高一物理动力学能力提升.docx
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高一物理动力学能力提升
动力学整合提升
(时间:
90分钟 满分:
120分)
第Ⅰ卷(选择题,共75分)
一、选择题(本题包括15小题,每小题5分,共75分,每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项是正确的,有的小题有多个选项是正确的.全部选对得5分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分)
1.(2010·山东济南一模)如图1所示,质量为M的斜劈形物体放在水平地面上,质量为m的粗糙物体以某一初速度沿劈的粗糙斜面向上滑,至速度为零后又加速返回,而物体M始终保持静止,则在物块m上、下滑动的整个过程中
A.地面对物体M的摩擦力先向左后向右图1
B.地面对物体M的摩擦力方向没有改变
C.地面对物体M的支持力总小于(M+m)g
D.地面对物体M的摩擦力大小不同
2.手握轻杆,杆的另一端安装有一个小滑轮C,支持着悬挂重物的绳子,如图2所示,现保持滑轮C的位置不变,使杆向下转动一个角度,则杆对滑轮C的作用力将
A.变大 B.不变
C.变小D.无法确定
图2
3.(2010·安徽省合肥模拟)如图3所示,斜面固定在地面上,倾角为37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2),质量为1kg的滑块,以一定的初速度沿斜面向下滑,斜面足够长,滑块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.8.若取初速度方向为正方向,最大静摩擦力按滑动摩擦力处理,则该滑块所受摩擦力Ff随时间变化的图象是图4中的
图3图4
4.(2009·保定模拟)两倾斜的滑杆上分别套A、B两圆环,两环上分别用细线悬吊着两物体,如图5所示.当它们都沿滑杆向下滑动时,A的悬线与杆垂直,B的悬线竖直向下,则
A.A环与杆无摩擦力B.B环与杆无摩擦力
C.A环做的是匀速运动D.B环做的是匀速运动
图5
5.如图6所示,表面粗糙的固定斜面顶端有滑轮,两物块P、Q用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦),P悬于空中,Q放在斜面上,均处于静止状态.当用水平向左的恒力推Q时,P、Q仍静止不动,则
A.Q受到的摩擦力一定变小
B.Q受到的摩擦力一定变大
C.轻绳上拉力一定变小图6
D.轻绳上拉力一定不变
6.(2010·山东理综)如图7所示,质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接,在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m1在地面,m2在空中),力F与水平方向成θ角.则m1所受支持力N和摩擦力f正确的是
A.N=m1g+m2g-Fsinθ
B.N=m1+m2g-Fcosθ
C.f=Fcosθ
D.f=Fsinθ图7
7.在2008年5月12日的汶川大地震的救援过程中,某空降兵从飞机上跳下,先做自由落体运动,在t1时刻,速度达到v1时打开降落伞,做减速运动,在t2时刻以速度v2着地.他的速度图象如图8所示.下列关于该空降兵在0~t1或t1~t2时间内的平均速度
的结论正确的是
A.0~t1,
=
B.t1~t2,
=
C.t1~t2,
>
D.t1~t2,
<
图8
8.两物体从不同高度自由下落,同时落地,第一个物体下落时间为t,第二个物体下落时间为t/2,当第二个物体开始下落时,两物体相距
A.gt2B.3gt2/8
C.3gt2/4D.gt2/4
9.某军事试验场正在平地上试射地对空导弹,若某次竖直向上发射导弹时发生故障,造成导弹的v-t图象如图9所示,则下述说法中正确的是
A.0~1s内导弹匀速上升
B.1s~2s内导弹静止不动
C.3s末导弹上升到最高点
D.5s末导弹恰好回到出发点
图9
10.(2010·天津理综)质点做直线运动的v-t图象如图10所示,规定向右为正方向,则该质点在前8s内平均速度的大小和方向分别为
A.0.25m/s 向右B.0.25m/s 向左
C.1m/s 向右D.1m/s 向左
图10
11.(2009·宁夏高考)如图11所示,一足够长的木板静止在光滑水平面上,一物块静止在木块上,木板和物块间有摩擦.现用水平力向右拉木板,当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时,撤掉拉力,此后木板和物块相对于水平面的运动情况为
A.物块先向左运动,再向右运动
B.物块向右运动,速度逐渐增大,直到做匀速运动
C.木板向右运动,速度逐渐变小,直到做匀速运动
D.木板和物块的速度都逐渐变小,直到为零图11
12.木箱以大小为2m/s2的加速度水平向右做匀减速运动.在箱内有一轻弹簧,其一端被固定在箱子的右侧壁,另一端拴接一个质量为1kg的小车,木箱与小车相对静止,如图12所示,不计小车与木箱之间的摩擦.下列判断正确的是
A.弹簧被压缩,弹簧的弹力大小为10N
B.弹簧被压缩,弹簧的弹力大小为2N
C.弹簧被拉伸,弹簧的弹力大小为10N
D.弹簧被拉伸,弹簧的弹力大小为2N
图12
13.一质量为M的探空气球在匀速下降,若气球所受浮力F始终保持不变,气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关,重力加速度为g.现欲使该气球以同样速率匀速上升,则需从气球吊篮中减少的质量为
A.2
B.M-
C.2M-
D.0
图13
14.如图14所示,某一旅游景区的倾斜索道与水平面夹角为37°,当载人车箱与钢索匀加速向上运动时,车箱中的人对箱底的压力为其体重的1.25倍(车箱底始终保持水平),则车箱对人的摩擦力是体重的
A.
