?第一層 鞏固提升練(4大題型)
題型1 牛頓第二定律
題型2 牛頓第二定律求瞬時(shí)突變問題
題型3 利用牛頓第二定律分析動(dòng)態(tài)過程
題型4 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的兩類基本問題
?第二層 能力提升練
?第三層 拓展突破練
牛頓第二定律
?積累與運(yùn)用
應(yīng)用牛頓第二定律時(shí)的運(yùn)算方法和研究方法
(1)合成法:若物體只受兩個(gè)力作用而產(chǎn)生加速度時(shí),通常應(yīng)用合成法 求解.
(2)正交分解法:當(dāng)物體受兩個(gè)以上的力作用時(shí),常用正交分解法求合力.多 數(shù)情況下是把力正交分解到加速度的方向上和垂直于加速度的方向上.
(3)整體法和隔離法:由兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體組成的系統(tǒng)中,把相互作 用的多個(gè)物體視為一個(gè)系統(tǒng),對(duì)系統(tǒng)整體進(jìn)行分析研究的方法稱為整體法; 把某個(gè)物體從系統(tǒng)中“隔離”出來,將其作為研究對(duì)象進(jìn)行分析的方法稱為隔 離法.
1.如圖所示,質(zhì)量為M的框架放在水平地面上,一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧上端固定在框架上,下端拴著一質(zhì)量為m的小球,小球上下振動(dòng)時(shí),框架始終沒有跳起。當(dāng)小球的加速度大小為時(shí),關(guān)于地面和彈簧對(duì)框架的彈力大小正確分析是( )。
A.地面對(duì)框架的彈力一定為0
B.地面對(duì)框架的彈力一定大于等于Mg
C.彈簧對(duì)框架的彈力一定為Mg
D.彈簧對(duì)框架的彈力一定大于等于Mg
【答案】D
【詳解】小球的加速度大小為時(shí),如果方向向下時(shí)
彈簧彈力為
彈簧對(duì)框架的彈力為Mg,對(duì)框架分析
地面對(duì)框架的彈力
小球的加速度大小為時(shí),如果方向向上時(shí)
解得彈簧彈力為
彈簧對(duì)框架的彈力為,對(duì)框架分析可知地面對(duì)框架的彈力
故選D。
2.如圖,質(zhì)量為60kg的人站在水平地面上,用定滑輪裝置將質(zhì)量為的重物送入井中。當(dāng)重物以的加速度加速下落時(shí),忽略繩子和定滑輪的質(zhì)量及繩子與定滑輪間的摩擦,則人對(duì)地面的壓力大小為(g取)( )
A.200NB.920NC.320ND.280N
【答案】C
【詳解】先研究重物,重物的加速度,受到重力與繩子的拉力,根據(jù)牛頓第二定律有
解得
再以人為研究對(duì)象,受力分析,重力Mg、繩子向上的拉力F、地面的支持力N,處于平衡狀態(tài)。則根據(jù)平衡條件有
解得
由牛頓第三定律可得:人對(duì)地面的壓力大小為
故選C。
3.“析萬物之理,判天地之美”,了解物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程,學(xué)會(huì)像科學(xué)家那樣觀察和思考,往往比掌握知識(shí)本身更重要。下列說法中符合事實(shí)的是( )
A.亞里士多德指出力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因
B.牛頓第一定律和牛頓第二定律都可通過實(shí)驗(yàn)直接檢驗(yàn)
C.伽利略通過實(shí)驗(yàn)證明了重的物體比輕的物體下落得快
D.牛頓在伽利略和笛卡兒研究的基礎(chǔ)上總結(jié)得出了牛頓第一定律
【答案】D
【詳解】A.亞里士多德認(rèn)為力是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,伽利略認(rèn)為力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,故A錯(cuò)誤;
B.牛頓第一定律不可能通過實(shí)驗(yàn)直接檢驗(yàn),牛頓第二定律可通過實(shí)驗(yàn)直接檢驗(yàn),故B錯(cuò)誤;
C.伽利略通過實(shí)驗(yàn)證明了忽略空氣阻力的情況下,輕、重物體下落一樣快,故C錯(cuò)誤;
D.牛頓在伽利略和笛卡兒研究的基礎(chǔ)上總結(jié)得出了牛頓第一定律,故D正確。
故選D。
(多選)4.下列說法正確的有( )
A.牛頓第二定律可表述為,也可以寫成等式,其中定義力的單位為牛頓后才有了比例系數(shù)k=1
B.彈簧彈力的表達(dá)式F=kx由英國科學(xué)家胡克發(fā)現(xiàn),其中x為彈簧發(fā)生形變后的總長(zhǎng)度
C.太空中由于失重,無法用天平測(cè)量質(zhì)量,但是可以借助牛頓第二定律測(cè)量物體的質(zhì)量
D.工程設(shè)計(jì)中,常通過光學(xué)的方法觀察有機(jī)玻璃的微小形變,這是運(yùn)用了物理學(xué)中轉(zhuǎn)換測(cè)量的方法。
【答案】ACD
【詳解】A.牛頓第二定律可表述為,也可以寫成等式,其中定義力的單位為牛頓后才有了比例系數(shù)k=1,選項(xiàng)A正確;
B.彈簧彈力的表達(dá)式F=kx由英國科學(xué)家胡克發(fā)現(xiàn),其中x為彈簧發(fā)生形變后的形變量,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;
C.太空中由于失重,無法用天平測(cè)量質(zhì)量,但是可以借助牛頓第二定律測(cè)量物體的質(zhì)量,選項(xiàng)C正確;
D.工程設(shè)計(jì)中,常通過光學(xué)的方法觀察有機(jī)玻璃的微小形變,這是運(yùn)用了物理學(xué)中轉(zhuǎn)換測(cè)量的方法,將微小量放大,選項(xiàng)D正確。
故選ACD。
5.賽車出廠前要經(jīng)過啟動(dòng)與剎車性能的測(cè)試。在平直的跑道上,質(zhì)量為m的某賽車從靜止開始先做勻加速直線運(yùn)動(dòng),到達(dá)某一速度v時(shí)立即剎車直到停止運(yùn)動(dòng),剎車過程視為勻減速直線運(yùn)動(dòng)。整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程所用時(shí)間為t,剎車位移為加速位移的一半,求:
(1)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程位移的大?。?br>(2)剎車過程賽車受到的阻力大小。
【答案】(1)
(2)
【詳解】(1)根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)平均速度推論可知,全程平均速度
整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程的位移大小
(2)設(shè)加速位移為x、時(shí)間為t,減速位移為、時(shí)間為t2,則加速時(shí)間
減速時(shí)間


根據(jù)牛頓第二定律
聯(lián)立上式解得
牛頓第二定律求瞬時(shí)突變問題
?積累與運(yùn)用
若合外力的大小或方向改變,則加速度的大小或方向也同時(shí)改變;如果合外力 變?yōu)榱?,則加速度也同時(shí)變?yōu)榱悖蝗绻贤饬Πl(fā)生突變,則對(duì)應(yīng)加速度也發(fā)生突變.
