為使圖象過原點(diǎn)可墊高滑板的(填“左”或“右”)側(cè),使傳感器拉鉤不掛繩時(shí),小車能
做(填“力口速”“勻速”或“減速”)運(yùn)動(dòng)
五.解答題(共4小題)
17.如圖,兩個(gè)滑塊A和B的質(zhì)量分別為mA=1kg和mB=5kg,放在靜止于水平地面上的木板的兩端,
兩者與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為陽=0.5;木板的質(zhì)量為m=4kg,與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為卬=0.1.某
時(shí)刻A、B兩滑塊開始相向滑動(dòng),初速度大小均為vo=3m/s,A、B相遇時(shí),A與木板恰好相對(duì)靜止。
設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,取重力加速度大小g=10m?2.求
(1)B與木板相對(duì)靜止時(shí),木板的速度;
(2)A、B開始運(yùn)動(dòng)時(shí),兩者之間的距離。
3
X
I
18.下暴雨時(shí),有時(shí)會(huì)發(fā)生山體滑坡或泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。某地有一傾角為8=37°(sin3705一/
坡C,上面有一質(zhì)量為m的石板B,其上下表面與斜坡平行;B上有一碎石堆A(含有大量泥土),A
和B均處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖所示。假設(shè)某次暴雨中,A浸透雨水后總質(zhì)量也為m(可視為質(zhì)量不變的
3
滑塊),在極短時(shí)間內(nèi),A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)因減小為3B、C間的動(dòng)摩擦因數(shù)口減小為0.5,A、B
開始運(yùn)動(dòng),此時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn);在第2s末,B的上表面突然變?yōu)楣饣?,陽保持不變。已知A開始運(yùn)動(dòng)
時(shí),A離B下邊緣的距離l=27m,C足夠長(zhǎng),設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。取重力加速度大小g
=lOm/s2.求:
(1)在0?2s時(shí)間內(nèi)A和B加速度的大小
(2)A在B上總的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。
37^
19.一長(zhǎng)木板在水平地面上運(yùn)動(dòng),在t=0時(shí)刻將一相對(duì)于地面靜止的物塊輕放到木板上,以后木板運(yùn)動(dòng)的
速度-時(shí)間圖象如圖所示。己知物塊與木板的質(zhì)量相等,物塊與木板間及木板與地面間均有摩擦,物塊
與木板間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,且物塊始終在木板上。取重力加速度的大小g=IOm/s2,求:
(1)物塊與木板間、木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù);
(2)從1=0時(shí)刻到物塊與木灰均停止運(yùn)動(dòng)時(shí),物塊相對(duì)于木板的位移的大小。
20.?長(zhǎng)木板置于粗糙水平地面上,木板左端放置?小物塊;在木板右方有?墻壁,木板右端與墻壁的距
離為4.5m,如圖(a)所示。t=0時(shí)刻開始,小物塊與木板一起以共同速度向右運(yùn)動(dòng),直至t=1s時(shí)木
板與墻壁碰撞(碰撞時(shí)間極短)。碰撞前后木板速度大小不變,方向相反;運(yùn)動(dòng)過程中小物塊始終未離
開木板。已知碰撞后Is時(shí)間內(nèi)小物塊的v-t圖線如圖(b)所示。木板的質(zhì)量是小物塊質(zhì)量的15倍,
重力加速度大小g取lOmH.求
(I)木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)m及小物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)R2;
(2)木板的最小長(zhǎng)度;
(3)木板右端離墻壁的最終距離。
Av/(m-s-1)
4
2
0
都
圖(a)
2025年高考物理復(fù)習(xí)熱搜題速遞之運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系(2024年7月)
參考答案與試題解析
一.選擇題(共10小題)
1.如圖所示,光滑水平面上放置質(zhì)量分別為m和2m的四個(gè)木塊,其中兩個(gè)質(zhì)量為m的木塊間用一不可
伸長(zhǎng)的輕繩相連,木塊間的最大靜摩擦力是因ng.現(xiàn)用水平拉力F拉其中一個(gè)質(zhì)量為2m的木塊,使四
個(gè)木塊以同?加速度運(yùn)動(dòng),則輕繩對(duì)m的最大拉力為(〉
A.---------B.---------C.---------D.311mg
54210
【考點(diǎn)】連接體模型.
【專題】定性思想;推理法;摩擦力專題.
