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1、
單元小結(jié)練 動(dòng)力學(xué)基本問(wèn)題的方法練
基礎(chǔ)鞏固
1.(2013·重慶·4)如圖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角條件下實(shí)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變化的圖象分別對(duì)應(yīng)圖2中的( )
圖1 圖2
A.①、②和③ B.③、②和①
C.②、③和① D.③、①和②
答案 B
解析 由題意知,小球?qū)π泵娴膲毫N=mgcos θ,隨θ增大,F(xiàn)N逐漸變小直至為0,y1==cos θ,對(duì)應(yīng)③;小
2、球的加速度a=gsin θ,y2==sin θ,最大為1,對(duì)應(yīng)②.重力加速度為g不變,y3==1,對(duì)應(yīng)①.所以選項(xiàng)B準(zhǔn)確.
2.下列說(shuō)法準(zhǔn)確的是( )
A.凡是大小相等、方向相反、分別作用在兩個(gè)物體上的兩個(gè)力,必定是一對(duì)作用力和反作用力
B.凡是大小相等、方向相反、作用在同一個(gè)物體上的兩個(gè)力,必定是一對(duì)作用力和反作用力
C.凡是大小相等、方向相反,作用在同一直線上且分別作用在兩個(gè)物體上的兩個(gè)力,才是一對(duì)作用力和反作用力
D.相互作用的一對(duì)力中,究竟哪一個(gè)力是作用力、哪一個(gè)力是反作用力是任意的
答案 D
解析 作用力和反作用力是分別作用在兩個(gè)物體上的一對(duì)相互作用力,即兩個(gè)物體互為
3、施力物體和受力物體.其中的任一個(gè)力叫作用力時(shí),另一個(gè)力叫反作用力,故只有D選項(xiàng)準(zhǔn)確.
3.如圖3所示,在一輛表面光滑且充足長(zhǎng)的小車上,有質(zhì)量為m1和m2的兩個(gè)小球(m1>m2),隨車一起運(yùn)動(dòng),當(dāng)車突然停止時(shí),若不考慮其他阻力,則兩個(gè)小球( )
圖3
A.一定相碰 B.一定不相碰
C.不一定相碰 D.無(wú)法確定
答案 B
解析 因小車表面光滑,所以小球在水平方向上沒(méi)有受到外力作用.原來(lái)兩球與小車有相同的速度,當(dāng)車突然停止時(shí),因?yàn)閼T性,兩小球的速度將不變,所以不會(huì)相碰.
4.如圖4所示,小車沿水平面做直線運(yùn)動(dòng),小車內(nèi)光滑底面上有一物塊被壓縮的彈簧壓向左壁,小車向右加速運(yùn)動(dòng)
4、.若小車向右的加速度增大,則車左壁受物塊的壓力F1和車右壁受彈簧的壓力F2的大小變化是( )
圖4
A.F1不變,F(xiàn)2變大 B.F1變大,F(xiàn)2不變
C.F1、F2都變大 D.F1變大,F(xiàn)2減小
答案 B
5.如圖5所示,帶支架的平板小車沿水平面向左做直線運(yùn)動(dòng),小球A用細(xì)線懸掛于支架前端,質(zhì)量為m的物塊B始終相對(duì)于小車靜止放在右端.B與平板小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.若某時(shí)刻觀察到細(xì)線偏離豎直方向θ角,則此刻小車對(duì)物塊B產(chǎn)生的作用力的大小和方向?yàn)? )
圖5
A.mg,斜向右上方
B.mg,斜向左上方
C.mgtan θ,水平向右
D.mg,豎直向上
答案
5、A
解析 由題圖可知,小車向左做勻減速直線運(yùn)動(dòng),其加速度大小a=gtan θ;小車對(duì)物塊B向右的靜摩擦力為Ff=ma=mgtan θ;豎直向上的支持力FN=mg,小車對(duì)物塊B產(chǎn)生的作用力的大小為F==mg ,方向斜向右上方,故A準(zhǔn)確.
