《 备考指南 物理 》课件-第3章 第2讲

第三章第2讲知识巩固练习1．如图，顶端固定着小球的直杆固定在小车上，当小车向右做匀加速运动时，球所受合外力的方向沿图中的()A．OA方向 B．OB方向C．OC方向 D．OD方向【答案】D【解析】据题意可知，小车向右做匀加速直线运动，由于球固定在杆上，而杆固定在小车上，则三者属于同一整体，根据整体法和隔离法的关系分析可知，球和小车的加速度相同，所以球的加速度也应该向右，D正确．2．将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到的空气阻力的大小与速度的大小成正比．下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图像，可能正确的是()【答案】C【解析】皮球上升过程中受重力和空气阻力作用，由于空气阻力大小与速度成正比，速度v减小，空气阻力f＝kv也减小，根据牛顿第二定律mg＋f＝ma，知a＝eq\f(kv,m)＋g，则a随v的减小而减小．又因v变化得越来越慢，所以a随时间t减小且变化率减小，C正确．3．(2021年沈阳名校质检)如图所示，物块A、B质量相等，在恒力F作用下，在水平面上做匀加速直线运动．若物块与水平面间接触面光滑，物块A的加速度大小为a1，物块A、B间的相互作用力大小为F1；若物块与水平面间接触面粗糙，且物块A、B与水平面间的动摩擦因数相同，物块B的加速度大小为a2，物块A、B间的相互作用力大小为F2.则以下判断正确的是()A．a1＝a2，F1>F2 B．a1＝a2，F1＝F2C．a1>a2，F1>F2 D．a1>a2，F1＝F2【答案】D【解析】水平面光滑，对物块A和B进行整体受力分析有F＝(mA＋mB)a1，解得a1＝eq\f(F,mA＋mB).对B受力分析有F1＝mBa1，联立解得F1＝eq\f(mBF,mA＋mB)；水平面粗糙，对A和B进行整体受力分析有F－μ(mA＋mB)g＝(mA＋mB)a2，解得a2＝eq\f(F,mA＋mB)－μg，对B受力分析有F2－μmBg＝mBa2，联立解得F2＝eq\f(mBF,mA＋mB)，D正确．4．(2021年渤海大学附属中学月考)如图所示，两完全相同的重锤间用轻弹簧连接，上方重锤与细线相连，细线另一端固定在铁架台上，整个装置处于静止状态．现将上方细线烧断，则在细线烧断后经过极短时间，两重锤所处位置符合实际情况的是()ABCD【答案】A【解析】细线烧断后经过极短时间，弹簧的弹力不变，上方的重锤向下运动的加速度为a上＝eq\f(2mg,m)＝2g，下方的重锤极端时间内加速度为零，然后逐渐增大，所以，弹簧会缩短，B、C、D错误，A正确．5．(2021年深州长江中学月考)如图所示，竖直轻绳和竖直轻弹簧的一端连接在小球P上，另一端分别连接在固定的拉力传感器A、B上．小球P静止不动时，拉力传感器A、B的示数分别为F1、F2.取重力加速度为g，当剪断轻绳的瞬间，小球P的加速度大小为()A．eq\f(F1,F2)g B．eq\f(F2,F1)gC．eq\f(F2,F1－F2)g D．eq\f(F1,F1－F2)g【答案】D【解析】设小球质量为m，剪断轻绳前，由平衡条件可得F1＝mg＋F2，剪断轻绳的瞬间，F1消失，小球未动，F2不变，由牛顿第二定律可得mg＋F2＝ma，联立可得a＝eq\f(F1,F1－F2)g，D正确．6．(2021年广东高州二模)如图所示，粗细均匀的L形光滑杆固定在竖直面内，小球套在杆的竖直部分，用绕过定滑轮的细线拉小球，使小球向上运动过程中，球对杆的作用力恒定，作用在细线上的拉力为F，则小球由静止从图示位置向上运动过程中()A．小球一直做加速运动B．小球先做加速运动后做减速运动C．F不断增大D．F保持不变【答案】B【解析】小球由静止向上运动的过程中，设连接小球的细线与竖直方向的夹角为θ，则水平方向Fsinθ＝N，由于N一定，θ变大，因此F变小，C、D错误；竖直方向Fcosθ－mg＝ma，开始由静止向上做加速运动，当Fcosθ－mg＝0，速度达到最大，此后，小球继续向上运动，Fcosθ不断减小，因此此后小球向上做减速运动，A错误，B正确．7．