【答案】B
【分析】要使四個(gè)物體一塊做加速運(yùn)動(dòng)而不產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng),則兩接觸面上的摩擦力不能超過最大靜摩擦
力;分析各物體的受力,確定出哪個(gè)接觸面先達(dá)到最大靜摩擦力;由牛頓第二定律可求得拉力T。
【解答】解:本題的關(guān)鍵是要想使四個(gè)木塊一起加速,則任兩個(gè)木塊間的靜摩擦力都不能超過最大靜摩
擦力。
設(shè)左側(cè)兩木塊間的摩擦力為fb右側(cè)木塊間摩擦力為f2;
對(duì)左側(cè)下面的大木塊有:fi=2ma,
對(duì)左側(cè)小木塊有T?fi=ma:
對(duì)右側(cè)小木塊有f2-T=ma……①;
對(duì)右側(cè)大木塊有F-f2=2ma……②;
聯(lián)立可F=6ma.......③;
四個(gè)物體加速度相同,由以上式子可知f2一定大于力;故人應(yīng)達(dá)到最大靜摩擦力,由于兩個(gè)接觸面的
最大靜摩擦力最大值為Hmg,所以應(yīng)有f2=pmg.......④
聯(lián)立①②③④式解得:T=lnmg0
故選:Bo
【點(diǎn)評(píng)】本題注意分析題目中的條件,明確哪個(gè)物體最先達(dá)到最大靜摩擦力;同時(shí)還應(yīng)注意本題要求的
是繩子上的拉力,很多同學(xué)求成了F。亦可用整體法求解。
2.如圖,在傾角為a的固定光滑斜面上,有一用繩子拴著的長(zhǎng)木板,木板上站著一只貓。已知木板的質(zhì)
量是貓的質(zhì)量的2倍。當(dāng)繩了?突然斷開時(shí),貓立即沿著板向上跑,以保持其相對(duì)斜面的位置不變。則此
時(shí)木板沿斜面下滑的加速度為()
3
A.-sinaB.gsinaC.-gsinaD.2gsina
【考點(diǎn)】物體在光滑斜面上的運(yùn)動(dòng);力的合成與分解的應(yīng)用.
【專題】整體思想.
【答案】C
【分析】對(duì)貓和木板受力分析受力分析,可以根據(jù)各自的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由牛頓第二定律分別列式來求解,把
貓和木板當(dāng)作?個(gè)整體的話計(jì)算比較簡(jiǎn)單。
【解答】解:木板沿斜面加速下滑時(shí),貓保持相對(duì)斜面的位置不變,即相對(duì)斜面靜止,加速度為零。將
木板和貓作為整體,
根據(jù)牛頓第二定律FQ=F冊(cè)+F木板=0+2ma(a為木板的加速更),
整體受到的合力的大小為貓和木板沿斜面方向的分力的大小,
即F合=3mgsina,解得a=/sina,所以C正確。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】本題應(yīng)用整體法對(duì)貓和木板受力分析,根據(jù)牛頓第二定律來求解比較簡(jiǎn)單,當(dāng)然也可以采用隔
離法,分別對(duì)貓和木板受力分析列出方程組來求解。
3.如圖,輕彈簧的下端固定在水平桌面上,上端放有物塊P,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)用一豎直向上的力F
作用在P上,使其向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),以x表示P離開靜止位置的位移,在彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)前,下
列表r示F和x之間美系的圖象可能正確的是()
p
【考點(diǎn)】牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用;胡克定律及其應(yīng)用.
【專題】應(yīng)用題:比較思想;推理法.
【答案】A
【分析】以物塊P為研究對(duì)象,分析受力情況,根據(jù)牛頓第二定律得出F與物塊P的位移x的關(guān)系式,
再選擇圖象。
【解答】解:設(shè)物塊P的質(zhì)量為m,加速度為a,靜止時(shí)彈簧的壓縮量為xo,彈簧的勁度系數(shù)為k,
由力的平衡條件得,mg=kxo,
以向上為正方向,木塊的位移為x時(shí)彈簧對(duì)P的彈力:Fi=k(xo-x),
對(duì)物塊P,由牛頓第二定律得.F+Fi-mg=ma,
由以上式子聯(lián)立可得,F(xiàn)=kx+ma。
可見F與x是線性關(guān)系,且F隨著x的增大而增大,
當(dāng)x=0時(shí),kx+ma=ma>0,故A正確,BCD錯(cuò)誤。
故選:Ao
【點(diǎn)評(píng)】解答本題的關(guān)鍵是要根據(jù)牛頓第二定律和胡克定律得到F與x的解析式,再選擇圖象,這是常
用的思路,要注意物塊P的位移與彈簧形變最并不相等。
4.物體A放在物體B匕物體B放在光滑的水平面上,已知mA=6kg,nw=2kg,A、B間動(dòng)摩擦因數(shù)日
=0.2,如圖?,F(xiàn)用一水平向右的拉力F作用于物體A上,g=10m/s2,則下列說法中正確的是()
_F
—
A.當(dāng)拉力FV12N時(shí),A靜匚不動(dòng)
B.當(dāng)拉力F=16N時(shí),A對(duì)B的摩擦力等于4N
C.當(dāng)拉力F>16N時(shí),A一定相對(duì)B滑動(dòng)
D.無論拉力F多大,A相對(duì)B始終靜止
【考點(diǎn)】牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用;判斷是否存在摩擦力.
【專題】摩擦力專題.
