1、第3讲动力学观点在力学中的应用 限时45分钟；满分80分一、选择题(每小题5分，共50分)1某汽车在启用ABS刹车系统和不启用该刹车系统紧急刹车时，其车速与时间的变化关系分别如图中的、图线所示，由图1320可知，启用ABS后图1320At1时刻车速更小B0t3时间内加速度更小C加速度总比不启用ABS时大D刹车后前行的距离比不启用ABS时短解析由题图可知，启用ABS后，t1时刻车速更大，A错误；由vt图线的斜率等于加速度可知，在0t1时间内，启用ABS后的加速度比不启用ABS时小，而在t1t3时间内，启用ABS后加速度比不启用ABS时大，B、C错误。由图线与坐标轴围成的面积表示位移可知，启用AB
2、S后，刹车距离比不启用ABS时短，D正确。答案D2(2019合肥模拟)如图1321所示，a、b两物体的质量分别为m1、m2，由轻质弹簧相连。当用恒力F竖直向上拉着a，使a、b一起向上做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为x1，加速度大小为a1；当用大小仍为F的恒力沿水平方向拉着a，使a、b一起沿光滑水平桌面做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为x2，加速度大小为a2。则有图1321Aa1a2，x1x2Ba1a2，x1x2Ca1a2，x1x2 Da1a2，x1x2解析以两物体及弹簧组成的整体为研究对象，竖直向上运动时，F(m1m2)g(m1m2)a1；沿光滑水平桌面运动时，F(m1m2)a2，比较两式可得：
3、a1a2，A、C项错；以b为研究对象，由牛顿第二定律有：kx1m2gm2a1，kx2m2a2，解得：x1x2，B项正确。答案B3(2019辽宁五校联合模拟)图1322中A为电磁铁，C为胶木秤盘，B为铁块，A和C(包括支架)的总质量为M，B的质量为m，整个装置用轻绳悬挂于O点，重力加速度为g。当电磁铁通电后，铁块被吸引上升的过程中，轻绳上拉力F的大小满足图1322AFMg BMgF(Mm)gCF(Mm)g DF(Mm)g解析在电磁铁通电前，绳的拉力应为(Mm)g，在电磁铁通电后，铁块被吸引上升。铁块被吸引，向电磁铁靠近，做变加速运动，即越靠近电磁铁，加速度越大。根据F合ma可知，此过程中铁块超重
4、，吸引力大于铁块重力。因为电磁铁对铁块的吸引力大于铁块的重力，则根据牛顿第三定律，可知铁块吸引电磁铁的力也大于铁块的重力，所以绳的拉力大于(Mm)g，D正确。答案D4(2019湖北仙桃、天门、潜江联考)如图1323所示，粗糙水平面上并排放着两个长方体木块A、B，质量分别为mAmmB3m，与水平面间的动摩擦因数均为，木块A通过轻质水平弹簧与竖直墙壁相连，现用外力缓缓向左水平推木块B，使木块A、B一起向左缓慢移动一段距离后突然撤去外力，木块A、B由静止开始向右运动，当弹簧弹力大小为F时(木块A、B未分离)，则图1323A木块A对木块B的作用力大小一定为B木块A对木块B的作用力大小一定为C木块A对木
5、块B的作用力大小一定为F3mgD木块A对木块B的作用力大小一定为Fmg解析当弹簧弹力大小为F时，设木块A对木块B的作用力大小为FN。根据牛顿第二定律，对A、B整体有：F4mg4ma，对B有FN3mg3ma，联立解得：FNF，故选A。答案A5(2019安徽皖北协作区联考)如图1324所示，在光滑的水平面上有一个质量为m的木板B处于静止状态，现有一个质量为m的木块A从B的左端以初速度v03 m/s开始水平向右滑动，已知mm。用和分别表示木块A和木板B的图象，在木块A从B的左端滑到右端的过程中，下面关于二者速度v随时间t的变化图象，其中可能正确的是图1324图1325解析木块A滑上B时，A做匀减速直
6、线运动，B做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得aA，aB，已知mm，所以aAaB，即斜率的绝对值应大于的斜率，故A、B错误。若A不能滑下，则两者最终共速，若A滑下，则A的速度较大，B的速度较小，故C项正确，D项错误。答案C6(2019泰安期中)如图1326所示，物体A叠放在物体B上，B置于光滑水平面上，A、B质量分别为mA6 kg，mB2 kg，A、B之间的动摩擦因数0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现对A施加一水平力F，则A、B的加速度可能是(g取10 m/s2)图1326AaA6 m/s2，aB2 m/s2BaA2 m/s2，aB6 m/s2CaA8 m/s2，aB4 m/s2DaA1
7、0 m/s2，aB6 m/s2解析对B而言，当A、B间的摩擦力达到最大值时，此时的加速度达到最大，则FfmmAg12 N，则最大加速度a6 m/s2。对整体运用牛顿第二定律可得F(mAmB)a48 N，即当拉力增加到48 N时，发生相对滑动，当F48 N时，aAaB6 m/s2，即将当F48 N时，aAaB，且aA6 m/s2，aB6 m/s2恒定不变，故D正确。答案D7(2019抚顺模拟)图1327甲中有一质量为M的长木板静置于光滑水平面上，其上放置一质量为m的小滑块。木板受到随时间t变化的水平拉力F作用，用传感器测出其加速度a，得到乙图的aF图象。取g10 m/s2，对此得到下列结论，其中
8、正确的是图1327A滑块的质量m2 kgB木板的质量M4 kgC当F8 N时滑块加速度为3 m/s2D滑块与木板间动摩擦因数为0.1解析由图知，F6 N时，加速度为a1 m/s2。此时滑块和木板恰好一起运动，由牛顿第二定律有F(Mm)a，代入数据解得Mm6 kg；当F6 N时，对木板有aF，知图线的斜率k，解得M2 kg，滑块的质量m4 kg，故A、B错误；根据F6 N的图线知，F4 N时，a0，代入aF，代入数据解得0.1；当F8 N时，对滑块有mgma，解得ag1 m/s2，故C错误，D正确。答案D8(2019唐山高三摸底)如图1328所示，长度为L的水平传送带以恒定的速度向右匀速运动，在
