1、 专题分层突破练专题分层突破练 1 力与物体的平衡力与物体的平衡 A 组 1.对下列四幅图分析正确的是( ) A.图甲:被推出的冰壶能继续前进,是因为一直受到手的推力作用 B.图乙:电梯在加速上升时,电梯里的人处于失重状态 C.图丙:汽车过凹形桥最低点时,速度越大,对桥面的压力越大 D.图丁:汽车在水平路面转弯时,受到重力、支持力、摩擦力、向心力四个力的作用 2. (2020福建泉州高三测试)如图所示,条形磁铁静止放在粗糙的水平桌面上,当在其左上方 放一电流方向垂直纸面向里的通电直导线后,磁铁受到的摩擦力和弹力( ) A.摩擦力为零 B.摩擦力方向向左 C.弹力保持不变 D.摩擦力方向向右 3
2、.(2020山东潍坊高三期末)质量为 50 kg的货物静置于水平地面上,货物与地面间的动摩 擦因数为 0.5。某同学用大小为 240 N的恒力使货物运动,g取 10 m/s2,则物块和地面间 滑动摩擦力的大小可能是( ) A.250 N B.240 N C.200 N D.100 N 4. 如图所示,两个小球 a、b的质量均为 m,用细线相连并悬挂于 O点。现用一轻质弹簧给 小球 a施加一个拉力 F,使整个装置处于静止状态,且 Oa与竖直方向夹角为 30 ,已知弹 簧的劲度系数为 k,重力加速度为 g,则弹簧的最短伸长量为( ) A. B. C. D. 5.(2020广东佛山高三质检)如图,用
3、一根不可伸长的轻绳绕过两颗在同一水平高度的光 滑钉子悬挂一幅矩形风景画。现若保持画框的上边缘水平,将两颗钉子之间的距离由图 示位置逐渐增大到不能再增大为止(不考虑画与墙壁间的摩擦),则此过程中绳的张力大 小( ) A.逐渐变大 B.逐渐变小 C.先变大,后变小 D.先变小,后变大 6.(2020山东青岛第十七中学高三摸底考试)如图所示,在竖直平面内一根不可伸长的柔 软轻绳通过光滑的轻质滑轮悬挂一重物。轻绳一端固定在墙壁上的 A点,另一端从墙壁 上的 B点先沿着墙壁缓慢移到 C点,后由 C点缓慢移到 D点,不计一切摩擦,且墙壁 BC 段竖直,CD段水平,在此过程中关于轻绳的拉力 F的变化情况,下
4、列说法正确的是( ) A.F一直减小 B.F一直增大 C.F先增大后减小 D.F先不变后增大 7.(2020宁夏石嘴山第三中学高三模拟)叠放在水平地面上的四个完全相同的排球如图所 示,质量均为 m,相互接触,球与地面间的动摩擦因数均为 ,则( ) A.上方球与下方 3个球间均没有弹力 B.下方三个球与水平地面间均没有摩擦力 C.水平地面对下方三个球的支持力均为 D.水平地面对下方三个球的摩擦力均为 B 组 8.(2020山东济南高三下学期模拟)如图所示为剪式千斤顶的截面图。四根等长的支持臂 用光滑铰链连接,转动手柄,通过水平螺纹轴减小 MN间的距离,以抬高重物。保持重物不 变,MP和 PN夹角
5、为 120 时 N点受到螺纹轴的作用力为 F1;MP和 PN夹角为 60 时 N点 受到螺纹轴的作用力为 F2。不计支持臂和螺纹轴的重力,则 F1与 F2大小之比为( ) A.11 B.13 C. 1 D.31 9.(2020安徽蚌埠高三第三次教学质量检测)如图所示,轻绳一端系在物体 A上,另一端与 套在粗糙竖直杆 MN上的轻圆环 B相连接。用水平力 F拉住绳子上的一点 O,使物体 A 及轻圆环 B静止在实线所示的位置。现保持力 F的方向不变,使物体 A缓慢移到虚线所 示的位置,这一过程中圆环 B保持静止。若杆对环的弹力为 FN,杆对环的摩擦力为 Ff,OB 段绳子的张力为 FT,则在上述过程
