届高三物理一轮复习 高频考点强化二动力学综合问题Word下载.docx
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刚开始竖直上升时的加速度为0.5m/s2,热气球做变加速运动,加速度逐渐减小,故10s后的速度大小小于5m/s,故C错误;
以5m/s匀速上升时,根据平衡条件,有F浮=mg+f,解得f=230N,故D错误。
【加固训练】
（多选）地面上有质量为M的重物,用力F竖直向上提它,力F和物体加速度a的函数关系如图所示,则下列说法正确的是 （ ）
A.图中直线的斜率表示物体的质量M
B.图中A点对应的值为物体重力的大小
C.图中延长线与纵轴的交点B的数值的绝对值等于该地的重力加速度
D.物体向上运动的加速度a和力F成正比
【解析】选B、C。
对物体,由牛顿第二定律得:
F-Mg=Ma,解得:
a=
-g,由此式可知:
斜率为质量的倒数,故A错误;
当加速度为零时,F=Mg,故B正确;
当拉力F为零时,加速度为-g,故C正确;
物体向上运动的加速度a和力F的关系是线性函数,但不能说成正比,故D错误。
3.（2017·
赣州模拟）某科研单位设计了一空间飞行器,飞行器从地面起飞时,发动机提供的动力方向与水平方向夹角α=60°
使飞行器恰恰与水平方向成
θ=30°
角的直线斜向右上方匀加速飞行,经时间t后,将动力的方向沿逆时针旋转60°
同时适当调节其大小,使飞行器依然可以沿原方向匀减速飞行,飞行器所受空气阻力不计,下列说法中不正确的是 （ ）
导学号42722380
A.加速时加速度的大小为g
B.加速时动力的大小等于mg
C.减速时动力的大小等于
mg
D.减速飞行时间2t后速度为零
【解析】选B。
起飞时,飞行器受动力和重力,两力的合力与水平方向成30°
角斜向上,设动力为F,合力为F合,如图甲所示:
在△OFF合中,由几何关系得F=
mg,F合=mg,由牛顿第二定律得飞行器的加速度为a1=g,故A正确,B错误;
t时刻的速率:
v=a1t=gt,将动力方向逆时针旋转60°
合力的方向与水平方向成30°
角斜向下,动力F′跟合力F′合垂直,如图乙所示,此时合力大小为F′合=mgsin30°
动力大小:
F′=
mg,飞行器的加速度大小为a2=
=
g,到最高点的时间为t′=
=2t,故C、D正确;
此题选错误的选项,故选B。
如图所示,质量为3kg的物体放在粗糙水平面上,现用F=10N的力斜向下推物体,F与水平面的夹角θ=37°
物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.3,下列说法正确的是（g取10m/s2,sin37°
=0.6,cos37°
=0.8） （ ）
A.物体对地面的压力为30N
B.物体所受的摩擦力为10N
C.物体仍然处于静止状态
D.物体将由静止开始做匀加速直线运动
物体受力如图所示,据牛顿第二定律有:
竖直方向上:
FN-mg-Fsinθ=0
水平方向上:
Fcosθ-Ff=ma
又:
Ff=μFN
解得:
FN=36N
a<
0,说明物体不动,受到的摩擦力为
Fcos37°
=8N
故本题选C。
4.人在平地上静止站立时,受到的支撑力等于人的重力。
做原地纵跳时,在快速下蹲和蹬伸的过程中,人体受到的支撑力发生变化（如图,G为重力,F为支撑力）。
下列图象能正确反映该变化的是 （ ）
【解析】选D。
下蹲过程中的加速阶段人体处于失重状态,F<
G,减速阶段中处于超重状态,F>
G。
同理蹬伸过程中的加速上升阶段F>
G,减速上升阶段F<
腾空后人离开地面,F=0,故D选项正确。
高跷运动是一项新型运动,图甲为弹簧高跷。
当人抓住扶手用力蹬踏板压缩弹簧后,人就向上弹起,进而带动高跷跳跃,如图乙。
则下列说法正确的是 （ ）
A.人向上弹起的过程中,一直处于超重状态
B.人向上弹起的过程中,踏板对人的作用力大于人对踏板的作用力
C.弹簧压缩到最低点时,高跷对人的作用力大于人的重力
D.弹簧压缩到最低点时,高跷对地的压力等于人和高跷的总重力
人向上弹起的过程中,先加速向上,处于超重状态,然后减速向上,处于失重状态,选项A错误;
踏板对人的作用力和人对踏板的作用力是一对作用力和反作用力,大小相等,选项B错误;
弹簧压缩到最低点时,人的加速度向上,人处于超重状态,所以高跷对人的作用力大于人的重力,高跷对地的压力大于人和高跷的总重力,选项C正确,D错误。
5.（2017·
郑州模拟）放在粗糙水平面上的物块A、B用轻质弹簧测力计相连,如图所示,物块与水平面间的动摩擦因数均为μ,今对物块A施加一水平向左的恒力F,使A、B一起向左匀加速运动,设A、B的质量分别为m、M,则弹簧测力计的示数为 导学号42722381（ ）
A.
