专题分层突破练2 力与直线运动A组1.t=0时刻汽车a和b沿两条平直的平行车道以相同速度同时经过同一地点,如图,直线a和曲线b分别是这两车行驶的速度—时间图象,由图可知()A.在t1时刻,两车运动方向相反B.在t1时刻,两车再次相遇C.在0~t1这段时间内,b车的速度先增大后减小,但方向不变D.在0~t1这段时间内,b车的平均速度等于2.(2019宁夏银川质量检测)利用函数图象是解决物理问题的常用方法。
某同学利用传感器探究一玩具车沿某一路段做直线运动的性质,从t=0时刻开始计时得到了-t的图象。
如图所示,由此可知()A.玩具车做速度为-3 m/s的匀速直线运动B.玩具车做变加速直线运动C.玩具车做匀加速直线运动,初速度大小为2 m/sD.玩具车做匀加速直线运动,加速度的大小为1.5 m/s23.(2019山东淄博三模)如图所示,某宾馆大楼中的电梯下方固定有4根相同的竖直弹簧,其劲度系数均为k。
这是为了防止电梯在空中因缆绳断裂而造成生命危险。
若缆绳断裂后,总质量为m的电梯下坠,4根弹簧同时着地而开始缓冲,电梯坠到最低点时加速度大小为5g(g为重力加速度大小),下列说法正确的是()A.电梯坠到最低点时,每根弹簧的压缩长度为B.电梯坠到最低点时,每根弹簧的压缩长度为C.从弹簧着地开始至电梯下落到最低点的过程中,电梯先处于失重状态后处于超重状态D.从弹簧着地开始至电梯下落到最低点的过程中,电梯始终处于失重状态4.如图所示,粗糙水平面上并排放着两个长方体木块A、B,质量分别为m A=m,m B=3m,与水平面间的动摩擦因数均为μ,木块A通过轻质水平弹簧与竖直墙壁相连,现用外力缓缓向左水平推木块B,使木块A、B一起向左缓慢移动一段距离后突然撤去外力,木块A、B由静止开始向右运动,当弹簧弹力大小为F时(木块A、B未分离),则()A.木块A对木块B的作用力大小一定为B.木块A对木块B的作用力大小一定为C.木块A对木块B的作用力大小一定为F-3μmgD.木块A对木块B的作用力大小一定为F-μmg5.如图所示,在光滑的水平面上有一个质量为m'的木板B处于静止状态,现有一个质量为m的木块A 从B的左端以初速度v0=3 m/s开始水平向右滑动,已知m'>m。
用①和②分别表示木块A和木板B 的图象,在木块A从B的左端滑到右端的过程中,下面关于二者速度v随时间t的变化图象,其中可能正确的是()6.如图所示,物体A叠放在物体B上,B置于光滑水平面上,A、B质量分别为m A=6 kg,m B=2 kg,A、B之间的动摩擦因数μ=0.2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
现对A施加一水平力F,则A、B的加速度可能是(g取10 m/s2)()A.a A=6 m/s2,a B=2 m/s2B.a A=2 m/s2,a B=6 m/s2C.a A=8 m/s2,a B=4 m/s2D.a A=10 m/s2,a B=6 m/s27.(2019江苏苏锡常镇四市二模)如图所示,置于粗糙水平面上的物块A和B用轻质弹簧连接,在水平恒力F的作用下,A、B以相同的加速度向右运动。
A、B的质量关系为m A>m B,它们与地面间的动摩擦因数相同。
为使弹簧稳定时的伸长量增大,下列操作可行的是()A.仅减小B的质量B.仅增大A的质量C.仅将A、B的位置对调D.仅减小水平面的粗糙程度8.(多选)如图所示,传送带与水平面夹角为θ,以速度v0逆时针匀速转动。
在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块,小木块与传送带间的动摩擦因数μ<tan θ,则下图中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是()9.(多选)(2019东北三省四市二模)如图所示,有一个质量为m的长木板静止在光滑水平地面上,另一质量也为m小物块叠放在长木板的一端之上。
B是长木板的中点,物块与木板在AB段的动摩擦因数为μ,在BC段的动摩擦因数为2μ,若把物块放在长木板左端,对其施加水平向右的力F1可使其恰好与木板发生相对滑动。
若把物块放在长木板右端,对其施加水平向左的力F2也可使其恰好与木板发生相对滑动。
下列说法正确的是()A.F1与F2的大小之比为1∶2B.若将F1、F2都增加到原来的2倍,小物块在木板上运动到B点的时间之比为1∶2C.若将F1、F2都增加到原来的2倍,小物块在木板上运动到B点时木板的位移之比1∶1D.若将F1、F2都增加到原来的2倍,小物块在木板上运动的整个过程中摩擦生热之比为1∶1B组10.(多选)(2019广东高三“六校联盟”四联考)如图所示,静止在光滑水平面上的斜面体,质量为M,倾角为α。
其斜面上有一静止的滑块,质量为m,两者之间的动摩擦因数为μ,滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力,重力加速度为g。
现给斜面体施加水平向右的力使斜面体加速运动,下列说法正确的是()A.水平恒力F变大后,如果滑块仍静止在斜面上,滑块对斜面的压力增加B.水平恒力F变大后,如果滑块仍静止在斜面上,滑块对斜面的压力减小C.若要使滑块与斜面体一起加速运动,水平向右的力F的最大值D.若水平恒力F方向向左,滑块与斜面一起向左做a=g tan α的加速运动,则摩擦力对滑块做正功11.(2019山东淄博三模)如图所示,将小砝码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,砝码的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验。