(1)剛性繩(或桿、接觸面):不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力.若剪斷剛性繩 (或脫離桿、接觸面),則彈力立即消失,不需要形變恢復(fù)時(shí)間.一般題目中所給細(xì) 線和接觸面在不加特殊說明時(shí),均可按此模型處理.
(2)彈簧(或橡皮繩):此模型的特點(diǎn)是產(chǎn)生彈力時(shí)形變量大,其形變恢復(fù)需 要較長(zhǎng)時(shí)間, 在突變問題中,其彈力的大小往往可以看成不變.
6.如圖所示,升降機(jī)以加速度a豎直向上做勻加速運(yùn)動(dòng),升降機(jī)內(nèi)有質(zhì)量之比為2:1的物體A、B,重力加速度為g,A、B間用輕彈簧相連并通過質(zhì)量不計(jì)的輕繩懸掛在升降機(jī)頂上,剪斷輕繩的瞬間,A、B的加速度大小分別為( )
A.1.5g、aB.、aC.、2aD.0、2a
【答案】B
【詳解】設(shè)B的質(zhì)量為m,剪斷輕繩前,彈簧彈力大小為F,繩子拉力大小為T,將A、B及彈簧視為整體,根據(jù)牛頓第二定律有
解得
以B為研究對(duì)象,根據(jù)牛頓第二定律有
解得
剪斷輕繩后,繩中拉力T消失,彈簧彈力F不變,所以B受力不變,加速度大小仍為a,而A所受力發(fā)生變化,根據(jù)牛頓第二定律有
解得
故選B。
7.如圖所示,質(zhì)量均為m的A、B、C、D四個(gè)小球,通過細(xì)線或輕彈簧互相連接,懸掛于天花板上的O點(diǎn),系統(tǒng)開始處于靜止?fàn)顟B(tài),重力加速度為g。將B、C間的細(xì)線剪斷的瞬間,B、D的加速度大小分別為( )
A.2g,gB.2g,0C.g,0D.g,g
【答案】B
【詳解】平衡時(shí)細(xì)繩BC間的拉力為T=2mg,上面彈簧的彈力
F=3mg
則剪斷BC間的細(xì)繩時(shí),兩邊彈簧的彈力不能突變,可知D球受力不變,加速度為零;B球的加速度
故選B。
8.質(zhì)量為4kg的物體在水平力作用下沿粗糙水平面作勻速運(yùn)動(dòng),若水平力增加4N,則物體的加速度的增量( )
A.一定為lm/s2B.因水平力未知,故無法確定
C.因摩擦力未知,故無法確定D.一定小于lm/s2
【答案】A
【詳解】物體在水平力作用下沿粗糙水平面作勻速運(yùn)動(dòng),加速度為0,若水平力增加4N,即為合力,則
由于之前加速度為0,則加速度增量為lm/s2。
故選A。
(多選)9.如圖所示,在光滑的水平面上有一個(gè)質(zhì)量為m=3kg的小球,有一水平輕質(zhì)彈簧左端固定在墻上,右端與小球相連,小球右側(cè)用不可伸長(zhǎng)的輕繩連接在天花板上,輕繩與豎直方向成θ=53°角,此時(shí)小球處于靜止?fàn)顟B(tài),且水平面對(duì)小球的彈力恰好為零。重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8,cs53°=0.6。當(dāng)剪斷輕繩的瞬間,下列說法正確的是( )
A.輕質(zhì)彈簧的彈力大小為40N
B.小球仍處于平衡狀態(tài)
C.小球的加速度大小為,方向水平向左
D.小球的加速度大小為,方向水平向左
【答案】AC
【詳解】A.剪斷輕繩的瞬間,輕質(zhì)彈簧的彈力大小不變,則
選項(xiàng)A正確;
B.剪斷輕繩的瞬間,此時(shí)小球受合力不為零,不是處于平衡狀態(tài),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;
CD.小球的加速度大小為
方向水平向左,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。
故選AC。
(多選)10.如圖所示,在傾角為的光滑斜面的上、下兩端分別有兩塊薄擋板,在兩擋板間有兩根輕質(zhì)彈簧a、b一端分別固定在兩擋板上,在a、b另一端之間系住一小球,整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知僅撤去彈簧a的瞬間,小球加速度大小為,已知重力加速度,,。則僅撤去彈簧b的瞬間,小球的加速度可能為( )
A.大小為,方向沿斜面向上
B.大小為,方向沿斜面向下
C.大小為,方向沿斜面向上
D.大小為,方向沿斜面向下
【答案】BD
【詳解】AB.設(shè)小球質(zhì)量為,撤去彈簧的瞬間,小球加速度方向可能沿斜面向上或向下;當(dāng)沿斜面向上時(shí),對(duì)小球由牛頓第二定律有
解得
小球靜止時(shí),有
解得
則僅撤去彈簧的瞬間,有
解得
方向沿斜面向下,故A錯(cuò)誤,B正確;
CD.同理,如果撤去的瞬間,加速度的方向沿斜面向下時(shí),有
解得
則當(dāng)小球靜止不動(dòng)時(shí),有
解得
則撤去彈簧的瞬間,有
解得
方向沿斜面向下,故C錯(cuò)誤,D正確。
故選BD。
利用牛頓第二定律分析動(dòng)態(tài)過程
11.一個(gè)物體在多個(gè)力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),如果僅使其中的一個(gè)力大小逐漸減小到零,然后又從零逐漸恢復(fù)到原來的大小(此力的方向始終未變),在此過程中其余各力均不變,則下列對(duì)該過程的說法正確的是( )
A.物體運(yùn)動(dòng)的速度先增大后減小
B.物體運(yùn)動(dòng)的速度方向?qū)l(fā)生改變
C.物體運(yùn)動(dòng)的加速度先減小后增大
D.物體運(yùn)動(dòng)的加速度先增大后減小
【答案】D
【詳解】物體在多個(gè)力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),其中的一個(gè)力與其余幾個(gè)力的合力大小相等、方向相反,如果僅使其中的一個(gè)力大小逐漸減小到零,然后又從零逐漸恢復(fù)到原來的大小,在此過程中,物體所受合力先增大后減小到零,所以物體運(yùn)動(dòng)的加速度先增大后減??;因加速度方向沒變,故物體運(yùn)動(dòng)的速度一直增大,方向不變。
故選D。
12.如圖為某學(xué)校學(xué)生體育課練習(xí)“擊鼓顛球”場(chǎng)景,鼓身周圍對(duì)稱系著多根相同的輕繩,10名學(xué)生圍成一圈各握兩根輕繩,通過手中的輕繩來控制鼓的運(yùn)動(dòng),使鼓能和豎直下落的球發(fā)生碰撞。若活動(dòng)過程中保持鼓面始終水平,球與鼓面接觸時(shí)控制鼓不動(dòng),忽略空氣阻力。下列說法正確的是( )
