36-第5節(jié)綜合拔高練

第四章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系第5節(jié)綜合拔高練五年選考練考點(diǎn)1動(dòng)力學(xué)兩類基本問題1.(2019課標(biāo)Ⅲ,20,6分,)(多選)如圖(a),物塊和木板疊放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上,物塊用一不可伸長的細(xì)繩與固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的力傳感器相連,細(xì)繩水平。t=0時(shí),木板開始受到水平外力F的作用,在t=4s時(shí)撤去外力。細(xì)繩對(duì)物塊的拉力f隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖(b)所示,木板的速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖(c)所示。木板與實(shí)驗(yàn)臺(tái)之間的摩擦可以忽略。重力加速度取10m/s2。由題給數(shù)據(jù)可以得出()圖(a)圖(b)圖(c)A.木板的質(zhì)量為1kgB.2s~4s內(nèi),力F的大小為0.4NC.0~2s內(nèi),力F的大小保持不變D.物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.22.(2017課標(biāo)Ⅱ,24,12分,)為提高冰球運(yùn)動(dòng)員的加速能力,教練員在冰面上與起跑線距離s0和s1(s1<s0)處分別設(shè)置一個(gè)擋板和一面小旗,如圖所示。訓(xùn)練時(shí),讓運(yùn)動(dòng)員和冰球都位于起跑線上,教練員將冰球以初速度v0擊出,使冰球在冰面上沿垂直于起跑線的方向滑向擋板;冰球被擊出的同時(shí),運(yùn)動(dòng)員垂直于起跑線從靜止出發(fā)滑向小旗。訓(xùn)練要求當(dāng)冰球到達(dá)擋板時(shí),運(yùn)動(dòng)員至少到達(dá)小旗處。假定運(yùn)動(dòng)員在滑行過程中做勻加速運(yùn)動(dòng),冰球到達(dá)擋板時(shí)的速度為v1。重力加速度大小為g。求:(1)冰球與冰面之間的動(dòng)摩擦因數(shù);(2)滿足訓(xùn)練要求的運(yùn)動(dòng)員的最小加速度。考點(diǎn)2牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用3.(2018浙江4月選考,19,9分,)可愛的企鵝喜歡在冰面上玩游戲。如圖所示,有一企鵝在傾角為37°的傾斜冰面上,先以加速度a=0.5m/s2從冰面底部由靜止開始沿直線向上“奔跑”,t=8s時(shí),突然臥倒以肚皮貼著冰面向前滑行,最后退滑到出發(fā)點(diǎn),完成一次游戲(企鵝在滑動(dòng)過程中姿勢保持不變)。若企鵝肚皮與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2。求:(1)企鵝向上“奔跑”的位移大小;(2)企鵝在冰面滑動(dòng)的加速度大小;(3)企鵝退滑到出發(fā)點(diǎn)時(shí)的速度大小。(計(jì)算結(jié)果可用根式表示)4.(2019江蘇單科,15,16分,)如圖所示,質(zhì)量相等的物塊A和B疊放在水平地面上,左邊緣對(duì)齊。A與B、B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ。先敲擊A,A立即獲得水平向右的初速度,在B上滑動(dòng)距離L后停下。接著敲擊B,B立即獲得水平向右的初速度,A、B都向右運(yùn)動(dòng),左邊緣再次對(duì)齊時(shí)恰好相對(duì)靜止,此后兩者一起運(yùn)動(dòng)至停下。最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度為g。求:(1)A被敲擊后獲得的初速度大小vA;(2)在左邊緣再次對(duì)齊的前、后,B運(yùn)動(dòng)加速度的大小aB、aB';(3)B被敲擊后獲得的初速度大小vB。三年模擬練應(yīng)用實(shí)踐1.(2020廣東珠海二中高一上期末,)傾角為30°的長斜坡上有C、O、B三點(diǎn),CO=OB=10m,在O點(diǎn)豎直的固定一長10m的直桿AO。A端與C點(diǎn)、坡底B點(diǎn)間各連有一光滑的鋼繩,且各穿有一鋼球(視為質(zhì)點(diǎn)),將兩球從A點(diǎn)由靜止開始同時(shí)分別沿兩鋼繩滑到鋼繩末端,如圖所示,則小球在鋼繩上滑行的時(shí)間tAB和tAC分別為(g取10m/s2)()A.2s和4s B.2s和2sC.2s和2s D.4s和2s2.(2020江西吉安高三診斷,)(多選)如圖甲所示,足夠長的固定光滑細(xì)桿與地面成一定傾角,在桿上套有一個(gè)光滑小環(huán),沿桿方向給環(huán)施加一個(gè)拉力F,使環(huán)由靜止開始沿桿向上運(yùn)動(dòng)。已知拉力F及小環(huán)速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示,重力加速度g取10m/s2,則以下說法正確的是()A.小環(huán)的質(zhì)量是1kgB.