专题02 力与直线运动易错练兵高考物理备考学易黄金易错点解析版.docx
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专题02力与直线运动易错练兵高考物理备考学易黄金易错点解析版
【易错练兵,虎口脱险】
1.如图1,a、b、c、d为光滑斜面上的四个点。
一小滑块自a点由静止开始下滑,通过ab、bc、cd各段所用时间均为T。
现让该滑块自b点由静止开始下滑,则该滑块( )
图1
A.通过bc、cd段的时间均大于T
B.通过c、d点的速度之比为1∶2
C.通过bc、cd段的位移之比为1∶3
D.通过c点的速度等于通过bd段的平均速度
答案 A
2.甲、乙两车同时从同一地点沿着平直的公路前进,它们运动的v-t图象如图4所示,下列说法正确的是( )
图4
A.两车在t=40s时再次并排行驶学.科+-网
B.甲车减速过程的加速度大小为0.5m/s2
C.两车再次并排行驶之前,t=30s时两车相距最远
D.两车之间的距离先增大,再变小,最后不变
解析 t=40s时,甲车的位移为
×30m+5×10m=425m,乙车的位移为10×40m=400m,甲车在乙车前面,A错误;甲车做减速运动的加速度大小为a=
m/s2=0.5m/s2,B正确;在两车再次并排行驶之前,t=20s时,两车相距最远,C错误;两车距离先增大,再变小,最后又变大,D错误。
答案 B
3.(多选)如图5甲所示,足够长的固定光滑细杆与地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,沿杆方向给环施加一个拉力F,使环由静止开始沿杆向上运动,已知拉力F及小环速度v随时间t变化的规律如图乙所示,重力加速度g取10m/s2。
则以下说法正确的是( )
图5
A.小环的质量是1kg
B.细杆与地面间的夹角为30°
C.前1s内小环的加速度大小为5m/s2
D.前3s内小环沿杆上升的位移为1.25m
答案 AD
4.(多选)如图7所示,两个由相同材料制成的物体A、B以轻绳连接,组成的连接体在倾角为θ的斜面上运动,已知A、B的质量分别为m1、m2,当作用力F一定时,关于物体B所受绳的拉力的说法正确的是( )
图7
A.与θ无关
B.与物体和斜面间的动摩擦因数无关
C.与系统运动状态有关
D.等于
,仅与两物体质量有关
答案 ABD
5.甲、乙两物体从同一点出发且在同一条直线上运动,它们的位移—时间(xt)图象如图15所示,由图象可以看出在0~4s内( )
图15
A.甲、乙两物体始终同向运动
B.第4s末时,甲、乙两物体间的距离最大
C.甲的平均速度等于乙的平均速度
D.乙物体一直做匀加速直线运动
6.如图16甲所示,小物体从足够长的光滑斜面顶端由静止自由滑下,下滑位移x时的速度为v,其xv2图象如图乙所示,g取10m/s2,则斜面倾角为( )
图16
A.30°B.45°
C.60°D.75°
【答案】A 【解析】由x=
得,xv2图象的斜率k=
=
,解得物块的加速度大小a=5m/s2,由a=gsinθ得斜面倾角θ=30°,选项A正确.
7.如图17所示,在动摩擦因数μ=0.2的水平面上有一个质量m=1kg的小球,小球左侧连接一水平轻弹簧,弹簧左端固定在墙上,右侧连接一与竖直方向成θ=45°角的不可伸长的轻绳,轻绳另一端固定在天花板上,此时小球处于静止状态,且水平面对小球的弹力恰好为零.在剪断轻绳的瞬间(g取10m/s2,可认为最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力),下列说法中正确的是( )
图17
A.小球受力个数不变
B.小球立即向左加速,且加速度的大小为a=8m/s2
C.小球立即向左加速,且加速度的大小为a=10m/s2
D.若剪断的是弹簧,则剪断瞬间小球加速度的大小a=10
m/s2
【答案】B 【解析】剪断轻绳前小球的受力情况如图所示,当绳子剪断的瞬间,轻绳的拉力突然消失,由于重力的作用,小球与水平面之间产生压力,又由于小球将要向左运动,因此还受到水平面的摩擦力作用,因此,小球的受力比剪断前多一个力,A错误;根据平衡条件得轻弹簧的弹力大小为F=mg=10N,细线的拉力大小为FT=
mg=10
N,剪断轻绳瞬间弹簧的弹力没有变化,此时轻弹簧的弹力大小仍为F=10N,所以小球受到弹簧弹力为F=10N,方向水平向左,小球所受的最大静摩擦力为f=μmg=0.2×10N=2N,根据牛顿第二定律得小球的加速度为a=
=
m/s2=8m/s2,方向水平向左,故B正确,C、D错误.
