高考物理一轮复习专题310加速运动的叠加体问题千题精练.docx

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高考物理一轮复习专题310加速运动的叠加体问题千题精练

专题3.10加速运动的叠加体问题

一.选择题

1.如图所示,在光滑水平面上叠放着A、B两物体。

现对A施加水平向右的拉力F,通过传感器可测得A的加速度a随拉力F变化的关系如图B所示。

已知重力加速度g=10m/s2,由下列说法正确的是

A.A的质量是5kg

B.B的质量是5kg

C.A、B之间的动摩擦因数是0.4

D.A、B之间的动摩擦因数是0.8

【参考答案】BC

2(2018湖南长郡中学实验班选拔考试)如图所示,质量分别为m1、m2的两物块叠放在一起,以一定的初速度一起沿固定在水平地面上倾角为α的斜面上滑。

已知m2与斜面间的动摩擦因数μ

A.整体在上滑的过程中处于失重状态

B.整体在上滑到最高点后将停止运动

C.两物块之间的摩擦力在上滑与下滑过程中大小相等

D.两物块之间的摩擦力在上滑过程中大于下滑过程

【参考答案】.AC

3.(2017·哈尔滨三中模拟)如图所示,光滑水平面上放置着四个相同的木块,其中木块B与C之间用一轻弹簧相连,轻弹簧始终在弹性限度内。

现用水平拉力F拉B木块,使四个木块以相同的加速度一起加速运动,则以下说法正确的是(  )

A.一起加速过程中,C木块受到四个力的作用

B.一起加速过程中,D所受到的静摩擦力大小为

C.一起加速过程中,A、D木块所受摩擦力大小和方向相同

D.当F撤去瞬间,A、D木块所受静摩擦力的大小和方向都不变

【参考答案】BC

【名师解析】在水平拉力F的作用下,四个木块以相同的加速度一起加速运动,则由牛顿第二定律可知,对整体有F=4ma,对A、D木块有fA=fD=ma,解得A、D木块所受摩擦力大小fA=fD=

,方向均水平向右,故B、C正确;一起加速过程中,C木块受到重力、D木块对其的压力和静摩擦力、地面对其的支持力及弹簧对其的弹力,共五个力的作用,故A错误;当F撤去瞬间,D木块所受静摩擦力的大小和方向均不变,而A木块所受静摩擦力的大小不变但反向,故D错误。

3.(2016·江苏泰州期末)如图所示,在光滑平面上有一静止小车,小车质量为M=5kg,小车上静止地放置着质量为m=1kg的木块,木块和小车间的动摩擦因数为μ=0.2,用水平恒力F拉动小车,下列关于木块的加速度am和小车的加速度aM,可能正确的有(  )

A.am=1m/s2,aM=1m/s2

B.am=1m/s2,aM=2m/s2

C.am=2m/s2,aM=4m/s2

D.am=3m/s2,aM=5m/s2

【参考答案】AC

4.(2016·河北省衡水中学调研)如图甲所示,A、B两物体叠放在一起放在光滑的水平面上,B物体从静止开始受到一个水平变力的作用,该力与时间的关系如图乙所示,运动过程中A、B始终保持相对静止。

则在0~2t0时间内,下列说法正确的是(  )

A.t0时刻,A、B间的静摩擦力最大,加速度最小

B.t0时刻,A、B的速度最大

C.0时刻和2t0时刻,A、B间的静摩擦力最大

D.2t0时刻,A、B离出发点最远,速度为0

【参考答案】BCD

5.如图所示,质量为M的长木板位于水平面上,质量为m的物块静止在长木板上,两者之间的动摩擦因数为μ,现对物块m施加水平向右的恒力F,若恒力F使长木板与物块出现相对滑动,施加力F的最小值为(重力加速度大小为g,物块与长木板之间的最大静摩擦力等于两者之间的滑动摩擦力)()。

A.μmg(1+M/m)

B.μmg(1+m/M)

C.μmg

D.μMg

【参考答案】BCD

【名师解析】以物块为研究对象,由牛顿运动定律,F-μmg=ma1,以长木板为研究对象,由牛顿运动定律,μmg=Ma2,若长木板与物块出现相对滑动,必有a1>a2,联立解得:

F>μmg(1+m/M),施加力F的最小值为μmg(1+m/M),选项B正确。

6、(2018年江苏联考)如图所示为儿童乐园里一项游乐活动的示意图:

金属导轨倾斜固定,倾角为α,导轨上开有狭槽,内置一小球,球可沿槽无摩擦滑动,绳子一端与球相连,另一端连接一抱枕,小孩可抱住抱枕与之一起下滑,绳与竖直方向夹角为β,且β保持不变。

假设抱枕质量为m1,小孩质量为m2,小球、绳子质量及空气阻力忽略不计,则下列说法正确的是

A、分析可知α=β

B、小孩与抱枕一起做匀速直线运动

C、小孩对抱枕的作用力平行导轨方向向下

D、绳子拉力与抱枕对小孩作用力之比为(m1+m2)∶m2

【参照答案】AD

7.(2016湖北武汉联考)如图1所示,在光滑水平面上叠放着甲、乙两物体。

现对甲施加水平向右的拉力F,通过传感器可测得甲的加速度a随拉力F变化的关系如图2所示。

已知重力加速度g=10m/s2,由图线可知()

A.甲的质量mA=2kg

B.甲的质量mA=6kg

C.甲、乙间的动摩擦因数μ=0.2

D.甲、乙间的动摩擦因数μ=0.6

【参照答案】BC

【名师解析】由图象可知,在拉力小于48N时,二者一起运动,由牛顿第二定律,F=()a,在拉力大于48N时,二者相对滑动,当拉力F1=48N时,甲的加速度a1=6m/s2,由牛顿第二定律,F1-μmAg=mAa1;当拉力F2=60N时,甲的加速度a2=8m/s2,由牛顿第二定律,F2-μmAg=mAa2,联立解得甲的质量mA=6kg,甲、乙间的动摩擦因数μ=0.2,选项BC正确。

8.(2016福建名校联考)如图3所示,质量为m的木块P在质量为M的长木板ab上滑行,长木板放在水平地面上一直处于静止状态.若长木板ab与地面间的动摩擦因数为μ1,木块P与长木板ab间的动摩擦因数为μ2,则长木板ab受到地面的摩擦力大小为()

A.μ1MgB.μ1(m+M)g

C.μ2mgD.μ1Mg+μ2mg

【参照答案】 C

9.(2016河北省联考)如图所示,木块A质量为1kg,木块B的质量为2kg,叠放在水平地面上,AB间的最大静摩擦力为1N,B与地面间的动摩擦系数为0.1,今用水平力F作用于B,则保持AB相对静止的条件是F不超过(g=10m/s2)()

A.3NB.4N

C.5ND.6N

【参照答案】D

【名师解析】保持AB相对静止,对A,由牛顿第二定律,f=ma,

对AB整体,F-μ(M+m)g=(M+m)a,

联立解得:

F=6N。

选项D正确。

10.(2016山东济南测试)如图所示,小球B放在真空容器A内,球B的直径恰好等于正方体A的边长,将它们以初速度v0竖直向上抛出,下列说法中正确的是()

A.若不计空气阻力,上升过程中,A对B有向上的支持力

B.若考虑空气阻力,上升过程中,A对B的压力向下

C.若考虑空气阻力,下落过程中,B对A的压力向上

D.若不计空气阻力,下落过程中,B对A没有压力

【参照答案】BD

11.如图所示,质量均为

的木块A和B,用劲度系数为

的轻质弹簧连接,最初系统静止.用大小

、方向竖直向上的恒力拉A直到B刚好离开地面,则在此过程中

A.A上升的初始加速度大小为2g

B.弹簧对A和对B的弹力是一对作用力与反作用力

C.A上升的最大高度为

D.A上升的速度先增大后减少

【参考答案】A

考点:

本题考查了共点力的平衡条件、牛顿第二定律、胡可定律.

二.计算题

1.(14分)如图所示,倾角为θ=30o足够长的斜面体固定在水平地面上一质量为M=1kg、长L=5m长薄木板B放置斜面上,质量为m=2kg滑块A放置在长木板的一端,滑块A和木板B材料和表面粗糙程度一样,刚开始时A、B在外力作用下都静止不动。

现撤去所有其它外力,只保留沿斜面向上恒力F=25N作用。

已知A、B之间的动摩擦因数为

,B、地之间的动摩擦因数为

,重力加速度g=10m/s2。

最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求

(1)滑块A从木板B上滑下时速度是多少?

(1)木板开始运动2s后木板A与滑块B的距离是多少?

