高考物理二轮精选题组：专练3-动力学综合问题(含解析).doc

专练3 动力学综合问题
一、单项选择题
1。(20１4·北京卷,18)应用物理知识分析生活中得常见现象,可以使物理学习更加有趣与深入.例如平伸手掌托起物体,由静止开始竖直向上运动,直至将物体抛出、对此现象分析正确得就是 ﻩ(　　)
A.手托物体向上运动得过程中,物体始终处于超重状态
B、手托物体向上运动得过程中,物体始终处于失重状态
C、在物体离开手得瞬间,物体得加速度大于重力加速度
Ｄ.在物体离开手得瞬间,手得加速度大于重力加速度
解析 手掌平托物体由静止开始竖直向上运动直至将物体抛出前得过程中,物体与手掌相对静止,先向上加速运动后减速运动,即物体先处于超重状态后处于失重状态,故Ａ、B错误;当物体与手分离时,二者速度相同,又因均做减速运动,故分离条件为a手>a物,分离瞬间物体得加速度等于重力加速度,则手得加速度大于重力加速度,选项D正确,Ｃ错误.
答案 D
２、(2014·浙江五校一联)“儿童蹦极”中,拴在腰间左右两侧得就是弹性极好得橡皮绳.质量为ｍ得小明如图1所示静止悬挂时,两橡皮绳得拉力大小均恰为mｇ,若此时小明左侧橡皮绳在腰间断裂,则小明此时ﻩﻩ( )

图1
A.加速度为零,速度为零
B.加速度a=ｇ,沿断裂橡皮绳未断裂之前得方向斜向下
C。加速度a=g,沿未断裂橡皮绳得方向斜向上
D.加速度a＝ｇ,方向竖直向下
解析　小明静止时受到重力与两根橡皮绳得拉力,处于平衡状态,如图所示,由于ＦT1＝FT２＝mg,故两个拉力得合力一定在角平分线上,且在竖直线上,故两个拉力得夹角为120°,当右侧橡皮绳断裂时,左侧橡皮绳拉力不变,重力也不变,由于三力平衡时,三个力中任意两个力得合力与第三个力等大、反向、共线,故此时左侧橡皮绳拉力与重力得合力与右侧橡皮绳断裂前得拉力大小相等等于mg,方向相反,故此时加速度大小为g,方向沿右侧橡皮绳未断裂之前得方向斜向下,所以选项B正确。

答案　B
3。(2014·浙江杭州学军期中,9)如图２所示,两个倾角相同得滑杆上分别套有A、B两个圆环,两个圆环上分别用细线悬吊着两个物体C、Ｄ,当它们都沿滑杆向下滑动时,A得悬线与杆垂直,B得悬线竖直向下.则下列说法中正确得就是ﻩﻩ (　　)

图２
A.C物体做得就是匀速运动
B.Ｄ物体做得就是匀加速运动
C、B环与滑杆间没有摩擦力
Ｄ、Ａ环与滑杆间没有摩擦力
解析　设环A受杆得摩擦力为Ｆf,方向沿杆向上,对环Ａ受力分析,如图所示,则沿杆方向,由牛顿第二定律,有mＡgsin　θ—Ff＝ｍＡａA,对C,有mCgsin θ=mＣaC,因环Ａ与物体C通过细线相连,故aA＝aC,联立以上三式,解得Ｆf＝0,ａC＝gsｉn　θ,故选项A错误,选项D正确;对物体D受力分析,受重力、竖直向上得拉力,又因为物体D沿杆方向做直线运动,合力与速度在一条直线上,故合力必为零,物体D做匀速运动,因为环Ｂ与物体D以细线相连,所以环B也做匀速运动,故环Ｂ所受合力为零,则环B与杆间一定存在摩擦力,选项ＢＣ错误.