【答案】B
【分析】由動(dòng)摩擦因數(shù)可求出最大靜摩擦力。對(duì)B研究,求出A、B剛要滑動(dòng)時(shí)的加速度,再對(duì)整體研
究求出此時(shí)的拉力。由此根據(jù)拉力大小判斷A、B是否發(fā)生用對(duì)滑動(dòng)。
【解答】解:A、C、D,當(dāng)A、B剛要滑動(dòng)時(shí),靜摩擦力達(dá)到最大值。
設(shè)此時(shí)它們的加速度為ao,拉力為Fo。
根據(jù)牛頓第二定律,
對(duì)B:ao=*^=6m/s2
對(duì)整體:Fo=(mA+mB)ao=8X6=48N
當(dāng)拉力FW48N時(shí),AB相對(duì)靜止,一起向右運(yùn)動(dòng)。
當(dāng)FA48N時(shí),AB發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。故ACD錯(cuò)誤。
B、當(dāng)拉力F=16N時(shí),AB相對(duì)靜止;
對(duì)整體:a=---:---=2m/s
對(duì)B:f=niBa=4N,故B正確。
故選:故
【點(diǎn)評(píng)】本題是連接體問題,關(guān)鍵是選擇研究對(duì)象,常常有兩種方法:隔離法和整體法,要靈活選擇。
5.如圖,光滑斜面固定于水平面,滑塊A、B疊放后一起沖上斜面,且始終保持相對(duì)靜止,A上表面水平。
則在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí),B受力的示意圖為(
【考點(diǎn)】牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用一從運(yùn)動(dòng)情況確定受力;判斷是否存在摩擦力.
【專題】受力分析方法專題.
【答案】A
【分析】對(duì)整體分析,得出整體的加速度方向,確定B的加速度方向,知道B的合力方向,從而知道
B的受力情況。
【解答】解:整體向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng),加速度方向沿斜面向下,則B的加速度方向沿斜面向下。
根據(jù)牛頓第二定律知,B的合力沿斜面向卜,則B一定受到水平向左的摩擦力以及重力和支持力。故A
正確,BCD錯(cuò)誤。
故選:Ao
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道B與整體具有相同的加速度,根據(jù)加速度確定物體的合力方向。注意整
體法和隔離法的運(yùn)用。
6.如圖,輕彈簧上端與一質(zhì)量為m的木塊1相連,下端與另一質(zhì)量為M的木塊2相連,整個(gè)系統(tǒng)置于水
平放置的光滑木板上,并處于靜止?fàn)顟B(tài)?,F(xiàn)將木板沿水平方向突然抽出,設(shè)抽出后的瞬間:木塊1、2
的加速度大小分別為ai、aio重力加速度大小為g。則有()
B.ai=0,a2=g
m+M、m+M
C.ai=0?az=D.ai=g,a2=R-g
【考點(diǎn)】牛頓第二定律求解瞬時(shí)問題;彈力的概念及其產(chǎn)生條件;牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用.
【專題】壓軸題.
【答案】C
【分析】木板抽出前,木塊1和木塊2都受力平衡,根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件求出各個(gè)力;木板抽出后,木
板對(duì)木塊2的支持力突然減小為零,其余力均不變,根據(jù)牛頓第二定律可求出兩個(gè)木塊的加速度。
【解答】解:在抽出木板的瞬時(shí),彈簧對(duì)1的支持力和對(duì)2的玉力并未改變。對(duì)1物體受重力和支持力,
mg=F,ai=0o
對(duì)2物體受重力和彈簧的向下的壓力,根據(jù)牛頓第二定律
F+MgM+m
a=~M-=—
故選:Co
【點(diǎn)評(píng)】本題屬「牛頓第二定律應(yīng)用的瞬時(shí)加速度問題,關(guān)鍵是區(qū)分瞬時(shí)力與延時(shí)力;彈簧的彈力通常
來不及變化,為延時(shí)力,輕繩的彈力為瞬時(shí)力,繩子斷開即消失。
7.如圖甲所示,繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率vi向右運(yùn)行。初速度大小為V2的小物塊從與傳送帶等
高的光滑水平面上的A處滑上傳送帶。若從小物塊滑上傳送帶開始計(jì)時(shí),小物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的v
-I圖象(以地面為參考系)如圖乙所示。已知V2>VI.則')
A.t2時(shí)刻,小物塊離A處的距離達(dá)到最大
B.t2時(shí)刻,小物塊相對(duì)傳送苗滑動(dòng)的距離達(dá)到最大
C.0?12時(shí)間內(nèi),小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左
D.0?t3時(shí)間內(nèi),小物塊始終受到大小不變的摩擦力的作用
【考點(diǎn)】牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用;勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的淙合應(yīng)用.
【答案】B
【分析】。?h時(shí)間內(nèi)木塊向左勻減速直線運(yùn)動(dòng),受到向右的摩擦力,然后向右勻加速,當(dāng)速度增加到
與皮帶相等時(shí),一起向右勻速,摩擦力消失。
【解答】解:A、U時(shí)刻小物塊向左運(yùn)動(dòng)到速度為零,離A處的距離達(dá)到最大,故A錯(cuò)誤;
B、12時(shí)刻前小物塊相對(duì)傳送昔向左運(yùn)動(dòng),之后相對(duì)靜止,故B正確;
C、0?12時(shí)間內(nèi),小物塊受到的摩擦力方向始終向右,故C錯(cuò)誤;
D、t2?t3時(shí)間內(nèi)小物塊不受摩擦力作用,故D錯(cuò)誤;
故選:R.
【點(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵從圖象得出物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,然后分過程對(duì)木塊受力分析。
8.如圖,頂端固定著小球的直桿固定在小車上,當(dāng)小車向右做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),球所受合外力的方向沿圖
中的()
A.0A方向B.OB方向C.OC方向D.OD方向
【考點(diǎn)】牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用;彈力的概念及其產(chǎn)生條件.