B.
C.
MD.
M
【解题指导】解答本题可按以下思路进行:
（1）先对A、B整体受力分析,根据牛顿第二定律列方程求加速度。
（2）再隔离B受力分析,列方程求解。
根据牛顿第二定律得:
对整体:
-μg
对B:
F弹-μMg=Ma
解得,F弹=μMg+Ma
=μMg+M
故本题选B。
6.将力传感器A固定在光滑水平桌面上,测力端通过轻质水平细绳与滑块相连,滑块放在较长的小车上。
如图甲所示,传感器与计算机相连接,可获得力随时间变化的规律。
一水平轻质细绳跨过光滑的定滑轮,一端连接小车,另一端系沙桶,整个装置开始处于静止状态。
在滑块与小车发生相对滑动前缓慢向沙桶里倒入细沙,力传感器采集的F-t图象如图乙所示,则 （ ）
导学号42722382
A.2.5s前小车做变加速运动
B.2.5s后小车做变加速运动
C.2.5s前小车所受摩擦力不变
D.2.5s后小车所受摩擦力不变
由图象可知,在2.5s前小车与滑块一直保持静止,绳对小车的拉力变大,小车受到滑块的静摩擦力变大,A、C错误;
2.5s后滑块与小车发生相对运动,小车受到滑块的滑动摩擦力作用,D正确;
研究小车和沙桶组成的系统,a=
所以加速度不变,B错误。
7.如图所示,在倾角为θ=30°
的光滑斜面上,物块A、B质量分别为m和2m。
物块A静止在轻弹簧上面,物块B用细线与斜面顶端相连,A、B紧挨在一起但A、B之间无弹力,已知重力加速度为g,某时刻把细线剪断,当细线剪断瞬间,下列说法正确的是 （ ）
A.物块A的加速度为0
B.物块A的加速度为
C.物块B的加速度为0
D.物块B的加速度为
【解析】选B、D。
剪断细线前,弹簧的弹力:
F弹=mgsin30°
mg,细线剪断的瞬间,弹簧的弹力不变,仍为F弹=
mg;
剪断细线瞬间,对A、B系统,加速度为:
即A和B的加速度均为
。
故本题选B、D。
三个质量相同的物块A、B、C,用两个轻弹簧和一根轻线相连,如图所示,挂在天花板上,处于静止状态,在将A、B间细线剪断的瞬间,A、B、C的加速度分别为（取向下为正,重力加速度为g） （ ）
A.aA=-2g,aB=2g
B.aA=-g,aC=g
C.aB=-2g,aC=0
D.aA=-g,aC=0
原来系统处于平衡状态,以整体为研究对象,得与A相连的弹簧弹力大小F1=3mg,隔离C得与C相连的弹簧弹力大小为F2=mg。
剪断细线瞬间,弹簧弹力不变,根据牛顿第二定律有:
对A:
-F1+mg=maA,得aA=-2g;
mg+F2=maB,得aB=2g;
对C:
-F2+mg=maC,得aC=0。
故B、C、D错误,A正确。
8.（2017·
龙岩模拟）如图所示,一人站在电梯中的体重计上,随电梯一起运动。
下列各种情况中,体重计的示数最大的是 （ ）
A.电梯匀减速上升,加速度的大小为1.0m/s2
B.电梯匀加速上升,加速度的大小为1.0m/s2
C.电梯匀减速下降,加速度的大小为1.0m/s2
D.电梯匀加速下降,加速度的大小为0.5m/s2
电梯匀减速上升,加速度向下,加速度的大小为1.0m/s2,由牛顿第二定律mg-F=ma;
解得F=m（g-a）=9m;
电梯匀加速上升,加速度向上,加速度的大小为1.0m/s2,由牛顿第二定律F-mg=ma;
解得F=m（g+a）=11m;
电梯匀减速下降,加速度向上,加速度的大小为1.0m/s2,由牛顿第二定律F-mg=ma,解得F=m（g+a）=11m;
电梯匀加速下降,加速度向下,加速度的大小为0.5m/s2,由牛顿第二定律mg-F=ma,解得F=m（g-a）=9.5m,故选B、C。
9.将一个质量为1kg的小球竖直向上抛出,最终落回抛出点,运动过程中所受阻力大小恒定,方向与运动方向相反。
该过程的v-t图象如图所示,g取10m/s2。
下列说法中正确的是 （ ）
A.小球上升与下落所用时间之比为2∶3
B.小球落回到抛出点的速度大小为8
m/s
C.小球下落过程,受到向上的空气阻力,处于超重状态
D.小球重力和阻力之比为5∶1
根据图象可得,上升的过程中,加速度为a1=
m/s2=-12m/s2,根据牛顿第二定律可得-（mg+f）=ma1,所以小球受到的阻力的大小为f=-ma1-mg=-1×
（-12）N-1×
10N=2N,在下降的过程中,小球受到的合力为F=mg-f=10N-2N=8N,所以下降的过程中的加速度为a2=-
=-
m/s2=-8m/s2,根据公式x=