6、中 ( ) A.F不变,FN减小 B.Ff不变,FT增大 C.Ff减小,FN不变 D.FN减小,FT减小 10.(2020山东高三下学期枣庄一中、高密一中、莱西一中在线联考)将一段总长度为 L 的直导线折成正多边形线框后放入磁感应强度大小为 B的匀强磁场中,且线框所在平面 与磁场方向垂直,现给线框通电,电流大小为 I,正多边形线框中依次相邻的 6条边受到的 安培力的合力大小与依次相邻的 3条边受到的安培力的合力大小相等,则正多边形线框 中每条边受到的安培力大小为( ) A. BIL B. BIL C. BIL D. BIL 11.(2020陕西渭南中学高三模拟)如图所示,质量为 m的物体 A静
7、止在质量为 M的斜面 B 上,斜面 B的倾角 =30 。现用水平力 F推物体 A,在 F由零逐渐增加至 mg再逐渐减为 零的过程中,A和 B始终保持静止。对此过程下列说法正确的是( ) A.地面对 B的支持力随着力 F的变化而变化 B.A所受摩擦力方向始终沿斜面向上 C.A所受摩擦力的最小值为 ,最大值为 mg D.A对 B的压力的最小值为 mg,最大值为 mg 12.(2020福建高三模拟)如图所示,顶端附有光滑定滑轮的斜面体静止在粗糙水平地面上, 三条细绳结于 O点,一条绳跨过定滑轮平行于斜面连接物块 P,一条绳连接物体 Q,P、Q 两物体处于静止状态,另一条绳 OA在外力 F的作用下处于
8、水平状态。现保持结点 O位 置不变,使 OA绳逆时针缓慢旋转至竖直方向,在此过程中,P、Q及斜面均保持静止,则 ( ) A.斜面对物块 P的摩擦力一直减小 B.斜面对物块 P的支持力一直增大 C.地面对斜面体的摩擦力一直减小 D.地面对斜面体的支持力一直增大 13.(2020百师联盟高三冲刺)某同学用如图甲所示的装置测量滑块 A与木板间的动摩擦 因数,用手缓慢地提起木板的左端使木板以其右端为圆心缓慢转动,当板与水平方向的夹 角 =37 时,滑块 A开始沿板下滑。而后将木板和滑块 A平放在水平桌面上,木板固定在 桌面上,如图乙所示,滑块 A左侧弹簧测力计读数为 5 N且处于伸长状态,右侧通过轻质
9、细 绳绕过定滑轮悬挂一轻质砝码盘,滑轮摩擦不计,滑块的质量 M=1 kg,连接滑块的弹簧测 力计和细线均水平放置,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若缓慢增加盘中的砝码,使盘 中砝码总质量达到 1.2 kg时,将会出现的情况是(g取 10 m/s2)( ) A.A向右运动 B.木板对 A的摩擦力为 7.5 N C.木板对 A的摩擦力方向保持不变 D.弹簧测力计读数仍为 5 N 14.(多选)(2020河南郑州模拟)如图所示,在水平面上固定一个半圆弧轨道,轨道是光滑 的,O点为半圆弧的圆心,一根轻绳跨过半圆弧的 A点(O、A等高,不计 A处摩擦),轻绳一 端系在竖直杆上的 B点,另一端连接一个小球
10、P。现将另一个小球 Q用光滑轻质挂钩挂 在轻绳上的 AB之间,已知整个装置处于静止状态时,=30 ,=45 ,则( ) A.将绳的 B端向上缓慢移动一小段距离时绳的张力不变 B.将绳的 B端向上缓慢移动一小段距离时半圆弧中的小球 P位置下移 C.静止时剪断 A处轻绳瞬间,小球 P的加速度为 g D.小球 P与小球 Q的质量之比为 参考答案 专题分层突破练 1 力与物体的平衡 1.C 解析 图甲中被推出的冰壶能继续前进,是由于惯性,手与冰壶不接触了,不再 对冰壶有推力作用,选项 A错误;图乙中电梯在加速上升时,加速度向上,电梯里的 人处于超重状态,选项 B错误;图丙中汽车过凹形桥最低点时,加速度
11、向上,处于超 重状态,速度越大,所需要的向心力越大,超重越显著,对桥面的压力越大,选项 C 正 确;图丁中汽车在水平路面转弯时,受到重力、支持力、摩擦力三个力的作用,向 心力是重力、支持力、摩擦力的合力,选项 D错误。 2.B 解析 磁铁的磁感线从 N到 S,故通电导线所处位置的磁场方向为斜向左下, 根据左手定则可知导线受到斜向左上的安培力,根据牛顿第三定律可得磁铁受到 导线给的斜向右下的作用力,该作用力可分解为水平向右的力和竖直向下的力,故 磁铁受到的摩擦力水平向左,弹力增大,故只有选项 B正确。 3.C 解析 本题用排除法解答比较简单,拉力水平时滑动摩擦力 mg=250 N240 N,故拉
