1、专练4 动力学综合问题一、单项选择题1(2014北京卷，18)应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出对此现象分析正确的是()A手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态B手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态C在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度D在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度解析手掌平托物体由静止开始竖直向上运动直至将物体抛出前的过程中，物体与手掌相对静止，先向上加速运动后减速运动，即物体先处于超重状态后处于失重状态，故A、B均错；物体离开手的瞬间，手的加速度必须向下且大于
2、重力加速度，故C错、D对答案D2(2014湖南五市十校联合检测)物体的运动情况或所受合外力的情况如图所示，四幅图的图线都是直线，从图中可以判断这四个质量一定的物体的某些运动特征下列说法正确的是()A甲物体受到不为零且恒定的合外力B乙物体受到的合外力越来越大C丙物体受到的合外力为零D丁物体的加速度越来越大解析甲物体做匀速直线运动，合外力为零，选项A错误；乙物体做匀加速运动，合外力恒定，且不为零，选项B错误；丙物体做匀加速运动，合外力恒定且不为零，选项C错误；丁物体所受合外力越来越大，加速度越来越大，选项D正确答案D3(2014北京卷，19)伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力
3、地促进了人类科学认识的发展利用如图1所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3.根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是()图1A如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置B如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态 C如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变 D小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小解析由图可知，斜面的粗糙程度越低，物体沿右侧斜面上升的越接近与O点等高的位置，故当斜面光滑时，小球会上升到与O点等高的位置，故A对，B、C、
4、D均错答案A42013年6月20日中国载人航天史上的首堂太空授课开讲，“天宫一号”中的质量测量仪上的弹簧能够产生一个恒定的力F，航天员把一个物体固定在质量测量仪支架一端，然后轻轻拉开支架，一放手，支架便在弹簧的作用下回到原位，若测速装置测量出支架复位的速度v和时间t，则待测物体的质量为()A. B. C. D.解析设待测物体的质量为m，根据题意，放手后待测物体在恒力F作用下做匀加速运动，其加速度a，由牛顿第二定律Fma可得待测物体的质量为m，选项B正确答案B5.如图2所示，A、B两小球分别连在轻线两端，B球另一端与弹簧相连，弹簧固定在倾角为30的光滑斜面顶端A、B两小球的质量分别为mA、mB，
5、重力加速度为g，若不计弹簧质量，在线被剪断瞬间，A、B两球的加速度大小分别为()图2A都等于 B和0C和 D和解析由整体法知，F弹(mAmB)gsin 30剪断线瞬间，由牛顿第二定律：对B：F弹mBgsin 30mBaB，得aB.对A：mAgsin 30mAaA，得aAg.所以C项正确答案C6(2014安徽省级示范高中联考，17)高空跳伞运动是跳伞者乘飞机、气球等航空器或其他器械升至高空后跳下，或者从陡峭的山顶、高地上跳下，如图3所示，在张开降落伞之前可看做是自由落体运动，开伞后受到的空气阻力与速度成正比，运动员减速下降，最后匀速下降，在指定区域安全着陆，从下落时开始计时，在整个过程中，用v表
