高考物理一轮复习 考点通关练 强化训练3 动力学综合问题.doc

强化训练(3)动力学综合问题时间：60分钟满分：100分一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分。在每小题给出的四个选项中，16小题只有一项符合题目要求，710题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。)1下列对牛顿运动定律认识正确的是()a牛顿第一定律揭示了一切物体都具有惯性b速度大的物体惯性大，速度小的物体惯性小c力是维持物体运动的原因d做曲线运动的质点，若将所有外力都撤去，则该质点仍可能做曲线运动答案a解析牛顿第一定律指出一切物体在不受外力作用时总是保持原来的静止状态或匀速直线运动状态，这种保持原来运动状态不变的性质就是惯性，选项a正确；惯性的大小和物体的质量有关，与速度无关，选项b错误；力是改变物体运动状态的原因而不是维持物体运动状态的原因，选项c错误；做曲线运动的质点，若将所有外力都撤去，质点会保持力撤去瞬间的速度做匀速直线运动，选项d错误。22016大连期中五个质量相等的物体置于光滑的水平面上，如图所示，现向右施加大小为f、方向水平向右的恒力，则第2个物体对第3个物体的作用力等于()a.f b.f c.f d.f答案c解析5个物体有相同的运动状态，可以作为一个整体，由整体法可得f5ma，可得a，对3、4、5作为一个整体，由牛顿第二定律可得f233ma，可得f23f，c正确。3.如图所示，物体静止在光滑水平面上的o点，从某时刻起，对物体施加水平向右的恒力f1，经过t秒，物体到达a点，速率是v1，此时突然撤去f1，并立即对它施加向左的水平恒力f2，又经过t秒，物体到达b点，速率是v2。已知oaob，则下列关于f1、f2和v1、v2的大小关系，正确的是()a4f1f2 b3f1f2 c2v1v2 d4v1v2答案a解析选向右为正方向，则物体在t秒内的位移x1，末速度为v1a1t，则又过t秒，物体又运动的位移2x1v1t，联立解得4a1a2，又fma，故4f1f2，选项a正确，b错误；又v1a1t，v2v1a2t，联立解得v23v1，选项c、d错误。4.如图所示，一固定杆与水平方向夹角为，将一质量为m1的滑块套在杆上，通过轻绳悬挂一个质量为m2的小球，杆与滑块之间的动摩擦因数为。若滑块与小球保持相对静止以相同的加速度a一起运动，此时绳子与竖直方向夹角为，且gsin，又滑块与小球保持相对静止，故滑块的加速度必须大于gsin，则滑块只有沿着杆减速上滑才符合要求，选项d正确。5.如图所示，质量m1 kg、长l0.8 m的均匀矩形薄板静止在水平桌面上，其右端与桌子边缘相平。板与桌面间的动摩擦因数为0.4。现用f5 n的水平力向右推薄板，使它翻下桌子，则力f的作用时间至少为(g取10 m/s2)()a0.8 s b1.0 s c. s d. s答案a解析薄板先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动，到达桌面边缘时，速度减为零。加速时，对薄板受力分析，有fmgma1，解得a11 m/s2，减速时，对薄板有mgma2，解得a24 m/s2。设加速运动的最大速度为v，有2a1x1v2,2a2x20v2，x1x2，联立解得x10.32 m。由x1，得t10.8 s，故力f作用时间至少为0.8 s，a正确。6.如图所示，a、b两球质量相等，光滑斜面的倾角为。图甲中a、b两球用轻弹簧相连，图乙中a、b两球用轻杆相连。系统静止时，挡板c与斜面垂直，弹簧、轻杆均与斜面平行。在突然撤去挡板的瞬间()a两图中两球加速度均为gsinb两图中a球的加速度均为零c图甲中b球的加速度为2gsind图乙中b球的加速度为零答案c解析题图甲中，挡板对b的弹力为2mgsin，刚撤去挡板的瞬间，弹簧的弹力不能突变，故a球的加速度为零，b球的加速度a2gsin；题图乙中，在突然撤去挡板的瞬间两球的加速度相同，以两球整体为研究对象，求出agsin。故只有c正确。72017郑州质检如图所示，一个质量为m的物体a放在光滑的水平桌面上，当在细绳下端挂上质量为m的物体b时，物体a的加速度为a，绳中张力为ft，则()aag bacftmg dftmg答案bd解析对两物体整体分析，由牛顿第二定律有mg(mm)a，解得ag；对物体a由牛顿第二定律有ftma，代入a解得ftg。选项a、c错误，b、d正确。82016湛江一模如图所示为一物体沿左右方向(规定向右为正方向)做直线运动的速度时间图象，由图可知()a6 s末物体回到初始位置b3 s末物体的加速度方向发生变化c物体所受合外力的方向一直向右d物体所受合外力的方向一直向左答案ac解析根据图象，在前6 s内，图线与时间轴所围面积代数和为0，故回到初始位置，故a正确。直线的斜率是一定的，说明物体在6 s内的加速度恒定不变，故b错误。由牛顿第二定律可知fma，合力不变且向右，故c正确，d错误。9一足够长的轻质绸带置于光滑水平地面上，绸带上放着质量分别为ma1 kg和mb2 kg的a、b两物块，a、b与绸带之间的动摩擦因数都为0.2，水平恒力f作用在a物块上，如图所示(重力加速度g取10 m/s2)，若a、b与绸带之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则当f逐渐增大时，a、b的加速度aa和ab随f变化的图象正确的是()答案bd解析当f较小时，a、b和绸带一起以相同的加速度运动，即aaab，当a与绸带间开始发生相对滑动，此时famag2 n，aa，ab，且aaab，解得f3 n，aaab1 m/s2；f继续增大，而b所受的摩擦力不变，恒为fa2 n，加速度为ab1 m/s2，a的加速度与f满足关系aaf2。综上所述只有选项b、d正确。