【專題】簡(jiǎn)答題;定性思想;推理法;牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合專題.
【答案】D
【分析】小球受重力和桿對(duì)小球的作用力,在兩個(gè)力共同作用下沿水平向右的方向加速運(yùn)動(dòng),加速度水
平向右,合力水平向右。
【解答】解?:小球和小車的加速度相同,所以小球在重力和桿的作用力兩個(gè)力的作用下也沿水平向右的
方向加速運(yùn)動(dòng),加速度水平向右,根據(jù)牛頓第二定律F=ma可知,加速度的方向與合力的方向相同,
合力水平向右,即合力沿圖中的OD方向,故ABC錯(cuò)誤,D正確。
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】根據(jù)牛頓第二定律F=ma可知,加速度的方向與合力的方向相同,是解決本題的關(guān)鍵。另外
知道桿的彈力不一定沿桿的方向。
9.一支架固定于放于水平地面上的小車上,細(xì)線上一端系著質(zhì)量為m的小球,另一端系在支架上,當(dāng)小
車向右做直線運(yùn)動(dòng)時(shí),細(xì)線與豎直方向的夾角為0,此時(shí)放在小車上質(zhì)量M的A物體跟小車相對(duì)靜止,
C.MgcosO,向右D.MglanO,向左
【考點(diǎn)】連接體模型;力的合成與分解的應(yīng)用.
【專題】牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合專題;分析綜合能力.
【答案】B
【分析】小球與物體A相對(duì)于車均是靜止的,加速度相同。知道夾角為。,可以根據(jù)牛頓第二定律求出
小球的加速度,再對(duì)A研究,運(yùn)用牛頓第二定律求出摩擦力大小和方向。
【解答】mg
解:以小球?yàn)檠芯繉?duì)象,根據(jù)牛頓第二定律,得
mgtan0=ma得a=glan8
以A物體為研究對(duì)象
f=Ma=Mgtan0,方向水平向右。
故A、C、D錯(cuò)誤,B正確。
故選:B..
【點(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵之處是要抓住小球與物體A的加速度相同,運(yùn)用隔離法分別對(duì)兩物體遂行研究。對(duì)
于連接體問題,隔離法都可以求解,而整體法卻是有條件的,
10.一物塊靜止在粗糙的水平桌面上。從某時(shí)刻開始,物塊受到一方向不變的水平拉力作用。假設(shè)物塊與
桌面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。以a表示物塊的加速度大小,F(xiàn)表示水平拉力的大小。能正確
描述F與a之間的關(guān)系的圖象是()
【考點(diǎn)】牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用.
【專題】牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合專題.
【答案】C
【分析】對(duì)物體受力分析,利用牛頓第二定律列式找出F?a的關(guān)系式,即可做出選擇。
由牛頓第二定律得;F-pmg=ma
解得:F=ma+pmg
F與a成一次函數(shù)關(guān)系,故ABD錯(cuò)誤,C正確,
故選:Co
【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于此類圖象選擇題,最好是根據(jù)牛頓第二定律找出兩個(gè)物理量之間的函數(shù)關(guān)系,圖象變顯而
易見。
二多選題(共4小題)
(多選)11.如圖(a),一物塊在t=0時(shí)刻滑上一固定斜面,其運(yùn)動(dòng)的圖線如圖(b)所示,若重力
加速度及圖中的vo,vi,ti均為已知量,則可求出()
B.物塊的質(zhì)量
C.物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)
D.物塊沿斜面向上滑行的最大高度
【考點(diǎn)】牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用;根據(jù)v-t圖像的物理意義對(duì)比多個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況;滑動(dòng)摩擦力
的產(chǎn)生條件.
【專題】牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合專題.
【答案】ACD
【分析】由圖b可求得物體運(yùn)動(dòng)過程及加速度,再對(duì)物體受力分析,由牛頓第二定律可明確各物理量是
否能夠求出。
【解答】解:由圖b可知,物體先向上減速到達(dá)最高時(shí)再向不加速;圖象與時(shí)間軸圍成的面積為物體經(jīng)
過的位移,故可出物體在斜面上的位移;
圖象的斜率表示加速度,上升過程及下降過程加速度均可求:上升過程有:mgsine+pmgcose=mai;下
降過程有:mgsinO-nmgcos0=ma2;兩式聯(lián)立可求得斜面傾角及動(dòng)摩擦因數(shù);
但由于m均消去,故無法求得質(zhì)量;因己知上升位移及夾角,則可求得上升的最大高度;
故選:ACD。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查牛頓第二定律及圖象的應(yīng)用,要注意圖象中的斜率表示加速度,面積表示位移;同時(shí)
注意正確的受力分析,根據(jù)牛頓第二定律明確力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。
(多選)12.如圖所示,A、B兩物塊的質(zhì)量分別為2m和m,靜止疊放在水平地面上,A、B間的動(dòng)摩擦
因數(shù)為4B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為),最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度為g,現(xiàn)對(duì)A施
加一水平拉力F,則()
B
A.當(dāng)FV2pmg時(shí),A、B都用對(duì)地面靜止
B.當(dāng)F=*mg時(shí),A的加速度為%g
C.當(dāng)F>3“mg時(shí),A相對(duì)B滑動(dòng)
1
D.無論F為何值,B的加速度不會(huì)超過)陽
【考點(diǎn)】無外力的水平板塊模型.