某次实验中,砝码的质量m1=0.1 kg,纸板的质量m2=0.01 kg,各接触面间的动摩擦因数均为μ=0.2,砝码与纸板左端的距离d=0.1 m,重力加速度g取10 m/s2。
砝码移动的距离超过l=0.002 m,人眼就能感知。
若本次实验未感知到砝码的移动,求:(1)砝码移动的最长时间;(2)纸板所需的拉力至少多大?12.(2019重庆第一中学月考)如图所示,有一长为s=8.84 m 的传送带倾斜放置,倾角为θ=30°,且没有启动。
一质量为m1=3 kg、长度L=0.5 m的长木板甲静止于传送带顶端,其右端与传送带的顶端M 点相齐。
t=0时刻,将一质量为m2=1 kg的小物块乙(可视为质点)轻放在长木板甲的左端,与此同时,给长木板甲v0=4 m/s的速度沿传送带向下运动。
已知,甲与传送带之间的动摩擦因数μ1=,甲与乙之间的动摩擦因数μ2=,重力加速度大小g取10 m/s2。
则:(1)乙相对甲滑行的最大距离;(2)从t=0时刻到甲和乙刚好达到共同速度的过程中,系统因克服摩擦而产生的热量;(3)当甲和乙刚好达到共同速度的瞬间启动传送带,使其从静止开始以恒定的加速度a=3 m/s2沿逆时针方向转动,求从传送带启动到甲的左端移动到传送带底端N点所用的时间。
专题分层突破练2力与直线运动1.C解析b车的速度先增大后减小,两车速度方向一直相同,且0~t1这段时间内,b的位移一直大于a的位移,不可能相遇。
故A、B两项错误,C项正确。
速度—时间图象与坐标轴围成面积表示对应时间内的位移,则在0~t1这段时间内x b>x a。
在0~t1这段时间内,a车做匀变速直线运动,平均速度,b车平均速度,故D项错误。
2.C解析由图得:m/s,由x=v0t+at2得:=v0+at,可得a=m/s2,解得a=m/s2,v0=2m/s,可知物体做匀加速直线运动,初速度大小为2m/s,加速度的大小为m/s2。
故A、B、D错误,C正确。
故选C。
3.C解析在最低点时,由牛顿第二定律:4kx-mg=ma,其中a=5g,解得x=,选项A、B错误;从弹簧着地开始至电梯下落到最低点的过程中,重力先大于弹力,电梯向下先加速运动,当重力小于弹力时,电梯的加速度向上,电梯向下做减速运动,则电梯先处于失重状态后处于超重状态,选项C正确,D错误。
4.A解析当弹簧弹力大小为F时,设木块A对木块B的作用力大小为F N。
根据牛顿第二定律,对A、B整体有:F-μ·4mg=4ma,对B有F N-μ·3mg=3ma,联立解得:F N=F,故选A。
5.C解析木块A滑上B时,A做匀减速直线运动,B做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律得a A=,a B=,已知m<m',所以a A>a B,即①斜率的绝对值应大于②的斜率,故A、B错误。
若A不能滑下,则两者最终共速,若A滑下,则A的速度较大,B的速度较小,故C项正确,D项错误。
6.D解析对B而言,当A、B间的摩擦力达到最大值时,此时的加速度达到最大,则F fm=μm A g=12N,则最大加速度a==6m/s2。
对整体运用牛顿第二定律可得F=(m A+m B)a=48N,即当拉力增加到48N时,发生相对滑动,当F≤48N时,a A=a B≤6m/s2,当F>48N时,a A>a B,且a A>6m/s2,a B=6m/s2恒定不变,故D正确。
7.C解析设弹簧的劲度系数为k,伸长量为x,加速度相同为a,对B受力分析有kx-μm B g=m B a,对A 受力分析有F-μm A g-kx=m A a,两式消去a,整理可得x=;m B减小,x减小,故A错误;m A增大,x减小,故B错误;因为m A>m B,所以>1,AB位置对调以后x的表达式为x=,又因为<1,所以x增大,故C正确;x的表达式中没有动摩擦因数,因此x与水平面的粗糙程度无关,故D错误。
8.BD解析在刚开始时,由于木块的速度小于传送带的速度,所以木块受到的摩擦力方向向下,此时a1==g sinθ+μg cosθ。
若到达传送带最低端时,木块的速度仍没有达到和传送带的速度相同,则整个过程中木块都是以加速度a1做匀加速直线运动。
若在到达底端前速度和传送带的速度相同了,则由μ<tanθ知,木块继续沿传送带加速向下运动,但是此时摩擦力的方向沿斜面向上,再由牛顿第二定律求出此时的加速度a2==g sinθ-μg cosθ<a1,图象的斜率表示加速度,所以第二段的斜率变小,故BD正确。
9.ACD解析分别选滑块和木板为研究对象,当施加水平向右的力F1时,对滑块有:F1-μmg=ma,对木板有:μmg=ma,联立得:F1=2μmg,同理,施加水平向左的力F2时,有F2=4μmg,所以F1与F2的大小之比为1∶2,故A正确;设AB的长度为L,施加水平向右的力2F1时,对滑块有:a1=-μg;对木板有:a1'=μg;设经时间t到达B点,由位移关系得:a1t2-a1't2=L,解得:t=,同理,施加水平向右的力2F2时,运动到B点的时间t'=,所以物块在木板上运动到B点的时间之比为∶1,故B错误;施加水平向右的力2F1时,由位移公式得木板的位移x1=a1't2=t2,同理,施加水平向右的力2F2时,由位移公式得木板的位移x2=μg·t'2,所以小物块在木板上运动到B点时木板的位移之比为1∶1,故C正确;小物块最终都会滑离木板,二者的相对位移相等,所以整个过程中摩擦生热之比为摩擦力之比,即为1∶1,故D正确。