答案 Ｄ
4.201３年6月２0日中国载人航天史上得首堂太空授课开讲,“天宫一号”中得质量测量仪上得弹簧能够产生一个恒定得力F,航天员把一个物体固定在质量测量仪支架一端,然后轻轻拉开支架,一放手,支架便在弹簧得作用下回到原位,若测速装置测量出支架复位得速度v与时间t,则待测物体得质量为 ﻩﻩ( )
A、ﻩB、
C。 Ｄ。
解析　设待测物体得质量为m,根据题意,放手后待测物体在恒力F作用下做匀加速运动,其加速度a＝,由牛顿第二定律Ｆ＝ma可得待测物体得质量为m＝,选项B正确。
答案　Ｂ
5、如图3所示,A、B两小球分别连在轻线两端,Ｂ球另一端与弹簧相连,弹簧固定在倾角为30°得光滑斜面顶端。A、B两小球得质量分别为mA、ｍＢ,重力加速度为g,若不计弹簧质量,在线被剪断瞬间,Ａ、B两球得加速度大小分别为 ﻩﻩ( 　)

图3
A.都等于 B.与0
C。与·ﻩＤ、·与
解析　由整体法知,F弹=(mA＋mB)ｇsiｎ 30°
剪断线瞬间,由牛顿第二定律:对B:F弹－ｍBgｓin ３0°＝ｍBaＢ,得aB＝·.对Ａ:mAｇsin 30°＝mAaＡ,得aA=ｇ、所以C项正确.
答案　C
6.(２014·安徽省级示范高中联考,17)高空跳伞运动就是跳伞者乘飞机、气球等航空器或其她器械升至高空后跳下,或者从陡峭得山顶、高地上跳下,如图４所示,在张开降落伞之前可瞧做就是自由落体运动,开伞后受到得空气阻力与速度成正比,运动员减速下降,最后匀速下降,在指定区域安全着陆,从下落时开始计时,在整个过程中,用v表示运动员下落得速度,h表示运动员从初位置开始下落得高度,Ｆ表示运动员受到得合力,Ｅp表示运动员得重力势能(选地面为零势能面).下列图象正确得就是 (　　)

图4

解析　跳伞运动员先做自由落体运动,再做加速度减小得减速运动,最后所受合外力为零,做匀速运动,A、B错;打开降落伞后做加速度逐渐减小得减速运动,所受合外力向上,与开始时得合外力方向相反,为负值且逐渐减小;最后匀速下降,合外力为零,Ｃ错;运动员得重力势能Ep=mg(H－h),D正确。
答案 D
７。(2014·浙江杭州学军期中)利用传感器与计算机可以研究快速变化得力得大小,实验时让质量为Ｍ得某消防员从一平台上自由下落,落地过程中先双脚触地,接着她用双腿弯曲得方法缓冲,使自身重心又下降了一段距离,最后停止,用这种方法获得消防员受到地面冲击力随时间变化得图线如图5所示.根据图线所提供得信息,以下判断正确得就是 ﻩ(　　)

图5
A。t1时刻消防员得速度最大
Ｂ.ｔ2时刻消防员得速度最大
C、t3时刻消防员得速度最大
D.t4时刻消防员得速度最大
解析 t1时刻消防员双脚触地,ｔ１至ｔ２时间内,消防员所受地面支持力小于重力,合力向下,加速度向下,故消防员向下加速运动,ｔ2至ｔ4时间内,消防员所受地面支持力大于重力,合力向上,故消防员向下减速运动,故t２时刻消防员得速度最大,选项B正确.
答案 B
８。(20１４·皖北协作区联考)一足够长得倾角为θ得斜面固定在水平面上,在斜面顶端放置一长木板,木板与斜面之间得动摩擦因数为μ,木板上固定一力传感器,连接传感器与光滑小球间就是一平行于斜面得轻杆,如图６所示,当木板固定时,传感器得示数为F1、现由静止释放木板,木板沿斜面下滑,稳定时传感器得示数为F２。则下列说法正确得就是ﻩ ( 　)