A.球離開鼓面后,在空中先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)
B.球下落時(shí)從接觸鼓面到最低點(diǎn)過程中,速度一直減小
C.球下落時(shí)從接觸鼓面到最低點(diǎn)過程中,加速度先減小后增大
D.球接觸鼓面到最低點(diǎn)時(shí),速度和加速度均為零
【答案】C
【詳解】A.球離開鼓面后,球做豎直上拋運(yùn)動(dòng),加速度為重力加速度,方向豎直向下,則球在空中始終處于失重狀態(tài),故A錯(cuò)誤;
BC.球下落時(shí)從接觸鼓面到最低點(diǎn)過程中,鼓面的形變逐漸增大,彈力逐漸增大,鼓面對(duì)球的彈力方向向上,大小先小于球的重力,后大于球的重力,可知,球下落過程,加速度方向先向下后向上,則球向下先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),后做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤,C正確;
D.結(jié)合上述可知,球接觸鼓面到最低點(diǎn)時(shí),球的速度減小至零,加速度不為零,故D錯(cuò)誤。
故選C。
13.2023年10月2日,在杭州亞運(yùn)會(huì)蹦床女子個(gè)人項(xiàng)目決賽中,中國選手包攬冠亞軍。假設(shè)在比賽中的某一個(gè)時(shí)間段內(nèi)蹦床所受的壓力隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示,忽略空氣阻力,重力加速度。下列說法正確的是( )
A.1.0s~1.4s內(nèi)運(yùn)動(dòng)員向上運(yùn)動(dòng),處于失重狀態(tài)
B.1.0s~1.4s內(nèi)運(yùn)動(dòng)員向下運(yùn)動(dòng),處于超重狀態(tài)
C.1.4s時(shí)運(yùn)動(dòng)員的速度達(dá)到最大值
D.運(yùn)動(dòng)員在脫離蹦床后的上升過程中上升的最大高度約為3.6m
【答案】D
【詳解】AB.1.0s~1.4s內(nèi)運(yùn)動(dòng)員對(duì)蹦床的壓力逐漸變大,則運(yùn)動(dòng)員向下運(yùn)動(dòng),壓力先小于重力,加速度向下,失重;后壓力大于重力,加速度向上,超重,選項(xiàng)AB錯(cuò)誤;
C.1.4s時(shí)運(yùn)動(dòng)員對(duì)蹦床的壓力最大,此時(shí)到達(dá)最低點(diǎn),則運(yùn)動(dòng)員的速度為零,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;
D.運(yùn)動(dòng)員在脫離蹦床后到再次回到蹦床上用時(shí)間為3.8s-2.1s=1.7s,則上升過程中上升的最大高度約為
選項(xiàng)D正確。
故選D。
14.雨滴從高空靜止下落過程中,受到的空氣阻力滿足,k為定值,取豎直向下為正,下列表示雨滴速度v和加速度a的圖像可能正確的是( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【詳解】雨滴從高空靜止下落過程中,設(shè)雨滴的質(zhì)量為,根據(jù)牛頓第二定律可得
可知隨著雨滴速度的增大,加速度逐漸減小,所以雨滴做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),則圖像的切線斜率逐漸減?。划?dāng)空氣阻力等于雨滴重力時(shí),雨滴的加速度減為0,且加速度與速度不是線性關(guān)系。
故選B。
15.如圖,一水平輕質(zhì)彈簧的左端固定在豎直墻壁上,右端與一小物塊相連,剛開始物塊靜止且彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài),現(xiàn)對(duì)物塊施加一個(gè)水平向右的拉力F使物塊向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。彈簧始終處于彈性限度內(nèi),物塊與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)恒定,不計(jì)空氣阻力。下列關(guān)于拉力F隨物塊位移x變化的圖像正確的是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【詳解】根據(jù)牛頓第二定律有

物塊做勻加速運(yùn)動(dòng),則與的關(guān)系的一次函數(shù)的關(guān)系,截距為正。
故選A。
16.在建筑裝修中,工人用一質(zhì)量為、與墻面動(dòng)摩擦因數(shù)為的磨石打磨豎直粗糙墻面,在與豎直面成角的推力作用下,磨石以速度向上勻速運(yùn)動(dòng),如圖所示。則( )
A.磨石受到的摩擦力大小為
B.若僅略微減小角,則磨石將做減速運(yùn)動(dòng)
C.若撤掉,磨石會(huì)立刻向下運(yùn)動(dòng)
D.若撤掉,磨石受到的摩擦力大小變?yōu)?br>【答案】A
【詳解】A.對(duì)磨石受力分析如圖所示
在豎直方向上,由平衡條件得
水平方向有
其中
聯(lián)立可得磨石受到的摩擦力大小為
故A正確;
B.若僅略微減小角,則變大,變小,根據(jù)
可知變小,則有
合力方向向上,磨石向上做加速運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤;
C.若撤掉,由于慣性,磨石仍會(huì)向上運(yùn)動(dòng),并不會(huì)立刻向下運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤;
D.若撤掉,墻面對(duì)磨石的彈力變?yōu)?,則磨石受到的摩擦力大小變?yōu)?,故D錯(cuò)誤。
故選A。
牛頓運(yùn)動(dòng)定律的兩類基本問題
?積累與運(yùn)用
1.求力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,加速度是橋梁
