高中物理试题

优博时时彩平台网址:高中物理动力学中的图象问题专练

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动力学中的图象问题专练(带解析2015高考一轮复习物理)
A 对点训练——练熟基础知识
题组一 x-t、v-t、a-t图象问题
1.(多选)在一次救灾行动中,直升机悬停在空中向地面无初速投放救灾物品,物品所受的空气阻力与其下落的速率成正比.若用v、a、t分别表示物品的速率、加速度的大小和运动的时间,则在物品下落过程中,下图中表示其v-t和a-v关系的图象可能正确的是  (  ).

解析 由牛顿第二定律可得:mg-Ff=ma,又Ff=kv,故得:a=g-kmv,可见C正确,D错误,又由于a逐渐减小,故A正确,B错误.
答案 AC
2.(多选)某同学站在电梯地板上,利用速度传感器和计算机研究一观光电梯升降过程中的情况,如图5所示的v ­t图象是计算机显示的观光电梯在某一段时间内的速度变化情况(向上为正方向).根据图象提供的信息,可以判断下列说法中正确的是  (  ).

图5
A.0~5 s内,观光电梯在加速上升,该同学处于失重状态
B.5~10 s内,该同学对电梯地板的压力等于他所受的重力
C.10~20 s内,观光电梯在加速下降,该同学处于失重状态
D.20~25 s内,观光电梯在加速下降,该同学处于失重状态
解析 0~5 s内,观光电梯在加速上升,加速度方向向上,该同学处于超重状态,选项A错误;5~10 s内,观光电梯匀速上升,该同学对电梯地板的压力等于他所受的重力,选项B正确;10~20 s内,观光电梯在减速上升,加速度方向向下,该同学处于失重状态,选项C错误;20~25 s内,观光电梯在加速下降,加速度方向向下,该同学处于失重状态,选项D正确.
答案 BD
3.(2013•江西联考)(多选)如图6所示,质量为m1的足够长的木板静止在光滑水平面上,其上放一质量为m2的木块.t=0时刻起,给木块施加一水平恒力F.分别用a1、a2和v1、v2表示木板、木块的加速度和速度大小,图中可能符合运动情况的是  (  ).

图6

解析 t=0时刻起,给木块施加一水平恒力F,两者可能一起加速运动,选项A正确;可能木块的加速度大于木板的加速度,选项C正确.
答案 AC
4.(2013•上海卷,16)(单选)汽车以恒定功率沿公路做直线运动,途中通过一块沙地.汽车在公路及沙地上所受阻力均为恒力,且在沙地上受到的阻力大于在公路上受到的阻力.汽车在驶入沙地前已做匀速直线运动,它在驶入沙地到驶出沙地后的一段时间内,位移x随时间t的变化关系可能是 (  ).

解析 在驶入沙地后,由于阻力增大,速度减小,驶出沙地后阻力减小,速度增大,在驶入沙地到驶出沙地后的一段时间内,位移x随时间t的变化关系可能是B.
答案 B
题组二 F-t及其他图象问题
5.(多选)如图7所示,质量为m的小物块以初速度v0沿足够长的固定斜面上滑,斜面倾角为θ,物块与该斜面间的动摩擦因数μ>tan θ,图中表示该物块的速度v和所受摩擦力Ff随时间t变化的图线(以初速度v0的方向为正方向),可能正确的是  (  ).

图7

解析 物块的运动情况是先向上做减速运动,所受滑动摩擦力为μmgcos θ,方向沿斜面向下,达到最高点后由于μ>tan θ即mgsin θ<μmgcos θ,滑块不会向下滑动,而是保持静止,静摩擦力的大小等于重力的下滑分力mgsin θ,小于上滑时的摩擦力μmgcos θ,所以A、C正确.
答案 AC
6.(多选)如图8甲所示,在一升降机内,一物块被一轻质弹簧紧压在天花板上,弹簧的下端固定在升降机的地板上,弹簧保持竖直.在升降机运行过程中,物块未曾离开升降机的天花板.当升降机按如图乙所示的v ­t图象上行时,可知升降机天花板所受压力F1和地板所受压力F2随时间变化的定性图象可能正确的是  (  ).