12、力不可能水平,选项 A错误;因拉力与水平方向有一定夹角,故拉力的水平 分力一定小于 240 N,滑动摩擦力也小于 240 N,选项 B错误;当拉力竖直向上时,滑 动摩擦力最小为 (mg-F)=130 N100 N,选项 D错误;故只有选项 C 正确。 4.B 解析 以两个小球组成的整体为研究对象,分析受力,如图。根据平衡条件得知:F与 FT 的合力与重力 mg总是大小相等、方向相反。由力的合成图可知,当 F 与绳子 Oa 垂直时,F有最小值,即图中 F2位置,F的最小值为:F=kx=2mgsin =mg,则弹簧的最 短伸长量为 x= ,故 B正确。 5.D 解析 分析题意可知,画受到两段轻绳的
13、拉力作用,根据共点力的平衡条件可 知,拉力的合力与重力等大反向,即拉力的合力恒定不变。随着两颗钉子之间距离 的增大,两段轻绳的夹角先减小,后增大。根据力的合成规律可知,两大小相同的 力合成时,合力一定的情况下,分力的夹角越大,分力越大,分力的夹角越小,分力越 小。则轻绳的张力先变小后变大,当两轻绳处于竖直方向时,张力最小,故只有选 项 D正确。 6.D 解析 当轻绳另一端在 C 点时,设轻绳左右两侧间的夹角为 2,以滑轮为研究对象,分析 受力情况,受力分析图如图所示。根据平衡条件得 2Fcos =mg,得到轻绳的拉力 F= 。轻绳另一端从 B点沿墙壁缓慢移到 D点,由几何知识可知, 先不变后
14、增大,cos 先不变后减小,轻绳的拉力 F先不变后增大,故只有选项 D 正确。 7.C 解析 对上方球分析可知,小球受重力和下方球的支持力而处于平衡状态,所 以上方球一定与下方球有弹力的作用,选项 A错误;由于下方球受上方球斜向下 的弹力作用,所以下方球有运动的趋势,故下方球受摩擦力作用,选项 B错误;对四 个球的整体分析,整体受重力和地面的支持力而处于平衡,所以下方三个小球受支 持力大小为 4mg,每个小球受支持力为 mg,选项 C 正确;下方三个小球受到的是静 摩擦力,故不能根据滑动摩擦力公式进行求解,选项 D错误。 8.D 解析 当两臂间的夹角为 120 时,两臂受到的压力为 N1= =
15、G,对 N 点 分析,N 点受到螺纹轴的作用力为 F1=2N1cos 30 = G,当两臂间的夹角为 60 时, 两臂受到的压力为 N2= G,对 N 点分析,N 点受到螺纹轴的作用力为 F2=2N2cos 60 = G,则有 =31,故只有选项 D正确。 9.D 解析 先以 O点为研究对象,进行受力分析,有 OA对 O的拉力 GA、外力 F 和 OB段绳子的拉力 FT三力平衡,设绳子与竖直方向的夹角为 ,则 F=GAtan ,FT= ,由题可知 减小,所以 F减小,FT减小;再以物体 B为研究对象,进行受力 分析,有 B物体的重力 GB、OB段绳子的拉力 FT、竖直杆对 B的支持力 FN和摩
16、 擦力 Ff四力平衡,则 FN=FTsin =GAtan 、Ff=GB+FTcos =GA+GB,所以当 减小 时,FN减小,Ff不变,只有选项 D正确。 10.C 解析 设总长为 L的正 n 边形,各边边长为 ,已知匀强磁场的磁感应强度为 B,线框中电流大小为 I,则各边所受安培力为 F= ,各边所受安培力之间的夹角 = ,相邻三边所受安培力的合力大小为 F1=F+2Fcos = (1+2cos ),相邻六 边所受安培力的大小为 F2=2F1cos = (1+2cos )cos ,又因为 F1=F2,故 2cos =1,可得 =40 ,则有 n= =9,F= ,故只有选项 C 正确。 11.