2.已知力求運(yùn)動(dòng)一般用決定式,已知運(yùn)動(dòng)求力一般用定義式:
3.運(yùn)動(dòng)中加速度恒定可作為一個(gè)運(yùn)動(dòng)過程,若加速度發(fā)生變化則作為一個(gè)新過程的開始,運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)折點(diǎn)的速度是前后過程聯(lián)系的關(guān)鍵量
17.一輛車由于突發(fā)狀況直線剎車至靜止,因剎車抱死在地面上留下痕跡,交警測(cè)量了路面上留下的剎車痕跡,要粗略判斷汽車是否超速,其中重力加速度已知,只需要知道下列選項(xiàng)中一個(gè)數(shù)據(jù)就可以解決這個(gè)問題,這個(gè)數(shù)據(jù)是( )
A.汽車的質(zhì)量B.汽車的輪胎與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)
C.汽車所受的摩擦力D.汽車所受的支持力
【答案】B
【詳解】汽車剎車時(shí)可以看成是勻減速運(yùn)動(dòng),設(shè)汽車剎車瞬間時(shí)的速度為,加速度大小為,剎車痕跡為,由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得
結(jié)合牛頓第二定律可知
聯(lián)立解得
故可得要通過一個(gè)數(shù)據(jù)就可以求得汽車是否超速時(shí),該數(shù)據(jù)為汽車的輪胎與地面的動(dòng)摩擦因數(shù),B正確。
故選B。
18.位于貴州與云南交界處的北盤江大橋是世界第一高橋,其水平橋面長(zhǎng)1341m。某汽車在橋面上以72km/h的速度勻速運(yùn)動(dòng),突然發(fā)現(xiàn)前方有一靜止障礙物,司機(jī)反應(yīng)1s后立即剎車,恰與障礙物不相撞,汽車剎車過程中受到的阻力是車自身重力的0.5倍,重力加速度g取,則司機(jī)發(fā)現(xiàn)障礙物時(shí)汽車和障礙物間距離為( )
A.40mB.50mC.60mD.70m
【答案】C
【詳解】汽車以速度勻速運(yùn)動(dòng),剎車時(shí)加速度大小為
設(shè)從開始剎車到剛好停止時(shí)的位移為,根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律得
故司機(jī)發(fā)現(xiàn)障礙物時(shí)汽車和障礙物間距離為

代入解得
故選C。
19.2024年2月初,湖南省多地出現(xiàn)凍雨天氣,路面、橋面結(jié)冰導(dǎo)致行車過程剎車時(shí)不能及時(shí)停住的事故時(shí)有發(fā)生。小剛分析,直線行車時(shí)剎車將車輪抱死但不能短距離停車是因?yàn)檐嚿磔^輕,摩擦力不大導(dǎo)致,若行車時(shí)車上多乘坐幾個(gè)人,剎車時(shí)速度相同,輪胎及路面等其他條件相同的前提下,車輪抱死剎車直線滑行距離與空載時(shí)對(duì)比( )
A.多坐乘客時(shí),摩擦力大,剎車距離更短
B.空載時(shí)慣性小,剎車距離更短
C.空載和滿載乘客時(shí)剎車距離相同
D.由于乘載的重量具體值未知,無法判斷
【答案】C
【詳解】根據(jù)題意,由牛頓第二定律有
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有
可得
在、一定的情況下一定,與重量無關(guān)。
故選C。
20.城市進(jìn)入高樓時(shí)代后,高空墜物已成為危害極大的社會(huì)安全問題。一個(gè)雞蛋從20m高的樓上自由下落,若將雞蛋撞擊地面的過程簡(jiǎn)化為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)做勻減速直線運(yùn)動(dòng),從觸地到完全停止質(zhì)點(diǎn)的位移為0.05m,不計(jì)空氣阻力,則雞蛋對(duì)地面的平均沖擊力是其重力的( )
A.400倍B.200倍C.100倍D.10倍
【答案】A
【詳解】雞蛋自由下落20m過程,根據(jù)速度與位移的關(guān)系式有
雞蛋與地面碰撞過程,從觸地到完全停止質(zhì)點(diǎn)的位移為0.05m,利用逆向思維有
根據(jù)牛頓第二定律有
根據(jù)牛頓第三定律有
解得
故選A。
21.如圖所示為冰壺比賽場(chǎng)地簡(jiǎn)圖,P、Q、O為場(chǎng)地中心線上的三個(gè)點(diǎn),O為營壘圓心,Q為營壘圓形邊界與中線交點(diǎn).運(yùn)動(dòng)員練習(xí)投擲冰壺,經(jīng)過助滑階段,將冰壺投出,冰壺中心運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的速度為。冰壺沿著直線運(yùn)動(dòng),但是隊(duì)友發(fā)現(xiàn)冰壺中心到不了O點(diǎn),于是從中點(diǎn)開始擦冰,一直擦到冰壺停下為止,冰壺中心恰好停在了O點(diǎn)。已知,擦冰前冰壺與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.02,重力加速度。則擦冰后冰壺與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)約為( )
A.0.014B.0.015C.0.016D.0.017
【答案】A
【詳解】設(shè)開始擦冰位置時(shí)的速度為v,則
其中
根據(jù)牛頓第二定律可知
聯(lián)立可解得
故選A。
22.在光滑水平地面上停放著一質(zhì)量的足夠長(zhǎng)平板小車,質(zhì)量的小物塊靜置于小車上,如圖甲。時(shí)刻,小物塊以速度向右滑動(dòng),同時(shí)對(duì)物塊施加一水平向左、大小恒定的外力,物塊與小車在第內(nèi)運(yùn)動(dòng)的圖像如圖乙所示。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度大小取。求:
(1)物塊與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)和恒力的大??;
(2)第內(nèi)物塊與小車間的相對(duì)位移。
【答案】(1),;(2)
【詳解】(1)由圖乙可知,小車的加速度為
根據(jù)牛頓第二定律
解得
由圖乙可知,物塊的加速度為
根據(jù)牛頓第二定律