9、左端轻轻放上一个工件，当工件运动到距离传送带右端处时，传送带出现故障突然卡住不动，此后工件恰好滑到传送带右端。已知工件可视为质点，工件与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度为g，则图1328A工件先加速后减速B工件在整个过程中的平均速度为 C传送带的速度大小为 D工件从传送带左端运动到右端的时间为 解析工件从传送带左端运动到右端的过程中，先在滑动摩擦力作用下加速运动，根据题意，可知在传送带卡住之前，工件就已经加速到与传送带速度相等。传送带卡住后，工件在滑动摩擦力作用下做减速运动，即工件先加速后匀速再减速，选项A错误；传送带卡住后，工件在滑动摩擦力作用下做减速运动，其加速度大小ag，由v2，解得v
10、，选项C正确；工件做加速运动的时间t1，加速运动的位移大小x1，做减速运动的时间t3t1，匀速运动的位移大小x2Lx1，做匀速运动的时间t2，工件从传送带左端运动到右端的时间为tt1t2t35，选项D错误；根据上述分析可知，工件在整个过程中的平均速度，选项B错误。答案C9(多选)(2019商丘期末)如图1329甲所示，质量为2m足够长的木板B放在粗糙水平面上，质量为m的物块A放在木板B的右端。且A与B、B与地面间的动摩擦因数均为。现对木板B施加一水平变力F，F随t变化的关系如图乙所示，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是图1329A在t3 s以前，A受到的摩擦力水平向右B在t4 s时，
11、A的加速度大小为gC在t5 s时，A受到的摩擦力大小为0.5mgD在t6 s以后，A受到的摩擦力大小为mg解析A相对B即将滑动时，A加速度为aAg，B加速度aB，且有aAaB，解得F6mg。所以F6mg时，A相对B即将滑动，在t6 s以后，A受到的摩擦力大小为mg，故D正确；A随B一起将要滑动时，aAB0，解得F3mg，所以在t3 s以前，AB静止不动，A受到的摩擦力为0，故A错误；当t4 s时，A随B一起滑动时，A的加速度大小为aABg，故B正确；在t5 s时，A随B一起滑动时，A受到的摩擦力大小FfmaABmmg，故C错误；故选BD。答案BD10(多选)(2019福建四地六校模拟)如图13
12、30所示，传送带与水平面夹角为，以速度v0逆时针匀速转动。在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数tan ，则下图中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是图1330图1331解析在刚开始时，由于木块的速度小于传送带的速度，所以木块受到的摩擦力方向向下，此时a1gsin gcos 。若到达传送带底端时，木块的速度仍没有达到和传送带的速度相同，则整个过程中木块都是以加速度a1做匀加速直线运动。若在到达底端前速度和传送带的速度相同，则由tan 知，木块继续沿传送带加速向下运动，但此时摩擦力的方向沿斜面向上，再由牛顿第二定律求出此时的加速度a2gsin gcos a
13、1，图象的斜率表示加速度，所以第二段的斜率变小，故BD正确。答案BD二、计算题(共30分)11(14分)(2019江西六校第五次联考)如图1332所示，一倾角37的斜面底端与一传送带左端相连于B点，传送带以v6 m/s的速度顺时针转动，有一小物块从斜面顶端以v04 m/s的初速度沿斜面下滑，当物块滑到斜面的底端时速度恰好为零，然后在传送带的带动下，运动到C点。已知斜面AB长度为L18 m，传送带BC长度为L218 m，物块与传送带之间的动摩擦因数20.3(sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2)图1332(1)求物块与斜面之间的动摩擦因数1；(2)求物块在传送带上运动时间。
14、解析(1)在AB过程，物体做匀减速直线运动：L1，可得a11 m/s2根据牛顿第二定律：1mgcos 37mgsin 37ma1，故10.875。(2)在BC过程，物体先匀加速：a22g3 m/s2，t12 s，x1t16 m。共速后，物体做匀速直线运动：x2L2x112 m，t22 s，故t总t1t24 s。答案(1)0.875(2)4 s12(16分)(2019江西横峰中学、铅山一中等校联考)如图1333所示，静止在光滑水平地面上的平板车，质量M4 kg，其上表面离水平地面的高度h1.25 m。在离平板车左端B点L2.25 m的P点放置一个质量m1 kg的小物块，它与平板车间的动摩擦因数0
15、.2，某时刻对平板车施加一水平向右的恒力F18 N，一段时间后小物块脱离平板车落到地面上(g取10 m/s2)。求：图1333(1)小物块从离开平板车至落到地面上所需时间；(2)小物块落到地面时平板车的速度。解析(1)小物块从离开平板车至落到地面为平抛运动t s0.5 s(2)小物体在平板车上向右做加速直线运动的加速度为a12 m/s2小物体向右运动位移为x1a1t小物体离开平板车的速度为v1a1t1平板车的加速度为a2 m/s24 m/s2平板车向右的位移为x2a2tx2x1L联立解得t11.5 s此时平板车的速度：v2a2t16 m/s物块离开小车后小车的加速度a3 m/s24.5 m/s2物块落地时小车的速度：vv2a3t(64.50.5) m/s8.25 m/s。答案(1)0.5 s(2)8.25 m/s