17、D 解析 对 AB组成的整体受力分析,整体受力平衡,竖直方向受到重力和地面 对 B的支持力,所以地面对 B的支持力等于(M+m)g,保持不变,选项 A 错误;力 F 最大时沿斜面向上的分力为 Fcos 30 =0.75mg,重力沿斜面向下的分力为 mgsin 30 =0.5mg,故此时摩擦力沿斜面向下,选项 B 错误;对 A受力分析,受到重力、支 持力、推力和摩擦力作用,当推力沿斜面向上的分力等于重力沿斜面向下的分力 时,摩擦力为零,所以摩擦力最小为零,选项 C 错误;垂直于斜面方向有 FN=mgcos 30 +Fsin 30 ,当 F=0时,FN最小,最小为 FNmin=mgcos 30 =
18、 mg,当 F= mg时,FN 最大,最大为 FNmax=mgcos 30 + mg mg,选项 D 正确。 12.C 解析 缓慢逆时针转动绳 OA的方向至竖直的过程中,OA拉力的方向变化如图从 1位置 到 2 位置再到 3 位置,可见绳 OA的拉力先减小后增大,绳 OB的拉力一直减小。 由于不清楚刚开始连接物块 P的绳子的拉力与重力沿斜面向下的分力的大小关 系,所以不能判断斜面对物块 P的摩擦力的变化情况,选项 A错误;物块 P一直在 斜面上处于静止状态,则斜面对 P的支持力等于重力垂直斜面向下的分力,保持不 变,选项 B错误;以斜面体和 P的整体为研究对象受力分析,根据平衡条件得斜面 受地
19、面的摩擦力与绳 OB沿水平方向的拉力等大反向,因绳 OB的拉力一直减小, 与水平方向的夹角不变,故其水平分力一直减小,则地面对斜面体的摩擦力一直减 小,选项 C 正确;以斜面体和 P整体为研究对象受力分析,由于绳 OB的拉力一直 减小,其竖直向下的分力一直减小,根据竖直方向受力平衡,知地面对斜面体的支 持力不断减小,选项 D错误。 13.D 解析 缓慢转动木板使滑块开始下滑时,静摩擦力恰好达到最大值,由平衡 条件得 Mgsin =Mgcos ,解得 =0.75,木板与滑块水平放置时,木板与滑块间的 最大静摩擦力 fm=Mg=0.75110 N=7.5 N,不放砝码时,滑块水平方向受弹簧测 力计
20、的拉力和木板对 A的摩擦力,由平衡条件得 F=f=5 N,摩擦力方向水平向右, 当砝码盘总质量达到 1.2 kg时,物块 A受到右侧绳的拉力 FT=mg=1.210 N=12 N,设滑块仍处于静止,由平衡条件得 F+f=FT,得 f=7 N7.5 N,假设成立,滑块仍处 于静止,弹簧测力计读数仍为 5 N,选项 A、B 错误,选项 D正确;对比初状态的摩 擦力可得摩擦力方向由水平向右变为水平向左,选项 C 错误。 14.ACD 解析 绳子 B端向上移动一小段距离,根据受力分析可知 P球没有发生 位移,绳长不会变化,角度 不会发生变化,即绳子的张力也不会变化,选项 A正确; 如果 P向下移动一段
21、距离,绳子 AP拉力变小,绳长 AP变长,而 AB之间的绳子长 度变短,则角度 变大,绳子 AB之间的张力变大,AP的张力也变大,产生矛盾,选项 B错误;剪断 A处细绳,拉力突变为零,小球 P 所受合力为重力沿圆弧切线方向的 分力,所以加速度为 g,选项 C 正确;分别对两个小球做受力分析,因为是活结,所以 绳子的张力都相同,则 =T, =T,由两式可得 ,选项 D正确。 专题分层突破练专题分层突破练 2 力与直线运动力与直线运动 A 组 1.(2020 山东济宁高三 5 月模拟)质点在做匀变速直线运动,依次经过 A、B、C、D 四点。 已知质点经过 AB段、BC段和 CD段所需的时间分别为
22、t、3t、5t,在 AB段和 CD段发 生的位移分别为 x1和 x2,则该质点运动的加速度为 ( ) A. - B. - C. - D. - 2. (2020广东广州高三模拟)如图,装备了“全力自动刹车”安全系统的汽车,当车速 v满足 3.6 km/hv36 km/h、且与前方行人之间的距离接近安全距离时,如果司机未采取制动措施, 系统就会立即启动“全力自动刹车”,使汽车避免与行人相撞。若该车在不同路况下“全力 自动刹车”的加速度取值范围是 46 m/s2,则该系统设置的安全距离约为( ) A.0.08 m B.1.25 m C.8.33 m D.12.5 m 3. (2020 四川泸州高三二
