新教材高中物理第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律習(xí)題課動(dòng)力學(xué)中的四類經(jīng)典題型測(cè)評(píng)（含解析）粵教版

習(xí)題課動(dòng)力學(xué)中的四類經(jīng)典題型課后篇鞏固提升合格考達(dá)標(biāo)練1.如圖甲所示,物體原來(lái)靜止在水平面上,用一水平力F拉物體,在F從0開(kāi)始逐漸增大的過(guò)程中,物體先靜止后又做變加速運(yùn)動(dòng),其加速度隨外力F變化的圖像如圖乙所示,根據(jù)圖乙中所標(biāo)出的數(shù)據(jù)可計(jì)算出(g取10m/s2)()A.物體的質(zhì)量為1kgB.物體的質(zhì)量為2kgC.物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2D.物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5解析由題圖乙可知F1=7N時(shí),a1=0.5m/s2,F2=14N時(shí),a2=4m/s2,由牛頓第二定律得F1-μmg=ma1,F2-μmg=ma2,解得m=2kg,μ=0.3,故選項(xiàng)B正確.答案B2.如圖所示,水平地面上有一質(zhì)量m=1.0kg的物塊,受到隨時(shí)間變化的水平拉力F的作用,用力傳感器測(cè)出相應(yīng)時(shí)刻物塊所受摩擦力f的大小.重力加速度g取10m/s2.下列判斷正確的是()A.5s內(nèi)物塊的位移為0B.4s末物塊所受合力大小為4.0NC.物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4D.6~9s內(nèi)物塊的加速度大小為2.0m/s2解析由題圖可得物塊所受的最大靜摩擦力為4N,滑動(dòng)摩擦力為3N,物塊在4s末開(kāi)始運(yùn)動(dòng),故5s內(nèi)物塊發(fā)生了運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;4s末物塊所受拉力為4N,所受最大靜摩擦力也為4N,合力大小為0,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;物塊與地面之間的滑動(dòng)摩擦力為3N,物塊對(duì)地面的壓力為10N,所以物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;6~9s內(nèi)拉力大小為5N,物塊所受的滑動(dòng)摩擦力為3N,合力為2N,由牛頓第二定律可得,物塊的加速度大小為2.0m/s2,選項(xiàng)D正確.答案D3.一有固定光滑斜面的小車在水平面上做直線運(yùn)動(dòng),小球通過(guò)細(xì)繩與車頂相連.小球某時(shí)刻正處于如圖所示狀態(tài).設(shè)斜面對(duì)小球的支持力為FN,細(xì)繩對(duì)小球的拉力為T,關(guān)于此時(shí)刻小球的受力情況,下列說(shuō)法正確的是()A.若小車向左運(yùn)動(dòng),FN可能為零B.若小車向左運(yùn)動(dòng),T不可能為零C.若小車向右運(yùn)動(dòng),FN不可能為零D.若小車向右運(yùn)動(dòng),T不可能為零解析對(duì)小球受力分析如圖所示,若小車向左做減速運(yùn)動(dòng),則加速度向右,若小球受重力和繩子的拉力的合力可以使小球的加速度與小車的加速度相同,此時(shí)FN為零,選項(xiàng)A正確.若小車向左加速運(yùn)動(dòng),則加速度向左,若此時(shí)重力與斜面的支持力的合力可以使小球的加速度與小車的加速度相同,則繩子的拉力為零,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.同理可知,當(dāng)小車向右運(yùn)動(dòng)時(shí),也可能做加速或減速運(yùn)動(dòng),故加速度也可能向右或向左,故FN和T均可能為零,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤.答案A4.如圖所示,一夾子夾住木塊,在力F作用下向上提升.夾子和木塊的質(zhì)量分別為m、M,夾子與木塊兩側(cè)間的最大靜摩擦力均為f.若木塊不滑動(dòng),力F的最大值是()A.B.C.-(m+M)gD.