8.如图18所示,钢铁构件A、B叠放在卡车的水平底板上,卡车底板和B间动摩擦因数为μ1,A、B间动摩擦因数为μ2,μ1>μ2,卡车刹车的最大加速度为a,a>μ1g,可以认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等.卡车沿平直公路行驶途中遇到紧急情况时,要求其刹车后在s0距离内能安全停下,则卡车行驶的速度不能超过( )
图18
A.
B.
C.
D.
9.如图19所示,有一半圆,其直径水平且与另一圆的底部相切于O点,O点恰好是下半圆的圆心,它们处在同一竖直平面内.现有三条光滑轨道AOB、COD、EOF,它们的两端分别位于上下两圆的圆周上,轨道与竖直直径的夹角关系为α>β>θ,现让一小物块先后从三条轨道顶端由静止下滑至底端,则小物块在每一条倾斜轨道上滑动时所经历的时间关系为( )
图19
A.tAB=tCD=tEFB.tAB>tCD>tEF
C.tAB 10.如图20所示,质量均为m的A、B两物块置于水平地面上,物块与地面间的动摩擦因数均为μ,物块间用一水平轻绳相连,绳中无拉力.现用水平力F向右拉物块A,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g.下列说法中正确的是( ) 图20 A.当0<F≤μmg时,绳中拉力为0 B.当μmg<F≤2μmg时,A、B物体均静止 C.当F>2μmg时,绳中拉力等于 D.无论F多大,绳中拉力都不可能等于 【答案】ABC 【解析】因为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当0<F≤μmg时,A受到拉力与静摩擦力的作用,二者平衡,绳子拉力为0,A正确;当μmg<F≤2μmg时,A、B整体受到拉力和摩擦力的作用,二者平衡,A、B整体处于静止状态,B正确;当F>2μmg时,整体将开始加速运动,对整体a= ,对B: a= ,由上两式得F拉= ,C正确;当μmg<F≤2μmg时,拉力F为 μmg时,绳子的拉力可为 ,D错误. 11.如图21甲所示为某小区供儿童娱乐的滑梯示意图,其中AB为斜面滑槽,BC为水平滑槽,t=0时刻儿童从顶端A处开始下滑,其运动的速率v随时间t变化的图线如图乙所示.若重力加速度及图中的v1、v2、t1、t2、t3均为已知量,儿童可视为质点,儿童与滑槽间的动摩擦因数处处相同,经过B处前后瞬间的速度大小不变,则可求出( ) 甲 乙 图21 A.儿童的质量 B.儿童与斜面间的动摩擦因数 C.斜面滑槽的倾角 D.斜面滑槽顶端A与水平滑槽间的高度 12.如图22所示,a、b分别是A、B两物体的vt图象,以下说法正确的是( ) 图22 A.A物体在5s内一直做匀减速直线运动,B物体在5s内一直做匀速直线运动 B.在5s内A、B两物体的位移差是35m C.A物体在第3s末的速度为12m/s D.前3s内A物体的位移为60m 【答案】BD 【解析】从vt图象可知A物体在前1s内和后4s内加速度不同,所以A物体在5s内一直做匀减速直线运动的说法是错误的,选项A错误;在5s内,可由vt图象面积法求得A、B两物体的位移差Δs= ×1m+ ×10m=35m,选项B正确;由vt图象可知A物体在1s末速度是20m/s,在1~3s内加速度大小是aA2= = m/s2=2.5m/s2,则A物体在第3s末的速度v′=v0-aA2t′=(20-2.5×2)m/s=15m/s,选项C错误;前3s内A物体的位移sA=s1+v0t′- aA2t′2= ×1m+(20×2- ×2.5×22)m=60m,选项D正确. 