倍B.
倍
C.
倍D.
倍
图14
15.一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动,小球通过细绳与车顶相连.小球某时刻正处于图15所示状态.设斜面对小球的支持力为FN,细绳对小球的拉力为FT,关于此时刻小球的受力情况,下列说法正确的是
A.若小车向左运动,FN可能为零
B.若小车向左运动,FT可能为零
C.若小车向右运动,FN不可能为零
D.若小车向右运动,FT不可能为零图15
选择题答题栏
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
10
11
12
13
14
15
第Ⅱ卷(非选择题,共45分)
二、实验题(本题包括2小题,共20分,把答案填在相应的横线上或按题目要求作答)
16.(8分)某一同学在做“验证力的平行四边形定则”的实验中,在桌面上平放方木板,并在方木板上铺放白纸(用图钉固定),再将橡皮条一端固定在方木板上,另一端拴好细绳套后,先用两只弹簧测力计互成角度地拉橡皮条,使橡皮条与细绳的结点伸长到纸面内某一点O,这时应记下_______________________、__________________、__________________,然后换用一只弹簧测力计拉橡皮条,使橡皮条的结点伸长到同一位置O,这时记下____________________________、____________________________.
17.(12分)在”研究匀变速直线运动”的实验中,打点计时器使用的交流电的频率为50Hz,记录小车做匀变速运动的纸带如下图所示,在纸带上选择6个计数点A、B、C、D、E、F,相邻两计数点之间还有四个点未画出,其他各点到A点的距离依次是2.0cm、5.0cm、9.0cm、14.0cm、20.0cm.
(1)根据学过的知识可以求出小车在B点的速度大小为vB=___________m/s,
CE间的平均速度大小为___________m/s;
(2)以打B点时为计时起点,建立v-t坐标系如图
所示,请在图中作出小车运动的速度与时间的关系图线;
(3)根据图线可得小车运动的加速度大小为________
m/s2.
三、计算题(本题包括2小题,共25分.要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)
18.(10分)如图16所示,质量为m1=5kg的物体,置于一粗糙的斜面上,用一平行于斜面的大小为30N的力F推物体,物体沿斜面向上匀速运动,斜面体质量m2=10kg,且始终静止,取g=10m/s2,求:
图16
(1)滑块对斜面的摩擦力大小.
(2)地面对斜面体的摩擦力和支持力的大小.(斜面体始终静止)
19.(15分)总质量为80kg的跳伞运动员从离地500m的直升机上跳下,经过2s拉开绳索开启降落伞,如图17所示是跳伞过程中的v-t图,试根据图象求:
(g取10m/s2)
图17
(1)t=1s时运动员的加速度和所受阻力的大小.
(2)估算14s内运动员下落的高度及克服阻力做的功.
(3)估算运动员从飞机上跳下到着地的总时间.
参考答案
1.解析 物体上滑时的加速度大小为a1=gsinθ+μgcosθ,下滑时的加速度大小为a2=gsinθ-μgcosθ,方向均沿斜面向下,可分解为竖直向下和水平向左,如图甲所示.
对整体进行受力分析如图乙所示,竖直方向有向下的加速度:
地面对物体M的支持力始终小于(M+m)g,选项C正确;水平方向有向左的加速度:
地面对物体M的摩擦力(静摩擦)的方向始终水平向左,考虑到a1>a2,上滑时地面对物体M的摩擦力大于下滑时地面对物体M的摩擦力,选项B、D正确而A错误.
答案 BCD
2.解析 杆对滑轮C的作用力大小等于两绳的合力,由于两绳的合力不变,故杆对滑轮C的作用力不变.
答案 B
3.解析 滑块开始受沿斜面向上的滑动摩擦力Ff=μmgcos37°=6.4N,方向与规定的正方向相反;速度减为零后,受静摩擦力,由力的平衡知静摩擦力大小为mgsin37°=6.0N,小于最大静摩擦力(按滑动摩擦力)6.4N,方向也与规定的正方向相反,故选项A对.
答案 A
4.答案 AD
5.解析 由于物块Q所受的静摩擦力的方向无法判断,当加一水平向左的恒力后,Q所受的静摩擦力可能变大,也可能变小,A、B错误.物块P处于静止状态,则绳上拉力等于物块P的重力,不发生变化,所以D正确.
答案 D
6.解析 将(m1+m2)看作一个整体,在竖直方向,Fsinθ+N=(m1+m2)g,在水平方向,Fcosθ=f,故选项A、C正确.