图8

解析 由题意知,弹簧长度不变,且对物块向上的弹力不变,设为kx,则F2不变,C项对,D项错.对物块受力分析有:kx-mg-FN=ma.(F1=FN,作用力与反作用力)
由v ­t图知,加速时,F1=FN=kx-mg-ma
匀速时,F1=FN=kx-mg
减速时:F1=FN=kx-mg+ma,故A项对,B项错.正确选项为A、C.
答案 AC
7.(2013•浙江卷,17)(单选)如图9所示,水平木板上有质量m=1.0 kg的物块,受到随时间t变化的水平拉力F作用,用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力Ff的大小如图10所示.取重力加速度g=10 m/s2,下列判断正确的是   (  ).

图9

图10
A.5 s内拉力对物块做功为零
B.4 s末物块所受合力大小为4.0 N
C.物块与木板之间的动摩擦因数为0.4
D.6 s~9 s内物块的加速度大小为2.0 m/s2
解析 由图象知物块前4 s静止,4 s~5 s内物块做加速运动,前5 s内拉力对物块做功不为零,故A选项错误;4 s末物块静止,所受合力为零,B选项错误;由4 s之后的运动情况判断其受滑动摩擦力Ff=μmg=3 N,得μ=0.3,C选项错误;由牛顿第二定律可知4 s后物块的加速度a=F-Ffm=2 m/s2,D选项正确.
答案 D
8.(单选)如图11甲所示,静止在光滑水平面上的长木板B(长木板足够长)的右端放着小物块A,某时刻B受到水平向右的外力F作用,F随时间t的变化规律如图乙所示,即F=kt,其中k为已知常数.若物体之间的滑动摩擦力Ff的大小等于最大静摩擦力,且A、B的质量相等,则下列图中可以定性地描述物块A的v ­t图象的是  (  ).

图11

解析 刚开始,外力F较小,两物体保持相对静止,加速度大小为a=F2m=kt2m,可见,加速度a的大小随着时间t逐渐增大,对应的v ­t图线的斜率逐渐增大,C、D错误;随着时间t的增大,外力F增大,当物块和木板之间的摩擦力大小达到最大静摩擦力时,物块A与木板B发生相对运动,此时有Ff=ma,F-Ff=ma,解得F=2Ff,即kt=2Ff,可见t>2Ffk后物块将在大小恒定的摩擦力的作用下做匀加速直线运动,其对应的v ­t图线是倾斜的直线,A错误、B正确.
答案 B
B 深化训练——提高能力技巧
9.(单选)物体的运动情况或所受合外力的情况如图12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  (  ).

图12
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 D
10.如图13甲所示,固定光滑细杆与水平地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,小环在沿杆方向向上的推力F作用下向上运动.0~2 s内推力的大小为5.0 N,2~4 s内推力的大小变为5.5 N,小环运动的速度随时间变化的规律如图13乙所示,重力加速度g取10 m/s2.求:

图13
(1)小环在加速运动时的加速度a的大??;
(2)小环的质量m;
(3)细杆与水平地面之间的夹角α.
解析 (1)由速度图象可以求出小环在加速运动时的加速度大小为a=ΔvΔt=2-14-2 m/s2=0.5 m/s2.
(2)设细杆与水平地面的夹角为α,0~2 s内,小环速度不变,处于平衡状态,所受的合力为零,沿杆方向由平衡条件可得F1-mgsin α=0,在2~4 s内,对小环应用牛顿第二定律可得F2-mgsin α=ma,代入数据联立解得小环的质量为m=1 kg.
(3)因为sin α=F1mg=5.01×10=0.5,所以α=30°.
答案 (1)0.5 m/s2 (2)1 kg (3)30°
11.(2013•黄冈联考)如图14甲所示,质量m=2 kg的物体在水平面上向右做直线运动.过a点时给物体一个水平向左的恒力F并开始计时,选水平向右为速度的正方向,通过速度传感器测出物体的瞬时速度,所得v ­t图象如图乙所示.取重力加速度为g=10 m/s2.求:
(1)力F的大小和物体与水平面间的动摩擦因数μ;
(2)10 s末物体离a点的距离.

图14
解析 (1)设物体向右做匀减速直线运动的加速度为a1,则由v ­t图象得a1=2 m/s2  ①
根据牛顿第二定律,有F+μmg=ma1  ②
设物体向左做匀加速直线运动的加速度为a2,则由v ­t图象得a2=1 m/s2 ③
根据牛顿第二定律,有F-μmg=ma2  ④
联立①②③④式得F=3 N,μ=0.05
(2)设10 s末物体离a点的距离为d,d应为v ­t图象与横轴所围的面积,则d=-2 m负号表示物体在a点左侧.
答案 (1)3 N 0.05 (2)2 m,a点左侧

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