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) 又 (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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