高一物理运动和力的关系(篇)(Word版 含解析)
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加速度变为
即滑块的加速度变小,故A正确,B错误。
CD.如果 ,两物体将发生相对滑动,由牛顿第二定律,此时滑块m1的加速度大小是 ,即滑块的加速度大小不变,故D正确,C错误。
故选AD。
4.如图所示,足够长的传送带与水平面夹角为θ,在传送带上某位置轻轻放置一小木块,小木块与传送带间动摩擦因素为μ,小木块速度随时间变化关系如图所示,v0、t0已知,则( )
一、第四章运动和力的关系易错题培优(难)
1.如图所示是滑梯简化图,一小孩从滑梯上A点开始无初速度下滑,在AB段匀加速下滑,在BC段匀减速下滑,滑到C点恰好静止,整个过程中滑梯保持静止状态.假设小孩在AB段和BC段滑动时的动摩擦因数分别为 和 ,AB与BC长度相等,则
A.整个过程中地面对滑梯始终无摩擦力作用
将螺线圈分割为很多小段,每一段近似为一个斜面,由于螺旋线圈等螺距,说明每一小段的斜面倾角相同,设为θ,根据几何关系,有
2.如图(a),物块和木板叠放在实验台上,物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连,细绳水平.t=0时,木板开始受到水平外力F的作用,在t=4s时撤去外力.细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图(b)所示,木板的速度v与时间t的关系如图(c)所示.木板与实验台之间的摩擦可以忽略.重力加速度取g=10m/s2.由题给数据可以得出
mgsinθ-μmgcosθ=ma2
代入数值得
选项D正确。
5.如图,三个质量均为m的物块a、b、c,用两个轻弹簧和一根轻绳相连,挂在天花板上,处于静止状态,现将b、c之间的轻绳剪断(设重力加速度为g),下列说法正确的是( )
A.刚剪断轻绳的瞬间,b的加速度大小为2g
B.刚剪断轻绳的瞬间,c的加速度大小为g
【解析】
【详解】
零时刻用一水平恒力向右拉木板,使滑块与木板发生相对运动,滑块m1和木板m2均做匀加速直线运动,对滑块m1
加速度为
撤去外力后,木板m2做匀减速直线运动,此时滑块m1的速度小于m2,所以滑块m1继续做匀加速运动,当而者速度相等时:
AB.如果 ,滑块m1和木板m2将保持相对静止,在地面摩擦力作用下一起做匀减速运动。由牛顿第二定律
A.木板的质量为1kg
B.2s~4s内,力F的大小为0.4N
C.0~2s内,力F的大小保持不变
D.物块与木板之间的动摩擦因数为0.2
【答案】AB
【解析】
【分析】
【详解】
结合两图像可判断出0-2s物块和木板还未发生相对滑动,它们之间的摩擦力为静摩擦力,此过程力F等于f,故F在此过程中是变力,即C错误;2-5s内木板与物块发生相对滑动,摩擦力转变为滑动摩擦力,由牛顿运动定律,对2-4s和4-5s列运动学方程,可解出质量m为1kg,2-4s内的力F为0.4N,故A、B正确;由于不知道物块的质量,所以无法计算它们之间的动摩擦因数μ,故D错误.
解得
,方向向上;
故A正确,B错误;
C.剪断轻绳后,a、b下落过程中,二者在开始的一段时间内加速度不同,所以两者不会保持相对静止,先是b相对靠近a,速度相等时两者的距离最近,后a相对b远离,速度再次相等时两者距离最远,故C错误;
D.剪断轻绳后,a、b下落过程中加速度相等的瞬间,对整体分析由牛顿第二定律可知加速度为g,且两者之间的轻弹簧一定处于原长状态,故D正确。
3.如图所示,滑块 放置在足够长的木板 的右端,木板置于水平地面上,滑块与板间动摩擦因数为 ,木板与地面间动摩擦因数为 ,原来均静止。零时刻用一水平恒力向右拉木板,使滑块与木板发生相对运动,某时刻撤去该力。滑动摩擦力等于最大静摩擦力,则从零时刻起,二者的速度一时间图象可能为()
A. B.
C. D.
【答案】AD
B.传送带逆时针转动,滑块在0~t0时间内,加速度较大,说明滑动摩擦力沿传送带向下,有
mgsinθ+μmgcosθ=ma1
由速度图பைடு நூலகம்可知
联立解得
选项B错误;
C.当滑块速度增大到等于传送带速度时,滑块受到的摩擦力方向变成沿传送带向上,故传送带速度为v0,选项C错误;
D.当滑块速度增大到等于传送带速度时,滑块受到的摩擦力方向变成沿传送带向上,有
A.传送带一定逆时针转动B.
