一、單項(xiàng)選擇題
1.【2019?海南卷】沿固定斜面下滑的物體受到與斜面平行向上的拉力F的作用,其下滑的速度?時(shí)間圖線如圖所示。已知物體與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為常數(shù),在0~5 s、5~10 s、10~15 s內(nèi)F的大小分別為F1、F2和F3,則()
A.F1<F2B.F2>F3C.F1>F3D.F1=F3
【答案】A
【考點(diǎn)定位】 圖像,牛頓第二定律
【名師點(diǎn)睛】本題考查了牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的基本運(yùn)用,知道加速度是聯(lián)系力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的橋梁,基礎(chǔ)題。
2.【2013?浙江卷】如圖所示,水平板上有質(zhì)量m=1.0kg的物塊,受到隨時(shí)間t變化的水平拉力F作用,用力傳感器測(cè)出相應(yīng)時(shí)刻物塊所受摩擦力Ff的大小。取重力加速度g=10m/s2。下列判斷正確的是()
A.5s內(nèi)拉力對(duì)物塊做功為零
B.4s末物塊所受合力大小為4.0N
C.物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4
D.6s-9s內(nèi)物塊的加速度的大小為2.0m/s2
【答案】D
【解析】根據(jù)圖像,最大靜摩擦力為4N。4s后,物體受到拉力F大于4N,開始運(yùn)動(dòng),所以5s內(nèi)拉力做功不為零,A錯(cuò)誤;4s末,物體所受合力為零,B錯(cuò)誤;物體所說滑動(dòng)摩擦力為 =3N,質(zhì)量m=1.0kg,根據(jù)滑動(dòng)摩擦力公式求出塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù) =0.3,C選項(xiàng)錯(cuò)誤;6-9s內(nèi),物體的加速度 ,D正確。
【考點(diǎn)定位】力的圖像、靜摩擦力、滑動(dòng)摩擦力,牛頓第二定律。
3.【2013?重慶卷】圖1為伽利略研究自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)的示意圖,讓小球由傾角為θ的光滑斜面滑下,然后在不同的θ角條件下進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),最后推理出自由落體運(yùn)動(dòng)是一種勻加速直線運(yùn)動(dòng)。分析該實(shí)驗(yàn)可知,小球?qū)π泵娴膲毫、小球運(yùn)動(dòng)的加速度和重力加速度與各自最大值的比值y隨θ變化的圖像分別對(duì)應(yīng)題4圖2中的()
A.①、②和③ B.③、②和① C.②、③和① D.③、①和②
【答案】B
【考點(diǎn)定位】伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)、牛頓第二定律、圖象分析。
4.【2019?重慶卷】以不同初速度將兩個(gè)物體同時(shí)豎直向上拋出并開始計(jì)時(shí),一個(gè)物體所受空氣阻力可忽略,另一物體所受空氣阻力大小與物體速率成正比,下列用虛線和實(shí)線描述兩物體運(yùn)動(dòng)的 圖像可能正確的是()
【答案】D
【解析】豎直上拋運(yùn)動(dòng)不受空氣阻力,做向上勻減速直線運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)再向下自由落體運(yùn)動(dòng), 圖象時(shí)傾斜向下的直線,四個(gè)選項(xiàng)均正確表示;考慮阻力 的上拋運(yùn)動(dòng),上升中 ,隨著 減小, 減小,對(duì)應(yīng) 圖象的斜率減小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。下降中 ,隨著隨著 增大, 繼續(xù)減小。而在最高點(diǎn)時(shí) , ,對(duì)應(yīng) 圖與 軸的交點(diǎn),其斜率應(yīng)該等于 (此時(shí)與豎直上拋的最高點(diǎn)相同的加速度),即過交點(diǎn)的切線應(yīng)該與豎直上拋運(yùn)動(dòng)的直線平行,只有D選項(xiàng)滿足。故選D。
【考點(diǎn)定位】本題考查了牛頓第二定律、 圖象的特點(diǎn)、豎直上拋運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的判斷。
5.【2019?安徽卷】如右圖,滑塊以初速度v0沿表面粗糙且足夠長(zhǎng)的固定斜面,從頂端下滑,直至速度為零。對(duì)于該運(yùn)動(dòng)過程,若用h、s、v、a分別表示滑塊的下降高度、位移、速度和加速度的大小,t表示時(shí)間,則下列圖象最能正確描述這一運(yùn)動(dòng)規(guī)律的是()
【答案】B
