2021高考物理一輪復(fù)習(xí)高頻考點(diǎn)強(qiáng)化練一動(dòng)力學(xué)綜合問題含解析魯科版

1、動(dòng)力學(xué)綜合問題(45分鐘100分)一、選擇題(本題共10小題,每小題6分,共60分,16題為單選題,710題為多選題)1.如圖所示,一夾子夾住木塊,在力f作用下向上提升。夾子和木塊的質(zhì)量分別為m、m,夾子與木塊兩側(cè)間的最大靜摩擦力均為f。若木塊不滑動(dòng),力f的最大值是()a.2f(m+m)mb.2f(m+m)mc.2f(m+m)m-(m+m)gd.2f(m+m)m+(m+m)g【解析】選a。當(dāng)夾子與木塊兩側(cè)間的摩擦力達(dá)到最大摩擦力f時(shí),拉力f最大,系統(tǒng)向上的加速度為a。先以m為研究對(duì)象,進(jìn)行受力分析,根據(jù)牛頓第二定律可知:f-2f-mg=ma,再以m為研究對(duì)象,進(jìn)行受力分析,根據(jù)牛頓第二定律可知

2、:2f-mg=ma,兩式聯(lián)立可解得f=2f(m+m)m,a正確。2.在一塊固定的傾角為的木板上疊放質(zhì)量均為m的一本英語詞典和一本漢語詞典,圖甲中英語詞典在上,圖乙中漢語詞典在上,已知圖甲中兩本書一起勻速下滑,圖乙中兩本書一起加速下滑。已知兩本書的封面材料不同,但每本書的上、下兩面材料都相同,近似認(rèn)為滑動(dòng)摩擦力與最大靜摩擦力相等。設(shè)英語詞典和木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1,漢語詞典和木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2,英語詞典和漢語詞典之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為3,則下列說法正確的是()a.12b.32c.圖乙中漢語詞典受到的摩擦力大小是3mgcosd.圖甲中英語詞典受到的摩擦力大小是2mgcos【解析】選d。對(duì)圖甲,

3、對(duì)整體分析,根據(jù)共點(diǎn)力平衡有2mgsin=22mgcos,對(duì)乙圖,對(duì)整體分析,根據(jù)牛頓第二定律得2mgsin-12mgcos=2ma,由兩式可知12,故a錯(cuò)誤。對(duì)圖乙,對(duì)整體分析,有2mgsin-12mgcos=2ma,解得a=gsin-1gcos,對(duì)漢語詞典分析,根據(jù)牛頓第二定律得mgsin-f=ma,解得f=1mgcos,因?yàn)閮稍~典保持相對(duì)靜止,則1mgcos3mgcos,知13,故c錯(cuò)誤。根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件知,圖甲中英語詞典所受的摩擦力為靜摩擦力,f=mgsin,因?yàn)?mgsin=22mgcos,所以f=2mgcos,對(duì)英語詞典分析:f=2mgcos2,故b錯(cuò)誤,d正確。3.(2019和

4、平區(qū)模擬)如圖所示,在傾角為=30的光滑固定斜面上,有兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球a、b,它們用勁度系數(shù)為k的輕彈簧連接,現(xiàn)對(duì)a施加一水平向右的恒力,使a、b均靜止在斜面上,此時(shí)彈簧的長度為l,下列說法正確的是()a.彈簧的原長為l+mg2kb.水平恒力大小為33mgc.撤掉恒力的瞬間小球a的加速度為gd.撤掉恒力的瞬間小球b的加速度為g【解析】選c。分析小球b受力,由平衡條件可得:kx=mgsin,解得x=mg2k,彈簧的原長為l-x=l-mg2k,a錯(cuò)誤;分析小球a受力,由平衡條件可得:fcos=mgsin+kx,解得:f=233mg,b錯(cuò)誤;撤去f的瞬間,彈簧彈力不變,故b球的加速度為零,由mg

5、sin+kx=maa可得:小球a此時(shí)的加速度為aa=g,c正確。4.如圖所示,當(dāng)小車向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí),物塊m相對(duì)車廂靜止于豎直車廂壁上,當(dāng)車的加速度增大時(shí)()a.m受靜摩擦力增大b.m對(duì)車廂壁的壓力減小c.m仍相對(duì)于車廂靜止d.m受靜摩擦力減小【解析】選c。分析m受力情況如圖所示,因m相對(duì)車廂壁靜止,有f=mg,與水平方向的加速度大小無關(guān),a、d錯(cuò)誤。水平方向,n=ma,n隨a的增大而增大,由牛頓第三定律知,b錯(cuò)誤。因n增大,物塊與車廂壁的最大靜摩擦力增大,故m相對(duì)于車廂仍靜止,c正確。5.如圖所示,傾角為的足夠長的傳送帶沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)速度大小為v1,一個(gè)物塊從傳送帶底端以初速度大小v2