6.如圖6所示,質(zhì)量為m的球置于斜面上,被一個(gè)豎直擋板擋住,處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)用一個(gè)力F拉斜面體,使斜面體在水平面上做加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng),忽略一切摩擦,以下說(shuō)法中準(zhǔn)確的是( )
圖6
A.球做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)豎直擋板對(duì)球的彈力比球處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)大
B.若加速度充足大,斜面對(duì)球的彈力可能為0
C.斜面對(duì)球的彈力變大
D.斜面和擋板對(duì)球的彈
6、力的合力等于ma
答案 A
解析 對(duì)球受力分析如圖所示,由牛頓第二定律得:FN1-FN2sin θ=ma,F(xiàn)N2cos θ=mg,由以上兩式可得:FN2不隨a的變化而變化,F(xiàn)N1隨a的增大而增大,故A準(zhǔn)確,B、C錯(cuò)誤;斜面和擋板對(duì)球的彈力與重力三個(gè)力的合力才等于ma,故D錯(cuò)誤.
7.(多選)如圖7所示,總質(zhì)量為460 kg的熱氣球,從地面剛開(kāi)始豎直上升時(shí)的加速度為0.5 m/s2,當(dāng)熱氣球上升到180 m時(shí),以5 m/s的速度向上勻速運(yùn)動(dòng).若離開(kāi)地面后熱氣球所受浮力保持不變,上升過(guò)程中熱氣球總質(zhì)量不變,重力加速度g=10 m/s2.關(guān)于熱氣球,下列說(shuō)法準(zhǔn)確的是( )
圖7
A.
7、所受浮力大小為4 830 N
B.加速上升過(guò)程中所受空氣阻力保持不變
C.從地面開(kāi)始上升10 s后的速度大小為5 m/s
D.以5 m/s勻速上升時(shí)所受空氣阻力大小為230 N
答案 AD
解析 熱氣球從地面剛開(kāi)始豎直上升時(shí)v=0,空氣阻力Ff=0.由F?。璵g=ma,得F浮=m(g+a)=4 830 N,故A正確;最終熱氣球勻速上升,說(shuō)明熱氣球加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中空氣阻力逐漸增大,故B錯(cuò)誤;氣球做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),故加速到5 m/s的時(shí)間大于10 s,C錯(cuò)誤;勻速上升時(shí)F?。璵g-Ff′=0,計(jì)算得Ff′=230 N,D正確.
綜合應(yīng)用
8.(多選)乘坐“空中纜車”飽覽大自然的
8、美景是旅游者絕妙的選擇.若某一纜車沿著坡度為30°的山坡以加速度a上行,如圖8所示.在纜車中放一個(gè)與山坡表面平行的斜面,斜面上放一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊,小物塊相對(duì)斜面靜止(設(shè)纜車保持豎直狀態(tài)運(yùn)行).則( )
圖8
A.小物塊受到的摩擦力方向平行于斜面向上
B.小物塊受到的摩擦力方向平行于斜面向下
C.小物塊受到的滑動(dòng)摩擦力為mg+ma
D.小物塊受到的靜摩擦力為mg+ma
答案 AD
解析 小物塊相對(duì)斜面靜止,因此小物塊與斜面間的摩擦力是靜摩擦力.纜車以加速度a上行,小物塊的加速度也為a,以小物塊為研究對(duì)象,則有Ff-mgsin 30°=ma,F(xiàn)f=mg+ma,方向平行于斜面
9、向上.