C.传送带的速度大于v0D.t0后滑块的加速度为2gsinθ-
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
A.若传送带顺时针转动,当滑块沿传送带下滑时,若mgsinθ>μmgcosθ,滑块将一直加速运动;当滑块沿传送带上滑时,若mgsinθ<μmgcosθ,滑块将先加速到与传送带速度相等时匀速运动。两种情况的速度图像均不符合题给速度图像,所以传送带一定逆时针转动,选项A正确。
C.剪断轻绳后,a、b速度相等时两者相距一定最近
D.剪断轻绳后,a、b下落过程中加速度相同的瞬间,两者加速度均为g
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
AB.剪断弹簧的瞬间,绳的弹力立即消失,而弹簧弹力瞬间不变;对b根据牛顿第二定律可得
解得
,方向向下;
c上面的弹簧在绳子剪断前的弹力等于总重,即为3mg,剪断细线后对c根据牛顿第二定律可得
B.动摩擦因数
C.小孩从滑梯上A点滑到C点先超重后失重
D.整个过程中地面对滑梯的支持力始终等于小孩和滑梯的总重力
【答案】B
【解析】
【详解】
小朋友在AB段做匀加速直线运动,将小朋友的加速度 分解为水平和竖直两个方向,由于小朋友有水平向右的分加速度,根据牛顿第二定律知,地面对滑梯的摩擦力方向水平向右;有竖直向下的分加速度,则由牛顿第二定律分析得知:小孩处于失重,地面对滑梯的支持力 小于小朋友和滑梯的总重力.同理,小朋友在BC段做匀减速直线运动时,小孩处于超重,地面对滑梯的支持力大于小朋友和滑梯的总重力,地面对滑梯的摩擦力方向水平向左,故ACD错误;设AB的长度为L,小孩在B点的速度为v.小孩从A到B为研究对象,由牛顿第二定律可得: ,由运动学公式可得: ;小孩从B到C为研究过程,由牛顿第二定律可得: ,由运动学公式可得: ;联立解得: ,故B正确.
故选AD。
6.用长度为L的铁丝绕成一个高度为H的等螺距螺旋线圈,将它竖直地固定于水平桌面。穿在铁丝上的一小珠子可沿此螺旋线圈无摩擦地下滑(下滑过程线圈形状保持不变),已知重力加速度为g。这个小珠子从螺旋线圈最高点无初速滑到桌面经历的时间为( )
A. B. C. D.L
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
即滑块的加速度变小,故A正确,B错误。
CD.如果 ,两物体将发生相对滑动,由牛顿第二定律,此时滑块m1的加速度大小是 ,即滑块的加速度大小不变,故D正确,C错误。
故选AD。
4.如图所示,足够长的传送带与水平面夹角为θ,在传送带上某位置轻轻放置一小木块,小木块与传送带间动摩擦因素为μ,小木块速度随时间变化关系如图所示,v0、t0已知,则( )
一、第四章运动和力的关系易错题培优(难)
1.如图所示是滑梯简化图,一小孩从滑梯上A点开始无初速度下滑,在AB段匀加速下滑,在BC段匀减速下滑,滑到C点恰好静止,整个过程中滑梯保持静止状态.假设小孩在AB段和BC段滑动时的动摩擦因数分别为 和 ,AB与BC长度相等,则
A.整个过程中地面对滑梯始终无摩擦力作用
将螺线圈分割为很多小段,每一段近似为一个斜面,由于螺旋线圈等螺距,说明每一小段的斜面倾角相同,设为θ,根据几何关系,有
2.如图(a),物块和木板叠放在实验台上,物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连,细绳水平.t=0时,木板开始受到水平外力F的作用,在t=4s时撤去外力.细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图(b)所示,木板的速度v与时间t的关系如图(c)所示.木板与实验台之间的摩擦可以忽略.重力加速度取g=10m/s2.由题给数据可以得出
mgsinθ-μmgcosθ=ma2
代入数值得
选项D正确。
5.如图,三个质量均为m的物块a、b、c,用两个轻弹簧和一根轻绳相连,挂在天花板上,处于静止状态,现将b、c之间的轻绳剪断(设重力加速度为g),下列说法正确的是( )
A.刚剪断轻绳的瞬间,b的加速度大小为2g
B.刚剪断轻绳的瞬间,c的加速度大小为g
【解析】
【详解】
零时刻用一水平恒力向右拉木板,使滑块与木板发生相对运动,滑块m1和木板m2均做匀加速直线运动,对滑块m1
加速度为
撤去外力后,木板m2做匀减速直线运动,此时滑块m1的速度小于m2,所以滑块m1继续做匀加速运动,当而者速度相等时:
AB.如果 ,滑块m1和木板m2将保持相对静止,在地面摩擦力作用下一起做匀减速运动。由牛顿第二定律
A.木板的质量为1kg
B.2s~4s内,力F的大小为0.4N
C.0~2s内,力F的大小保持不变
D.物块与木板之间的动摩擦因数为0.2
【答案】AB
【解析】
【分析】
【详解】
结合两图像可判断出0-2s物块和木板还未发生相对滑动,它们之间的摩擦力为静摩擦力,此过程力F等于f,故F在此过程中是变力,即C错误;2-5s内木板与物块发生相对滑动,摩擦力转变为滑动摩擦力,由牛顿运动定律,对2-4s和4-5s列运动学方程,可解出质量m为1kg,2-4s内的力F为0.4N,故A、B正确;由于不知道物块的质量,所以无法计算它们之间的动摩擦因数μ,故D错误.