6、(v2v1)上滑,同時(shí)物塊受到平行傳送帶向上的恒力f作用,物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)=tan,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,則下列物塊運(yùn)動(dòng)的v-t圖象不可能是()【解析】選c。因v2v1,則物塊相對(duì)于傳送帶向上運(yùn)動(dòng),所受滑動(dòng)摩擦力向下,若f=mgsin+mgcos,則物塊的加速度為零,將一直以v2向上勻速直線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)b正確;若fmgsin+mgcos,則物塊的加速度向上,將一直向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)a正確;若fmgsin+mgcos,則加速度向下,物塊將向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)兩者速度相等時(shí),物塊受向上的拉力和靜摩擦力而合外力為零,則物塊與傳送帶一起向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)c錯(cuò)誤,選項(xiàng)d

7、正確。【加固訓(xùn)練】物體a、b、c均靜止在同一水平面上,它們的質(zhì)量分別為ma、mb、mc,與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為a、b、c,用平行于水平面的拉力f分別拉物體a、b、c,所得加速度a與拉力f的關(guān)系如圖所示,a、b兩直線平行,則以下關(guān)系正確的是()a.mambmcb.mamb=mcc.ab=cd.a=b=c【解析】選c。根據(jù)牛頓第二定律f-mg=ma,得出加速度與力的函數(shù)關(guān)系a=fm-g,可以看出圖象的斜率為1m,a、b兩物體的圖象斜率相等,c的斜率最小,所以質(zhì)量ma=mbmc,a、b項(xiàng)錯(cuò)誤;圖象的縱截距為-g,b和c的縱截距相等,a物體的縱截距絕對(duì)值最小,所以得出動(dòng)摩擦因數(shù)am時(shí),人受到向右

8、的靜摩擦力,大小為m-mm+m f,當(dāng)mmg代入數(shù)據(jù)得f120 n(2)對(duì)木板有f1-mg=ma1對(duì)滑塊有f2-f1-mg=ma2要能發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)應(yīng)有a2a1代入數(shù)據(jù)可得f213.2 n(3)對(duì)滑塊有f2-f1-mg=ma3設(shè)滑塊上升h的時(shí)間為t,則h=12a3t2對(duì)木板有f1-mg=ma4設(shè)木板在t時(shí)間上升的高度為h,則h=12a4t2代入數(shù)據(jù)可得h=0.75 m 由于h+l20 n(2)f213.2 n(3)游戲不能成功(計(jì)算過程見解析)12.(20分)(2017全國卷)如圖,兩個(gè)滑塊a和b的質(zhì)量分別為ma=1 kg和mb=5 kg,放在靜止于水平地面上的木板的兩端,兩者與木板間的動(dòng)摩擦因

9、數(shù)均為1=0.5;木板的質(zhì)量為m=4 kg,與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2=0.1。某時(shí)刻a、b兩滑塊開始相向滑動(dòng),初速度大小均為v0=3 m/s。a、b相遇時(shí),a與木板恰好相對(duì)靜止。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度大小g取10 m/s2。求(1)b與木板相對(duì)靜止時(shí),木板的速度。(2)a、b開始運(yùn)動(dòng)時(shí),兩者之間的距離。【解析】(1)滑塊a和b在木板上滑動(dòng)時(shí),木板也在地面上滑動(dòng)。設(shè)a、b與木板間的摩擦力的大小分別為f1、f2,木板與地面間的摩擦力的大小為f3,a、b、木板相對(duì)于地面的加速度大小分別是aa、ab和a1在滑塊b與木板達(dá)到共同速度前有:f1=1magf2=1mbgf3=2(ma+mb

10、+m)g 由牛頓第二定律得f1=maaaf2=mbabf2-f1-f3=ma1設(shè)在t1時(shí)刻,b與木板達(dá)到共同速度,設(shè)大小為v1。由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有v1=v0-abt1v1=a1t1聯(lián)立式,代入數(shù)據(jù)解得:t1=0.4 s,v1=1 m/s(2)在t1時(shí)間間隔內(nèi),b相對(duì)于地面移動(dòng)的距離sb=v0t1-12abt12設(shè)在b與木板達(dá)到共同速度v1后,木板的加速度大小為a2,對(duì)于b與木板組成的體系,由牛頓第二定律有:f1+f3=(mb+m)a2由式知,aa=ab;再由可知,b與木板達(dá)到共同速度時(shí),a的速度大小也為v1,但運(yùn)動(dòng)方向與木板相反,由題意知,a和b相遇時(shí),a與木板的速度相同,設(shè)其大小為v2。設(shè)a的速度大小從v1變到v2所用時(shí)間為t2,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,對(duì)木板有v2=v1-a2t2對(duì)a有v2=-v1+aat2在t2時(shí)間間隔內(nèi),b(以及木板)相對(duì)地面移動(dòng)的距離為s1=v1t2-12a2t22在(t1+t2)時(shí)間間隔內(nèi),a相對(duì)地面移動(dòng)的距離為sa=v0(t1+t2)-12aa(t1+t2)2a和b相遇時(shí),a與木板的速度也恰好相同,因此a和b開始運(yùn)動(dòng)時(shí),兩者之間的距離為s0=sa+s1+sb聯(lián)立以上各式,代入數(shù)據(jù)得s0=1.9 m答案:(1)1 m/s(2)1.9 m【總結(jié)提升】板