解得
(2)第1s內(nèi)物塊的位移為
小車的位移為
所以,第1s內(nèi)物塊與小車間的相對(duì)位移
1.2024年6月2日,嫦娥六號(hào)成功著陸月球背面南極——艾特肯盆地。嫦娥六號(hào)利用向下噴射氣體產(chǎn)生的反作用力,有效地控制了探測(cè)器著陸過程中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。其中一段著陸過程中,探測(cè)器減速的加速度大小a隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖所示,時(shí)刻探測(cè)器的速度恰好為零。下列說法中正確的是( )
A.時(shí)間內(nèi),探測(cè)器做勻速直線運(yùn)動(dòng)
B.探測(cè)器在時(shí)刻的速度大小是時(shí)刻的4倍
C.時(shí)間內(nèi),探測(cè)器的位移大小為
D.氣體對(duì)探測(cè)器的作用力大小在時(shí)刻是時(shí)刻的兩倍
【答案】B
【詳解】A.由圖像可知,時(shí)間內(nèi),加速度不變,探測(cè)器做勻減速直線運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)圖像與橫軸圍成的面積表示速度變化量,且時(shí)刻探測(cè)器的速度恰好為零,可知探測(cè)器在時(shí)刻的速度大小為
探測(cè)器在時(shí)刻的速度大小為
可知探測(cè)器在時(shí)刻的速度大小是時(shí)刻的4倍,故B正確;
C.探測(cè)器在時(shí)刻的速度大小為
則時(shí)間內(nèi),探測(cè)器的位移大小為
故C錯(cuò)誤;
D.設(shè)探測(cè)器的質(zhì)量為,時(shí)刻根據(jù)牛頓第二定律可得
時(shí)刻根據(jù)牛頓第二定律可得
則有
故D錯(cuò)誤。
故選B。
2.如圖所示,一輛裝滿石塊的貨車在平直道路上以加速度向右加速運(yùn)動(dòng)。貨箱中石塊的質(zhì)量為,則關(guān)于石塊的受力說法正確的是( )
A.石塊受到周圍其他石塊的作用力方向水平向右,大于等于
B.石塊受到周圍其他石塊的作用力方向斜向右上,大小大于
C.當(dāng)加速度足夠大,石塊受到的合力可能為零
D.當(dāng)加速度足夠小,石塊受到周圍其他石塊的作用力可能為零
【答案】B
【詳解】AB.石塊具有向右的加速度,由于重力方向豎直向下,則石塊受到周圍其他石塊的作用力方向斜向右上方,大小為
A錯(cuò)誤,B正確;
C.當(dāng)加速度為零時(shí),石塊B受到重力和周圍其他石塊的作用力,兩個(gè)力等大反向,此時(shí)合力才為零,C錯(cuò)誤;
D.只有自由落體運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)下,石塊B受到周圍其他石塊的作用力為零,D錯(cuò)誤。
故選B。
3.如圖所示,用輕彈簧將質(zhì)量為4m和2m的A、B兩個(gè)小球相連,B的上端通過輕繩懸掛于天花板,處于靜止?fàn)顟B(tài)。重力加速度為g,若將輕繩剪斷,則剪斷瞬間A和B的加速度大小分別為( )
A.g,gB.0,2gC.3g,0D.0,3g
【答案】D
【詳解】剪斷輕繩前,對(duì)A分析,由平衡可知
若將輕繩剪斷,由于彈簧的彈力不發(fā)生突變,A還是處于平衡狀態(tài),所以剪斷瞬間A的加速度大小為零,對(duì)B根據(jù)牛頓第二定律
解得
故選D。
4.如圖所示,用兩根輕繩a、b和輕彈簧c懸掛兩個(gè)相同的小球,其中a繩與豎直方向夾角為30°,c彈簧水平,兩小球靜止,下列說法正確的是( )
A.a(chǎn)繩的彈力是c彈簧彈力的倍
B.剪斷a繩瞬間,2球的加速度為零
C.剪斷b繩瞬間,1球的加速度為零
D.剪斷b繩瞬間,2球的加速度大小為
【答案】D
【詳解】A.以小球1、2為整體受力分析,根據(jù)平衡條件可得
所以
,,
故A錯(cuò)誤;
B.剪斷a繩瞬間,輕彈簧彈力不發(fā)生突變,對(duì)2球,有
所以
故B錯(cuò)誤;
C.剪斷b繩瞬間,連接1、2小球的b繩沒有拉力,1球只受重力,加速度為g,故C錯(cuò)誤;
D.剪斷b繩瞬間,對(duì)2球只受重力和彈簧彈力,其加速度為
故D正確。
故選D。
5.如圖,質(zhì)量分別為、、、m的四個(gè)小球A、B、C、D,通過細(xì)線或輕彈簧互相連接,懸掛于O點(diǎn),處于靜止?fàn)顟B(tài),重力加速度為g。若將B、C間的細(xì)線剪斷,則剪斷瞬間B和C的加速度大小分別為( )
A.g,B.2g,C.2g,D.g,
【答案】A
【詳解】剪斷前,對(duì)BCD分析
對(duì)D
剪斷后,對(duì)B
解得
方向豎直向上;對(duì)C
解得
方向豎直向下。
故選A。
6.甲駕駛汽車在一段平直馬路上等綠燈,甲啟動(dòng)汽車時(shí)乙駕駛汽車剛好從旁邊經(jīng)過,他們的圖像如圖所示,下列說法正確的是( )
A.兩車同時(shí)到達(dá)處
B.甲駕駛汽車勻加速度直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為
C.從甲啟動(dòng)汽車到兩車速度相等經(jīng)歷的時(shí)間為
D.兩車在內(nèi),乙受到座椅的作用力豎直向上,甲受到座椅的作用力水平向前
【答案】C
【詳解】B.在位移內(nèi),設(shè)甲的加速度為a,由初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得
解得
故B錯(cuò)誤;
A.甲做勻加速直線運(yùn)動(dòng),乙做勻速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)甲、乙運(yùn)動(dòng)相等的位移,所需要的運(yùn)動(dòng)時(shí)間不相等,即兩物體不在同一時(shí)刻到達(dá)處,則兩物體不在處相遇,故A錯(cuò)誤;
C.由
綜合解得甲、乙速度相等的時(shí)刻為
故C正確;
D.乙做勻速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)平衡條件可知乙受到座椅的作用力豎直向上,甲做勻加速直線運(yùn)動(dòng),座椅對(duì)甲的作用力豎直方向的分力與重力平衡,水平方向的分力提供加速度,根據(jù)力的合成可知甲受到座椅的作用力斜向前上,故D錯(cuò)誤。