13.如图23所示,某次滑雪训练,运动员站在水平雪道上第一次利用滑雪杖对雪面的作用获得水平推力F=84N而从静止向前滑行,其作用时间为t1=1.0s,撤除水平推力F后经过t2=2.0s,他第二次利用滑雪杖对雪面的作用获得同样的水平推力,作用距离与第一次相同.已知该运动员连同装备的总质量为m=60kg,在整个运动过程中受到的滑动摩擦力大小恒为Ff=12N,求: 图23 (1)第一次利用滑雪杖对雪面作用获得的速度大小及这段时间内的位移; (2)该运动员(可视为质点)第二次撤除水平推力后滑行的最大距离. v′1=v1-a2t2=1.2m/s-0.2×2.0m/s=0.8m/s 第二次利用滑雪杖获得的速度大小v2,则 v -v′ =2a1x1 第二次撤除水平推力后滑行的最大距离x2= 联立解得x2=5.2m. 【答案】 (1)1.2m/s 0.6m (2)5.2m 14.一长木板置于粗糙水平地面上,木板左端放置一小物块;在木板右方有一墙壁,木板右端与墙壁的距离为4.5m,如图24(a)所示.t=0时刻开始,小物块与木板一起以共同速度向右运动,直至t=1s时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短).碰撞前后木板速度大小不变,方向相反;运动过程中小物块始终未离开木板.已知碰撞后1s时间内小物块的vt图线如图(b)所示.木板的质量是小物块质量的15倍,重力加速度大小g取10m/s2.求: (a) (b) 图24 (1)木板与地面间的动摩擦因数μ1及小物块与木板间的动摩擦因数μ2; (2)木板的最小长度; (3)木板右端离墙壁的最终距离. 式中,t1=1s,s0=4.5m是木板碰撞前的位移,v0是小物块和木板开始运动时的速度. 联立①②③式和题给条件得 μ1=0.1④ 在木板与墙壁碰撞后,木板以-v1的初速度向左做匀变速运动,小物块以v1的初速度向右做匀变速运动.设小物块的加速度为a2,由牛顿第二定律有 -μ2mg=ma2⑤ 由题图(b)可得 a2= ⑥ 式中,t2=2s,v2=0,联立⑤⑥式和题给条件得 μ2=0.4.⑦ (2)设碰撞后木板的加速度为a3,经过时间Δt,木板和小物块刚好具有共同速度v3.由牛顿第二定律及 小物块相对木板的位移为学++科/*网 Δs=s2-s1⑬ 联立⑥⑧⑨⑩⑪⑫⑬式,并代入数值得 Δs=6.0m⑭ 因为运动过程中小物块没有脱离木板,所以木板的最小长度应为6.0m. (3)在小物块和木板具有共同速度后,两者向左做匀变速运动直至停止,设加速度为a4,此过程中小物块和木板运动的位移为s3.由牛顿第二定律及运动学公式得 μ1(m+M)g=(m+M)a4⑮ 0-v =2a4s3⑯ 碰后木板运动的位移为 s=s1+s3⑰ 联立⑥⑧⑨⑩⑪⑮⑯⑰式,并代入数值得 s=-6.5m⑱ 木板右端离墙壁的最终距离为6.5m. 【答案】 (1)0.1 0.4 (2)6.0m (3)6.5m 15.为了保障市民出行安全,减少交通事故,交管部门强行推出了“电子眼”,此后机动车闯红灯大幅度减少。 现有甲、乙两汽车正沿同一平直马路同向匀速行驶,甲车在前,乙车在后,它们行驶的速度均为10m/s。 当两车快要到十字路口时,甲车司机看到绿灯已转换成了黄灯,于是紧急刹车(反应时间忽略不计),乙车司机为了避免与甲车相撞也紧急刹车,但乙车司机反应较慢(反应时间为0.5s)。 已知甲车紧急刹车时制动力为车重的0.4,乙车紧急刹车时制动力为车重的0.5,g取
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