《创新设计》2016年高考物理一轮复习教师word文档 活页作业 1-3-4.doc

第 4 课时 (小专题)动力学中的图象问题 基本技能练 1(多选)(2014东北三省四市二次联考)某物体质量为 1 kg，在水平拉力作用下沿粗糙水平 地面做直线运动，其速度时间图象如图 1 所示，根据图象可知 ( ) 图 1 A物体所受的拉力总是大于它所受的摩擦力 B物体在第 3 s 内所受的拉力大于 1 N C在 03 s 内，物体所受的拉力方向始终与摩擦力方向相反 D物体在第 2 s 内所受的拉力为零 解析 由题图可知，第 2 s 内物体做匀速直线运动，即拉力与摩擦力平衡，所以 A、D 选项错误；第 3 s 内物体的加速度大小为 1 m/s2，根据牛顿第二定律可知物体所受合外 力大小为 1 N，所受拉力大于 1 N，选项 B 正确；物体运动过程中，拉力方向始终和速 度方向相同，摩擦力方向始终和运动方向相反，选项 C 正确。 答案 BC 一物块静止在粗糙的水平桌面上，从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作用， 假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。以 a 表示物块的加速度大小，F 表 示水平拉力的大小。能正确描述 F 与 a 之间关系的图象是 ( ) 解析 物块的受力如图所示，当 F 不大于最大静摩擦力时， 物块仍处于静止状态，故其加速度为 0；当 F 大于最大静摩 擦力后，由牛顿第二定律得 FF Nma，即 FF Nma ，F 与 a 成线性关系。选项 C 正确。 答案 C 2如图 2 所示，物体沿斜面由静止滑下，在水平面上滑行一段距离后停止，物体与斜面和 水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平滑连接。下图中 v、a、F f和 s 分别表示物 体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程。下图中正确的是 ( ) 图 2 解析 物体在斜面上运动时，摩擦力 Ff1mg cos ，加速度 a1g(sin cos )，速 度 v1a 1t1，路程 s a1t ，由此可知 A、B、D 错；物体在水平面上运动时，摩擦力 12 21 Ff2 mg，加速度 a2g，所以 C 正确。 答案 C (多选)(2014江西南昌调研) 如图甲所示，在电梯箱内轻绳 AO、BO、CO 连接吊着质量为 m 的物体，轻绳 AO、BO、CO 对轻质结点 O 的拉力分别为 F1、F 2、F 3。现电梯箱竖直 向下运动的速度 v 随时间 t 的变化规律如图乙所示，重力加速度为 g，则 ( ) A在 0t 1 时间内，F 1 与 F2 的合力等于 F3 B在 0t 1 时间内，F 1 与 F2 的合力大于 mg C在 t1t 2 时间内， F1 与 F2 的合力小于 F3 D在 t1t 2 时间内，F 1 与 F2 的合力大于 mg 解析 对轻质结点 O，因没质量，故其无论在何状态下，F 1、F 2、F 3 三个力的合力都 为零，即 F1 与 F2 的合力与 F3 等大反向，选项 A 正确，C 错误；对物体进行受力分析， 其受到竖直向下的重力 mg 和竖直向上的绳子的拉力 F3，在 0t 1 时间内，电梯加速向 下运动，物体处于失重状态，F 3mg ，即 F1 与 F2 的合力小于 mg，选项 B 错误；在 t1t 2 时间内，电梯减速向下运动，物体处于超重状态， F3mg，即 F1 与 F2 的合力大 于 mg，选项 D 正确。 答案 AD 3如图 3 所示，物块 a 放在竖直放置的轻弹簧上，物块 b 放在物块 a 上静止不动。当用力 F 使物块 b 竖直向上做匀加速直线运动时，在下面所给的四个图象中，能反映物块 b 脱 离物块 a 前的过程中力 F 随时间 t 变化规律的是 ( ) 图 3 解析 将 a、b 两物体作为一个整体来进行分析，设两物体的总质量为 m，物体向上的 位移为 x at2，受到向上的拉力 F、弹簧的支持力 FN 和竖直向下的重力 G，由胡克 12 定律得 FNmgk x，由牛顿第二定律得 FF Nmgma，即 Fmgma(mgk x)mak at2。 12 答案 C 4(多选)(2014河北省衡水中学调研)如图 4 甲所示，A、B 两长方体叠放在一起放在光滑 的水平面上，B 物体从静止开始受到一个水平变力的作用，该力与时间的关系如图乙所 示，运动过程中 A、B 始终保持相对静止。则在 02 t0 时间内，下列说法正确的是 ( ) 图 4 At 0 时刻，A、B 间的静摩擦力最大，加速度最小 Bt 0 时刻，A、B 的速度最大 C0 时刻和 2t0 时刻，A、B 间的静摩擦力最大 D2t 0 时刻，A、B 离出发点最远，速度为 0 解析 本题考查对牛顿运动定律、静摩擦力的灵活应用。