【專題】牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合專題.
【答案】BCD
【分析】根據(jù)A、B之間的最大靜摩擦力,隔離對(duì)B分析求出整體的臨界加速度,通過牛頓第二定律求
出A、B不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)的最大拉力。然后通過整體法隔離法逐項(xiàng)分析。
【解答】解:A、設(shè)B對(duì)A的摩擦力為fi,A對(duì)B的摩擦力為f2,地面對(duì)B的摩擦力為f3,由牛頓第
3
三定律可知fl與f2大小相等,方向相反,fi和f2的最大值均為2pmg,f3的最大值為六mg,故當(dāng)OVFW
時(shí),A、B均保持靜止;繼續(xù)增大F,在一定范圍內(nèi)A、B將相對(duì)靜止以共同的加速度開始運(yùn)動(dòng),
故A錯(cuò)誤;
B-設(shè)當(dāng)A、R恰好相對(duì)地面發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)的拉力為F',加速度為屋,則對(duì)A,有甲-2^8=
o3
2ma',對(duì)A、B整體,有F'-ynmg=Sma1,解得F'=3pmg,故當(dāng)<FW3umg時(shí),A相對(duì)
z2
于B靜止,二者以共同的加速度開始運(yùn)動(dòng);當(dāng)F>3pmg時(shí),A相對(duì)于B滑動(dòng)。
當(dāng)F=,卬ng時(shí),A、B以共同的加速度開始運(yùn)動(dòng),將A、B看作整體,由牛頓第二定律有F-^pmg=3ma,
解得a二半,故B、C正確。
O11
D、對(duì)B來說,其所受合力的最大值Fm=2pmg-2〃mg=々“mg,即B的加速度不會(huì)超過34g,故D
正確。
故選:BCD。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查牛頓第二定律的綜合運(yùn)用,解決本題的突破口在于通過隔離法和整體法求出A、B不
發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)的最大拉力。
(多選)13.如圖所示,水平傳送帶以速度vi勻速運(yùn)動(dòng),小物體P、Q由通過定滑輪且不可伸長(zhǎng)的輕繩相
連,1=0時(shí)刻P在傳送帶左端具有速度V2,P與定滑輪間的繩水平,t=to時(shí)刻P離開傳送帶.不計(jì)定
滑輪質(zhì)量和摩擦,繩足夠長(zhǎng).正確描述小物體P速度隨時(shí)間變化的圖象可能是()
【考點(diǎn)】水平傳送帶模型.
【專題】牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合專題.
【答案】BC
【分析】要分不同的情況進(jìn)行討論:若V2VVI:分析在f>Q的重力時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況或fVQ的重力的運(yùn)
動(dòng)情況
若V2>Vi:分析在f>Q的重力時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況或f<Q的重力的運(yùn)動(dòng)情況
【解答】解:若V2VV1:f向右,若f>GQ,則向右勻加速到速度為Vi后做勻速運(yùn)動(dòng)到離開,則為B
圖
若fVGQ,則向右做勻減速到速度為0后再向左勻加速到離開,無此選項(xiàng)
若V2>V1:f向左,若f>GQ,則減速到V1后勻速向右運(yùn)動(dòng)離開,無此選項(xiàng)
若fVGQ,則減速到小于Vi后f變?yōu)橄蛴?,加速度變小,此后加速度不變,繼續(xù)減速到0后向左加速
到嘲開,則為C圖
則AD錯(cuò)誤,BC正確
故選:BCo
【點(diǎn)評(píng)】考查摩擦力的方向與速度的關(guān)系,明確其與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反,結(jié)合牛頓第二定律分析運(yùn)動(dòng)情
況,較難.
(多選)14.如圖,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Si和S2相連,通
過系在a上的細(xì)線懸掛于固定點(diǎn)O.整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)將細(xì)線剪斷。將物塊a的加速度的大小
記為ai,Si和S2相對(duì)于原長(zhǎng)的伸長(zhǎng)分別記為Ah和A12,重力加速度大小為g。在剪斷的瞬間,()
0
////////////
直a,
b
A.ai=3gB.ai=OC.A1I=2A12D.Ali=Ah
【考點(diǎn)】牛頓第二定律求解瞬時(shí)問題;胡克定律及其應(yīng)用.
【專題】牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合專題.
