（2021新人教版）高中物理必修第一册重难强化训练 素养导学同步（精练）.zip

1 重难强化训练重难强化训练(三三)动力学的图像问题动力学的图像问题 和连接体问题和连接体问题 合格基础练合格基础练 (时间时间： ：15 分分钟钟分分值值： ：50 分分) 一、选择题一、选择题(本题共本题共 6 小题，每小题小题，每小题 6 分，共分，共 36 分分) 1一物块静止在粗糙的水平桌面上，从某时刻开始，物块受到一方向不变一物块静止在粗糙的水平桌面上，从某时刻开始，物块受到一方向不变 的水平拉力作用假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，以的水平拉力作用假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，以 a 表表 示物块的加速度大小，示物块的加速度大小，F 表示水平拉力的大小能正确描述表示水平拉力的大小能正确描述 F 与与 a 之间关系的之间关系的 图像是图像是() ABCD C设设物物块块所受滑所受滑动动摩擦力摩擦力为为 f，在水平拉力，在水平拉力 F 作用下，物作用下，物块块做匀加速直做匀加速直线线 运运动动，由牛，由牛顿顿第二定律，第二定律，Ffma， ，Fmaf，所以能正确描述，所以能正确描述 F 与与 a 之之间间关系关系 的的图图像是像是 C. 2如图所示，质量为如图所示，质量为 m2的物体的物体 2 放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板 上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为 m1的物体，跟物体的物体，跟物体 1 相连接的绳相连接的绳 与竖直方向成与竖直方向成 角不变，下列说法中正确的是角不变，下列说法中正确的是() A车厢的加速度大小为车厢的加速度大小为 gtan B绳对物体绳对物体 1 的拉力为的拉力为 m1gcos C底板对物体底板对物体 2 的支持力为的支持力为(m2m1)g D物体物体 2 所受底板的摩擦力为所受底板的摩擦力为 0 A以物体以物体 1 为为研究研究对对象象进进行受力分析，如行受力分析，如图图甲所示，物体甲所示，物体 1 受到重力受到重力 m1g 和拉力和拉力 FT作用，根据牛作用，根据牛顿顿第二定律得第二定律得 m1gtan m1a，解得，解得 agtan ， ，则车厢则车厢的的 2 加速度也加速度也为为 gtan ，将，将 FT分解，在分解，在竖竖直方向根据二力平衡得直方向根据二力平衡得 FT，故，故 A 正正 m1g cos 确，确，B 错误错误； ；对对物体物体 2 进进行受力分析如行受力分析如图图乙所示，可知乙所示，可知 FNm2gFTm2g， ，Ffm2am2gtan ，故，故 C、 、D 错误错误 m1g cos 3质量为质量为 2 kg 的物体在水平推力的物体在水平推力 F 的作用下沿水平面做直线运动，一段的作用下沿水平面做直线运动，一段 时间后撤去时间后撤去 F，其运动的，其运动的 vt 图像如图所示则物体与水平面间的动摩擦因数图像如图所示则物体与水平面间的动摩擦因数 和水平推力和水平推力 F 的大小分别为的大小分别为(g 取取 10 m/s2)() A0.26 NB0.16 N C0.28 N D0.18 N A本本题题的易的易错错之之处处是忽略撤去是忽略撤去 F 前后摩擦力不前后摩擦力不变变由由 vt 图图像可知，物体像可知，物体 在在 610 s 内做匀减速直内做匀减速直线线运运动动，加速度大小，加速度大小 a2| m/s22 m/s2.设设物物 v t 08 4 体的体的质质量量为为 m，所受的摩擦力，所受的摩擦力为为 Ff，根据牛，根据牛顿顿第二定律有第二定律有 Ffma2，又因，又因为为 Ffmg，解得，解得 0.2.