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1、2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題整合突破一 力與運動 第2講 力與物體的直線運動素能特訓(xùn)
一、選擇題(本題共8小題,每小題8分,共64分,其中1~5為單選題,6~8為多選題)
1.[xx·湖北八校聯(lián)考]如圖所示,甲、乙兩物體在同一直線上運動的位置坐標(biāo)x隨時間t變化的圖象,已知甲做勻變速直線運動,乙做勻速直線運動,則0~t2時間內(nèi)下列說法正確的是( )
A.兩物體在t1時刻速度大小相等
B.t1時刻乙的速度大于甲的速度
C.兩物體平均速度大小相等
D.甲的平均速度小于乙的平均速度
答案 C
解析 x-t圖中兩圖線的交點代表相遇,切線斜率代表速度,所以A選項錯誤。t1時刻甲的速度
2、大于乙的速度,所以B選項錯誤。因為平均速度=,所以兩物體平均速度大小相等,所以C選項正確,D選項錯誤。
2.[xx·洛陽統(tǒng)考]如圖甲所示,一個質(zhì)量為3 kg的物體放在粗糙水平地面上,從零時刻起,物體在水平力F作用下由靜止開始做直線運動。在0~3 s時間內(nèi)物體的加速度a隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示,則( )
A.F的最大值為12 N
B.0~1 s和2~3 s內(nèi)物體加速度的方向相反
C.3 s末物體的速度最大,最大速度為8 m/s
D.在0~1 s內(nèi)物體做勻加速運動,2~3 s內(nèi)物體做勻減速運動
答案 C
解析 由a-t圖象知加速度最大時a=4 m/s2,由牛頓第二定律F-μ
3、mg=ma知,F(xiàn)最大值大于12 N,所以A選項錯誤。0~1 s和2~3 s內(nèi),加速度均為正方向,所以B選項錯誤。3 s末速度最大。由a-t圖面積知Δv=8 m/s,所以vmax=8 m/s,所以C選項正確。0~1 s和2~3 s內(nèi)加速度a與速度v均同向做加速運動,但a大小變化,所以不是勻加速,故D選項錯誤。
3.[xx·鹽城月考]甲、乙兩球質(zhì)量分別為m1、m2,從同一地點(足夠高)同時由靜止釋放。兩球下落過程所受空氣阻力大小f僅與球的速率v成正比,與球的質(zhì)量無關(guān),即f=kv(k為正的常量)。兩球的v-t圖象如圖所示。落地前,經(jīng)時間t0兩球的速度都已達(dá)到各自的穩(wěn)定值v1、v2。則下列判斷正
4、確的是( )
A.釋放瞬間甲球加速度較大
B.=
C.甲球質(zhì)量大于乙球
D.t0時間內(nèi)兩球下落的高度相等
答案 C
解析 m1、m2均由靜止釋放,所以釋放瞬間空氣阻力為零,只受重力作用,加速度均為重力加速度,故A選項錯誤;當(dāng)兩球達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時,mg=kv,則=,故B選項錯誤;由圖知v1>v2,則m1>m2,所以C選項正確。t0時刻v-t圖圍成的面積不相等,所以D選項錯誤。
4.[xx·浙江模擬]如圖所示,位于豎直平面內(nèi)的圓與水平面相切于M點,與豎直墻相切于A點,C為圓的最高點,豎直墻上點B、D與M的連線和水平面的夾角分別為53°和37°。已知在t=0時,a、b、d三個球分別
5、由A、B、D三點從靜止開始沿光滑傾斜直軌道運動到M點,c球由C自由下落到M點,則( )
A.a(chǎn)、b和d球同時到達(dá)M點
B.b球和d球同時到達(dá)M點
C.c球位移最大,最后到達(dá)M點
D.沿墻壁上任意一點到M點的光滑斜直軌道由靜止下滑的物體,下落高度越低,用時越短
答案 B
解析 設(shè)圓的半徑為r,對于AM段,位移:x1==r,加速度:a1=gsin45°=g,由位移時間公式得,
所用時間:t1===2=
對于BM段,位移:x2==r,加速度:a2=gsin53°=g,由位移時間公式得,
所用時間:t2===
對于CM段,位移:x3=2r,加速度:a3=g,由位移時間公式得,所用
6、時間:t3==
對于DM段,位移:x4==r,加速度:a4=gsin37°=g,由位移時間公式得,所用時間:t4===
故:t1=t3
7、質(zhì)量m0=,距繩子左端x處某點的張力大小T=m·a
聯(lián)立得:T=(1-)F=F-F
圖象來源于函數(shù),T-x圖象為一次函數(shù),故D選項正確。
6.[xx·濰坊月考]如圖甲,輕彈簧上端固定在升降機(jī)頂部,下端懸掛重為G的小球,小球隨升降機(jī)在豎直方向上運動。t=0時,升降機(jī)突然停止,其后小球所受彈簧的彈力F隨時間t變化的圖象如圖乙,取F豎直向上為正,以下判斷正確的是 ( )
A.升降機(jī)停止前一定向上運動
B.0~2t0時間內(nèi),小球先處于失重狀態(tài),后處于超重狀態(tài)
C.t0~3t0時間內(nèi),小球向下運動,在t0、3t0兩時刻加速度相同
D.3t0~4t0時間內(nèi),彈簧彈力做的功大于小球動能的
8、變化
答案 AD