9.(多選)如圖9所示,在水平地面上的箱子內(nèi),用細(xì)線將質(zhì)量為m的兩個(gè)球a、b分別系于箱子的上、下兩底的內(nèi)側(cè),輕質(zhì)彈簧兩端分別與球相連接,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),彈簧處于拉伸狀態(tài),下端細(xì)線對(duì)箱底的拉力為F,箱子的質(zhì)量為M,則下列說(shuō)法正確的是(重力加速度為g)( )
圖9
A.系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)地面受到的壓力大小為(M+2m)g-F
B.系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)地面受到壓力大小為(M+2m)g
C.剪斷連接球b與箱底的細(xì)線的瞬間,地面受到的壓力大小為(M+2m)g+F
D.剪斷連接球b與箱底的細(xì)線的瞬間,地面受到的壓力大小為(M+2m)g
答案 BC
解析 系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),
10、對(duì)整體進(jìn)行受力分析,由平衡條件可得,地面對(duì)整體的支持力FN=(M+2m)g,由牛頓第三定律可知地面受到的壓力大小為(M+2m)g,選項(xiàng)B正確,A錯(cuò)誤;剪斷連接球b與箱底的細(xì)線瞬間,球b向上加速運(yùn)動(dòng),地面受到的壓力大小為(M+2m)g+F,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤.
10.如圖10為一條平直公路中的兩段,其中A點(diǎn)左邊的路段為足夠長(zhǎng)的柏油路面,A點(diǎn)右邊路段為水泥路面.已知汽車輪胎與柏油路面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1,與水泥路面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2.當(dāng)汽車以速度v0沿柏油路面行駛時(shí),若剛過(guò)A點(diǎn)時(shí)緊急剎車(車輪立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)),汽車要滑行一段距離到B處才能停下,若該汽車以速度2v0在柏油路面上行駛,突然發(fā)現(xiàn)B處有障礙
11、物,需在A點(diǎn)左側(cè)的柏油路上某處緊急剎車,若最終汽車剛好撞不上障礙物,求:(重力加速度為g)
圖10
(1)水泥路面AB段的長(zhǎng)度;
(2)在第二種情況下汽車運(yùn)動(dòng)了多長(zhǎng)時(shí)間才停下?
答案 (1) (2)(+)
解析 (1)水泥路面上運(yùn)動(dòng)的加速度為a2,則
μ2mg=ma2,
由v=2a2x1,
解得x1=
(2)根據(jù)題意,汽車如果不撞上B處的障礙物,在A點(diǎn)的速度應(yīng)為v0,在柏油路上運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1,柏油路面上運(yùn)動(dòng)的加速度為a1
則2v0-v0=a1t1,
解得t1=
在水泥路面上,μ2mg=ma2
運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2,則0-v0=-a2t2,
解得t2=
汽車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間
12、t=t1+t2=(+)
11.如圖11所示,傾角為30°的光滑斜面與粗糙的水平面平滑連接.現(xiàn)將一滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從斜面上A點(diǎn)由靜止釋放,最終停在水平面上的C點(diǎn).已知A點(diǎn)距水平面的高度h=0.8 m,B點(diǎn)距C點(diǎn)的距離L=2.0 m(滑塊經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)沒(méi)有能量損失,g取10 m/s2),求:
圖11
(1)滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度的大??;
(2)滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;
(3)滑塊從A點(diǎn)釋放后,經(jīng)過(guò)時(shí)間t=1.0 s時(shí)速度的大?。?
答案 (1)4 m/s (2)0.4 (3)3.2 m/s
解析 (1)滑塊先在斜面上做勻加速運(yùn)動(dòng),然后在水平面上做勻減速運(yùn)動(dòng),設(shè)滑塊在斜面上的加速度為a1,滑塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度大小為vm,則:mgsin 30°=ma1
v=2a1,
解得vm=4 m/s.
(2)設(shè)滑塊在水平面上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a2,則:
μmg=ma2
v=2a2L,解得μ=0.4.
(3)滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1,有vm=a1t1,解得
t1==0.8 s
由于t>t1,故滑塊已經(jīng)經(jīng)過(guò)B點(diǎn),做勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t-t1=0.2 s
設(shè)t=1.0 s時(shí)速度大小為v,有
v=vm-a2(t-t1),解得v=3.2 m/s.