【考點(diǎn)定位】本題考查牛頓第二定律、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
【方法技巧】對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像的判斷,關(guān)鍵是得出兩物理量的函數(shù)關(guān)系,這個(gè)關(guān)系式的得出以及牛頓第二定律或勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。
6.【2018-2019?江蘇卷】將一只皮球豎直向上拋出,皮球運(yùn)動(dòng)時(shí)受到空氣阻力的大小與速度的大小成正比. 下列描繪皮球在上升過程中加速度大小a 與時(shí)間t 關(guān)系的圖象,可能正確的是()
【答案】C
【解析】由 , , 得到 ,所以C正確
解析改為:皮球豎直向上拋出,受到重力和向下的空氣阻力,根據(jù)牛頓第二定律,有:mg+f=ma
根據(jù)題意,空氣阻力的大小與速度的大小成正比,有:f=kv;聯(lián)立解得: 由于速度不斷減小,故加速度不斷減小,到最高點(diǎn)速度為零,阻力為零,加速度為g,不為零,故BD均錯(cuò)誤;
根據(jù) ,有 ,由于加速度減小,故 也減小,故 也減小,故a-t圖象的斜率不斷減小,故A錯(cuò)誤,C正確;
【考點(diǎn)定位】本題考查加速度、牛頓運(yùn)動(dòng)定律及其相關(guān)知識(shí)
7.【2019?重慶?5】若貨物隨升降機(jī)運(yùn)動(dòng)的 圖像如題5圖所示(豎直向上為正),則貨物受到升降機(jī)的支持力 與時(shí)間 關(guān)系的圖像可能是()
【答案】B
【考點(diǎn)定位】 圖像、超重與失重、牛頓第二定律。
8.【2019?福建卷】如圖所示,繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率v1運(yùn)行.初速度大小為 的小物塊從與傳送帶等高的光滑水平地面上的A處滑上傳送帶.若從小物塊滑上傳送帶開始計(jì)時(shí),小物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的v-t圖象(以地面為參考系)如圖乙所示.已知 ,則( 。
A.t2時(shí)刻,小物塊離A處的距離達(dá)到最大
B.t2時(shí)刻,小物塊相對(duì)傳送帶滑動(dòng)的距離達(dá)到最大
C.0~ t2時(shí)間內(nèi),小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左
D.0~ t3時(shí)間內(nèi),小物塊始終受到大小不變的摩擦力作用
【答案】B
【解析】當(dāng)小物塊速度為零時(shí),小物塊離A處的距離達(dá)到最大,為t1時(shí)刻,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;t2時(shí)刻,小物塊相對(duì)傳送帶滑動(dòng)的距離達(dá)到最大,選項(xiàng)B正確;0~ t2時(shí)間內(nèi),小物塊受到的摩擦力方向一直向右,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;0~ t2時(shí)間內(nèi),小物塊始終受到大小不變的滑動(dòng)摩擦力作用,t2~ t2時(shí)間內(nèi),由于小物塊與傳送帶速度相同,二者相對(duì)靜止,小物塊不受摩擦力作用,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
【考點(diǎn)定位】傳送帶、摩擦力、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、速度圖象
9.【2019?新課標(biāo)全國(guó)卷】如圖,在光滑水平面上有一質(zhì)量為m1的足夠長(zhǎng)的木板,其上疊放一質(zhì)量為m2的木塊。假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等。現(xiàn)給木塊施加一隨時(shí)間t增大的水平力F=kt(k是常數(shù)),木板和木塊加速度的大小分別為a1和a2,下列反映a1和a2變化的圖線中正確的是()
【答案】A
【考點(diǎn)定位】牛頓第二定律與圖像.
10.【2018-2019?海南卷】如圖,表面處處同樣粗糙的楔形木塊abc固定在水平地面上,ab面和bc面與地面的夾角分別為α和β,且α>β.一初速度為v0的小物塊沿斜面ab向上運(yùn)動(dòng),經(jīng)時(shí)間t0后到達(dá)頂點(diǎn)b時(shí),速度剛好為零;然后讓小物塊立即從靜止開始沿斜面bc下滑。在小物塊從a運(yùn)動(dòng)到c的過程中,可能正確描述其速度大小v與時(shí)間t的關(guān)系的圖像是()
【答案】C
【解析】設(shè)物塊上滑與下滑的加速度大小分別為 和 .根據(jù)牛頓第二定律得:
,
【考點(diǎn)定位】本題考查牛頓第二定律、速度圖像及其相關(guān)知識(shí).