at2可得运动的时间为t=
所以时间之比为
故A错误;
由图象知小球匀减速上升的位移为x=
×
2×
24m=24m,x′=-x=-24m,根据v2=
2a2x′得:
v=
m/s=8
m/s,故B正确;
小球下落过程,加速度向下,处于失重状态,故C错误;
由A的分析可知,重力与阻力之比为mg∶f=10N∶2N=5∶1,故D正确。
10.（2014·
四川高考）如图所示,水平传送带以速度v1匀速运动,小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连,t=0时刻P在传送带左端具有速度v2,P与定滑轮间的绳水平,t=t0时刻P离开传送带。
不计定滑轮质量和摩擦,绳足够长。
正确描述小物体P速度随时间变化的图象可能是 （ ）
纪金榜导学号42722383
当v1>
v2时,P相对于传送带向左滑动,受到的滑动摩擦力向右,当Ff>
FT时,合外力向右,P向右做加速运动,当达到与传送带速度一样时,一起做匀速运动,受力分析如图甲,则B正确;
当Ff<
FT时,一直减速直到减为零,再反向加速,当v1<
v2时,P相对于传送带向右滑动,受力分析如图乙,P向右做减速运动,当P的速度与传送带速度相等时,若Ff<
FT,P又相对于传送带向左滑动,相对地面向右减速,受力分析如图甲,加速度减小,则C正确;
当Ff=FT时匀速运动,A、D错误。
二、计算题（本题共2小题,共40分。
需写出规范的解题步骤）
11.（18分）公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离。
当前车突然停止时,后车司机可以采取刹车措施,使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰。
通常情况下,人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1s。
当汽车在晴天干燥沥青路面上以108km/h的速度匀速行驶时,安全距离为120m。
设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的
若要求安全距离仍为120m,求汽车在雨天安全行驶的最大速度。
导学号42722384
【解析】设沥青路面干燥时,汽车与沥青路面的动摩擦因数为μ0,刹车时汽车的加速度大小为a0,安全距离为s,反应时间为t0,由牛顿第二定律和运动学公式得
μ0mg=ma0 ①
s=v0t0+
②
式中,m和v0分别为汽车的质量和刹车前的速度。
设在雨天行驶时,汽车与沥青路面间的动摩擦因数为μ,依题意有μ=
μ0 ③
设在雨天行驶时汽车刹车的加速度大小为a,安全行驶的最大速度为v,由牛顿第二定律和运动学公式得
μmg=ma ④
s=vt0+
⑤
联立①②③④⑤式并代入题给数据得
v=20m/s
答案:
20m/s
12.（22分）如图甲所示,一质量为m=2.0kg的小物块从右侧向左滑上水平传送带。
当滑至P点时开始计时,小物块在0～6s内相对地面的v-t图象如图乙所示,已知传送带的速度恒定不变,g取10m/s2。
导学号42722385
（1）指出传送带速度v的方向及大小,并计算物块与传送带间的动摩擦因数μ。
（2）计算小物块在0～6s内在传送带上相对传送带滑过的路程。
【解析】
（1）从v-t图象看出,小物块从右侧向左滑上水平传送带,先向左减速到v=0,然后向右加速到v=2.0m/s,
以后随传送带一起做匀速运动,所以,传送带的速度方向向右,其速度v0=2.0m/s。
由速度图象可得,物块在滑动摩擦力的作用下做匀变速运动的加速度为a,
m/s2=2.0m/s2
由牛顿第二定律得,Ff=μmg=ma
物块与传送带间的动摩擦因数
μ=
=0.2
（2）由速度图象可知,传送带与物块相对运动的时间只有3s,
0～2s内:
s物1=
a
2.0×
22m=4m（向左）
s带1=v0t1=2.0×
2m=4m（向右）
2～3s内:
s物2=
12m=1m（向右）
s带2=v0t2=2.0×
1m=2m（向右）
所以,物块与传送带之间的相对位移
Δs相=（4m+4m）+（2m-1m）=9m
（1）方向向右 2.0m/s 0.2
（2）9m
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