1、第三章第3讲一、选择题(在题后给的选项中，第14题只有一项符合题目要求，第58题有多项符合题目要求)1(2015年执信中学期中)在探究超重和失重规律时，某体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作传感器和计算机相连，经计算机处理后得到压力N随时间t变化的图象，则下列图象可能正确的是()【答案】D【解析】下蹲时，先向下做加速运动，后向下做减速运动，先失重后超重，所以只有选项D可能正确2(2015年中山四校联考)如图K331所示，质量为m的球置于斜面上，被一个竖直挡板挡住现用一个力F拉斜面，使斜面在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动，忽略一切摩擦，下列说法正确的是()图K331A若加速度足
2、够小，竖直挡板对球的弹力可能为零B若加速度足够大，斜面对球的弹力可能为零C斜面和挡板对球的弹力的合力等于maD斜面对球的弹力不仅有，而且是一个定值【答案】D【解析】设球的质量为m，斜面倾角为，斜面对球的弹力为F1，竖直挡板对球的弹力为F2.对球受力分析，如图所示，由牛顿第二定律，得F1cos mg0，F2F1sin ma，解得F1是定值，F2mgtan ma，故选项A、B错误，D正确；球所受斜面、挡板以及重力的合力为ma，故选项C错误3如图K332所示，两个质量分别为m12 kg、m23 kg的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧测力计连接两个大小分别为F130 N、F220 N的水平拉力分
3、别作用在m1、m2上，则()图K332A弹簧测力计的示数是10 NB弹簧测力计的示数是50 NC在突然撤去F2的瞬间，弹簧测力计的示数不变D在突然撤去F1的瞬间，m1的加速度不变【答案】C【解析】设弹簧的弹力为F，加速度为A对系统：F1F2(m1m2)a，对m1：F1Fm1a，联立两式，解得a2 m/s2，F26 N，故选项A、B错误；在突然撤去F2的瞬间，由于弹簧测力计两端都有物体，而物体的位移不能发生突变，所以弹簧的长度在撤去F2的瞬间没有变化，弹簧上的弹力不变，故选项C正确；若突然撤去F1，物体m1的合外力方向向左，而没撤去F1时，合外力方向向右，所以m1的加速度发生变化，故选项D错误4
4、(2015年郑州模拟)如图K333所示，物块A、B、C质量分别为m、2m、3m，A与天花板间、B与C之间用轻弹簧相连，当系统平衡后，突然将A、B间轻绳剪断，在轻绳剪断瞬间，A、B、C的加速度(以向下为正方向)分别为()图K333Ag，g，gB5g,2.5g,0C5g,2g,0Dg,2g,3g【答案】B【解析】轻绳剪断前，对A、B、C整体由平衡条件得，6mgF10，解得F16mg，对C由平衡条件得3mgF20，解得F23mg；轻绳剪断瞬间，两个轻弹簧的拉力保持不变，而轻绳的拉力立即消失，由牛顿第二定律得，对AmgF1maA，解得aA5g，对B2mgF22maB，解得aB2.5g，对C3mgF23
5、maC，解得aC0，故选项B正确5(2015年天津模拟)如图K334所示，水平传送带以恒定速度v向右运动将质量为m的物体Q轻轻放在水平传送带的左端A处，经过t秒后，Q的速度也变为v，再经t秒物体Q到达传送带的右端B处，则()图K334A前t秒内物体做匀加速运动，后t秒内物体做匀减速运动B后t秒内Q与传送带之间无摩擦力C前t秒内Q的位移与后t秒内Q的位移大小之比为11DQ由传送带左端运动到右端的平均速度为v【答案】BD【解析】前t秒内物体Q相对传送带向左滑动，物体Q受向右的滑动摩擦力，由牛顿第二定律Ffma可知，物体Q做匀加速运动，后t秒内物体Q相对传送带静止，做匀速运动，不受摩擦力作用，选项A
6、错误，B正确；前t秒内Q的位移x1t，后t秒内Q的位移x2vt，故，选项C错误；Q由传送带左端运动到右端的平均速度v，选项D正确6(2015年佛山模拟)为了让乘客乘车更为舒适，某探究小组设计了一种新的交通工具，乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整，使座椅始终保持水平，如图K335所示当此车减速上坡时，乘客()图K335A处于失重状态B重力势能增加C受到向前的摩擦力作用D所受力的合力沿斜面向上【答案】AB【解析】当车减速上坡时，乘客受到向后的摩擦力、支持力和重力，合力方向沿斜面向下，在竖直方向上支持力小于重力，处于失重状态选项A、B正确7(2015年湛江模拟)一根质量分布均匀的长绳AB，在水平外