由由 vt 图图像可知，物体在像可知，物体在 06 s 内做匀加速直内做匀加速直线线运运动动，加，加 速度大小速度大小 a1 m/s21 m/s2，根据牛，根据牛顿顿第二定律有第二定律有 FFfma1，解得，解得 v t 82 6 F6 N，故只有，故只有 A 正确正确 4滑块滑块 A 的质量为的质量为 2 kg，斜面体，斜面体 B 的质量为的质量为 10 kg，斜面倾角，斜面倾角 30， 已知已知 A、B 间和间和 B 与地面之间的动摩擦因数均为与地面之间的动摩擦因数均为 0.27，将滑块，将滑块 A 放在斜面放在斜面 B 上端的同时，给上端的同时，给 B 施加一水平力施加一水平力 F，为使，为使 A 沿竖直方向落地，拉力沿竖直方向落地，拉力 F 的大小的大小 至少为至少为(g 取取 10 m/s2)() 3 A(10027) N B100 N 3 C100 N D200 N 32 A解答本解答本题题的疑的疑难难在于在于 A 沿沿竖竖直方向运直方向运动时动时 B 做什么运做什么运动动，突破点是要，突破点是要 使使 A 竖竖直下落，直下落，则则 A 做自由落体运做自由落体运动动且一直在斜面的正上方，且一直在斜面的正上方，则则由几何关系可由几何关系可 知知 A 下落的高度和下落的高度和 B 前前进进的距离之的距离之间间的关系，再由牛的关系，再由牛顿顿第二定律可求解第二定律可求解假假设设 A 下落的高度下落的高度为为 h， ，则则此此时时斜面体斜面体应应至少向右滑至少向右滑动动的距离的距离为为 x， ，对对 A 有有 h tan h gt2； ；对对斜面体有斜面体有 x at2； ；FmBgmBa， ，联联立解得立解得 F(10027) N，故，故 1 2 1 23 选选 A. 5如图甲所示，在倾斜角为如图甲所示，在倾斜角为 的足够长的斜面上，一带有风帆的滑块由静的足够长的斜面上，一带有风帆的滑块由静 止开始沿斜面下滑，滑块止开始沿斜面下滑，滑块(连同风帆连同风帆)的质量为的质量为 m，滑块与斜面间的动摩擦因数，滑块与斜面间的动摩擦因数 为为 ，风帆受到沿斜面向上的空气阻力与滑块下滑的速度大小成正比，即，风帆受到沿斜面向上的空气阻力与滑块下滑的速度大小成正比，即 fkv.滑滑 块从静止开始沿斜面下滑的块从静止开始沿斜面下滑的 vt 图像如图乙所示，图中的倾斜直线是图像如图乙所示，图中的倾斜直线是 t0 时刻时刻 速度图线的切线若速度图线的切线若 m2 kg，37，g 取取 10 m/s2，则，则 和和 k 的值分别为的值分别为() 甲甲乙乙 A0.3756 Ns/mB0.3753 Ns/m C0.1256 Ns/m D0.1253 Ns/m B本本题题的易的易错错之之处处是忽略滑是忽略滑块块达到最大速度后阻力不达到最大速度后阻力不变变由由 vt 图图像可像可 知：滑知：滑块块做加速度减小的加速运做加速度减小的加速运动动，最，最终终以最大速度以最大速度 vm2 m/s 做匀速直做匀速直线线运运 动动t0 时时刻滑刻滑块块的加速度最大，的加速度最大，a m/s23 m/s2.根据牛根据牛顿顿第二定律，有第二定律，有 30 10 mgsin 37mgcos 37kvma，当，当 t0 时时， ，v0、 、a3 m/s2，有，有 12166， ， 当滑当滑块块达到最大速度达到最大速度 vm2 m/s 时时， ，a0，有，有 12 N16N2 m/sk0， ，联联立上立上 式得式得 0.375， ，k3 Ns/m.故只有故只有 B 正确正确 6 “蹦极蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米 高处跳下的一种极限运动某人做蹦极运动，所受绳子拉力高处跳下的一种极限运动某人做蹦极运动，所受绳子拉力 F 的大小随时间的大小随时间 t 4 变化的情况如图所示将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为变化的情况如图所示将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为 g. 据图可知，此人在蹦极过程中的最大加速度约为据图可知，此人在蹦极过程中的最大加速度约为() Ag B2g C3g D4g B如如题图题图，据二力平衡条件可知，人的重力大小，据二力平衡条件可知，人的重力大小约为约为 F0，即，即 mg F0. 