+(m+M)g解析當(dāng)F達(dá)到最大值時(shí),以?shī)A子和木塊作為整體,豎直方向上由牛頓第二定律可得F-(m+M)g=(m+M)a,再以木塊為研究對(duì)象,F最大時(shí)木塊剛好不滑動(dòng),靜摩擦力為最大值,在豎直方向上由牛頓第二定律可得,2f-Mg=Ma,兩式聯(lián)立解得F=,選項(xiàng)A正確.答案A5.質(zhì)量為M的光滑圓槽放在光滑水平面上,一水平恒力F作用在其上促使質(zhì)量為m的小球靜止在圓槽上,如圖所示,則()A.小球?qū)A槽的壓力為B.小球?qū)A槽的壓力為C.水平恒力F變大后,如果小球仍靜止在圓槽上,小球?qū)A槽的壓力增加D.水平恒力F變大后,如果小球仍靜止在圓槽上,小球?qū)A槽的壓力減小解析利用整體法可求得系統(tǒng)的加速度為a=,對(duì)小球受力分析如圖所示,利用牛頓第二定律可得,小球受到圓槽的支持力為(mg)2+,由物體間力的相互作用可知只有C項(xiàng)正確.答案C6.用力F提拉用細(xì)繩連在一起的A、B兩物體,以5m/s2的加速度勻加速豎直上升,如圖所示.已知A、B的質(zhì)量分別為1kg和2kg,繩子所能承受的最大拉力是35N,g取10m/s2.(1)求力F的大小.(2)為使繩不被拉斷,求加速上升的最大加速度的大小.解析(1)將A、B看成一個(gè)整體,由牛頓第二定律得F-(mA+mB)g=(mA+mB)a解得F=(mA+mB)(g+a)=(1+2)×(10+5)N=45N.(2)繩恰好不被拉斷時(shí),繩對(duì)B的拉力為F'=35N,此時(shí)加速度最大對(duì)B由牛頓第二定律得F'-mBg=mBam解得am=m/s2=7.5m/s2.答案(1)45N(2)7.5m/s27.一質(zhì)量m=2.0kg的小物塊以一定的初速度沖上一傾角為37°的足夠長(zhǎng)的斜面,某同學(xué)利用傳感器測(cè)出了小物塊沖上斜面過(guò)程中多個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度,并用計(jì)算機(jī)作出了小物塊上滑過(guò)程的v-t圖像,如圖所示.sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2,求:(1)小物塊沖上斜面過(guò)程中加速度的大小.(2)小物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù).解析(1)由v-t圖像可知加速度大小為a=m/s2=8m/s2.(2)對(duì)物塊受力分析,物塊受重力、支持力、摩擦力f作用沿斜面方向mgsin37°+f=ma垂直斜面方向mgcos37°=FN又f=μFN聯(lián)立以上三式得a=gsin37°+μgcos37°代入數(shù)據(jù)解得μ=0.25.答案(1)8m/s2(2)0.25等級(jí)考提升練8.(多選)如圖所示,一水平方向足夠長(zhǎng)的傳送帶以恒定的速度v1沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng),傳送帶右端有一與傳送帶等高的光滑水平面.物體以恒定的速率v2沿直線向左滑上傳送帶后,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間又返回光滑水平面上,這時(shí)速率為v2',則下列說(shuō)法正確的是()A.若v1<v2,則v2'=v1B.若v1>v2,則v2'=v2C.不管v2多大,總有v2'=v2D.只有v1=v2時(shí),才有v2'=v1解析由于傳送帶足夠長(zhǎng),物體先減速向左滑行,直到速度減為零,然后在滑動(dòng)摩擦力的作用下向右運(yùn)動(dòng),分兩種情況:①若v1≥v2,物體向右運(yùn)動(dòng)時(shí)一直加速,當(dāng)v2'=v2時(shí),離開(kāi)傳送帶.②若v1<v2,物體向右運(yùn)動(dòng)時(shí)先加速,當(dāng)速度增大到傳送帶的速度時(shí),物體還在傳送帶上,此后不受摩擦力,物體與傳送帶一起向右勻速運(yùn)動(dòng),此時(shí)有v2'=v1.故選項(xiàng)A、B正確,C、D錯(cuò)誤.答案AB9.(多選)如圖所示,在小車內(nèi)有一個(gè)固定的斜面,斜面上有一個(gè)物體A與斜面保持相對(duì)靜止.在小車的上面用細(xì)線懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球B,小球在如圖所示的位置始終保持與小車相對(duì)靜止,則下列說(shuō)法正確的是()A.物體A與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)可能為零B.