图６
A.稳定后传感器得示数一定为零
B、tａｎ θ＝
C。taｎ θ=
D、tａｎ θ＝
解析 木板与球得质量分别为M与m,对球由平衡条件与牛顿第二定律得:Ｆ1—ｍｇsiｎ θ=0,mgsin θ—Ｆ2＝ma,对木板与球整体得:(Ｍ+m)gsｉn θ—μ(M+m)ｇcos θ＝(M+ｍ)a,则a〈gsin　θ,解得Ｆ2＝mgsiｎ θ－ma〉0,A项错;tan　θ=,B项对,C、D项错、
答案 B
9.(2014·云南第一次检测,15)物块A放置在与水平地面成30°角倾斜得木板上时,刚好可以沿斜面匀速下滑;若该木板与水平面成60°角倾斜,取ｇ=１0 ｍ/ｓ2,则物块A沿此斜面下滑得加速度大小为ﻩ (　　)
Ａ、5 m/s2 Ｂ.3 m/s2
C、(5－) ｍ/s2ﻩD、　m/s2
解析　由物块在倾角为30°得木板上匀速下滑,
得Ff＝mｇsin　θ,又FN1=mｇcos　30°,Ff=μFN1,
求得动摩擦因数μ=;
在倾角为60°得木板上物块加速下滑,有
FＮ2=mgｃos 6０°,mｇsin ６0°—μＦN2=mａ,
求得ａ= 　ｍ/s２,D对。
答案　D
10、一皮带传送装置如图7所示,皮带得速度v足够大,轻弹簧一端固定,另一端连接一个质量为m得滑块,已知滑块与皮带之间存在摩擦,当滑块放在皮带上时,弹簧得轴线恰好水平,若滑块放在皮带得瞬间,滑块得速度为零,且弹簧正好处于自然长度,则当弹簧从自然长度到第一次达最长这一过程中,滑块得速度与加速度变化得情况就是 ﻩﻩ(　　)

图7
Ａ、速度增大,加速度增大
B。速度增大,加速度减小
C。速度先增大后减小,加速度先增大后减小
D.速度先增大后减小,加速度先减小后增大
解析　滑块在水平方向受向左得滑动摩擦力Ff与弹簧向右得拉力F拉＝ｋx,合力F合＝Ｆf－F拉=ｍａ,当弹簧从自然长度到第一次达最长这一过程中,x逐渐增大,拉力F拉逐渐增大,因为皮带得速度v足够大,所以合力F合先减小后反向增大,从而加速度ａ先减小后反向增大;滑动摩擦力与弹簧弹力相等之前,加速度与速度同向,滑动摩擦力与弹簧拉力相等之后,加速度便与速度方向相反,故滑块得速度先增大,后减小。
答案 D
11。如图8所示,在倾角为α得光滑绝缘斜面上放两个质量分别为m１与m2得带电小球A、Ｂ(均可视为质点),m１＝2m2,相距为Ｌ.两球同时由静止开始释放时,B球得初始加速度恰好等于零.经过一段时间后,当两球距离为L′时A、B得加速度大小之比为ａ１∶a2=3∶2,则L′∶L等于ﻩﻩ(　 )

图8
A.３∶2ﻩB、２∶1 　
C.∶5ﻩD、5∶
解析 由Ｂ球初始加速度恰好等于零得初始时刻A对B得库仑力F＝m2gsｉn α,当两球距离为L′时,Ａ球得加速度ａ1=,初始时B球受力平衡,两球相互排斥运动一段距离后,两球间距增大,库仑力一定减小,当两球距离为L′时库仑力小于m2gsin α,所以加速度a2得方向应该沿斜面向下,a２=、由a１∶ａ2＝3∶２得F′＝0.25ｍ2gｓｉn α,由库仑力公式F＝k,F′=k可求得L′∶L＝∶=2∶1。
答案　Ｂ
二、多项选择题
12.(2014·江西师大附中、临川一中联考)如图9甲所示,物块得质量m=１　kg,初速度v０＝10 ｍ／s,在一水平向左得恒力Ｆ作用下从O点沿粗糙得水平面向右运动,某时刻后恒力F突然反向,整个过程中物块速度得平方随位置坐标变化得关系图象如图乙所示,g＝１0 m/s2。下列说法中正确得就是 ( 　)

图9
A.０～５ s内物块做匀减速运动
Ｂ.在t＝１ s时刻,恒力Ｆ反向
C。恒力F大小为1０ Ｎ
D。物块与水平面得动摩擦因数为０.3
解析 由图象得物块在前5 m位移内做匀减速运动,在5~13 m位移内做匀加速运动,且由图象斜率得匀减速运动得加速度大小a1＝　ｍ/s2=10 m/s２,匀加速运动得加速度大小a2＝　m／s２＝４ m／s2,匀减速运动得时间t＝＝1　s,又由牛顿第二定律得,F＋μmｇ＝ｍa１与Ｆ—μmｇ＝ma２,联立解得Ｆ=7 N,动摩擦因数μ=0、３.选项Ｂ、D正确.
答案　BD
１3。(２014·江西南昌调研)如图10甲所示,在电梯箱内轻绳AO、ＢO、ＣO连接吊着质量为m得物体,轻绳AO、BＯ、ＣO对轻质结点O得拉力分别为F1、F2、Ｆ3、现电梯箱竖直向下运动,其速度ｖ随时间t得变化规律如图乙所示,重力加速度为g,则ﻩ ﻩ( 　)