如图所示，圆柱形的仓库内有三块长度不同的滑板aO、bO、cO，其下端都固定于底部圆心O，而上端则搁在仓库侧壁上，三块滑板与水平面的夹角分别是30°、45°、60°.若有三个小孩同时从a、b、c处开始下滑(忽略阻力)，则()A．a处小孩最先到O点B．b处小孩最后到O点C．c处小孩最先到O点D．a、c处小孩同时到O点【答案】D【解析】设圆柱半径为R，滑板长l＝eq\f(R,cosθ)，a＝gsinθ，t＝eq\r(\f(2l,a))＝eq\r(\f(4R,gsin2θ))，分别将θ＝30°，45°，60°代入计算可知，ta＝tc＞tb，故D正确．8．(多选)(2021年济宁质检)在水平地面上运动的小车车厢底部有一质量为m1的木块，木块和车厢通过一根轻质弹簧相连接，弹簧的劲度系数为k，在车厢的顶部用一根细线悬挂一质量为m2的小球．某段时间内发现细线与竖直方向的夹角为θ，在这段时间内木块与车厢保持相对静止，如图所示．不计木块与车厢底部的摩擦力，则下列说法正确的是()A．小车可能向右做减速运动B．小车可能向右做加速运动C．在这段时间内，弹簧的伸长量为eq\f(m1g,k)tanθD．在这段时间内，弹簧的压缩量为eq\f(m1g,k)tanθ【答案】AC【解析】由题意知，木块、小车、小球相对静止，具有相同的加速度，对小球进行受力分析，小球受重力和细线的拉力，在两个力作用下小球在竖直方向处于平衡状态，水平方向产生加速度，所以有Tsinθ＝ma，Tcosθ＝mg，可得小球的加速度a＝gtanθ，方向水平向左，所以小车可能向左做加速运动，也可能向右减速运动，B错误，A正确；对m1分析知，m1的加速度水平向左，弹簧对m1必定有水平向左的拉力，所以弹簧一定处于伸长状态，由牛顿第二定律有kx＝m1a，解得x＝eq\f(m1g,k)tanθ，C正确，D错误．综合提升练习9．(多选)两实心小球甲和乙由同一种材料制成，甲球质量大于乙球质量．两球在空气中从静止开始下落，假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，与球的速率无关．若它们下落相同的距离，则()A．甲球用的时间比乙球长B．甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小C．甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小D．甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功【答案】BD10．如图所示，光滑水平桌面上的布带上静止放着一质量m＝1.0kg的小铁块，它离布带右端的距离为L＝0.5m，铁块与布带间动摩擦因数μ＝0.1.现用力从静止开始向左以a0＝2m/s2的加速度将布带从铁块下抽出，假设铁块大小不计，铁块不滚动，g取10m/s2，求：(1)将布带从铁块下抽出需要的时间；(2)铁块离开布带时的速度大小．【答案】解：(1)设铁块离开布带时，相对桌面移动的距离为x，布带移动的距离为L＋x，铁块滑动的加速度为a，由牛顿第二定律得μmg＝ma，a＝μg＝1m/s2.根据运动学公式有L＋x＝eq\f(1,2)a0t2，x＝eq\f(1,2)at2，解得t＝eq\r(\f(2L,a0－μg))＝1s.(2)由v＝at得铁块速度v＝1×1m/s＝1m/s.11．如图甲所示，L形木块放在光滑水平地面上，木块水平表面AB粗糙，光滑斜面BC与水平面夹角θ＝37°.木块右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器，当力传感器受压时，其示数为正值；当力传感器被拉时，其示数为负值．一个可视为质点的滑块从C点由静止开始下滑，运动过程中，传感器记录到的力和时间的关系如图乙所示．已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2.求：(1)斜面BC的长度；(2)滑块的质量；(3)滑块在AB上滑行的距离．【答案】解：(1)分析滑块受力，如图所示，由牛顿第二定律得a1＝gsinθ＝6m/s2，通过题图乙可知滑块在斜面上运动的时间为t1＝1s，由运动学公式得s＝eq\f(1,2)a1teq\o\al(2,1)＝3m.(2)滑块对