6、示运动员下落的速度，h表示运动员从初位置开始下落的高度，F表示运动员受到的合力，Ep表示运动员的重力势能(选地面为零势能面)下列图象正确的是()图3解析跳伞运动员先做自由落体运动，再做加速度减小的减速运动，最后所受合外力为零，做匀速运动，A、B错；打开降落伞后做加速度逐渐减小的减速运动，所受合外力向上，与开始时的合外力方向相反，为负值且逐渐减小；最后匀速下降，合外力为零，C错；运动员的重力势能Epmg(Hh)，D正确答案D7(2014陕西省高三教学质量检测)如图4所示，运动员手持网球拍托球沿水平面匀加速运动，设球拍和球的质量分别为M、m，球拍平面和水平面之间的夹角为，球拍与球保持相对静止，它们
7、之间的摩擦及空气阻力不计，则()图4A运动员的加速度大小为gtan B球拍对球的作用力为mgcos C运动员对球拍的作用力为Mgcos D若运动员的加速度大于gsin ，则球一定沿球拍向上运动解析球拍对球的支持力与球的重力的合力等于ma，由此可得运动员的加速度大小为agtan ，球拍对球的作用力为F，选项A正确，B错误；运动员对球拍的作用力为，选项C错误；若运动员的加速度大于gtan ，球一定沿球拍向上运动，选项D错误答案A8(2014皖北协作区联考)一足够长的倾角为的斜面固定在水平面上，在斜面顶端放置一长木板，木板与斜面之间的动摩擦因数为，木板上固定一力传感器，连接传感器和光滑小球间是一平行
8、于斜面的轻杆，如图5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，稳定时传感器的示数为F2.则下列说法正确的是()图5A稳定后传感器的示数一定为零Btan Ctan Dtan 解析木板与球的质量分别为M和m，对球由平衡条件和牛顿第二定律得：F1mgsin 0，mgsin F2ma，对木板和球整体得：(Mm)gsin (Mm)gcos (Mm)a，则agsin ，解得F2mgsin ma0，A项错；tan ，B项对，C、D项错答案B9(2014云南第一次检测，15)物块A放置在与水平地面成30角倾斜的木板上时，刚好可以沿斜面匀速下滑；若该木板与水平面成60角倾斜，取g
9、10 m/s2，则物块A沿此斜面下滑的加速度大小为()A5 m/s2 B3 m/s2C(5) m/s2 D. m/s2解析由物块在倾角为30的木板上匀速下滑，得Ffmgsin ，又FN1mgcos 30，FfFN1，求得动摩擦因数；在倾角为60的木板上物块加速下滑，有FN2mgcos 60，mgsin 60FN2ma，求得a m/s2，D对答案D10.一皮带传送装置如图6所示，皮带的速度v足够大，轻弹簧一端固定，另一端连接一个质量为m的滑块，已知滑块与皮带之间存在摩擦，当滑块放在皮带上时，弹簧的轴线恰好水平，若滑块放在皮带的瞬间，滑块的速度为零，且弹簧正好处于自然长度，则当弹簧从自然长度到第一
10、次达最长这一过程中，滑块的速度和加速度变化的情况是()图6A速度增大，加速度增大B速度增大，加速度减小C速度先增大后减小，加速度先增大后减小D速度先增大后减小，加速度先减小后增大解析滑块在水平方向受向左的滑动摩擦力Ff和弹簧向右的拉力F拉kx，合力F合FfF拉ma，当弹簧从自然长度到第一次达最长这一过程中，x逐渐增大，拉力F拉逐渐增大，因为皮带的速度v足够大，所以合力F合先减小后反向增大，从而加速度a先减小后反向增大；滑动摩擦力与弹簧弹力相等之前，加速度与速度同向，滑动摩擦力与弹簧拉力相等之后，加速度便与速度方向相反，故滑块的速度先增大，后减小答案D11.如图7所示，在倾角为的光滑绝缘斜面上放
11、两个质量分别为m1和m2的带电小球A、B(均可视为质点)，m12m2，相距为L.两球同时由静止开始释放时，B球的初始加速度恰好等于零经过一段时间后，当两球距离为L时A、B的加速度大小之比为a1a232，则LL等于()图7A32 B21 C.5 D5解析由B球初始加速度恰好等于零得初始时刻A对B的库仑力Fm2gsin ，当两球距离为L时，A球的加速度a1，初始时B球受力平衡，两球相互排斥运动一段距离后，两球间距增大，库仑力一定减小，当两球距离为L时库仑力小于m2gsin ，所以加速度a2的方向应该沿斜面向下，a2.由a1a232得F0.25m2gsin ，由库仑力公式Fk，Fk可求得LL21.答