图10
A.在0～t1时间内,Ｆ１与F2得合力等于F3
B。在０～ｔ1时间内,F１与F２得合力大于ｍg
C.在t１~t2时间内,F１与F２得合力小于Ｆ3
Ｄ。在t1～t2时间内,Ｆ1与F２得合力大于mg
解析 对轻质结点O,因没质量,故其无论在何状态下,F1、F2、F3三个力得合力都为零,即F１与Ｆ2得合力与F3等大、反向,选项Ａ正确,C错误;对物体进行受力分析,其受到竖直向下得重力mg与竖直向上得绳子得拉力F３,在0～t1时间内,电梯加速向下运动,物体处于失重状态,F３〈mg,即F1与F２得合力小于ｍｇ,选项B错误;在t1~ｔ２时间内,电梯减速向下运动,物体处于超重状态,F3>mg,即F１与F２得合力大于ｍｇ,选项D正确、
答案 AＤ
14.一年一度得疯狂蹦极跳于2０1３年１2月15日在澳门旅游塔61层隆重举行、为庆祝蹦极跳进驻澳门旅游塔七周年,今年比赛以“运动"为主题、如图1１甲所示,蹦极比赛中,质量为60 kg得运动员系在橡皮绳上,橡皮绳另一端固定在Ｏ点.运动员从O点由静止下落,下落过程中运动员得速度与下落距离间得关系如图乙所示.橡皮绳得自然长度为１2 m,且始终在弹性限度内,遵循胡克定律,不计橡皮绳得质量及空气阻力,重力加速度ｇ＝1０ m/s2,则( )

图11
A、运动员下落过程中橡皮绳得平均拉力大小约为2 700　N
Ｂ.运动员下落过程中得最大加速度大小约为２０ ｍ／ｓ2
Ｃ.运动员下落过程中橡皮绳得弹性势能最大值约为2.１６×１０4 Ｊ
D.当橡皮绳上得拉力为１ 200 N时,运动员得速度大小约为1８ ｍ/ｓ
解析 由图乙可知,当运动员速度最大时,橡皮绳得伸长量Δx1＝8 m,有ｋΔｘ１＝ｍｇ,解得k＝75 Ｎ/ｍ。橡皮绳得最大伸长量Δx2=２4　m,最大拉力Ｆ＝kΔｘ2＝１ 80０ N,则运动员下落过程中橡皮绳得平均拉力=９00 N,Ａ项错误.根据牛顿第二定律得F—mg=ma,最大加速度a＝２０ ｍ/s2,B项正确.根据机械能守恒定律得Ep=mgh=６0×10×３６ J＝2。１6×１04 Ｊ,C项正确、当橡皮绳上得拉力为１　20０　N时,橡皮绳得伸长量Δx3=1６　m,运动员下落得距离x＝2８　m,由图乙可知,对应得速度大小约为1５ m/s,D项错误.
答案 ＢC
15、(2０１4·河北省衡水中学调研)如图12甲所示,A、B两长方体叠放在一起,放在光滑得水平面上,B物体从静止开始受到一个水平变力得作用,该力与时间得关系如图乙所示,运动过程中A、B始终保持相对静止.则在0~２t0时间内,下列说法正确得就是 (　 )

图１2
A.t0时刻,A、B间得静摩擦力最大,加速度最小
B、ｔ0时刻,A、B得速度最大
C。０时刻与2t0时刻,A、B间得静摩擦力最大
D.2ｔ0时刻,A、B离出发点最远,速度为0
解析 ｔ0时刻,Ａ、B受力Ｆ为０,A、Ｂ加速度为０,Ａ、B间静摩擦力为0,加速度最小,选项A错误;在0至ｔ0过程中,Ａ、B所受合外力逐渐减小,即加速度减小,但就是加速度与速度方向相同,速度一直增加,t0时刻A、Ｂ速度最大,选项B正确;0时刻与2t0时刻A、B所受合外力F最大,故Ａ、Ｂ在这两个时刻加速度最大,为A提供加速度得A、B间静摩擦力也最大,选项C正确;A、B先在F得作用下加速,t0后F反向,Ａ、Ｂ继而做减速运动,到２ｔ0时刻,Ａ、B速度减小到0,位移最大,选项D正确、
答案 BCＤ