3 5 3 5 人在最低点人在最低点时绳时绳的拉力大小的拉力大小约为约为 F0，由牛，由牛顿顿第二定律得：第二定律得： F0mgma 9 5 9 5 由以上两式得由以上两式得 a2g，故，故选项选项 B 正确正确 二、非选择题二、非选择题(14 分分) 7如图甲所示，质量为如图甲所示，质量为 1.0 kg 的物体置于固定斜面上，斜面的倾角的物体置于固定斜面上，斜面的倾角 37，对物体施以平行于斜面向上的拉力，对物体施以平行于斜面向上的拉力 F，物体运动的，物体运动的 Ft 图像如图乙图像如图乙(规规 定沿斜面向上的方向为正方向，定沿斜面向上的方向为正方向，g 取取 10 m/s2，sin 370.6)，物体与斜面间的动，物体与斜面间的动 摩擦因数摩擦因数 ，试求：，试求： 3 8 甲甲乙乙 (1)01 s 内物体运动位移的大小；内物体运动位移的大小； (2)1 s 后物体继续沿斜面上滑的距离后物体继续沿斜面上滑的距离 解析解析(1)根据牛根据牛顿顿第二定律得：第二定律得： 在在 01 s 内内 Fmgsin 37mgcos 37ma1，解得，解得 a118 m/s2,01 s 内内 的位移的位移 x1 a1t 9 m. 1 22 1 (2)1 s 时时物体的速度物体的速度 va1t118 m/s 5 1 s 后物体后物体继续继续沿斜面减速上滑的沿斜面减速上滑的过过程中程中 mgsin 37mgcos 37 Fma2，解得，解得 a23 m/s2 设设物体物体继续继续上滑的距离上滑的距离为为 x2，由，由 2a2x2v2得得 x254 m. 答案答案(1)9 m(2)54 m 等级过关练等级过关练 (时间时间： ：25 分分钟钟分分值值： ：50 分分) 一、选择题一、选择题(本题共本题共 4 小题，每小题小题，每小题 6 分，共分，共 24 分分) 1如图所示，两个质量相同的物体如图所示，两个质量相同的物体 A 和和 B 紧靠在一起，放在光滑的水平紧靠在一起，放在光滑的水平 面上，如果它们分别受到水平推力面上，如果它们分别受到水平推力 F1和和 F2，而且，而且 F1F2，则，则 A 施于施于 B 的作用的作用 力大小为力大小为() AF1 BF2 C. D. F1F2 2 F1F2 2 C选选取取 A 和和 B 整体整体为为研究研究对对象，共同加速度象，共同加速度 a.再再选选取物体取物体 B 为为 F1F2 2m 研究研究对对象，受力分析如象，受力分析如图图所示，根据牛所示，根据牛顿顿第二定律第二定律 FNF2ma， ，FNF2maF2m.故故选选 C. F1F2 2m F1F2 2 2质点所受的合力质点所受的合力 F 随时间变化的规律如图所示，力的方向始终在一直随时间变化的规律如图所示，力的方向始终在一直 线上已知线上已知 t0 时质点的速度为零，时质点的速度为零，t1t2t3t41234.在图示在图示 t1、t2、t3和和 t4各时刻中，质点的速度最大的时刻是各时刻中，质点的速度最大的时刻是 () At1 Bt2 Ct3 Dt4 B由由题图题图分析可知，在分析可知，在 0t1时间时间内，内，质质点向正方向做加速度增大的加速点向正方向做加速度增大的加速 6 运运动动，在，在 t1t2时间时间内，内，质质点向正方向做加速度减小的加速运点向正方向做加速度减小的加速运动动，在，在 t2t3时间时间内，内， 质质点向正方向做加速度增大的减速运点向正方向做加速度增大的减速运动动，在，在 t3t4时间时间内，内，质质点向正方向做加速点向正方向做加速 度减小的减速运度减小的减速运动动， ，t4时时刻速度刻速度变为变为 0， ，则则 t2时时刻的速度最大，刻的速度最大，B 正确正确 3(多选多选)某物体质量为某物体质量为 1 kg，在水平拉力作用下沿粗糙水平地面做直线运，在水平拉力作用下沿粗糙水平地面做直线运 动，其速度动，其速度时间图像如图所示，根据图像可知时间图像如图所示，根据图像可知() A物体所受的拉力总是大于它所受的摩擦力物体所受的拉力总是大于它所受的摩擦力 B物体在第物体在第 3 s 内所受的拉力大于内所受的拉力大于 1 N C在在 03 s 内，物体所受的拉力方向始终与摩擦力方向相反内，物体所受的拉力方向始终与摩擦力方向相反 D物体在第物体在第 2 s 内所受的拉力为零内所受的拉力为零 BC由由题图题图可知，第可知，第 2 s 内物体做匀速直内物体做匀速直线线运运动动，即拉力与摩擦力平衡，所，即拉力与摩擦力平衡，所 以以选项选项 A、 、D 错误错误；第；第 3 s 内物体的加速度大小内物体的加速度大小为为 1 m/s2，根据牛，根据牛顿顿第二定律可知第二定律可知 物体所受合外力大小物体所受合外力大小为为 1 N，故其所受拉力大于，故其所受拉力大于 1 N， ，选项选项 B 正确；物体运正确；物体运动过动过程程 中，拉力方向始中，拉力方向始终终和速度方向相同，摩擦力方向始和速度方向相同，摩擦力方向始终终和运和运动动方向相反，方向相反，选项选项 