t 0 时刻，A、B 受力 F 为 0，A、B 加速度为 0，A 、B 间静摩擦力为 0，加速度最小，选项 A 错误；在 0 至 t0 过 程中，A、B 所受合外力逐渐减小，即加速度减小，但是加速度与速度方向相同，速度 一直增加，t 0 时刻 A、B 速度最大，选项 B 正确；0 时刻和 2t0 时刻 A、B 所受合外力 F 最大，故 A、B 在这两个时刻加速度最大，为 A 提供加速度的 A、B 间静摩擦力也最大， 选项 C 正确；A、B 先在 F 的作用下加速，t 0 后 F 反向，A、B 继而做减速运动，到 2t0 时刻，A、B 速度减小到 0，位移最大，选项 D 正确。 答案 BCD 能力提高练 5(多选) 如图 5 甲所示，在水平地面上有一长木板 B，其上叠放木块 A。假定木板与地面 之间、木块和木板之间的最大静摩擦力都和滑动摩擦力相等。用一水平力 F 作用于 B，A、B 的加速度与 F 的关系如图乙所示，重力加速度 g 取 10 m/s2，则下列说法中正 确的是 ( ) 图 5 AA 的质量为 0.5 kg BB 的质量为 1.5 kg CB 与地面间的动摩擦因数为 0.2 DA、B 间的动摩擦因数为 0.2 解析 F3 N 时， A、B 均静止，表明 B 与地面间最大静摩擦力为 3 N；3 NF9 N 时， A、B 一起以相同加速度运动，a F 2g，由图象斜率 F 2mA mBgmA mB 1mA mB 知 mAm B1.5 kg，B 与地面间的动摩擦因数为 2 0.2；当 F9 N 时， FfmA mBg A 的加速度为 aA 1g，根据图象可知 10.4，B 的加速度为 aB ，由图象斜率知 mB1 kg，m A0.5 kg，A 、C 对。 F 1mAg 2mA mBgmB 答案 AC 6(2015武汉武昌区调研)在风洞实验室里，一根足够长的均匀直细杆与水平面成 37 固定，质量为 m1 kg 的小球穿在细杆上静止于细杆底端 O，如图 6 甲所示。开启送风 装置，有水平向右的恒定风力 F 作用于小球上，在 t12 s 时刻风停止。小球沿细杆运 动的部分 vt 图象如图乙所示，取 g10 m/s 2，sin 370.6，cos 370.8，忽略浮力。 求： 图 6 (1)小球在 02 s 内的加速度 a1 和 25 s 内的加速度 a2； (2)小球与细杆间的动摩擦因数 和水平风力 F 的大小。 解析 (1)取沿杆向上为正方向，由图乙可知 在 02 s 内：a 1 15 m/s 2(方向沿杆向上) v1 v0t1 在 25 s 内：a 2 10 m/s 2(方向沿杆向下) v2 v1t2 (2)有风力时的上升过程，对小球受力分析有 Fcos (mg cos Fsin )mg sin ma 1 停风后的上升阶段，有 mgcos mgsin ma 2 综上解得 0.5 ，F 50 N 答案 (1)15 m/s 2，方向沿杆向上；10 m/s 2，方向沿杆向下 (2)0.5 50 N 如图甲所示，质量为 m2 kg 的物体在水平面上向右做直线运动。过 A 点时给物体一个 水平向左的恒力 F 并开始计时，选水平向右为速度的正方向，通过速度传感器测出物 体的瞬时速度，所得 vt 图象如图乙所示。取重力加速度 g10 m/s 2。求： (1)力 F 的大小和物体与水平面间的动摩擦因数 ； (2)10 s 末物体离 A 点的距离。 解析 (1)设物体向右做匀减速直线运动的加速度大小为 a1，则由题中 vt 图象得 a12 m/s 2 根据牛顿第二定律有，Fmgma 1 设物体向左做匀加速直线运动的加速度为 a2，则由题中 vt 图象得 a21 m/s 2 根据牛顿第二定律得 Fmgma 2 联立解得：F3 N， 0.05 (2)设 10 s 末物体离 A 点的距离为 d，d 应为 vt 图象与横轴所围的面积，则 d 842 m m2 m 662 负号表示物体在 A 点左侧 答案 (1)3 N 0.05 (2)2 m 7如图 7 甲所示，长木板 B 固定在光滑水平面上，可看做质点的物体 A 静止叠放在 B 的 最左端。现用 F6 N 的水 平力向右拉物体 A，经过 5 s 物体 A 运动到 B 的最右端，其 vt 图象如图乙所示。已 知 A、B 的质量分别为 1 kg、4 kg，A、B 间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g10 m/s2。 图 7 (1)求物体 A、B 间的动摩擦因数； (2)若 B 不固定，求 A 运动到 B 的最右端所用的时间。 解析 (1)根据 vt 图象可知物体 A 的加速度为 aA m/s22 m/s 2 vt 105 以 A