解析 t=0時刻升降機(jī)突然停止,由圖象知彈簧彈力減小,所以小球向上運動才會有彈簧彈力減小的結(jié)果,故A正確。零時刻F=G,F(xiàn)豎直向上為正,所以彈簧有形變時都伸長不壓縮,0~t0時間內(nèi)小球v方向向上,a向下,減速,失重;t0時刻彈簧原長;t0~2t0時間內(nèi),a向下,v向下,加速,失重;2t0~3t0時間內(nèi),a向上,v向下,減速,超重;3t0時刻小球到達(dá)最低點;3t0~4t0時間內(nèi),a向上,v向上,加速,超重,故B、C錯誤;3t0~4t0時間內(nèi),彈簧彈力做正功,重力做負(fù)功,兩者總功等于小球動能的變化,故D正確。
7.[xx·山東模擬]如圖甲所示,為測定物體沖上粗糙斜面能達(dá)到的
9、最大位移x與斜面傾角θ的關(guān)系,將某一物體每次以不變的初速率v0沿足夠長的斜面向上推出,調(diào)節(jié)斜面與水平方向的夾角θ,實驗測得x與斜面傾角θ的關(guān)系如圖乙所示,g取10 m/s2,根據(jù)圖象可求出( )
A.物體的初速率v0=3 m/s
B.物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.75
C.取不同的傾角θ,物體在斜面上能達(dá)到的位移x的最小值xmin=1.44 m
D.當(dāng)某次θ=30°時,物體達(dá)到最大位移后將沿斜面下滑
答案 BC
解析 當(dāng)θ=90°時,a=g,據(jù)v=2ax1得v0==6 m/s,故A選項錯誤。
當(dāng)θ=0°時,據(jù)v=2ax2,其中a=μg,所以μ==0.75,故B選項正確。
10、
當(dāng)θ=30°時,μ>tan30°,所以物體達(dá)到最大位移后將不再下滑,所以D選項錯誤。
由v=2(gsinθ+μgcosθ)x 得
x==。
所以xmin=1.44 m,故C選項正確。
8.在光滑水平面上放置兩長度相同、質(zhì)量分別為m1和m2的木板P、Q,在木板的左端各有一大小、形狀、質(zhì)量完全相同的物塊a和b,木板和物塊均處于靜止?fàn)顟B(tài)?,F(xiàn)對物塊a和b分別施加水平恒力F1和F2,使它們向右運動。當(dāng)物塊與木板分離時,P、Q的速度分別為v1、v2,物塊P、Q相對地面的位移分別為s1、s2。已知兩物塊與木板間的動摩擦因數(shù)相同,下列判斷正確的是( )
A.若F1=F2,m1>m2,則v1<
11、v2,s1v2,s1F2,m1=m2,則v1s2
D.若F1v2,s1>s2
答案 AD
解析 A、B選項F1=F2,則a、b加速度相同,用圖線3表示a、b的v-t圖,m1>m2時,a1v1,s2>s1,故A選項正確。
同理,C、D選項畫圖,P、Q的v-t相同為4,a、b的分別為5、6
F大的為5,F(xiàn)小的為6
故D選項正確。
二、計
12、算題(本題共2小題,共36分,需寫出規(guī)范的解題步驟)
9.[xx·行唐月考]如圖所示,一傳送帶與水平地面的夾角θ=37°,傳送帶上端固定一平臺,平臺離地面高H=1.8 m,傳送帶以恒定速度v=4 m/s逆時針運行。將質(zhì)量m=2 kg的小滑塊輕放在傳送帶底端,平臺上的人通過一根輕繩用恒力F沿傳送帶向上拉小滑塊,滑塊的速度剛達(dá)到傳送帶的速度時輕繩斷裂,此后小滑塊恰好不能到達(dá)平臺上。已知滑塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.25,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g取10 m/s2。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)恒力F;
(2)小滑塊在傳送帶上運動的總時間T。
答
13、案 (1)24 N (2)2.72 s
解析 (1)小滑塊在達(dá)到與傳送帶速度v=4 m/s相等前加速度為a1,有:F+μmgcos37°-mgsin37°=ma1
位移x1=
隨后小滑塊向上勻減速到速度為零有:
mgsin37°-μmgcos37°=ma2
解得a2=4 m/s2,通過的位移為x2
x2==2 m
向上的總位移x=x1+x2=H/sin37°=3 m
解得x1=1 m a1=8 m/s2 F=24 N
由v=a1t1解得t1=0.5 s
t2==1 s其向上運動的總時間為t=t1+t2=1.5 s
(2)小滑塊向下滑動時,有
x=
解得:t3= s=1
14、.22 s
小滑塊在傳送帶上運動的總時間T=t1+t2+t3=2.72 s
10.[xx·邯鄲一模]如圖,AB為光滑豎直桿,ACB為構(gòu)成直角的光滑L形直軌道,C處有一小圓弧連接,可使小球順利轉(zhuǎn)彎(即通過轉(zhuǎn)彎處不損失機(jī)械能)。套在桿上的小球自A點靜止釋放,分別沿AB軌道和ACB軌道運動,如果沿ACB軌道運動的時間是沿AB軌道運動時間的1.5倍,則AB與AC的夾角為多少?
答案 53°
解析 設(shè)AB的長度為l,∠BAC=α,由幾何關(guān)系可得:
AC的長度為lcosα,CB的長度為lsinα①
小球沿AB做自由落體運動,運動的時間為t:有
l=gt2②
設(shè)AC段所用時間為t1,CB段所用時間為t2,由題可知
t1+t2=1.5t③
小球沿AC段運動時,加速度為a1,由牛頓第二定律可得
mgcosα=ma1④
且lcosα=gcosαt⑤
聯(lián)立②③⑤,可得
t1=t,t2=0.5t;
小球在C點的速度為
v=gcosαt1
沿CB做勻加速運動,加速度為a2,由牛頓第二定律可得:
mgsinα=ma2
且 lsinα=vt2+a2t
聯(lián)立解得:α=53°。