二、多項(xiàng)選擇題
11.【2019?上海卷】受水平外力F作用的物體,在粗糙水平面上作直線運(yùn)動(dòng),其 圖線如圖所示,則()
A.在 秒內(nèi),外力 大小不斷增大
B.在 時(shí)刻,外力 為零
C.在 秒內(nèi),外力 大小可能不斷減小
D.在 秒內(nèi),外力 大小可能先減小后增大
【答案】CD
【解析】根據(jù)加速度可以用v-t圖線的斜率表示,所以在0~ 秒內(nèi),加速度為正并不斷減小,根據(jù)加速度 ,所以外力F大小不斷減小,A錯(cuò)誤;在 時(shí)刻,加速度為零,所以外力F等于摩擦力,不為零,B錯(cuò)誤;在 秒內(nèi),加速度為負(fù)并且不斷變大,根據(jù)加速度的大小 ,外力F大小可能不斷減小,C正確;如果在F先減小一段時(shí)間后的某個(gè)時(shí)刻,F(xiàn)的方向突然反向,根據(jù)加速度的大小 ,F(xiàn)后增大,因?yàn)関-t圖線后一段的斜率比前一段大,所以外力F大小先減小后增大是可能的,故D正確.
【考點(diǎn)定位】牛頓第二定律
12.【2018-2019?天津卷】如圖甲所示,靜止在水平地面的物塊A,受到水平向右的拉力F作用,F(xiàn)與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示,設(shè)物塊與地面的靜摩擦力最大值fm與滑動(dòng)摩擦力大小相等,則()
A.0~t1時(shí)間內(nèi)F的功率逐漸增大
B.t2時(shí)刻物塊A的加速度最大
C.t2時(shí)刻后物塊A做反向運(yùn)動(dòng)
D.t3時(shí)刻物塊A的動(dòng)能最大
【答案】BD
【考點(diǎn)定位】本題考查牛頓第二定律,力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系及其相關(guān)知識(shí).
13.【2013?新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ)2018-2018年11月,“殲15”艦載機(jī)在“遼寧號(hào)”航空母艦上著艦成功。圖(a)為利用阻攔系統(tǒng)讓艦載機(jī)在飛行甲板上快速停止的原理示意圖。飛機(jī)著艦并成功鉤住阻攔索后,飛機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)立即關(guān)閉,阻攔系統(tǒng)通過阻攔索對(duì)飛機(jī)施加?作用力,使飛機(jī)在甲板上短距離滑行后停止,某次降落,以飛機(jī)著艦為計(jì)時(shí)零點(diǎn),飛機(jī)在t=0.4s時(shí)恰好鉤住阻攔索中間位置,其著艦到停止的速度一時(shí)間圖線如圖(b)所示。假如無阻攔索,飛機(jī)從著艦到停止需要的滑行距離約為1000m。已知航母始終靜止,重力加速度的大小為g。則()
A.從著艦到停止,飛機(jī)在甲板上滑行的距離約為無阻攔索時(shí)的1/10
B.在0.4s-2.5s時(shí)間內(nèi),阻攔索的張力幾乎不隨時(shí)間變化
C.在滑行過程中,飛行員所承受的加速度大小會(huì)超過2.5 g
D.在0.4s-2.5s時(shí)間內(nèi),阻攔系統(tǒng)對(duì)飛機(jī)做功的功率幾乎不變
【答案】AC
【解析】由圖象可知,從著艦到停止,飛機(jī)在甲板上滑行的距離即為圖象與時(shí)間所構(gòu)成的面積,即約為 ,而無阻攔索的位移為1000m,因此飛機(jī)在甲板上滑行的距離約為無阻攔索時(shí)的 ,故A正確;在0.4s~2.5s時(shí)間內(nèi),速度與時(shí)間的圖象的斜率不變,則加速度也不變,所以合力也不變,因此阻攔索的張力的合力幾乎不隨時(shí)間變化,但阻攔索的張力是變化的,故B錯(cuò)誤;在滑行過程中,飛行員所承受的加速度大小為 ,故C正確;在0.4s~2.5s時(shí)間內(nèi),阻攔系統(tǒng)對(duì)飛機(jī)做功的功率P=FV,雖然F不變,但V是漸漸變小,所以其變化的,故D錯(cuò)誤;故選AC。
【考點(diǎn)定位】v-t圖線;牛頓第二定律;
14.【2019?四川卷】如圖所示,水平傳送帶以速度v1勻速運(yùn)動(dòng),小物體P、Q由通過定滑輪且不可伸長(zhǎng)的輕繩相連,t = 0時(shí)刻P在傳送帶左端具有速度v2,P與定滑輪間的繩水平,t = t0時(shí)刻P離開傳送帶。不計(jì)定滑輪質(zhì)量和摩擦,繩足夠長(zhǎng)。正確描述小物體P速度隨時(shí)間變化的圖象可能是()
【答案】BC
【考點(diǎn)定位】牛頓第二定律 圖象.