23、诊)甲、乙两汽车在同一平直公路上做直线运动,其速度时间(v-t) 图像分别如图中 a、b两条图线所示,其中 a图线是直线,b图线是抛物线的一部分,两车 在 t1时刻并排行驶。下列关于两车的运动情况,判断正确的是 ( ) A.甲车向负方向做匀速运动 B.乙车的速度先减小后增大 C.乙车的加速度先减小后增大 D.在 t2时刻两车也可能并排行驶 4.(2020山东青岛高三下学期统一质量检测)下图是某同学站在压力传感器上做下蹲起 立的动作时传感器记录的压力随时间变化的图线,纵坐标为压力,横坐标为时间。由图线 可知,该同学的体重约为 650 N,以下信息正确的是( ) A.1 s时人处在下蹲的最低点 B
24、.2 s时人处于下蹲静止状态 C.该同学做了 2次下蹲起立的动作 D.下蹲过程中人始终处于失重状态 5.(多选)(2020山东潍坊高三期末)如图甲,在桌面上有一本书,书的上方放一水杯,给水杯 施加一水平力,其大小 F随时间 t 变化关系如图乙所示。设桌面对书的摩擦力为 f,书的 速度为 v,假定各接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列反映 f 和 v随时间 t 变化 的图线中可能正确的是( ) 6. (2020河南郑州高中毕业年级质检)如图所示,ABCD-ABCD为一立方体木箱,O点为底面 ABCD中心,M点为 DD中点,N点为 BCCB面的中心。AO、MO、NO为三个光滑轻杆, 三个完全
25、相同的小球套在轻杆上,分别从 A、M、N三点由静止沿轻杆滑下。关于三个 小球的运动,下列说法正确的是( ) A.三个小球滑到 O点时的速度大小相等 B.三个小球滑到 O点所用的时间相等 C.从 A点滑下的小球到达 O点时的速度最大 D.从 M点滑下的小球到达 O点所用时间最短 7. (2020湖南衡阳高三模拟)倾角为 的斜面固定在水平面上,在斜面上放置一“”形长木 板,木板与斜面之间的动摩擦因数为 。平行于斜面的力传感器(不计传感器的重力)上端 连接木板,下端连接一质量为 m的光滑小球,如图所示,当木板固定时,传感器的示数为 F1, 现由静止释放木板,木板沿斜面下滑的过程中,传感器的示数为 F
26、2。则下列说法正确的是 ( ) A.若 =0,则 F1=F2 B.若 =0,则 F2=mgsin C.若 0,则 = D.若 0,则 = B 组 8. (2020河南六市高三联合调研检测)在平直公路上甲乙两车从同一地点出发,两车位移 x 和时间 t 的比值 与时间 t之间的关系如图所示。下列说法正确的是( ) A.甲车的加速度大小为 5 m/s2 B.6 s末乙车速度减小到零 C.甲车追上乙车前,2 s 末甲乙两车相距最远 D.乙车速度减小到零时,甲车速度为 30 m/s 9. (2020陕西榆林高三模拟)如图所示,水平传送带 A、B两端相距 s=2 m,工件与传送带间 的动摩擦因数 =0.4
27、。工件滑上 A端瞬时速度 vA=5 m/s,达到 B端的瞬时速度设为 vB,则 ( ) A.若传送带以 4 m/s的速度顺时针转动,则 vB=3 m/s B.若传送带逆时针匀速转动,则 vB3 m/s 10. (2020黑龙江哈尔滨高三模拟)如图所示,斜面固定,平行于斜面处于压缩状态的轻弹簧一 端连接物块 A,另一端固定,最初 A静止。在 A上施加与斜面成 30 角的恒力 F,A仍静止, 下列说法正确的是( ) A.A对斜面的压力一定变小 B.A对斜面的压力可能不变 C.A对斜面的摩擦力一定变大 D.A对斜面的摩擦力可能变为零 11.(2020河南郑州高中毕业年级第一次质量预测)中国高铁的发展
28、速度令世人瞩目。为 了提高行车效率,缩短行车时间,设计师提出一种列车过站不停车的设想,如下面简图所示。 高铁匀速行驶的速度 v0=360 km/h,进站时尾部子车 1在 O点自动脱离,将乘客送到下车 站台下车,载着新乘客的子车 2提前等候在上车站台 A点处。为了更好地完成对接,母车 接近车站时提前向子车 2发出指令,发出指令后立即开始做加速度为 a0的匀减速直线运 动,到达 B点时恰好将车速减小到 v。子车 2接到指令后,沿转移轨道 AB开始做加速度 a=1 m/s2的匀加速直线运动,子车 2达到最大速度 v=144 km/h后,接着做匀速直线运动。 转移轨道 AB与铁轨的夹角 =3 ,已知
29、cos 3 1。若子车 2启动后 t=3 min,和母车同时到 达 B点,完成同速对接。 (1)母车距离 B点多远的时候,发出指令让子车 2开始启动?母车做匀减速直线运动的加 速度 a0的大小是多少? (2)求转移轨道 AB的长度。 12. (2020山东日照 4月模拟)如图所示,质量 M=2 kg的滑板 A放在水平地面上,当 A向右滑 动的速度 v0=13.5 m/s 时,在 A中间位置轻轻地放上一个大小不计、质量 m=1 kg的小物 块 B,同时给 B施加一个水平向右的 F=6 N的恒力并开始计时。已知 A与地面间的动摩 擦因数 1=0.1,A与 B间的动摩擦因数 2=0.4。(设滑板 A