102016山西大同调研如图所示为位于水平面上的小车，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为，在斜杆的下端固定有质量为m的小球。下列关于杆对小球的作用力f的判断中，正确的是()a小车静止时，fmgsin，方向沿杆向上b小车静止时，fmgcos，方向垂直于杆向上c小车向右匀速运动时，一定有fmg，方向竖直向上d小车向右匀加速运动时，一定有fmg，方向可能沿杆向上答案cd解析小球受竖直向下的重力mg与杆对小球的力f作用；当小车静止时，小球也静止，小球处于平衡状态，受平衡力作用，杆的作用力f与重力是一对平衡力，由平衡条件得fmg，方向竖直向上，选项a、b错误；小车向右做匀速运动时，受力平衡，一定有fmg，方向竖直向上，选项c正确；小车向右匀加速运动时，小球受力不平衡，小球受到的合力向右，根据力的矢量三角形定则可知fmg，当加速度agtan时，f方向沿杆向上，选项d正确。二、计算题(本题共3小题，共40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位。)11(13分)低空跳伞是一种极限运动，一般在高楼、悬崖、高塔等固定物上起跳。人在空中降落过程中所受空气阻力随下落速度的增大而增大，而且速度越大空气阻力增大得越快。因低空跳伞下落的高度有限，导致在空中调整姿态、打开伞包的时间较短，所以其危险性比高空跳伞还要高。一名质量为70 kg的跳伞运动员背有质量为10 kg的伞包从某高层建筑顶层跳下，且一直沿竖直方向下落，其整个运动过程的vt图象如图所示。已知2.0 s末的速度为18 m/s,10 s末拉开绳索开启降落伞，16.2 s时安全落地，并稳稳地站立在地面上。g取10 m/s2，请根据此图象估算：(1)起跳后2 s内运动员(包括其随身携带的全部装备)所受平均阻力的大小；(2)运动员从脚触地到最后速度减为零的过程中，若不计伞的质量及此过程中的空气阻力，则运动员所需承受地面的平均冲击力多大；(3)开伞前空气阻力对跳伞运动员(包括其随身携带的全部装备)所做的功(结果保留三位有效数字)。答案(1)80 n(2)2450 n(3)1.76105 j解析(1)由vt图可知，起跳后前2 s内运动员的运动近似是匀加速直线运动，其加速度为a9.0 m/s2，设运动员所受平均阻力为f，根据牛顿第二定律有m总gfm总a，解得：fm总(ga)80 n。(2)由vt图可知，运动员脚触地时的速度v25.0 m/s，经时间t20.2 s速度减为零，设此过程中运动员所受平均冲击力大小为f，根据动量定理有(mgf)t20mv2，解得：f2450 n。(3)由vt图可知，10 s末开伞时的速度v40 m/s，开伞前10 s内运动员下落的高度为h，由vt图的“面积”表示下落高度可得，前10 s内的“面积”大约包含30小格，每小格表示10 m，所以h3010 m300 m。由动能定理有m总ghwm总v20，解得：w1.76105 j。122017河南三市联考(13分)如图所示，木板与水平地面间的夹角可以随意改变，当30时，可视为质点的一小物块恰好能沿着木板匀速下滑。若让该小物块从木板的底端以大小恒定的初速率v010 m/s的速度沿木板向上运动，随着的改变，小物块沿木板滑行的距离x将发生变化，重力加速度g取10 m/s2。(1)求小物块与木板间的动摩擦因数；(2)当角满足什么条件时，小物块沿木板滑行的距离最小，并求出此最小值。答案(1)(2)60 m解析(1)当30时，小物块恰好能沿着木板匀速下滑。mgsinff，ffmgcos，联立解得：。(2)对于小物块沿木板向上滑行，由动能定理，mgsinxmgcosx0mv，解得x。令asincos。设cos，则asin()，当时，a存在最大值am。即sincos，60时，x最小。对应的最小值x m。13(14分)一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块，在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁有一段距离，如图a所示。t0时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至t1 s时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短)。碰撞前后木板速度大小不变，方向相反，运动过程中小物块始终未离开木板。已知碰撞后1 s时间内小物块的vt图线如图b所示。木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度g取10 m/s2，木板与地面间的动摩擦因数10.1，求：(1)小物块与木板一起向右运动的初速度v0和刚开始木板右端与墙壁的距离x；(2)木板的最小长度；(3)木板右端离墙壁的最终距离。答案(1)5 m/s4.5 m(2)6 m(3)6.5 m解析(1)根据题中图象可以判定木板与墙壁碰撞前瞬间，物块与木板构成的整体的共同速度为v4 m/s。在01 s内整体做匀减速运动的时间t1 s，末速度v4 m/s。对整体受力分析，滑动摩擦力提供合外力，即1(mm)g(mm)a，其逆运动则为匀加速直线运动，故v0vat，位移xvtat2，联立解得v05 m/s，x4.5 m。 (2)碰撞后木板速度水平向左，大小是v4 m/s，木板受到滑动摩擦力向右，木板向左做匀减速运动，物块向右做匀减速运动，设物块与木板间的动摩擦因数为2，根据题图b有2g，解得20.4。碰撞后，木板向左匀减速，有1(mm)g2mgma1，解得a1 m/s2，对物块，则有加速度a24 m/s2，物块速度先减小到0，需时间为t11 s，此过程，木板向左的位移为x1vt1a1t m，末速度v1 m/s，物块向右的位移x2t12 m，此后，物块开始向左加速，加速度仍为a24 m/s2，木板继续减