12、案B二、多项选择题12(2014江西师大附中、临川一中联考)如图8甲所示，物块的质量m1 kg，初速度v010 m/s，在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动，某时刻后恒力F突然反向，整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图象如图乙所示，g10 m/s2.下列说法中正确的是()图8A05 s内物块做匀减速运动B在t1 s时刻，恒力F反向C恒力F大小为10 ND物块与水平面的动摩擦因数为0.3解析由图象得物块在前5 m位移内做匀减速运动，在513 m位移内做匀加速运动，且由图象斜率得匀减速运动的加速度大小a1 m/s210 m/s2，匀加速运动的加速度大小a2 m/s24
13、m/s2，匀减速运动的时间t1 s，又由牛顿第二定律得，Fmgma1和Fmgma2，联立解得F7 N，动摩擦因数0.3.选项B、D正确答案BD13(2014江西南昌调研)如图9甲所示，在电梯箱内轻绳AO、BO、CO连接吊着质量为m的物体，轻绳AO、BO、CO对轻质结点O的拉力分别为F1、F2、F3.现电梯箱竖直向下运动，其速度v随时间t的变化规律如图乙所示，重力加速度为g，则()图9A在0t1时间内，F1与F2的合力等于F3B在0t1时间内，F1与F2的合力大于mgC在t1t2时间内，F1与F2的合力小于F3D在t1t2时间内，F1与F2的合力大于mg解析对轻质结点O，因没质量，故其无论在何状
14、态下，F1、F2、F3三个力的合力都为零，即F1与F2的合力与F3等大、反向，选项A正确，C错误；对物体进行受力分析，其受到竖直向下的重力mg和竖直向上的绳子的拉力F3，在0t1时间内，电梯加速向下运动，物体处于失重状态，F3mg，即F1与F2的合力小于mg，选项B错误；在t1t2时间内，电梯减速向下运动，物体处于超重状态，F3mg，即F1与F2的合力大于mg，选项D正确答案AD14一年一度的疯狂蹦极跳于2013年12月15日在澳门旅游塔61层隆重举行为庆祝蹦极跳进驻澳门旅游塔七周年，今年比赛以“运动”为主题如图10甲所示，蹦极比赛中，质量为60 kg的运动员系在橡皮绳上，橡皮绳另一端固定在O
15、点运动员从O点由静止下落，下落过程中运动员的速度与下落距离间的关系如图乙所示橡皮绳的自然长度为12 m，且始终在弹性限度内，遵循胡克定律，不计橡皮绳的质量及空气阻力，重力加速度g10 m/s2，则()图10A运动员下落过程中橡皮绳的平均拉力大小约为2 700 NB运动员下落过程中的最大加速度大小约为20 m/s2C运动员下落过程中橡皮绳的弹性势能最大值约为2.16104 JD当橡皮绳上的拉力为1 200 N时，运动员的速度大小约为18 m/s解析由图乙可知，当运动员速度最大时，橡皮绳的伸长量x18 m，有kx1mg，解得k75 N/m.橡皮绳的最大伸长量x224 m，最大拉力Fkx21 800
16、 N，则运动员下落过程中橡皮绳的平均拉力900 N，A项错误根据牛顿第二定律得Fmgma，最大加速度a20 m/s2，B项正确根据机械能守恒定律得Epmgh601036 J2.16104 J，C项正确当橡皮绳上的拉力为1 200 N时，橡皮绳的伸长量x316 m，运动员下落的距离x28 m，由图乙可知，对应的速度大小约为15 m/s，D项错误答案BC15(2014河北省衡水中学调研)如图11甲所示，A、B两长方体叠放在一起，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02t0时间内，下列说法正确的是()图11At0
17、时刻，A、B间的静摩擦力最大，加速度最小Bt0时刻，A、B的速度最大C0时刻和2t0时刻，A、B间的静摩擦力最大D2t0时刻，A、B离出发点最远，速度为0解析t0时刻，A、B受力F为0，A、B加速度为0，A、B间静摩擦力为0，加速度最小，选项A错误；在0至t0过程中，A、B所受合外力逐渐减小，即加速度减小，但是加速度与速度方向相同，速度一直增加，t0时刻A、B速度最大，选项B正确；0时刻和2t0时刻A、B所受合外力F最大，故A、B在这两个时刻加速度最大，为A提供加速度的A、B间静摩擦力也最大，选项C正确；A、B先在F的作用下加速，t0后F反向，A、B继而做减速运动，到2t0时刻，A、B速度减小到0，位移最大，选项D正确答案BCD