故選C。
7.2024年巴黎奧運(yùn)會(huì)女子3米跳板跳水決賽、中國選手奪得金牌,中國隊(duì)在該項(xiàng)目上取得十連冠。圖甲是運(yùn)動(dòng)員觸水瞬間照片。圖乙是某同學(xué)分析該運(yùn)動(dòng)員離開跳板開始計(jì)時(shí)畫出的v-t圖像,圖像中僅0~t2段為直線。不計(jì)空氣阻力,則圖甲對(duì)應(yīng)的時(shí)刻應(yīng)為( )
A.t1B.t2C.t3D.t4
【答案】B
【詳解】根據(jù)題意,運(yùn)動(dòng)員先做豎直上拋運(yùn)動(dòng),到達(dá)最高點(diǎn)速度為零,即t1時(shí)刻到達(dá)最高點(diǎn),接下來做自由落體運(yùn)動(dòng),圖線的斜率不變,當(dāng)運(yùn)動(dòng)員與水面接觸時(shí),受到向上的水的阻力,加速度開始減小,但加速度仍然向下,速度增大,所以運(yùn)動(dòng)員與水面接觸的時(shí)刻為t2,當(dāng)阻力增大到與重力相等時(shí),運(yùn)動(dòng)員的速度達(dá)到最大,之后阻力大于重力,運(yùn)動(dòng)員開始做減速運(yùn)動(dòng),直到最低點(diǎn)速度減為零。
故選B。
8.利用智能手機(jī)的加速度傳感器可直觀顯示手機(jī)的加速度情況。用手掌托著手機(jī),打開加速度傳感器后,手掌從靜止開始上下運(yùn)動(dòng)。以豎直向上為正方向,測(cè)得手機(jī)在豎直方向的加速度隨時(shí)間變化的圖像如圖所示,則手機(jī)( )
A.在時(shí)刻速度最大B.在時(shí)刻開始減速上升
C.在時(shí)間內(nèi)處于失重狀態(tài)D.在時(shí)間內(nèi)受到的支持力逐漸增大
【答案】B
【詳解】A.由圖像可知時(shí)間內(nèi),加速度向上逐漸變大,速度逐漸增大,時(shí)刻加速度最大,而速度還在繼續(xù)增大,故A錯(cuò)誤;
B.由圖可知,時(shí)刻后加速度方向向下,為失重狀態(tài),速度方向向上,所以向上做減速運(yùn)動(dòng),故B正確;
C.時(shí)間內(nèi),加速度的方向依然向上,應(yīng)處于超重狀態(tài),故C錯(cuò)誤;
D.對(duì)手機(jī)進(jìn)行受力分析可知,時(shí)間內(nèi),有
該段時(shí)間內(nèi),a逐漸減小,因此支持力逐漸減小,故D錯(cuò)誤。
故選B。
9.如圖所示,一光滑的球裝在一密閉的盒子里,球剛好與盒子的各壁相接觸,現(xiàn)將盒子豎直向上拋出,最后回到拋出點(diǎn),若空氣阻力大小與速率的平方成正比,則( )
A.在上升過程中,球?qū)凶由媳砻嬗邢蛏系淖饔昧?br>B.在上升過程中,球與盒子上下表面都無作用力
C.在下降過程中,球與盒子之間有作用力,且作用力在變小
D.從拋出到回到拋出點(diǎn)的過程中,球與盒子之間始終有作用力
【答案】A
【詳解】AB.在上升過程中,對(duì)整體,根據(jù)牛頓第二定律
可得
對(duì)球,根據(jù)牛頓第二定律
解得
方向豎直向下,根據(jù)牛頓第三定律,在上升過程中,球?qū)凶由媳砻嬗邢蛏系淖饔昧Γ蔄正確,B錯(cuò)誤;
C.在下降過程中,對(duì)整體,根據(jù)牛頓第二定律
可得
對(duì)球,根據(jù)牛頓第二定律
解得
在下降過程中,球的速度逐漸增大,空氣阻力大小與速率的平方成正比,則空氣阻力逐漸增大,球與盒子之間有作用力,且作用力在變大,故C錯(cuò)誤;
D.從拋出到回到拋出點(diǎn)的過程中,當(dāng)球位于最高點(diǎn)時(shí),球與盒子之間沒有作用力,故D錯(cuò)誤。
故選A。
(多選)10.一個(gè)質(zhì)點(diǎn)從靜止開始做直線運(yùn)動(dòng),內(nèi)做加速運(yùn)動(dòng),加速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示,則在內(nèi),下列說法正確的是( )
A.質(zhì)點(diǎn)受到的合外力越來越大
B.質(zhì)點(diǎn)的速度變化越來越快
C.時(shí),質(zhì)點(diǎn)的速度大小為
D.質(zhì)點(diǎn)的平均速度大于
【答案】AB
【詳解】AB.由圖像可知,加速度越來越大,則質(zhì)點(diǎn)的速度變化越來越快,根據(jù)牛頓第二定律可知質(zhì)點(diǎn)受到的合外力越來越大,故AB正確;
CD.根據(jù)圖像與橫軸圍成的面積表示速度變化量,且初速度為0,可知時(shí),質(zhì)點(diǎn)的速度大小為
由于質(zhì)點(diǎn)做加速度逐漸增大的加速運(yùn)動(dòng),則圖像如圖所示
則在內(nèi),質(zhì)點(diǎn)的平均速度應(yīng)滿足
故CD錯(cuò)誤。
故選AB。
11.人工智能已在生活中得到廣泛應(yīng)用。一游客攜帶智能行李箱出行,旅客行走時(shí),行李箱無需人的牽引可在地面上跟隨游客運(yùn)動(dòng),如圖甲所示。某段時(shí)間內(nèi),行李箱速度v隨時(shí)間t的變化圖像如圖乙所示。已知行李箱的質(zhì)量,時(shí)間內(nèi)行李箱的總位移。求:
(1)行李箱加速階段的位移大小以及減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;
(2)減速階段行李箱受到的合力大小F。
【答案】(1),
(2)
【詳解】(1)由圖像可知行李箱前5s內(nèi)的位移大小為
其中

代入可得
5s后的位移大小為
其中
解得
(2)行李箱減速過程中的加速度大小為,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式
由牛頓第二定律有
解得
12.汽車由靜止開始沿水平道路從甲地駛向乙地。汽車先做勻加速直線運(yùn)動(dòng),速度達(dá)到20m/s后,然后關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)做勻減速直線運(yùn)動(dòng),到達(dá)乙地時(shí)剛好靜止。已知甲乙兩地相距500m。求:
(1)汽車從甲地駛往乙地的時(shí)間;
(2)若汽車質(zhì)量為2000kg,且所受水平阻力恒為1000N,汽車在加速階段所受水平牽引力為多大?