30、足够长,g取 10 m/s2)求: (1)经过多长时间 A、B达到共同速度; (2)从开始计时到 A、B达到共同速度的时间内,A、B间因摩擦而产生的热量 Q; (3)2 s内滑板 A的位移大小。 参考答案 专题分层突破练 2 力与直线运动 1.B 解析 AB中间时刻的速度 v1= ,CD段中间时刻速度 v2= ,故加速度为 a= - - ,只有选项 B正确。 2.D 解析 由题意知,车速 3.6 km/hv36 km/h即 1 m/sv10 m/s,系统启动“全力 自动刹车”的加速度大小约为 46 m/s2,最后末速度减为 0,由推导公式 v2=2ax,可 得 x m=12.5 m,故只有选项
31、 D正确。 3.C 解析 甲车向正方向做匀减速运动,选项 A错误;由图像可知,乙车的速度先 增大后减小,选项 B错误;图像的斜率等于加速度,可知乙车的加速度先减小后增 大,选项 C 正确;因 t1到 t2时间内乙的位移大于甲的位移,可知在 t2时刻两车不可 能并排行驶,选项 D 错误。 4.B 解析 人在下蹲的过程中,先加速向下运动,此时加速度方向向下,故人处于失 重状态,最后人静止,故下半段是人减速向下的过程,此时加速度方向向上,人处于 超重状态,故下蹲过程中先是失重后超重,选项 D错误;在 1 s 时人的失重最严重, 即向下的加速度最大,故此时人并没有静止,它不是下蹲的最低点,选项 A错误
32、;2 s 时人经历了失重和超重两个过程,故此时处于下蹲静止状态,选项 B 正确;由图线 得,该同学先下蹲后起立,共做了 1 次下蹲起立的动作,选项 C 错误。 5.BCD 解析 若一开始两者相对桌面静止,f=F,F不为零,若一开始书就相对桌面 滑动,f=mg,选项 A 错误,选项 B正确;由于 F 一开始不为零,所以可以刚开始水杯 和书就发生相对滑动,书和桌面发生相对滑动,书受力恒定,从开始做匀加速直线 运动,选项 C 正确;若一开始 F不够大,书相对桌面静止,F增大到一定值时书开始 做匀加速直线运动,选项 D正确。 6.C 解析 根据题意,分别将 AO、NO、MO看作直角三角形的三个斜边,由
33、图可 知 A、M、N 三点高度之比为 211,由动能定理有 mgh= mv 2-0,故三者落地速 度不同,由高度关系可得 vAvMvN= 11,则三者的速度大小关系为 vAvM=vN,选项 A错误,C 正确;三个小球的位移之比为 ,三个小球的加 速度之比为 ,再由 v=at 可得 tA=tMtN,选项 B、D均错误。 7.D 解析 当木板固定时,对小球分析,根据共点力平衡有 F1=mgsin ,静止释放木 板,木板沿斜面下滑的过程中,若 =0,则整体沿斜面下滑时根据牛顿第二定律可 得,Mgsin =Ma,解得 a=gsin ,再以小球为研究对象,则有 mgsin -F2=ma,解得 F2=0,
34、选项 A、B错误;当木板沿斜面下滑时,若 0,对整体分析,根据牛顿第二定 律可得加速度为 a=gsin -gcos ,隔离对小球分析有 mgsin -F2=ma,解得 F2=mgcos ,则有 F1F2=mgsin mgcos =tan ,解得 = ,选项 C 错 误、D正确。 8.D 解析 根据 x=v0t+ at 2可得 =v0+ at,甲车的加速度大小为 a1=2k1=2 m/s2=10 m/s2,选项 A 错误;由图像可知,乙车的初速度为 v0=15 m/s,加速度为 a2=2k2=-2 m/s 2=-5 m/s2,则速度减为零的时间为 t= - =3 s,选项 B错误;当两车 相距最
35、远时速度相等,即 v0-a2t=a1t,解得 t=1 s,选项 C 错误;乙车速度减小到零时 t=3 s,此时甲车速度为 v=a1t=30 m/s,选项 D正确。 9.C 解析 物体在传送带上做加速或减速运动的加速度为 a=g=4 m/s2,若传送带 以 4 m/s 的速度顺时针转动,则物体开始时做减速运动,当速度减为 4 m/s 时的位 移为 s= - - m=1.125 m,然后物体随传送带匀速运动,故达到 B端的瞬 时速度为 4 m/s,选项 A错误;若传送带逆时针匀速转动,则物体在传送带上做减速 运动,到达 B端时的速度为 vB= - - m/s=3 m/s,选项 B错误; 若传送带以