【答案】AC
【分析】對(duì)細(xì)線剪短前后的a、b、c物體分別受力分析,然后根據(jù)牛頓第二定律求解加速度與彈簧的伸
長(zhǎng)量。
【解答】解:A、B、對(duì)a、b、c分別受力分析如圖,
瑪K
根據(jù)平衡條件,有:
對(duì)a:F2=Fi+mg
對(duì)b:Fi=F+mg
對(duì)c:F=mg
所以:Fi=2mg
彈簧的彈力不能突變,因形變需要過程,繩的彈力可以突變,繩斷拉力立即為零。
當(dāng)繩斷后,b與c受力不變,仍然平衡,故a=0;
對(duì)a,繩斷后合力為F^=Fi+mg=3mg=maa,aa=3g方向豎直向下;故A正確,B錯(cuò)誤。
C、D、當(dāng)繩斷后,b與c受力不變,則Fi=kAh,41=罕;同時(shí):F=kA12,所以:4%二華.聯(lián)
KK
立得All=2△12:故C正確,D錯(cuò)誤。
故選:ACo
【點(diǎn)評(píng)】考查了牛頓第二定律的瞬時(shí)性的應(yīng)用,重點(diǎn)區(qū)分繩和彈簧彈力的特點(diǎn),注意加速度與受力的瞬
時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系。
三.填空題(共1小題)
15.如圖所示的裝置以加速度為5m/s2豎直上升時(shí),裝置中質(zhì)量為10kg的小球?qū)π泵娴膲毫?00V3N:
對(duì)豎直墻的壓力為50V3No
【考點(diǎn)】有外力的傾斜板塊模型;彈力的概念及其產(chǎn)生條件.
【專題】共點(diǎn)力作用下物體平衡專題.
【答案】(1)小球?qū)π泵娴膲毫?00百N;方向垂直于斜面向下;
(2)擋板對(duì)球的彈力為50bN;方向水平向左。
【分析】當(dāng)升降機(jī)向上運(yùn)動(dòng)時(shí),對(duì)小球受力分析后應(yīng)用牛頓第二定律列式求出斜面對(duì)小球的支持力,再
根據(jù)牛頓第三定律求出斜面所受的壓力。同理可求得小球?qū)ωQ直墻壁的壓力。
【解答】解:(1)取小球?yàn)檠芯繉?duì)象,小球受3個(gè)力:斜面對(duì)小球的支持力N,擋板對(duì)小球的支持力F,
重力G,如圖所示:
在豎直方向上,由牛頓第二定律可得:
N'cos6-mg=ma
解得:N,=嘿聚=*蛆=10°代沖
根據(jù)牛頓第三定律得:斜面所受的壓力大小為:N"=N'=100x/3N;
(2)小球水平方向受到的彈力為:T=N,sin300=10()6乂4=5()615
由牛頓第三定律可知,擋板對(duì)球的彈力為50V5N:
答:(I)小球?qū)π泵娴膲毫?00百N;方向垂直于斜面向二;
(2)擋板對(duì)球的彈力為50V5N;方向水平向左。
N
【點(diǎn)評(píng)】此題對(duì)小球進(jìn)行受力分析,運(yùn)用力的合成或分解結(jié)合牛頓第二定律解決問題。注意合力的方向
豎直向上。
四.實(shí)驗(yàn)題(共1小題)
16.某同學(xué)將帶滑輪的滑板放置在水平桌面上,調(diào)節(jié)滑板上表面水平,將力傳感器固定在小車上,然后把
繩的一端固定在傳感器拉鉤上,用來測(cè)量繩對(duì)小車的拉力在小車及傳感器總質(zhì)量不變的情況下,探究加
速度跟它們所受拉力的關(guān)系時(shí).,根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中作出了如圖2所示的a-F圖象。
(1)由a-F圖象可知小車和傳感器的總質(zhì)量為0.50口.(保留兩位有效數(shù)字)
(2)圖象不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是小車和滑板間有摩擦阻力。
(3)為使圖象過原點(diǎn)可墊高滑板的右(填“左”或“右”)側(cè),使傳感器拉鉤不掛繩時(shí),小車能做
勻速(填“加速”“勻速”或“減速”)運(yùn)動(dòng)
【考點(diǎn)】牛頓第二定律的圖像問題.
【專題】定量思想;推理法;直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律專題.
【答案】見試題解答內(nèi)容
【分析】(1)a-F圖象中的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)。
(2)該實(shí)驗(yàn)中由于已經(jīng)用傳感器測(cè)出繩子拉力大小,故不需要滿足祛碼和跌碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車
的質(zhì)量。
(3)若圖象不過原點(diǎn),是因?yàn)槲雌胶饽Σ亮蚱胶饽Σ亮Σ粔颉?/p>
【解答】解:(1)斜率表示質(zhì)量的倒數(shù),直線的斜率為2,所以小車和傳感器的總質(zhì)量為().5()kg;
(2)圖象不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是小車和滑板間有摩擦阻力;
(3)為使圖象過原點(diǎn)可墊高滑板的右側(cè),使傳感器拉鉤不掛繩時(shí),小車能做勻速運(yùn)動(dòng);
故答案為:0.50,小車和滑板間有摩擦阻力,右,勻速
【點(diǎn)評(píng)】實(shí)驗(yàn)中我們要清楚研究對(duì)象和研究過程,明確實(shí)驗(yàn)原理是解答實(shí)驗(yàn)問題的前提,不能盲目的認(rèn)
為在任何情況下都需砂和桶的總質(zhì)最遠(yuǎn)小于小車和傳感器的總質(zhì)量。
五.解答題(共4小題)
17.如圖,兩個(gè)滑塊A和B的質(zhì)量分別為mA=lkg和nm=5kg,放在靜止于水平地面上的木板的兩端,
兩者與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為m=0.5;木板的質(zhì)量為m=4kg,與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為K=0.I.某
時(shí)刻A、B兩滑塊開始相向滑動(dòng),初速度大小均為vo=3m/s,A、B相遇時(shí),A與木板恰好相對(duì)靜止。
設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,取重力加速度大小g=10m/s2.求
(1)B與木板相對(duì)?靜止時(shí),木板的速度;
(2)A、B開始運(yùn)動(dòng)時(shí),兩者之間的距離。
【考點(diǎn)】無外力的水平板塊模型.