物體A與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)一定不為零C.小球B對(duì)細(xì)線的拉力一定大于mgD.小車在做勻加速直線運(yùn)動(dòng)解析對(duì)小球B進(jìn)行受力分析可知,B的合外力方向水平向左,即B的加速度方向水平向左,則A和小車的加速度方向也水平向左,若物體A與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為零,則A受重力和斜面的支持力,兩個(gè)力的合力可以水平向左,提供A的加速度,故A正確,B錯(cuò)誤;B受的重力與拉力以及合力構(gòu)成直角三角形,而重力是直角邊,拉力是斜邊,故小球B對(duì)細(xì)線的拉力一定大于重力,C正確;由題圖可知小球的合力水平向左,即其加速度水平向左,又小球始終保持與小車相對(duì)靜止,故可知小車的加速度水平向左,但小車可能做的是向右的勻減速直線運(yùn)動(dòng),故D錯(cuò)誤.答案AC10.如圖所示,細(xì)線的一端固定在傾角為45°的光滑楔形滑塊A的頂端P處,細(xì)線的另一端拴一質(zhì)量為m的小球,重力加速度為g.(1)當(dāng)滑塊以多大的加速度向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí),細(xì)線對(duì)小球的拉力剛好等于零?(2)當(dāng)滑塊至少以多大的加速度向左加速運(yùn)動(dòng)時(shí),小球?qū)瑝K的壓力等于零?(3)當(dāng)滑塊以a'=2g的加速度向左加速運(yùn)動(dòng)時(shí),細(xì)線中拉力為多大?解析(1)當(dāng)T=0時(shí),小球受重力mg和斜面支持力FN作用,如圖甲所示,則FNcos45°=mg,FNsin45°=ma解得a=g.(2)假設(shè)滑塊具有向左的加速度a1時(shí),小球受重力mg、細(xì)線的拉力T1和斜面的支持力FN1作用,如圖乙所示.由牛頓第二定律得水平方向T1cos45°-FN1sin45°=ma1豎直方向T1sin45°+FN1cos45°-mg=0由上述兩式解得FN1=,T1=由以上兩式可以看出,當(dāng)加速度a1增大時(shí),球所受的支持力FN1減小,線的拉力T1增大.當(dāng)a1=g時(shí),FN1=0,此時(shí)小球雖與斜面接觸但無(wú)壓力,處于臨界狀態(tài),這時(shí)細(xì)線的拉力為T1=mg.所以滑塊至少以a1=g的加速度向左加速運(yùn)動(dòng)時(shí)小球?qū)瑝K的壓力等于零.(3)當(dāng)滑塊加速度大于g時(shí),小球?qū)ⅰ帮h”離斜面而只受線的拉力和重力的作用,如圖丙所示此時(shí)細(xì)線與水平方向間的夾角α<45°由牛頓第二定律得T'cosα=ma',T'sinα=mg解得T'=mmg.答案(1)g(2)g(3)mg11.如圖所示為傳送帶傳輸裝置示意圖的一部分,傳送帶與水平地面的傾角θ=37°,A、B兩端相距L=5.0m,質(zhì)量為m=10kg的物體以v0=6.0m/s的速度沿AB方向從A端滑上傳送帶,物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同,均為0.5.傳送帶順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)的速度v=4.0m/s,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.(1)求物體從A點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)所需的時(shí)間.(2)若傳送帶順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)的速度可以調(diào)節(jié),求物體從A點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)的最短時(shí)間.解析(1)設(shè)物體速度大于傳送帶速度時(shí)加速度大小為a1,由牛頓第二定律得mgsinθ+μmgcosθ=ma1解得a1=10m/s2設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t1物體的速度與傳送帶速度相同t1==0.2s通過(guò)的位移s1==1m設(shè)物體速度小于傳送帶速度時(shí)物體的加速度大小為a2,則mgsinθ-μmgcosθ=ma2解得a2=2m/s2物體