15.【2019?江蘇?6】一人乘電梯上樓,在豎直上升過程中加速度a隨時(shí)間t變化的圖線如圖所示,以豎直向上為a的正方向,則人對(duì)地板的壓力()
A.t=2s時(shí)最大 B.t=2s時(shí)最小 C.t=8.5s時(shí)最大 D.t=8.5s時(shí)最小
【答案】AD
【解析】由題意知在上升過程中: ,所以向上的加速度越大,人對(duì)電梯的壓力就越大,故A正確,B錯(cuò)誤;由圖知,7s以后加速度向下,由 知,向下的加速度越大,人對(duì)電梯的壓力就越小,所以C錯(cuò)誤,D正確。
【考點(diǎn)定位】本題考查牛頓第二定律
16.【2019?全國(guó)新課標(biāo)Ⅰ?20】如圖(a),一物塊在t=0時(shí)刻滑上一固定斜面,其運(yùn)動(dòng)的v?t圖線如圖(b)所示。若重力加速度及圖中的 、 、 均為已知量,則可求出()
A.斜面的傾角
B.物塊的質(zhì)量
C.物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)
D.物塊沿斜面向上滑行的最大高度
【答案】ACD
【考點(diǎn)定位】牛頓運(yùn)動(dòng)定律.
三、非選擇題
17.【2019?全國(guó)新課標(biāo)Ⅰ?25】一長(zhǎng)木板置于粗糙水平地面上,木板左端放置一小物塊,在木板右方有一墻壁,木板右端與墻壁的距離為4.5m,如圖(a)所示。 時(shí)刻開始,小物塊與木板一起以共同速度向右運(yùn)動(dòng),直至 時(shí)木板與墻壁碰撞(碰撞時(shí)間極短)。碰撞前后木板速度大小不變,方向相反;運(yùn)動(dòng)過程中小物塊始終未離開木板。已知碰撞后1s時(shí)間內(nèi)小物塊的 圖線如圖(b)所示。木板的質(zhì)量是小物塊質(zhì)量的15倍,重力加速度大小g取10m/s2。求
(1)木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù) 及小物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù) ;
(2)木板的最小長(zhǎng)度;
(3)木板右端離墻壁的最終距離。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)根據(jù)圖像可以判定碰撞前木塊與木板共同速度為
碰撞后木板速度水平向左,大小也是
木塊受到滑動(dòng)摩擦力而向右做勻減速,根據(jù)牛頓第二定律有
解得
木板與墻壁碰撞前,勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)間 ,位移 ,末速度
\
(2)碰撞后,木板向左勻減速,依據(jù)牛頓第二定律有
可得
對(duì)滑塊,則有加速度
滑塊速度先減小到0,此時(shí)碰后時(shí)間為
此時(shí),木板向左的位移為 末速度
滑塊向右位移
此后,木塊開始向左加速,加速度仍為
木塊繼續(xù)減速,加速度仍為
假設(shè)又經(jīng)歷 二者速度相等,則有
解得
此過程,木板位移 末速度
滑塊位移
此后木塊和木板一起勻減速。
二者的相對(duì)位移最大為
滑塊始終沒有離開木板,所以木板最小的長(zhǎng)度為
【考點(diǎn)定位】牛頓運(yùn)動(dòng)定律.
18.【2018-2019?安徽卷】質(zhì)量為0.1 kg 的彈性球從空中某高度由靜止開始下落,該下落過程對(duì)應(yīng)的v-t圖象如圖所示。球與水平地面相碰后離開地面時(shí)的速度大小為碰撞前的3/4。該球受到的空氣阻力大小恒為f,取 =10 m/s2,求:
(1)彈性球受到的空氣阻力f的大小;
(2)彈性球第一次碰撞后反彈的高度h。
【答案】(1) ,;(2)
【解析】(1)設(shè)彈性球第一次下落過程中的加速度為a,由速度時(shí)間圖象得: ,根據(jù)牛頓第二定律得: ,解得: 。
【考點(diǎn)定位】此題考查v----t圖象、牛頓第二定律及其相關(guān)知識(shí).
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