压轴题15 用整体法和隔离法解决动力学问题 备战2021年高考物理必刷压轴题精选精炼(原卷版)

压轴题15 用整体法和隔离法解决动力学问题
一、单选题
1.如图所示是采用动力学方法测量空间站质量的原理图，若已知飞船质量为4.0×103kg，其推进器的平均推力为800N，在飞船与空间站对接后，推进器工作5s内测出飞船和空间站速度变化是0.05m/s，则空间站的质量为()
A. 8.0×104kg
B. 7.6×104kg
C. 4.0×104kg
D. 4.0×103kg
2.如图所示，一倾角为α的光滑斜面向右做匀加速运动，质量为m的物体A相对于斜面静止，则斜面运动的加速度为
A. gsinα
B. gcosα
C. gtanα
D. g/tanα
3.如图所示，甲是一个带正电的小物块，乙是一个不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起静置于粗糙的水平地板上，地板上方空间有水平向里的匀强磁场。

现用水平恒力拉乙物块，使甲、乙无相对滑动地一起水平向左加速运动，则在加速运动阶段()
A. 乙物块与地之间的摩擦力不断减小
B. 甲、乙两物块间的摩擦力不断减小
C. 乙物块与地之间的摩擦力大小不变
D. 甲、乙两物块间的摩擦力不断增大
4.如图甲所示为足够大空间内存在水平方向的匀强磁场，在磁场中A、B两物块叠在一起置于光滑水平面上，物块A带正电，物块B不带电且表面绝缘，A、B接触面粗糙，自t=0时刻起用水平恒力F作用在物块B上，两物块由静止开始做匀加速直线运动。

乙图图象的横轴表示时间，则纵轴y可以表示()
A. A所受摩擦力的大小
B. B对地面压力的大小
C. A所受合力的大小
D. B所受摩擦力的大小
5.如图所示，一固定杆与水平方向夹角为α，将一质量为m1的滑块套在杆上，通过轻绳悬挂一质量为m2的小球，杆与滑块之间的动摩擦因数为μ.若滑块与小球保持相对静止以相同的加速度一起运动，此时绳子与竖直方向夹角为β，且α<β，不计空气阻力，则滑块的运动情况是()
A. 沿着杆减速下滑
B. 沿着杆减速上滑
C. 沿着杆加速下滑
D. 沿着杆加速上滑
6.如图所示，细绳跨过固定在天花板上的滑轮，细绳的一端悬挂一质量为M=60kg的物体，另一端悬挂一载人的竖直扶梯，已知人的质量为m=50kg，初始时系统恰能处于静止状态．不计细绳的质量及机械装置间的摩擦阻力，重力加速度取g=10m/s2.若要使细绳对滑轮的作用力为0，则人应沿梯子()
A. 以10m/s2的加速度竖直向下加速
B. 以14m/s2的加速度竖直向下加速
C. 以10m/s2的加速度竖直向上加速
D. 以14m/s2的加速度竖直向上加速
7.如图所示，水平光滑细杆上套一环A，环A与球B间用一不可伸长轻质绳相连，质量分别为m A和m B，由于B球受到水平风力作用，细绳与竖直方向的夹角为θ，A环与B球一起向右做加速度为a的匀加速运动，g为重力加速度，则下列说法中正确的是()
A. B球受到的风力大小为m B a
B. 当风力增大时，杆对A环的支持力变大
C. 此时球B受到的绳子拉力大小为m B gcosθ
D. 当风力增大时，轻绳对B球的拉力将会变大
8.如图甲所示，某空间存在着足够大的匀强磁场，磁场沿水平方向．磁场中有A、B两个物块叠放在一起，置于光滑水平面上．物块A带正电，物块B不带电且表面绝缘．在t=0时刻，水平力F作用在物块B上，物体A、B一起由静止开始做匀加速直线运动．在物块A、B一起运动的过程中，图乙反映的可能是()
A. 物块A所受洛伦兹力大小随时间t变化的关系
B. 物块A对物块B的压力大小随时间t变化的关系
C. 物块A对物块B的摩擦力大小随时间t变化的关系
D. 水平力F的大小随时间t变化的关系
二、多选题
9.如图所示，质量分别为m A、m B的A，B两物块紧靠在一起放在倾角为θ的斜面上，两物块与斜面间的动摩擦因数相同，用始终平行于斜面向上的恒力F推A，使它们沿斜面匀加速上升，为了减小A，B间的压力，可行的办法是()
A. 减小推力F
B. 减小倾角θ
C. 减小B的质量
D. 减小A的质量
10.如图固定在地面的斜面倾角为30°，物块B固定在木箱A的上方，一起从a点由静止开始下滑，到b点接触轻弹簧，又压缩至最低点c，此时将B迅速拿走，然后木箱A又恰好被轻弹簧弹回到a点。