7、力F的作用下，沿光滑水平面做直线运动，如图K336甲所示绳内距A端x处的张力FT与x的关系如图K336乙所示，由图可知()图K336A水平外力F6 NB绳子的质量m3 kgC绳子的长度l2 mD绳子的加速度a2 m/s2【答案】AC【解析】取x0，对A端进行受力分析，FFTma，又A端质量趋近于零，则FFT6 N，选项A正确；由于不知绳子的加速度，其质量也无法得知，选项B、D错误；由题图知绳子的长度为2 m，选项C正确8.如图K337所示，一物体A静止在斜面上，通过细绳和滑轮与物体B相连，整个装置放在竖直方向运动的升降机里，下列说法正确的是()图K337A当升降机静止时，A受到的静摩擦力有可能
8、沿斜面向上B当升降机开始向上加速运动时，A受到的静摩擦力的大小会变大C无论升降机怎么运动，绳上的拉力不会改变D当升降机自由下落时，若mAmB，则A会沿斜面下滑【答案】AB【解析】当升降机静止时，若mBgmAgsin ，则选项A正确当升降机向上加速时，设Ff沿斜面向下，FfmAgsin mB(ga)mAasin ，得Ff(mBmAsin )(ga)与静止时F静(mBmAsin )g比较，可知Ff增大同理Ff向上时，Ff(mAsin mB)(ga)，与F静(mAsin mB)g比较还是增大，所以选项B正确绳的拉力等于mB(ga)，与加速度有关，则选项C错误自由下落时，物体均处于完全失重状态，A不会
9、有相对斜面的运动，故选项D错误二、非选择题9(2015年银川模拟)放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，力F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图K338所示重力加速度g10 m/s2.求：图K338(1)物块在运动过程中受到的滑动摩擦力大小；(2)物块在36 s中的加速度大小；(3)物块与地面间的动摩擦因数【答案】(1)4 N(2)2 m/s2(3)0.4【解析】(1)由vt图象可知，物块在69 s内做匀速直线运动，由Ft图象知，69 s的推力F34 N由平衡条件得：FfF34 N(2)由vt图象可知，36 s内物块做匀加速直线运动，则：a解得：a2 m/s2.
10、(3)在36 s内，由牛顿第二定律得：F2Ffma解得：m1 kg又有：FfFNmg解得：0.4.10(2013年福建卷)质量为M、长为L的杆水平放置，杆两端A、B系着长为3L的不可伸长且光滑的柔软轻绳，绳上套着一质量为m的小铁环已知重力加速度为g，不计空气影响(1)现让杆和环均静止悬挂在空中，如图K339甲，求绳中拉力的大小；(2)若杆与环保持相对静止，在空中沿AB方向水平向右做匀加速直线运动，此时环恰好悬于A端的正下方，如图K339乙所示求此状态下杆的加速度大小a；为保持这种状态需在杆上施加一个多大的外力，方向如何？图K339【答案】(1)mg(2)g(Mm)g与水平方向成60角斜向右上方
11、【解析】(1)如图，设平衡时，绳中拉力为FT，有2FTcos mg0由图知cos 解得FTmg.(2)此时，对小铁环受力分析如图所示，有FTsin maFTFTcos mg0由图知60，联立解得ag.设外力F与水平方向成角，将杆和小铁环当成一个整体，其受力如图所示，有Fcos (Mm)aFsin (Mm)g0解得F(Mm)gtan (或60)11如图K3310所示，水平传送带A、B两端相距s3.5 m，工件与传送带间的动摩擦因数0.1.工件滑上A端时的瞬时速度vA4 m/s，达到B端时的瞬时速度设为vB(g取10 m/s2)图K3310(1)若传送带不动，vB多大？(2)若传送带以速度v(匀速
12、)逆时针转动，vB多大？(3)若传送带以速度v(匀速)顺时针转动，vB多大？【答案】(1)3 m/s(2)3 m/s(3)见解析【解析】(1)传送带不动，工件滑上传送带后，受到向左的滑动摩擦力Ffmg作用，工件向右做减速运动，初速度为vA，加速度大小为ag1 m/s2，到达B端时的速度vB3 m/s.(2)传送带逆时针转动时，工件滑上传送带后，受到向左的滑动摩擦力仍为Ffmg，工件向右做初速度为vA、加速度大小为ag1 m/s2的减速运动，到达B端时的速度vB3 m/s.(3)传送带顺时针转动时，根据传送带速度v的大小，有下列5种情况：若vvA，工件滑上传送带时，工件与传送带速度相同，均做匀速运动，工件到达B端时的速度vBvA4 m/s.若v，工件由A到B，全程做匀加速运动，到达B端时的速度vB m/s.若vvA，工件由A到B，先做匀加速运动，当速度增加到传送带速度v时，工件与传送带一起做匀速运动，速度相同，工件到达B端时的速度vBv.若v时，工件由A到B，全程做匀减速运动，到达B端时的速度vB3 m/s.若vAv，工件由A到B，先做匀减速运动，当速度减小到传送带速度v时，工件与传送带一起做匀速运动，速度相同，工件到达B端时的速度vBv.