答案 AC
7.解析 根据题意0~t1时间内,空降兵做自由落体运动,平均速度为
=
,A正确;t1~t2时间内,空降兵做变速直线运动,v-t图象与两坐标轴所包围的”面积”小于他做匀减速直线运动时图象所包围的”面积”,故
<
=
,D正确.
答案 AD
8.解析 当第二个物体开始下落时,第一个物体已下落
时间,此时离地高度h1=
gt2-
g
2;第二个物体下落时的高度h2=
g
2,则待求距离Δh=h1-h2=
gt2-2×
g
2=
.
答案 D
9.解析 在v-t图象中,图线的斜率表示加速度,故0~1s内导弹匀加速上升,1s~2s内导弹匀速上升,第3s时导弹速度为0,即上升到最高点,故选项A、B错,C对;v-t图线与时间轴包围的”面积”表示位移,在0~3s内,s1=
×(1+3)×30m=60m,在3s~5s内,s1=-
×2×60m=-60m,所以s=s1+s2=0,即5s末导弹又回到出发点,选项D对.
答案 CD
10.解析 在v-t图象中,图线与横轴所围”面积”代表位移,0~3s内,s1=3m,向右;3~8s内,s2=-5m,负号表示向左,则0~8s内位移s=s1+s2=-2m,向左,
=
=-0.25m/s,向左,选项B正确.
答案 B
11.解析 如图所示,分别对木板和物块进行受力分析可知:
撤掉拉力后,因物块与木板间还有相对运动,则物块速度v物<v木(木板速度),物体受摩擦力Ff向右,使物体向右做加速运动,而木板受物块的摩擦力Ff′向左,使木板向右做减速运动,直到v木=v物,二者相对静止时一起向右匀速运动.撤掉拉力后,物块与木板系统动量守恒,系统末速度不可能为0,故B、C正确,A、D错误.
答案 BC
12.解析 由木箱水平向右做匀减速运动可知小车加速度方向水平向左,小车所受合外力方向水平向左,弹簧向左的弹力提供合外力,弹力大小为F=ma=2N,B正确.
答案 B
13.解析 设气球受到阻力大小为f,当气球匀速下降时有Mg=F+f(①式);当气球匀速上升时有(M-Δm)g+f=F(②式).①②联立解得Δm=2
,只有选项A正确.
答案 A
14.解析 设车箱的加速度为a,将加速度a水平、竖直分解,在竖直方向上,FN-mg=masin37°,FN=1.25mg.在水平方向上,Ff=macos37°.联立解出Ff=
mg.
答案 B
15.解析 以小球为研究对象,由牛顿第二定律可知:
当小车有向左的加速度(向左加速或向右减速)时,FN一定不为0,FT可能为零;当小车有向右的加速度(向右加速或向左减速)时,FT一定不为零,FN可能为零.故选项A、B正确.
答案 AB
16.解析 第一次用两只弹簧测力计拉橡皮条使结点伸长到纸面内某一位置O时,应记下①结点所到达位置O,②两只弹簧测力计的示数,③两只弹簧测力计拉力的方向.第二次用一只弹簧测力计拉橡皮条时,当结点到达同一位置O时,应记下④弹簧测力计的示数,⑤弹簧测力计拉力的方向.
答案 结点所到达位置O 两只弹簧测力计的示数 两只弹簧测力计拉力的方向 弹簧测力计的示数 弹簧测力计拉力的方向
解析
(1)相邻两个计数点间的时间间隔为t=0.1s,
所以vB=0.25m/s,
vCE=0.45m/s.
(2)v-t图线如图所示.
(3)在v-t图象中,图线的斜率表示加速度,即
a=1.0m/s2.
18.解析
(1)用隔离法:
对滑块作受力分析,如图甲所示,在平行斜面的方向上
F=m1gsin30°+Ff
所以Ff=F-m1gsin30°=(30-5×10×0.5)N=5N.
由牛顿第三定律可知:
滑块对斜面的摩擦力大小为5N.
(2)用整体法:
因两个物体均处于平衡状态,故可以将滑块与斜面体当作一个整体来研究,其受力如图乙所示,
由图乙可知:
在水平方向上有
F地=Fcos30°=15
N
在竖直方向上,有
FN地=(m1+m2)g-Fsin30°=135N.
答案
(1)5N
(2)15
N 135N
19.解析
(1)从题图中可以看出,在t=2s之前运动员做匀加速运动,其加速度大小为
a=
=
m/s2=8m/s2
设此过程中运动员受到的阻力大小为f,根据牛顿第二定律有
mg-f=ma
解得f=m(g-a)=80×(10-8)N=160N.
(2)从题图中由面积估算得出运动员在14s内下落了39.5×2×2m=158m.
根据动能定理,有mgh-Wf=
mv2
所以有
Wf=mgh-
mv2=
J≈1.25×105J.
(3)14s后运动员做匀速运动的时间为t′=
=
s=57s.
运动员从飞机上跳下到着地需要的总时间
t总=t+t′=(14+57)s=71s.
答案
(1)8m/s2 160N
(2)158m 1.25×105J(3)71s
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