36、 2 m/s 的速度顺时针匀速转动时,物体做减速运动,由 B 选项可知到达 B端的速度为 vB=3 m/s,选项 C 正确;当传送带以某一速度顺时针匀速转动时,若 物体一直减速,则到达 B端的速度为 3 m/s,只有当传送带的速度大于 3 m/s 时到 达右端的速度才是 vB3 m/s,选项 D错误。 10.D 解析 设斜面倾角为 ,对物体进行受力分析,最初支持力等于 mgcos ,施加 恒力 F后,支持力等于 mgcos +Fsin 30 ,支持力一定增大。根据牛顿第三定律,A 对斜面的压力一定变大,选项 A、B错误;因为轻弹簧处于压缩状态,故最初摩擦 力可能向上,可能向下,也可能为 0,施
37、加恒力 F后,F沿斜面向上的分力为 Fcos 30 , 由于 F大小未知,摩擦力可能仍向上,也可能等于 0,也可能向下,摩擦力的大小可 能增大,也可能减小,选项 C 错误、D正确。 11.答案 (1)12 600 m m/s 2 (2)6 400 m 解析 (1)由题意可知 v0=360 km/h=100 m/s,v=144 km/h=40 m/s,t=3 min=180 s 母车向子车 2发出指令后立即做匀减速直线运动,两车同时到达 B点,完成同 速对接。母车运动的位移即母车发出指令时距离 B点距离为 s= t=12 600 m 母车匀减速的加速度大小为 a0= - m/s 2。 (2)对子
38、车 2做运动分析,设加速过程所用时间为 t1,则 v=at1 t1= =40 s 加速过程的位移为 x1= =800 m 匀速过程的位移为 x2=v(t-t1)=5 600 m 可得 AB轨道长度为 lAB=x1+x2=6 400 m 12.答案 (1)1 s (2)27 J (3)22 m 解析 (1)设 A的加速度大小为 a1,对 A由牛顿第二定律可得 2mg+1(M+m)g=Ma1 解得 a1=3.5 m/s2,方向向左。 设 B的加速度大小为 a2,对 B由牛顿第二定律可得 F+2mg=ma2 解得 a2=10 m/s2,方向向右。 A做减速运动 v1=v0-a1t B做加速运动 v2
39、=a2t A、B达到共同速度时 v1=v2 解得 t=1 s (2)从开始计时到达到共同速度,A的位移大小为 x1 x1=v0t- a1t 2=11.75 m B的位移大小为 x2 x2= a2t 2=5 m AB间因摩擦而产生的热量为 Q,则 Q=2mg(x1-x2)=27 J (3)经分析,A、B 达到共同速度之后无法相对静止,各自做变速运动,设 A的加 速度大小为 a3,对 A 由牛顿第二定律可得 2mg-1(M+m)g=Ma3 解得 a3=0.5 m/s2,方向向右; 1 s 时,由(1)可得 v1=10 m/s,第 2 s 内,A的位移大小为 x3 x3=v1t+ a3t 2=10.
40、25 m 2 s 内滑板 A的位移大小为 xA=x1+x3=22 m 专题分层突破练专题分层突破练 3 力与曲线运动力与曲线运动 A 组 1. (2020福建厦门模拟)在演示“做曲线运动的条件”的实验中,有一个在水平桌面上向右做 直线运动的小铁球,第一次在其速度方向上放置条形磁铁,第二次在其速度方向上的一侧 放置条形磁铁,如图所示,虚线表示小铁球的运动轨迹。观察实验现象,以下叙述正确的是 ( ) A.第一次实验中,小铁球的运动是匀变速直线运动 B.第二次实验中,小铁球的运动是类平抛运动,其轨迹是一条抛物线 C.该实验说明做曲线运动物体的速度方向沿轨迹的切线方向 D.该实验说明物体做曲线运动的条
41、件是物体受到的合外力的方向与速度方向不在同一 直线上 2.(2020 湖南常德高三二模)投壶是古代士大夫宴饮时做的一种投掷游戏,也是一种礼仪。 某人向放在水平地面的正前方壶中水平投箭(很短,可看作质点),结果箭划着一条弧线提 前落地了。不计空气阻力,为了能把箭抛进壶中,则下次再水平抛箭时,他可能做出的调整 为( ) A.减小初速度,抛出点高度变小 B.减小初速度,抛出点高度不变 C.初速度大小不变,降低抛出点高度 D.初速度大小不变,提高抛出点高度 3.(2020北京密云高三下学期模拟)如图所示是一个研究向心力与哪些因素有关的 DIS实 验装置示意图,其中质量为 m的圆柱体放置在未画出的光滑圆