【答案】

(1)5m/s;

(2)40m

【解析】

(1)对滑块A进行受力分析,因为

所以A会在长板上下滑,

由牛顿第二定律可知:

下滑的加速度

对长板进受力分析,因为

也就是刚开始,长木板B静止不动,由运动公式可知:

滑块A从木板B上滑下时速度

(2)只有滑块A从木板B上滑下时,木板才开始运动。

t=2s内滑块A运动的位移

对长木板B进行受力分析,根据牛顿第二定律得

解得a2=15m/s2

t=2s内木板的位移

木板开始运动2s后木板A与滑块B的距离是x=x1+x2=40m

2.(15分)(2016福建三校联考)如图所示,一平板车以某一速度v0匀速行驶,某时刻一货箱(可视为质点)无初速度地放置于平板车上,货箱离车后端的距离为l=3m,货箱放入车上的同时,平板车开始刹车,刹车过程可视为做a=4m/s2的匀减速直线运动。

已知货箱与平板车之间的摩擦因数为μ=0.2,g=10m/s2。

为使货箱不从平板上掉下,平板车匀速行驶的速度v0应满足什么条件?

【参照答案】v0≤6m/s。

为使货箱不从平板车上掉下来,应满足:

x车-x箱≤l联立得v0≤

代入数据v0≤6m/s。

3.(2014江苏部分学校联考)薄木板长L=1m,质量M=9kg在动摩擦因数μ1=0.1的水平地面上向右滑行,当木板速度v0=2m/s时,在木板的右端轻放一质量m=1kg的小铁块(可视为质点)如图所示,当小铁块刚好滑到木板左端时,铁块和木板达到共同速度。

取g=10m/s2,求:

(1)从铁块放到木板上到它们达到相同速度所用的时间t; 

(2)小铁块与木板间的动摩擦因数μ2。

【参照答案】

(1)1s 

(2)0.08

【名师解析】

(1)设木板在时间t内的位移为x1;铁块的加速度大小为a2,时间t内的位移为x2

则有

  (2分)       

(2分) 

 (2分)

  (2分)   

代入数据得t=1s   (1分)   

【考点定位】考查牛顿运动定律、匀变速直线运动及其相关知识。

4.(2016洛阳联考)如图所示,质量为M=3kg的斜面体顶端放一质量为m=1kg的滑块(可以视为质点),在水平恒力F的作用下,斜面体和滑块一起从静止向左加速运动,斜面体和滑块相对静止,水平面与斜面间的动摩擦因数μ=0.4,斜面与滑块间光滑。

斜面倾角θ=37°,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2。

(1)求水平恒力F的大小。

(2)若斜面体和滑块一起从静止向左加速运动0.4s时,斜面体突然停止,滑块离开斜面,最后又落在斜面上,求滑块落在斜面上时的动能大小。

【参照答案】 

(1)46N 

(2)14.625J

(2)斜面体突然停止,滑块获得的水平速度v0=at=3m/s

滑块做平抛运动,设平抛时间为t0,落在斜面上时的速度为v,

水平方向上:

x=v0t0

竖直方向上:

y=

gt

vy=gt0

又tanθ=

 v2=v

+v

联立可解得v=

m/s

滑块落在斜面上时的动能Ek=

mv2=

J=14.625J

【考点定位】考查牛顿运动定律、匀变速直线运动、动能及其相关知识。

5.(16分)(2016苏北四市期末)如图甲所示,滑块与足够长的木板叠放在光滑水平面上,开始时均处于静止状态。

作用于滑块的水平力F随时间t变化图象如图乙所示,t=2.0s时撤去力F,最终滑块与木板间无相对运动。

已知滑块质量m=2kg,木板质量M=1kg,滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.2,取g=10m/s2。

求:

⑴t=0.5s时滑块的速度大小;

⑵0~2.0s内木板的位移大小;

⑶整个过程中因摩擦而产生的热量。

【名师解析】.⑴木板M的最大加速度

,滑块与木板保持相对静止时的最大拉力

(2分)

即F为6N时,M与m一起向右做匀加速运动

对整体分析有:

(1分)

(1分)

代入数据得:

(1分)

⑶对滑块:

0.5~2s,

0~2s时滑块的位移

在0~2sm与M相对位移

m(1分)

t=2s时木板速度

m/s(1分)

滑块速度

m/s(1分)

撤去F后,对M:

对m:

当滑块与木板速度相同时保持相对静止,即

解得

s(1分)

该段时间内,M位移

m位移

相对位移

m(1分)

整个过程中滑块在木板上滑行的相对位移

m

系统因摩擦产生的内能

=12J(1分)

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