細(xì)桿與地面間的夾角為30°C.前1s內(nèi)小環(huán)的加速度大小為5m/s2D.前3s內(nèi)小環(huán)沿桿上升的位移為1.25m3.(2020湖南長沙長郡中學(xué)高三期末,)(多選)繃緊的傳送帶長L=32m,鐵塊與傳送帶間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,g取10m/s2,下列說法正確的是()A.若傳送帶靜止,A處小鐵塊以v0=10m/s向B運(yùn)動(dòng),則鐵塊到達(dá)B處的速度為6m/sB.若傳送帶始終以4m/s的速度向左運(yùn)動(dòng),而鐵塊從A處以v0=10m/s向B運(yùn)動(dòng),鐵塊到達(dá)B處的速度為6m/sC.若傳送帶始終以4m/s的速度向右運(yùn)動(dòng),在A處輕輕放上一小鐵塊后,鐵塊將一直向右勻加速運(yùn)動(dòng)D.若傳送帶始終以10m/s的速度向右運(yùn)動(dòng),在A處輕輕放上一小鐵塊后,鐵塊到達(dá)B處的速度為8m/s4.(2020遼寧遼河油田第二高級(jí)中學(xué)高一上期末,)如圖甲所示,質(zhì)量為m=0.5kg的小物塊靜止在傾角為37°的斜面的底端,現(xiàn)對(duì)其施一沿斜面向上的力F,力隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示,4s后撤去力F。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,g取10m/s2,設(shè)斜面足夠長。求:(1)力F作用下物塊的加速度是多少?(2)物塊沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的最大距離是多少?(3)物塊沿斜面運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是多少?(結(jié)果可保留根號(hào))遷移創(chuàng)新5.(2020北京海淀高一上期末,)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室中可產(chǎn)生方向、大小都可以調(diào)節(jié)控制的各種風(fēng)力。如圖所示為某風(fēng)洞里模擬做實(shí)驗(yàn)的示意圖。一質(zhì)量為1kg的小球套在一根固定的直桿上,直桿與水平面夾角θ為30°?，F(xiàn)小球在F=20N的豎直向上的風(fēng)力作用下,從A點(diǎn)由靜止出發(fā)沿直桿向上運(yùn)動(dòng),已知桿與球間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=36。g取10m/s2。試求:(1)小球運(yùn)動(dòng)的加速度a1;(2)若風(fēng)力F作用1.2s后撤去,求小球上滑過程中距A點(diǎn)的最大距離xm;(3)在上一問的基礎(chǔ)上若從撤去風(fēng)力F開始計(jì)時(shí),小球經(jīng)多長時(shí)間將經(jīng)過距A點(diǎn)上方為2.25m的B點(diǎn)。

答案全解全析五年選考練1.AB分析知木板受到的摩擦力f'=f。0~2s,木板靜止,F=f',F逐漸增大,所以C錯(cuò)誤。4s~5s,木板加速度大小a2=0.4-0.21m/s2=0.2m/s2,對(duì)木板受力分析,f'=ma2=0.2N,得m=1kg,所以A正確。2s~4s,對(duì)木板有Ff'=ma1,F=f'+ma1=0.2N+1×0.4-02N=0.42.答案(1)v02-解析(1)設(shè)冰球與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,則冰球在冰面上滑行的加速度大小a1=μg①由速度與位移的關(guān)系知2a1s0=v12聯(lián)立①②得μ=a1g=(2)設(shè)冰球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,則t=v0又s1=12at2由③④⑤式得a=s13.答案(1)16m(2)見解析(3)234m/s解析(1)在企鵝向上“奔跑”過程中,有x=12at2,代入數(shù)據(jù)解得x=16(2)在企鵝臥倒以后將經(jīng)歷兩個(gè)運(yùn)動(dòng)過程,第一個(gè)過程是從臥倒到運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn),第二個(gè)過程是從最高點(diǎn)滑到出發(fā)點(diǎn),兩個(gè)過程根據(jù)牛頓第二定律分別有mgsin37°+μmgcos37°=ma1mgsin37°μmgcos37°=ma2代入數(shù)據(jù)解得a1=8m/s2,a2=4m/s2(3)企鵝從臥倒至滑到最高點(diǎn)的過程中,做勻減速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t',位移為x',則有t'=ata1,x'=12a代入數(shù)據(jù)解得x'=1m企鵝從最高點(diǎn)滑到出發(fā)點(diǎn)的過程中,初速度為0,設(shè)末速度為vt,則有vt2=2a2(代入數(shù)據(jù)解得vt=234m/s4.