42、盘边缘,绳子跨过处于圆盘 圆心且能随圆盘转动的无摩擦滑轮,一端连接小圆柱体,另一端连接力传感器,使圆柱体做 匀速圆周运动。圆周运动的轨道半径为 r,光电传感器测定的是圆柱体的线速度,要求画 出的图像便于研究。关于这个实验下列说法不正确的是( ) A.研究向心力与半径的关系时,保持圆柱体线速度和质量一定,应画 F-r图像 B.研究向心力与线速度的关系时,保持圆柱体质量和运动半径一定,应画 F-v2图像 C.研究向心力与质量的关系时,保持圆柱体线速度和运动半径一定,应画 F-m图像 D.如能保证两个传感器同步记录,则圆筒不做匀速圆周运动同样可以完成该实验目的 4. (2020山东济南期末)如图所示
43、为固定在水平地面上的圆弧形容器,容器两端 A、C在同 一高度上,B为容器的最低点,圆弧上 E、F两点也处在同一高度,容器的 AB段粗糙,BC段 光滑。一个可以看成质点的小球,从容器内的 A点由静止释放后沿容器内壁运动到 F以 上、C点以下的 H点(图中未画出),则( ) A.小球运动到 H点时加速度为零 B.小球运动到 E点时的向心加速度与运动到 F点时大小相等 C.小球运动到 E点时的切向加速度与运动到 F点时大小相等 D.小球运动到 E点时的切向加速度比运动到 F点时的小 5. (2020山东济宁高三下学期 5月模拟)如图所示,小球甲从 A点水平抛出,小球乙从 B点自 由释放,两小球先后经
44、过 C点时的速度大小相等,方向夹角为 45 ,已知 A、C高度差为 h, 不计空气阻力,由以上条件可知 B、A两点高度差为( ) A. h B. h C.h D.2h 6.(2020山东青岛高三下学期统一质量检测)全国多地在欢迎援鄂抗疫英雄凯旋时举行了 “飞机过水门”的高级别礼仪,寓意为“接风洗尘”。某次仪式中,水从两辆大型消防车中斜 向上射出,经过 3 s水到达最高点,不计空气阻力和水柱间的相互影响,若水射出后第 1 s 内上升高度为 h,g取 10 m/s2,则水通过前 h段用时为( ) A.0.5 s B.(2- ) s C.(3-2 ) s D.0.2 s 7.游乐场有一种叫作“快乐飞
45、机”的游乐项目,模型如图所示。已知模型飞机质量为 m,固 定在长为 L的旋臂上,旋臂与竖直方向夹角为 ,当模型飞机以角速度 绕中央轴在水平 面内做匀速圆周运动时,下列说法正确的是( ) A.模型飞机受到重力、旋臂的作用力和向心力 B.旋臂对模型飞机的作用力方向一定与旋臂垂直 C.旋臂对模型飞机的作用力大小为 m D.若夹角 增大,则旋臂对模型飞机的作用力减小 B 组 8.(2020山东济南高三下学期模拟)狞猫弹跳力惊人,栖息在干燥的旷野和沙漠,善于捕捉 鸟类。一只狞猫以某一初速度斜向上与水平地面成 角跳离地面,落地前其最大高度为 h,最大水平位移为 x。不考虑空气阻力。下列说法正确的是( )
46、A.保持起跳速度大小不变,增大 角,狞猫在空中的运动时间不变 B.保持起跳速度大小不变,增大 角,狞猫在空中的最大高度 h增大 C.保持起跳角度 不变,增大起跳速度,x与 h的比值减小 D.保持起跳角度 不变,增大起跳速度,x与 h的比值增大 9. 如图所示,水平转台上的小物体 A、B通过轻弹簧连接,并静止在转台上,现从静止开始缓 慢增大转台的转速(在每个转速下都可认为转台匀速转动),已知 A、B的质量分别为 m、 2m,A、B与转台间的动摩擦因数均为 ,A、B离转台中心的距离分别为 1.5r、r,已知弹 簧的原长为 1.5r,劲度系数为 k,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,以下说法正确的是( )
47、 A.当 B受到的摩擦力为零时,A受到的摩擦力方向沿半径指向转台中心 B.B先相对于转台发生滑动 C.当 A、B均相对转台静止时,允许的最大角速度为 D.A刚好要滑动时,转台转动的角速度为 10. (多选)如图所示,长为 l 的轻杆,一端固定一个质量为 m的小球,另一端接有固定转动轴 O, 轻杆可在竖直面内绕转动轴 O无摩擦转动。质量为 m的物块放置在光滑水平面上。开 始时,使小球靠在物块的光滑侧面上,轻杆与水平面夹角 45 ,用手控制物块静止。然后释 放物块,在之后球与物块运动的过程中,下列说法正确的是( ) A.球与物块分离前,球与物块速度相等 B.球与物块分离前,物块速度逐渐增大 C.球与物块分离前,杆上弹力逐渐增大 D.球与物块分离瞬间,球加速度等于重力加速度 g 11.如图甲所示,陀螺可在圆轨道外侧旋转而不脱落,好像轨道对它施加了魔法一样,被称 为“魔力陀螺”。它可等效为一质点在圆轨道外侧运动的模型,如图乙所示。在竖直平面 内固定的强磁性圆轨道半径为 R,A、B两点分别为轨道的最高点与最低点。质点沿轨道 外侧做完整的圆周运动,受圆轨道的强磁性引力始终指向圆心 O且大小恒为 F,当质点以 速率 v= 通过 A点时,对
