1、高中物理剖析动力学的两类问题(答题时间:25分钟)1. 质量为1吨的汽车在平直公路上以10 m/s的速度匀速行驶,阻力大小不变。从某时刻开始,汽车牵引力减少2 000 N,那么从该时刻起经过6 s,汽车行驶的路程是()A. 50 m B. 42 m C. 25 m D. 24 m2.(山东理综高考)如图所示,物体沿斜面由静止滑下,在水平面上滑行一段距离后停止,物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同,斜面与水平面平滑连接。下列图象中v、a、f和s分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程,其中正确的是()3. 如图(a)所示,一轻质弹簧的下端固定在水平面上,上端放置一物体(物体与弹簧不连接
2、),初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体上,使物体开始向上做匀加速运动,拉力F与物体位移x之间的关系如图(b)所示(g10 m/s2),则下列结论正确的是()A. 物体与弹簧分离时,弹簧处于压缩状态 B. 弹簧的劲度系数为7.5 N/cmC. 物体的质量为3 kgD. 物体的加速度大小为5 m/s24. 一个物块置于粗糙的水平地面上,受到的水平拉力F随时间t变化的关系如图(a)所示,速度v随时间t变化的关系如图(b)所示,取g10 m/s2,求: (a) (b)(1)1 s末物块所受摩擦力的大小;(2)物块在前6 s内的位移大小x;(3)物块与水平地面间的动摩擦因数。5. 质
3、量为10 kg的物体在F200 N的水平推力作用下,从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动,斜面固定不动,与水平地面的夹角37,如图所示,力F作用2 s后撤去,物体在斜面上继续上滑了1.25 s后,速度减为零。求:物体与斜面间的动摩擦因数和物体的总位移x。(已知sin 370.6,cos 370.8,g10 m/s2)6. 如图所示,一水平传送带长为20m,以2m/s的速度做匀速运动。已知某物体与传送带间的动摩擦因数为0.1,现将该物体由静止轻放到传送带的A端。求物体被送到另一端B点所需的时间。(g 取10m/s2)7. 如图甲所示,有一足够长的粗糙斜面,倾角37,一滑块以初速度v016 m/s
4、从底端A点滑上斜面,滑至B点后又返回到A点,滑块运动的图象如图乙所示。求:(已知:sin 370.6,cos 370.8,重力加速度g10 m/s2)(1)AB之间的距离;(2)滑块再次回到A点时的速度;(3)滑块在整个运动过程中所用的时间。1. C 解析:由于汽车的牵引力减少了2000N,摩擦力不变,故摩擦力与牵引力的差值为2000N,方向与汽车前进方向相反,所以其做减速运动,加速度大小为 ,方向与汽车前进方向相反,减速时间为,即汽车在5秒后停止。所以其6s内行驶的距离为。2. C 解析:物体在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动,摩擦力f1mgcos (定值),加速度a1g(sin cos
5、)(定值),速度v1a1t1(线性),路程s1a1t12(非线性),由此可知A、B、D均错误;在水平面上物体做匀减速直线运动,摩擦力f2mg,加速度a2g,速度v2v1a2t2a1t1a2t2,所以C正确。3. D 解析:设物体的质量为m,静止时弹簧的压缩量为x,由牛顿第二定律可得kxmg 现用竖直向上的拉力F作用在物体上,使物体开始向上做匀加速运动,根据拉力F与物体位移x的关系可得10ma 30mgma 联立可以解得,物体的质量m2 kg,物体的加速度a5 m/s2,k500 N/m,故只有D正确。4.(1)4 N(2)12 m(3)0.4解析:(1)当时,物块的速度为0,故F与摩擦力相等,
6、从题图(a)中可以读出,当t1s时,F14 N(2)由题图(b)可计算出图线与坐标轴围成的面即物体在前6 s内的位移大小xm12 m(3)从题图(b)中可以看出,在t2 s至t4 s的过程中,物块做匀加速运动,加速度大小为am/s22 m/s2由牛顿第二定律得F2mgmaF3mg所以mkg2 kg0.45. 0.2516.25 m 解析:设力F作用时物体沿斜面上升的加速度大小为a1,撤去力F后其加速度大小变为a2,则:a1t1a2t2有力F作用时,对物体受力分析并建立直角坐标系如图所示由牛顿第二定律可得:Fcos mgsin ma1(mgcos Fsin )撤去力F后,对物体受力分析如图所示由
7、牛顿第二定律得:mgsin ma2mgcos 联立式,代入数据得:a28 m/s2,a15 m/s2,0.25物体运动的总位移xa1t12a2t22m16.25 m6. 解:物体受重力mg、支持力FN和向前的摩擦力F作用由牛顿第二定律,有Fma,又FNmg0,FFN,解得ag0.110m/s21 m/s2。当物体做匀加速运动达到传送带的速度v2m/s时,其位移为m2m20m,所以物体运动2m后与传送带一起匀速运动。第一段加速运动时间为s2s,第二段匀速运动时间为s9s。所以,物体在传送带上运动的总时间为tt1t22s9s11s。7. 解:(1)由vt图象知AB之间的距离为sABm16 m(2)设滑块从A滑到B过程的加速度大小为a1,从B返回到A过程的加速度大小为a2,滑块与斜面之间的动摩擦因数为,则有:a1gsin gcos m/s28 m/s2a2gsin gcos 则滑块返回到A点时的速度为vt,有vt202a2sAB联立各式解得:a24 m/s2,vt8m/s。(3)设滑块从A到B用时为t1,从B返回到A用时为t2,则有t12 s,t22s,则滑块在整个运动过程中所用的时间为tt1t2(22)s。