【答案】(1)
(2)
【詳解】(1)設(shè)勻加速過程的時(shí)間為,勻加速過程的位移大小為,勻減速過程的時(shí)間為,勻減速過程的位移大小為,則有
,

聯(lián)立可得汽車從甲地駛往乙地的時(shí)間為
(2)汽車做勻減速運(yùn)動(dòng)過程,根據(jù)牛頓第二定律可得
解得加速度大小為
則有
,
汽車做勻加速過程,根據(jù)牛頓第二定律可得

聯(lián)立解得汽車在加速階段所受水平牽引力為
13.如圖所示,水平面上放置著緊靠在一起的8個(gè)完全相同的物塊,每個(gè)物塊的質(zhì)量均為,長(zhǎng)度均為,與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為,第一個(gè)物塊的最左側(cè)有一可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊,滑塊的質(zhì)量,它與物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù),某時(shí)刻給滑塊水平向右的初速度,重力加速度。求:

(1)當(dāng)滑塊運(yùn)動(dòng)到第幾個(gè)物塊時(shí),物塊開始滑動(dòng);
(2)滑塊最終停在第幾個(gè)物塊上。
【答案】(1)5
(2)5
【詳解】(1)設(shè)當(dāng)滑塊運(yùn)動(dòng)到第n個(gè)物塊時(shí),物塊開始滑動(dòng),則
解得
即當(dāng)滑塊運(yùn)動(dòng)到第5個(gè)物塊時(shí),物塊開始滑動(dòng)。
(2)滑塊在木塊上做減速運(yùn)動(dòng)的加速度
物塊剛滑上第5個(gè)木塊時(shí)的速度
滑上第5個(gè)木塊時(shí)從第5到第8個(gè)木塊的加速度
滑塊與木塊共速時(shí)則
解得
此時(shí)滑塊在木板上的相對(duì)位移
可知滑塊沒有滑出木塊5,即滑塊最終停在第5個(gè)物塊上。
(新應(yīng)用)1.如圖所示,質(zhì)量均為m的三物塊A、B、C,物塊A、B間由繞過光滑輕質(zhì)滑輪的足夠長(zhǎng)輕繩連接,物塊B、C間由輕彈簧連接。施加豎直向上的外力F讓滑輪以加速度g向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),穩(wěn)定后B、C相對(duì)靜止,重力加速度為?,F(xiàn)突然剪斷連接A、B的輕繩,則剪斷輕繩后瞬間,下列說法正確的是( )
A.物塊A的加速度大小為
B.物塊B的加速度大小為
C.物塊C的加速度大小為
D.剪斷輕繩前施加在滑輪上的外力大小為
【答案】B
【詳解】A.剪斷連接A、B的輕繩,則輕繩上的拉力變?yōu)?,物塊A只受重力,即物塊A的加速度大小為,故A錯(cuò)誤;
BC.滑輪以加速度向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),由圖知物塊B、C以加速度向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng);設(shè)穩(wěn)定時(shí)彈簧的彈力為,對(duì)C由牛頓第二定律得
解得
剪斷輕繩瞬間,輕繩拉力變?yōu)?,彈簧彈力不變,對(duì)物塊B、C分別有
解得

可知物塊B的加速度大小為,方向向下;物塊C的加速度大小為,方向向上,故B正確,C錯(cuò)誤;
D.穩(wěn)定時(shí),對(duì)物塊B、C整體根據(jù)牛頓第二定律有
可得此時(shí)輕繩的拉力為
滑輪為輕質(zhì)滑輪,所以施加在滑輪上的外力大小約為
故D錯(cuò)誤。
故選B。
(新情境)(多選)2.如圖所示,與水平面成角的直棒上有一滑套,可以無摩擦地在棒上滑動(dòng)。開始時(shí)滑套相對(duì)棒靜止,此時(shí)與棒的上端相距,與棒的下端相距。現(xiàn)在使棒保持傾角不變,以加速度水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是(取g=10m/s2,)( )
A.若加速度a=7.5 m/s2,滑套恰好不會(huì)在棒上滑動(dòng)
B.若加速度a=6 m/s2,滑套恰好不會(huì)在棒上滑動(dòng)
C.若加速度a=10 m/s2,滑套經(jīng)過會(huì)從棒的上端滑出
D.若加速度a=5 m/s2,滑套經(jīng)過會(huì)從棒的下端滑出
【答案】AD
【詳解】AB.設(shè)棒以加速度向右勻加速時(shí),滑套恰好不在棒上滑動(dòng),如圖所示
則有
,
解得
故A正確,B錯(cuò)誤;
C.當(dāng)
時(shí),滑套會(huì)沿棒上滑,如圖所示
設(shè)滑套相對(duì)棒的加速度大小為,經(jīng)時(shí)間滑套滑出直棒,則有
解得
,
故C錯(cuò)誤;
D.當(dāng)
時(shí),滑套會(huì)沿棒下滑,如圖所示
設(shè)滑套相對(duì)棒的加速度大小為,經(jīng)時(shí)間滑套滑出直棒,則有
解得
,
故D正確。
故選AD。
(新考法)(多選)3.如圖,光滑水平地面上有一質(zhì)量為的小車在水平推力的作用下加速運(yùn)動(dòng)。車廂內(nèi)有質(zhì)量均為的A、B兩小球,兩球用輕桿相連,A球靠在光滑左壁上,B球處在車廂水平底面上,且與底面的動(dòng)摩擦因數(shù)為,桿與豎直方向的夾角為,桿與車廂始終保持相對(duì)靜止假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。下列說法正確的是( )

A.若B球受到的摩擦力為零,則
