【物理】2020届二轮复习分层突破练2　力与直线运动作业

【物理】2020届二轮复习分层突破练2　力与直线运动作业

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v‎1‎‎+‎v‎2‎‎2‎ ‎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xt-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/s D.玩具车做匀加速直线运动,加速度的大小为1.5 m/s2‎ ‎3.‎ ‎(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mg‎2k B.电梯坠到最低点时,每根弹簧的压缩长度为‎6mgk 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mA=m,mB=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‎3F‎4‎ B.木块A对木块B的作用力大小一定为F‎4‎ C.木块A对木块B的作用力大小一定为‎3‎‎4‎F-3μmg D.木块A对木块B的作用力大小一定为F-μmg ‎5.‎ 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mA=6 kg,mB=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.aA=6 m/s2,aB=2 m/s2‎ B.aA=2 m/s2,aB=6 m/s2‎ C.aA=8 m/s2,aB=4 m/s2‎ D.aA=10 m/s2,aB=6 m/s2‎ ‎7.‎ ‎(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mA>mB,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μxa。在0~t1这段时间内,a车做匀变速直线运动,平均速度va‎=xat=‎v‎1‎‎+‎v‎2‎‎2‎,b车平均速度vb‎=xbt>‎v‎1‎‎+‎v‎2‎‎2‎,故D项错误。‎ ‎2.C　解析 由图得:xt‎=‎‎2‎‎3‎t+2‎m/s,由x=v0t+‎1‎‎2‎at2得:xt=v0+‎1‎‎2‎at,可得‎1‎‎2‎a=‎2‎‎3‎ m/s2,解得a=‎4‎‎3‎m/s2,v0=2 m/s,可知物体做匀加速直线运动,初速度大小为2 m/s,加速度的大小为‎4‎‎3‎ 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=‎3mg‎2k,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FN。根据牛顿第二定律,对A、B整体有:F-μ·4mg=4ma,对B有FN-μ·3mg=3ma,联立解得:FN=‎3‎‎4‎F,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aA=μmgm,aB=μmgm'‎,已知maB,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Ffm=μmAg=12 N,则最大加速度a=μmAgmB=6 m/s2。对整体运用牛顿第二定律可得F=(mA+mB)a=48 N,即当拉力增加到48 N时,发生相对滑动,当F≤48 N时,aA=aB≤6 m/s2,当F>48 N时,aA>aB,且aA>6 m/s2,aB=6 m/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-μmBg=mBa,对A受力分析有F-μmAg-kx=mAa,两式消去a,整理可得x=Fk‎1+‎mAmB;mB减小,x减小,故A错误;mA增大,x减小,故B错误;因为mA>mB,所以mAmB>1,AB位置对调以后x的表达式为x=Fk‎1+‎mBmA,又因为mBmA<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=mgsinθ+μmgcosθm=gsin θ+μgcos θ。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μa0可知斜面体对滑块的静摩擦力方向沿斜面向下,可知则摩擦力对滑块做正功,选项D正确。‎ ‎11.答案 (1)‎10‎‎50‎ s　(2)2.44 N 解析 (1)设砝码在纸板上加速运动时的加速度为a1,在桌面上减速运动的加速度为a2‎ 由μm1g=m1a 知:a1=a2=2 m/s2‎ 所以砝码加速和减速的时间相等,分析可知加速运动的最大距离是‎1‎‎2‎l。‎ 由‎1‎‎2‎l=‎1‎‎2‎a1t2‎ 得:t=‎10‎‎100‎ s 则砝码移动的最长时间为tm=2t=‎10‎‎50‎ s ‎(2)设当纸板的加速度为a3时砝码经历时间t恰好从纸板上滑下,则此时的拉力最小,设为F,由运动学公式:‎ d+l‎2‎‎=‎‎1‎‎2‎a3t2‎ 得:a3=202 m/s2‎ 由F-μ(2m1+m2)g=m2a3‎ 得:F=2.44 N 即纸板所需的拉力至少为2.44 N ‎12.答案 (1)0.48 m　(2)20.4 J　(3)2 s 解析 (1)乙沿传送带向下做匀加速直线运动,加速度大小为:‎ a1=μ‎2‎m‎2‎gcos30°+m‎2‎gsin30°‎m‎2‎=μ2gcos 30°+gsin 30°=12.5 m/s2‎ 甲沿传送带向下做匀减速直线运动,加速度大小为:a2=‎ μ‎2‎m‎2‎gcos30°+μ‎1‎(m‎1‎+m‎2‎)gcos30°-m‎1‎gsin30°‎m‎1‎ ‎=‎25‎‎6‎ m/s2‎ 设甲和乙刚好达到共同速度时速度为v1,时间为t1‎ 根据运动学公式可得:v1=a1t1‎ v1=v0-a2t1‎ 联立解得:v1=3 m/s,t1=0.24 s 甲的位移为:x甲=v0t1-‎1‎‎2‎a2t‎1‎‎2‎=0.84 m 乙的位移为:x乙=‎1‎‎2‎a1t‎1‎‎2‎=0.36 m 乙相对甲滑行的最大距离:‎ Δx=x甲-x乙=0.48 m ‎(2)从t=0时刻到甲和乙刚好达到共同速度的过程中,甲与传送带之间因克服摩擦而产生的热量:Q1=μ1(m1+m2)gcos 30°·x甲=16.8 J 甲与乙之间因克服摩擦而产生的热量:Q2=μ2m2gcos 30°·Δx=3.6 J 系统因克服摩擦而产生的总热量:Q=Q1+Q2=20.4 J ‎(3)当甲和乙刚好达到共同速度的瞬间启动传送带时,对甲乙系统,则有:μ1(m1+m2)gcos 30°=(m1+m2)gsin 30°‎ 所以甲乙与传送带共速前,甲乙一起做匀速直线运动 运动时间为:t2=v‎1‎a=1 s 甲乙一起运动的位移:x1=v1t2=3 m 甲乙与传送带共速后,甲乙与传送一起做匀加速直线运动 根据运动学公式有:‎ s-x甲-x1-L=v1t3+‎‎1‎‎2‎at‎3‎‎2‎ 解得:t3=1 s 从传送带启动到甲的左端动到传送带底端N点所用的时间:t=t2+t3=2 s