【專題】計(jì)算題;學(xué)科綜合題;定量思想;推理法;牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合專題.
【答案】見試題解答內(nèi)容
【分析】(1)剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí),根據(jù)牛頓第二定律分別求出A、B和木板的加速度大小,結(jié)合速度一時(shí)間
公式先求出B與木板共速時(shí)的速度以及運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,然后B與木板保持相對(duì)靜止,根據(jù)牛頓第二定律
求出B與木板整體的加速度,結(jié)合速度一時(shí)間公式求出三者速度相等經(jīng)歷的時(shí)間以及此時(shí)的速度。
(2)根據(jù)位移公式分別求出B與木板共速時(shí)木板和B的位移,從而得出兩者的相對(duì)位移,得出此時(shí)A
的位移以及A相對(duì)木板的位移大小,再結(jié)合位移公式分別求出三者速度相等時(shí),A的位移以及木板的
位移,得出A再次相對(duì)木板的位移,從而得出A、B開始運(yùn)動(dòng)時(shí),兩者之間的距離。
【解答】解:(1)對(duì)A受力分析,根據(jù)牛頓第二定律得:PimAg=mAaA
代入數(shù)據(jù)解得:aA=5m/s2,方向向右,
對(duì)B分析,根據(jù)牛頓第二定律得:niniBg=niBaB
代入數(shù)據(jù)解得:aB=5m/s2,方向向左。
對(duì)木板分析,根據(jù)牛頓第二定律得:|iimBg-piniAg-^12(m+mA+mB)g=mai
代入數(shù)據(jù)解得:ai=2.5m/s2,方向向右。
當(dāng)木板與B共速時(shí),有:v=vo-aBti=aiti,
代入數(shù)據(jù)解得:tl=0.4s,v=lm/s,
(2)此時(shí)B相對(duì)木板靜止,突變?yōu)殪o摩擦力,A受力不變加速度仍為5m/s2,方向向右,
對(duì)B與木板受力分析,有:pimAg+^2(m+mA+mB)g=(m+mB)a2
代入數(shù)據(jù)解得:azTm/s2,方向向左,
當(dāng)木板與A共速時(shí)有:v'=\-a2t2=-v+aAt2:
代入數(shù)據(jù)解得:t2=O.3s,v'=0.5in/so
當(dāng)ti=0.4s,XB="Q廠x0.4m=0.8m,x木=x0.4m=0.2m
LB板=*8-x木=().8m-0.2m=0.6m,
對(duì)A,向左,XA=^x0.4m=0.8m,
LAIIU=XA+X木=0.8m+0.2m=lm,
當(dāng)t2=0.3s,對(duì)A,向左,XAI=1712=1;5x0.3m=磊m,
對(duì)木板,向右,x木i=—七=-2~x0.3m=而111
39
LA2板=*人1+乂木I=而+而m=0.3m,
可知AB相距L—LB板+LAI板+LA2板=0.6+l+0.3m=1.9m。
答:(1)B與木板相對(duì)靜止時(shí),木板的速度為lm/s;
(2)A、B開始運(yùn)動(dòng)時(shí),兩者之間的距離為1.9m。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的綜合運(yùn)用,關(guān)鍵理清整個(gè)過程中A、R和木板在整個(gè)
過程中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓第二定律進(jìn)行求解。
18.下暴雨時(shí),有時(shí)會(huì)發(fā)生山體滑坡或泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。某地有一傾角為0=37°(sin37°=1)的山
坡C,上面有一質(zhì)量為m的石板B,其上下表面與斜坡平行;B上有一碎石堆A(含有大量泥土),A
和B均處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖所示。假設(shè)某次暴雨中,A浸透雨水后總質(zhì)量也為m(可視為質(zhì)量不變的
3
滑塊),在極短時(shí)間內(nèi),A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)陽減小為g,B、C間的動(dòng)摩擦因數(shù)2減小為0.5,A、B
開始運(yùn)動(dòng),此時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn);在第2s末,B的上表面突然變?yōu)楣饣?,?nèi)保持不變。已知A開始運(yùn)動(dòng)
時(shí),A離B下邊緣的距離l=27m,C足夠長(zhǎng),設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。取重力加速度大小g
=10in/s2.求:
(1)在。?2s時(shí)間內(nèi)A和B加速度的大小
(2)A在B上總的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。
A
B
C、、
【考點(diǎn)】牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用;勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)間的關(guān)系;勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的
關(guān)系.
【專題】牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合專題.