答案(1)2μgL(2)3μgμg(3)2解析(1)由牛頓運(yùn)動(dòng)定律知,A加速度的大小aA=μg由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與位移的關(guān)系,有2aAL=v解得vA=2(2)設(shè)A、B的質(zhì)量均為m對(duì)齊前,B所受合外力大小F=3μmg由牛頓運(yùn)動(dòng)定律F=maB,得aB=3μg對(duì)齊后,A、B所受合外力大小F'=2μmg由牛頓運(yùn)動(dòng)定律F'=2maB',得aB'=μg(3)經(jīng)過時(shí)間t,A、B達(dá)到共同速度v,位移分別為xA、xB,A加速度的大小等于aA則v=aAt,v=vBaBtxA=12aAt2,xB=vBt12aB且xBxA=L解得vB=22三年模擬練1.C由幾何關(guān)系可知,AB與水平面的夾角為60°,AC與水平面的夾角為30°,AB的長度x1=2×10m×cos30°=103m,AC的長度x2=10m;根據(jù)牛頓第二定律得出,小球在AB鋼繩上下滑的加速度a1=gsin60°=53m/s2,小球在AC鋼繩上下滑的加速度a2=gsin30°=5m/s2;由位移時(shí)間關(guān)系x=12at2得出:tAB=2x1a1=2×10353s=2s,tAC=2.AD設(shè)細(xì)桿與地面間的夾角為θ,由vt圖像可知0~1s內(nèi)小環(huán)的加速度為a=0.5m/s2,因此選項(xiàng)C錯(cuò)誤;拉力為F1=5N時(shí),由牛頓第二定律得F1mgsinθ=ma,1s后小環(huán)做勻速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)的拉力為F2=4.5N,根據(jù)力的平衡有F2=mgsinθ,聯(lián)立解得m=1kg,sinθ=920,因此選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;根據(jù)題圖乙可知,前1s內(nèi)小環(huán)沿桿上升的位移為x1=0.52×1m=0.25m,之后2s內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng),位移為x2=0.5×2m=1.0m,所以前3s內(nèi)小環(huán)沿桿上升的位移為x=x1+x2=1.253.ABD若傳送帶不動(dòng),鐵塊做勻減速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律得,勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小a=μg=1m/s2,根據(jù)vB2v02=2aL,解得:vB=6m/s,故A正確;若傳送帶始終以4m/s的速度向左運(yùn)動(dòng),而鐵塊從A處以v0=10m/s向B運(yùn)動(dòng),鐵塊滑上傳送帶做勻減速直線運(yùn)動(dòng),到達(dá)B點(diǎn)的速度大小等于6m/s,故B正確;若傳送帶始終以4m/s的速度向右運(yùn)動(dòng),在A處輕輕放上一小鐵塊后,鐵塊先向右做勻加速運(yùn)動(dòng),加速到4m/s經(jīng)過的位移x=v22a=422×1m=8m<32m,之后隨傳送帶一起做勻速運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤;若傳送帶始終以10m/s的速度向右運(yùn)動(dòng),在A處輕輕放上一小鐵塊后,若鐵塊一直向右做勻加速運(yùn)動(dòng),鐵塊到達(dá)B處的速度:vB=2aL=2×1×4.答案(1)10m/s2(2)160m(3)(8+410)s解析(1)對(duì)物塊受力分析,由牛頓第二定律得:Fmgsin37°μmgcos37°=ma解得:力F作用下物塊的加速度a=10m/s2(2)4秒內(nèi)物塊沿斜面上滑的距離為:x1=12at解得:x1=80m由v=at得4秒末物塊運(yùn)動(dòng)的速度v=40m/s設(shè)4s后物塊的加速度大小為a'由牛頓第二定律得:mgsin37°+μmgcos37°=ma'解得:a'=10m/s2,方向沿斜面向下。物塊沿斜面向上運(yùn)動(dòng)又發(fā)生的位移x2=v解得:x2=80m物塊沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的最大距離x=x1+x2=160m(3)設(shè)撤掉力F后再經(jīng)時(shí)間t'物塊速度減為0,則有:t'=va'=4因?yàn)閙gsin37°=3N>μmgcos37°=2N,所以物塊減速到0后會(huì)反向向下運(yùn)動(dòng)。設(shè)加速度大小為a″,由牛頓第二定律得:mgsin37°μmgcos37°=ma″解得:a″=2m/s2設(shè)物塊滑到斜面底端所用時(shí)間為t″,由位移公式得x=12a″t″解得:t″=410s物塊沿斜面運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t=t'+t″+4s=(8+410)s5.答案(1)2.5m/s2方向沿桿向上(2)2.4m(3)0.2s和0.75s解析(1)在力F作用時(shí)有:(Fmg)sin30°μ(Fmg)cos30°=ma1解得a1=2.5m/s2,方向沿桿向上。(2)剛撤去F時(shí),小球的速度v1=a1t1=3m/s小球的位移x1=v12t1=1.8撤去力F后,小球上滑時(shí)有:mgsin30°+μmg