C 正正 确确 4(多选多选)如图所示，在光滑水平地面上，水平外力如图所示，在光滑水平地面上，水平外力 F 拉动小车和木块一起拉动小车和木块一起 做无相对滑动的加速运动小车的质量为做无相对滑动的加速运动小车的质量为 M，木块的质量为，木块的质量为 m，加速度大小为，加速度大小为 a，木块和小车之间的动摩擦因数为，木块和小车之间的动摩擦因数为 ，则在这个过程中，木块受到的摩擦力大，则在这个过程中，木块受到的摩擦力大 小为小为() Amg B. mF Mm C(Mm)g Dma BD木木块块与小与小车车无相无相对对滑滑动动， ，对对整体整体进进行受力分析，有行受力分析，有 F(Mm)a，故，故 a，木，木块块与整体的加速度相同，也与整体的加速度相同，也为为 a， ，对对木木块块，有，有 fma，即，即 f， ， F Mm mF Mm 7 故故选项选项 B、 、D 正确正确 二、非选择题二、非选择题(本题共本题共 2 小题，共小题，共 26 分分) 5(12 分分)一弹簧测力计的秤盘一弹簧测力计的秤盘 A 的质量的质量 m1.5 kg，盘上放一物体，盘上放一物体 B，B 的质量为的质量为 M10.5 kg，弹簧本身质量不计，其劲度系数，弹簧本身质量不计，其劲度系数 k800 N/m，系统静止，系统静止 时如图所示现给时如图所示现给 B 一个竖直向上的力一个竖直向上的力 F 使它从静止开始向上做匀加速运动，使它从静止开始向上做匀加速运动， 已知在已知在 00.2 s 内，内，F 是变力，以后是变力，以后 F 是恒力，求是恒力，求 F 的最大值和最小值的最大值和最小值(g 取取 10 m/s2) 解析解析设刚设刚开始开始时弹时弹簧簧压缩压缩量量为为 x1， ，则则： ： x10.15 m mM g k 设设两者两者刚刚好分离好分离时弹时弹簧簧压缩压缩量量为为 x2， ，则则： ： kx2mgma 在在 00.2 s 时间时间内，由运内，由运动动学公式得：学公式得：x1x2 at2 1 2 由由解得解得 a6 m/s2 由牛由牛顿顿第二定律，开始第二定律，开始时时： ：Fmin(mM)a72 N 最最终终分离后：分离后：FmaxMgMa 即即 FmaxM(ga)168 N. 答案答案168 N72 N 6(14 分分)如图所示，在倾角为如图所示，在倾角为 37的固定斜面上放置一质量的固定斜面上放置一质量 M1 kg、 长度长度 L3 m 的薄平板的薄平板 AB，平板上表面光滑，其下端，平板上表面光滑，其下端 B 与斜面底端与斜面底端 C 的距离的距离 为为 7 m，在平板的上端，在平板的上端 A 处放一质量处放一质量 m0.6 kg 的滑块开始时使平板和滑块的滑块开始时使平板和滑块 都静止，之后将它们无初速度释放，设平板与斜面间、滑块与斜面间的动摩擦都静止，之后将它们无初速度释放，设平板与斜面间、滑块与斜面间的动摩擦 因数均为因数均为 0.5，求：，求：(sin 370.6，cos 370.8，g 取取 10 m/s2) (1)释放瞬间滑块和平板的加速度大小；释放瞬间滑块和平板的加速度大小； 8 (2)滑块离开平板时的速度大小；滑块离开平板时的速度大小； (3)滑块与平板下端滑块与平板下端 B 到达斜面底端到达斜面底端 C 的时间差的时间差 t. 解析解析(1)对对平板，由于平板，由于 Mgsin 37(Mm)gcos 37，故滑，故滑块块在平板上滑在平板上滑 动时动时，平板静止不，平板静止不动动，加速度，加速度为为零零对对滑滑块块，在平板上滑行，在平板上滑行时时加速度加速度 a1gsin 37 6 m/s2. (2)滑滑块块离开离开 B 点点时时的速度的速度 v6 m/s. 2a1L (3)滑滑块块由由 B 至至 C 时时的加速度的加速度 a2gsin 37gcos 372 m/s2 设设滑滑块块由由 B 至至 C 所用所用时间为时间为 t， ，则则 LBCvt a2t2，解得，解得 t1 s 1 2 对对平板，滑平板，滑块块滑离后才开始运滑离后才开始运动动，加速度，加速度 agsin 37gcos 372 m/s2 设设平板滑至平板滑至 C 端所用端所用时间为时间为 t1， ，则则 LBC at 1 2 2 1 解得解得 t1 s 7 滑滑块块与平板下端与平板下端 B 到达斜面底端到达斜面底端 C 的的时间时间差差 tt1t(1)s. 7 答案答案(1)6 m/s20(2)6 m/s(3)(1)s 7