【答案】見試題解答內(nèi)容
【分析】(1)對(duì)A、B受力分析,根據(jù)牛頓第二定律可以求出加速度的大小;
(2)根據(jù)A、B的加速度的大小,利用速度時(shí)間的關(guān)系式和它們之間的距離可以計(jì)算時(shí)間的大小。
【解答】解:(1)在0?2s時(shí)間內(nèi),A和B的受力如圖所示,
其中fl、Ni是A與B之間的摩擦力和正壓力的大小,f2、N2是B與C之間的摩擦力和正壓力的大小,
方向如圖所示。
由滑動(dòng)摩擦力公式和力的平衡條件得:
fl=UiNi…①
Ni=mgcos。…②
f2=|12N2…③
N2=NI+mgcos9…④
規(guī)定沿斜面向下為正,設(shè)A和B的加速度分別為ai和a2,
由牛頓第二定律得:
mgsinB-fi=mai,?,(§)
mgsin0+fi-f2=ma2…⑥
有三種可能性:①ai〈a2;②ai=a2;③ai>a2。
下面根據(jù)題中的已知條件進(jìn)行判斷:
@ai<a2;
若B、C之間光滑,則A和B一起以加速度gsin37°勻加速下滑,而實(shí)際情況是B、C之間有摩擦力,
所以A或者B的加速度一定都小于gsin37°。
如果aiVaz,那么B對(duì)A就會(huì)產(chǎn)生沿斜面向下的滑動(dòng)摩擦力,A的加速度將大于gsin37°,B的加速度
也將大于gsin37°,這與上面的分析結(jié)果矛盾,因此ai絕不會(huì)小于a2。
②ai=a2;
@ai>a2;
假設(shè)ai=a2,可計(jì)算出ai=a2=2m/s2,
2
而A能夠達(dá)到的最小加速度為3m/s0
所以實(shí)際情況為ai>a2,
據(jù)此,計(jì)算出ai=3m/s2,a2=1m/s2o
(2)在u=2s時(shí),設(shè)A和B的速度分別為vi和V2,則
vi=aiti=6m/s--@
V2=a2ti=2m/s…⑩
t>□時(shí),設(shè)A和B的加速度分別為ai'和a2',此時(shí)A與B之間摩擦力為零,
同理可得:
aiz=6m/s2---?
a2z=-2m/s2---@
即B做減速運(yùn)動(dòng)。
設(shè)經(jīng)過時(shí)間12,B的速度減為零,則有:
V2+a2'12=0…?
聯(lián)立⑩頌或得:
t2=Is
在ti+t2時(shí)間內(nèi),A相對(duì)于B運(yùn)動(dòng)的距離為:
1111
a,fafa,f
S=(亍。1妤+v112+7l2)—(72l+U2t2+722)=12mV27m
此后B靜止不動(dòng),A繼續(xù)在B上滑動(dòng)。
設(shè)再經(jīng)過時(shí)間13后A離開B,則有:
|-S=(%+:。1'吊
可得:t3=lS(另一解不合題意,舍去)
設(shè)A在B上總的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t胞,有:
tXi=t|+t2+t3=4s
(利用下面的速度圖線求解也可)
v/(m/s)
答:⑴在0?2s時(shí)間內(nèi)A和B加速度的大小分別為3m/s2和lm/s2;
(2)A在B上總的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為4s。
【點(diǎn)評(píng)】本題是對(duì)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的綜合的應(yīng)用,分析清楚物體的運(yùn)動(dòng)的情況和受力的情況,
根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)的公式來求解,本題的難度比較大。
19.一長(zhǎng)木板在水平地面上運(yùn)動(dòng),在t=0時(shí)刻將一相對(duì)于地面靜止的物塊輕放到木板上,以后木板運(yùn)動(dòng)的
速度-時(shí)間圖象如圖所示。已如物塊與木板的質(zhì)量相等,物塊與木板間及木板與地面間均有摩擦,物塊
與木板間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,且物塊始終在木板上。取重力加速度的大小g=IOm/s2,求:
(1)物塊與木板間、木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù);
(2)從1=0時(shí)刻到物塊與木板均停止運(yùn)動(dòng)時(shí),物塊相對(duì)于木板的位移的大小。
【考點(diǎn)】牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用;根據(jù)v?l圖像的物理意義對(duì)比多個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況.
【專題】壓軸題;運(yùn)動(dòng)學(xué)中的圖象專題.
【答案】見試題解答內(nèi)容
【分析】(1)由v-t圖象分析可知,0.5s時(shí)刻以前木板做勻減速運(yùn)動(dòng),而物塊做勻加速運(yùn)動(dòng),t=().5s
時(shí)刻兩者速度相等。根據(jù)V,的斜率等于物體的加速度,由數(shù)學(xué)知識(shí)求出木板的加速度大小,由運(yùn)動(dòng)
學(xué)公式和牛頓第二定律結(jié)合求解動(dòng)摩擦因數(shù);
(2)根據(jù)牛頓第二定律判斷速度相同后兩個(gè)物體能否一起做勻減速運(yùn)動(dòng),求出加速度,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式
求出兩個(gè)物體的總位移,兩者之差即為相對(duì)位移。
【解答】解:(1)設(shè)物塊與木板間、木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為陽和黑,木板與物塊的質(zhì)量均
為m。
v-t圖像的斜率表示物體的加速度,則得:
在0-0.5s時(shí)間內(nèi),木板的加速度大小為g=%=^m/s2=8m/s2
對(duì)木板:地面與物塊對(duì)它的滑動(dòng)摩擦力均與其速度方向相反,則由牛頓第一定律得:
Himg+H2*2mg=mai,①
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