B.若推力向左,且,則的最大值為
C.若推力向左,且,則的最大值為
D.若推力向右,且,則的范圍為
【答案】CD
【詳解】A.設(shè)桿的彈力為,對(duì)小球A:豎直方向受力平衡,則桿水平方向的分力與豎直方向的分力滿足
豎直方向

若B球受到的摩擦力為零,對(duì)B根據(jù)牛頓第二定律可得
可得
對(duì)小球A、B和小車整體根據(jù)牛頓第二定律
A錯(cuò)誤;
B.若推力向左,根據(jù)牛頓第二定律可知加速度向左,小球A所受向左的合力的最大值為
對(duì)小球B,由于,小球B受到向左的合力
則對(duì)小球A,根據(jù)牛頓第二定律可得
對(duì)系統(tǒng)整體根據(jù)牛頓第二定律
解得
B錯(cuò)誤;
C.若推力向左,根據(jù)牛頓第二定律可知加速度向左,小球A向左方向的加速度由桿對(duì)小球A的水平分力提供,小球A所受向左的合力的最大值為
小球B所受向左的合力的最大值
由于可知
則對(duì)小球B,根據(jù)牛頓第二定律
對(duì)系統(tǒng)根據(jù)牛頓第二定律
聯(lián)立可得的最大值為
C正確;
D.若推力向右,根據(jù)牛頓第二定律可知系統(tǒng)整體加速度向右,由于小球A可以受到左壁向右的支持力,理論上向右的合力可以無限大,因此只需要討論小球B即可,當(dāng)小球B所受的摩擦力向左時(shí),小球B向右的合力最小,此時(shí)
當(dāng)小球所受摩擦力向右時(shí),小球B向右的合力最大,此時(shí)
對(duì)小球B根據(jù)牛頓第二定律
對(duì)系統(tǒng)根據(jù)牛頓第二定律
代入小球B所受合力分范圍可得的范圍為
D正確。
故選CD。
(新情境)(多選)4.某貨物輸送裝置可簡(jiǎn)化為如圖所示,將一個(gè)質(zhì)量為M的載物平臺(tái)架在兩根完全相同、軸線在同一水平面內(nèi)足夠長(zhǎng)的平行圓柱上。已知平臺(tái)與兩圓柱間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為,平臺(tái)的重心與兩圓柱等距,兩圓柱以角速度繞軸線做相反方向的轉(zhuǎn)動(dòng),重力加速度大小為g?,F(xiàn)給平臺(tái)施加一過平臺(tái)重心且沿平行于軸線方向的恒力F,使載物平臺(tái)從靜止開始運(yùn)動(dòng)。下列說法正確的是( )
A.只有當(dāng)時(shí),平臺(tái)才能開始運(yùn)動(dòng)
B.平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的最大加速度大小
C.只要平臺(tái)運(yùn)動(dòng)距離足夠遠(yuǎn),平臺(tái)最終一定會(huì)做勻速直線運(yùn)動(dòng)
D.越大,平臺(tái)從靜止開始運(yùn)動(dòng)相同距離用時(shí)越短
【答案】BD
【詳解】ABC.平臺(tái)與兩個(gè)圓柱表面的摩擦力相等,大小
開始時(shí)平臺(tái)受到兩圓柱的摩擦力平衡,所以開始運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度大小為
圓柱表面的點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度大小為
若平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的速度大小為v,則沿該方向上受到一根圓柱的摩擦力分量為
根據(jù)牛頓第二定律可得
開始時(shí),平臺(tái)受到的兩圓柱摩擦力平衡,加速度最大,大小為
即使F較小,平臺(tái)也能運(yùn)動(dòng),由于v在不斷增大,加速度會(huì)越來越小,當(dāng)時(shí)
無論平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的距離多遠(yuǎn),最終都不會(huì)勻速直線運(yùn)動(dòng),故AC錯(cuò)誤,B正確;
D.角速度越大,平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的加速度越大,平均速度越大,從靜止開始運(yùn)動(dòng)相同距離用時(shí)越短,D正確。
故選BD。
(新考法)5.如圖所示,質(zhì)量為2m的木板C靜止在光滑水平面上?,F(xiàn)將速度分別為v0、2v0的木塊A、B同時(shí)放上木板,運(yùn)動(dòng)方向如圖,木塊的質(zhì)量均為m,A、B間的距離為d,木塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,木板足夠長(zhǎng),重力加速度為g,求:
(1)木塊A、B剛放上C時(shí),A、B、C各自的加速度;
(2)木塊A在木板C上的滑行時(shí)間t;
(3)運(yùn)動(dòng)過程中木塊A和木塊B間的最大距離L。
【答案】(1)aA=aB=aC=μg;(2);(3)d+7v028?g
【詳解】(1)剛放上時(shí),均做勻減速運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律可得
μmg=maA,μmg=maB
解得
aA=aB=μg
對(duì),根據(jù)牛頓第二定律有
μmg+μmg=2maC
解得
(2)與共速后,設(shè)不再相對(duì)運(yùn)動(dòng),以相同的加速度aAC一起加速,則
aAC=?mg/(m+2m)=?g/3
因?yàn)閍AC

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