已知A质量为m，B质量为3m，a、c间距为L，重力加速度为g。

下列说法正确的是()
A. 在A上滑的过程中，与弹簧分离时A的速度最大
B. 弹簧被压缩至最低点c时，其弹性势能为0.8mgL
C. 在木箱A从斜面顶端a下滑至再次回到a点的过程中，因摩擦产生的热量为1.5mgL
D. 若物块B没有被拿出，AB能够上升的最高位置距离a点为L/4
11.如图，水平地面上固定一足够长的光滑斜面，斜面顶端有一光滑定滑轮，一轻绳跨过滑轮，绳两端分别连接小物块A和B.已知斜面倾角θ=30°，小物块A的质量为m，小物块B的质量为0.8m，小物块B距离
地面的高度为h，小物块A距离定滑轮足够远．开始时，小物块A和小物块B位于同一水平面上，用手按住小物块A，然后松手(重力加速度为g)。

则下列说法正确的是
g
A. 松手瞬间，小物块A的加速度大小为1
6
B. 松手后，小物块A的机械能守恒
C. 小物块B落地前瞬间的速度大小为√2gℎ
3
D. 小物块A能够上升到的最高点与地面的距离为5ℎ
3
12.如图所示，置于水平地面上质量分别为m和m0的两物体用细绳连接，两物体与地面动摩擦因数相同，在m0上施加一水平恒力F，使两物体做匀加速直线运动，对两物体间细绳上的拉力，下列说法正确的是()
A. 地面光滑时，绳子拉力大小等于mF
m0+m
B. 地面不光滑时，绳子拉力大小等于mF
m0+m
C. 地面不光滑时，绳子拉力大于mF
m0+m
D. 地面不光滑时，绳子拉力小于mF
m0+m
三、计算题
13.如图所示，倾角θ=37°的斜面体固定在水平地面上，斜面长L=2.4m.质量M=2.0kg的B物体放在斜面底端，与斜面间的动摩擦因数μ=0.25，通过轻细绳跨过光滑的定滑轮与A物体相连接，连接B的细绳与斜面平行．A的质量m=2.5kg，绳拉直时用手托住A物体使其在距地面h高处由静止释放，着地后立即停止运动．A、B物体均可视为质点，取g=10m/s2，sin37º=0.6，cos37º=0.8．
(1)求A物体下落的加速度大小及绳子拉力T的大小；
(2)求当A物体从多高处静止释放，B物体恰好运动至斜面最高点；
(3)若A物体从ℎ1=1.6m处静止释放，要使B物体向上运动且不从斜面顶端滑出，求A物体质量m的取值范围．(设B物体受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
14.如图所示，水平桌面上质量为m的薄木板右端叠放着质量也为m的小物块，整体处于静止状态．已知
，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加物块与木板间的动摩擦因数为μ，木板与桌面间的动摩擦因数为μ
4
速度为g．
(1)若使木板与物块一起以初速度v0沿水平桌面向右运动，求木板向右运动的最大距离s0；
(2)若对木板施加水平向右的拉力F，为使木板沿水平桌面向右滑动且与物块间没有相对滑动，求拉力F应满足的条件；
(3)若给木板施加大小为F=3μmg、方向沿水平桌面向右的拉力，经过时间t0，撤去拉力F，此后运动过程中小物块始终未脱离木板，求木板运动全过程通过的路程s．
15.如图所示，一足够长的固定斜面倾角θ=37°，物块A、B的质量m A、m B分别为1kg和2kg，它们与斜面之间的动摩擦因数均为μ=0.5。

两物块之间的轻绳长L=0.5m，作用在物块B上沿斜面向上的力F逐渐增大，使物块A、B一起由静止开始沿斜面向上运动，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

(1)当作用在物块B上的拉力F达到42N时，连接物块A、B之间的轻绳恰好被拉断，求该轻绳能承受的最大拉力；
(2)若连接物块A、B之间的轻绳恰好被拉断瞬间，物块A、B的速度均为10m/s，轻绳断裂后作用在物块B上的外力F=42N不变，求当物块A运动到最高点时，物块A、B之间的距离。

16.如图所示，一质量不计的轻质弹簧的上端与盒子A连接在一起，下端固定在斜面上，盒子A放在倾角
为θ=30∘的光滑固定斜面上，盒子内腔为正方体，一直径略小于此正方体边长的金属圆球B恰好能放在
盒内，小球电荷量q=2×10−4C，整个装置于沿斜面向下匀强电场E中。

已知匀强电场场强E=1×104N/C，弹簧劲度系数为k=100N/m，盒子A和金属圆球B质量为m A=m B=0.5kg，将A沿斜面向上提起，使弹簧从自然长度伸长7cm，从静止释放盒子A，A和B一起在斜面上做简谐振动，g取10m/s2，求：
(1)盒子A的振幅．
(2)金属圆球B的最大速度．
(3)盒子运动到最低点时，盒子A对金属圆球B的作用力大小．(最后结果可保留根号)。