解得
,方向向上;
故A正确,B错误;
C.剪断轻绳后,a、b下落过程中,二者在开始的一段时间内加速度不同,所以两者不会保持相对静止,先是b相对靠近a,速度相等时两者的距离最近,后a相对b远离,速度再次相等时两者距离最远,故C错误;
D.剪断轻绳后,a、b下落过程中加速度相等的瞬间,对整体分析由牛顿第二定律可知加速度为g,且两者之间的轻弹簧一定处于原长状态,故D正确。
3.如图所示,滑块 放置在足够长的木板 的右端,木板置于水平地面上,滑块与板间动摩擦因数为 ,木板与地面间动摩擦因数为 ,原来均静止。零时刻用一水平恒力向右拉木板,使滑块与木板发生相对运动,某时刻撤去该力。滑动摩擦力等于最大静摩擦力,则从零时刻起,二者的速度一时间图象可能为()
A. B.
C. D.
【答案】AD
B.传送带逆时针转动,滑块在0~t0时间内,加速度较大,说明滑动摩擦力沿传送带向下,有
mgsinθ+μmgcosθ=ma1
由速度图பைடு நூலகம்可知
联立解得
选项B错误;
C.当滑块速度增大到等于传送带速度时,滑块受到的摩擦力方向变成沿传送带向上,故传送带速度为v0,选项C错误;
D.当滑块速度增大到等于传送带速度时,滑块受到的摩擦力方向变成沿传送带向上,有
A.传送带一定逆时针转动B.
C.传送带的速度大于v0D.t0后滑块的加速度为2gsinθ-
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
A.若传送带顺时针转动,当滑块沿传送带下滑时,若mgsinθ>μmgcosθ,滑块将一直加速运动;当滑块沿传送带上滑时,若mgsinθ<μmgcosθ,滑块将先加速到与传送带速度相等时匀速运动。两种情况的速度图像均不符合题给速度图像,所以传送带一定逆时针转动,选项A正确。
C.剪断轻绳后,a、b速度相等时两者相距一定最近
D.剪断轻绳后,a、b下落过程中加速度相同的瞬间,两者加速度均为g
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
AB.剪断弹簧的瞬间,绳的弹力立即消失,而弹簧弹力瞬间不变;对b根据牛顿第二定律可得
解得
,方向向下;
c上面的弹簧在绳子剪断前的弹力等于总重,即为3mg,剪断细线后对c根据牛顿第二定律可得
B.动摩擦因数
C.小孩从滑梯上A点滑到C点先超重后失重
D.整个过程中地面对滑梯的支持力始终等于小孩和滑梯的总重力
【答案】B
【解析】
【详解】
小朋友在AB段做匀加速直线运动,将小朋友的加速度 分解为水平和竖直两个方向,由于小朋友有水平向右的分加速度,根据牛顿第二定律知,地面对滑梯的摩擦力方向水平向右;有竖直向下的分加速度,则由牛顿第二定律分析得知:小孩处于失重,地面对滑梯的支持力 小于小朋友和滑梯的总重力.同理,小朋友在BC段做匀减速直线运动时,小孩处于超重,地面对滑梯的支持力大于小朋友和滑梯的总重力,地面对滑梯的摩擦力方向水平向左,故ACD错误;设AB的长度为L,小孩在B点的速度为v.小孩从A到B为研究对象,由牛顿第二定律可得: ,由运动学公式可得: ;小孩从B到C为研究过程,由牛顿第二定律可得: ,由运动学公式可得: ;联立解得: ,故B正确.
故选AD。
6.用长度为L的铁丝绕成一个高度为H的等螺距螺旋线圈,将它竖直地固定于水平桌面。穿在铁丝上的一小珠子可沿此螺旋线圈无摩擦地下滑(下滑过程线圈形状保持不变),已知重力加速度为g。这个小珠子从螺旋线圈最高点无初速滑到桌面经历的时间为( )
A. B. C. D.L
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】