秘籍1動力學與運動學綜合問題（原卷版）

秘籍1動力學與運動學綜合問題做好本類型壓軸問題需要用到的相關知識有:勻變速直線運動規(guī)律、受力分析、牛頓運動定律等。牛頓第二定律對于整個高中物理的串聯作用起到至關重要的效果，是提高學生關鍵物理素養(yǎng)的重要知識點，所以要求考生了解題型的知識點及要領，對于常考的模型要求有充分的認知。題型一結合牛頓定律與運動學公式考察經典多過程運動模型（選擇題）題型二動力學圖像的理解與應用（選擇題）題型三結合新情景考察動力學觀點（選擇題）1、勻變速直線運動基本規(guī)律(1)速度公式：v＝v0＋at.(2)位移公式：x＝v0t＋eq\f(1,2)at2.(3)位移速度關系式：v2－veq\o\al(2,0)＝2ax.這三個基本公式，是解決勻變速直線運動的基石．均為矢量式，應用時應規(guī)定正方向．2、兩個重要推論(1)物體在一段時間內的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度，還等于初、末時刻速度矢量和的一半，即：eq\x\to(v)＝v＝eq\f(v0＋v,2).(2)任意兩個連續(xù)相等的時間間隔T內的位移之差為一恒量，即：Δx＝x2－x1＝x3－x2＝…＝xn－xn－1＝aT2.3、v0＝0的四個重要推論(1)1T末、2T末、3T末、……瞬時速度的比為：v1∶v2∶v3∶…∶vn＝1∶2∶3∶…∶n(2)1T內、2T內、3T內……位移的比為：x1∶x2∶x3∶…∶xn＝12∶22∶32∶…∶n2(3)第一個T內、第二個T內、第三個T內……位移的比為：xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…∶xn＝1∶3∶5∶…∶(2n－1)(4)從靜止開始通過連續(xù)相等的位移所用時間的比為：t1∶t2∶t3∶…∶tn＝1∶(eq\r(2)－1)∶(eq\r(3)－eq\r(2))∶…∶(eq\r(n)－eq\r(n－1))4、牛頓第二定律(1)表達式為F＝ma.(2)理解：核心是加速度與合外力的瞬時對應關系，二者總是同時產生、同時消失、同時變化．5、求解多階段運動問題的四點注意(1)準確選取研究對象，根據題意畫出物體在各階段的運動示意圖，直觀呈現物體的運動過程．(2)明確物體在各階段的運動性質，找出題目給定的已知量、待求未知量以及中間量．(3)合理選擇運動學公式，列出物體在各階段的運動方程，同時列出物體各階段間的關聯方程．(4)勻變速直線運動涉及的公式較多，各公式相互聯系，大多數題目可一題多解，解題時要開闊思路，通過分析、對比，根據已知條件和題目特點適當地拆分、組合運動過程，選取最簡捷的解題方法．6、動力學圖像分析（1）動力學中常見的圖象v－t圖象、x－t圖象、F－t圖象、F－a圖象等．（2）解決圖象問題的關鍵：①看清圖象的橫、縱坐標所表示的物理量及單位并注意坐標原點是否從零開始。②理解圖象的物理意義，能夠抓住圖象的一些關鍵點，如斜率、截距、面積、交點、拐點等，判斷物體的運動情況或受力情況，再結合牛頓運動定律求解．1．（2024?貴州模擬）如圖，一小型卡車行駛在平直公路上，車上裝有三個完全相同、質量均為m的光滑圓柱形勻質物體，A、B水平固定，C自由擺放在A、B之上。當卡車以某一恒定的加速度剎車時，C對A的壓力恰好為零，已知重力加速度大小為g，則C對B的壓力大小為（）A．33mg B．233mg C．2．（2024?山西模擬）如圖所示，勁度系數為400N/m的豎直輕彈簧下端固定在地面上，上端與質量為2kg的物塊1連接，質量為4kg的物塊2疊放在1上，系統處于靜止狀態(tài)?，F對物塊2施加豎直向上的拉力，使物塊2豎直向上做勻加速直線運動，已知拉力在t＝0.2s內為變力，0.2s后為恒力，取g＝10m/s2，下列說法正確的是（）A．物塊2勻加速直線運動的加速度大小為4m/s2 B．t＝0時，拉力的大小為24N C．t＝0.2s時，拉力的大小為28N D．t＝0.2s時，彈簧彈力的大小為56N3．（2023秋?興化市期末）根據海水中的鹽分高低可將海水分成不同密度的區(qū)域，當潛艇從海水高密度區(qū)域駛入低密度區(qū)域，浮力頓減，稱之為“掉深”。如圖甲所示，我國南海艦隊某潛艇在高密度海水區(qū)域沿水平方向緩慢航行。t＝0時，該潛艇“掉深”，隨后采取措施自救脫險，在0～50s內潛艇豎直方向的v﹣t圖像如圖乙所示（設豎直向下為正方向）。不計水的粘滯阻力，則（）A．潛艇在t＝20s時下沉到最低點 B．潛艇豎直向下的最大位移為750m C．潛艇在“掉深”和自救時的加速度大小之比為5：2 D．潛艇在0～20s內處于超重狀態(tài)4．（2023秋?武漢期末）如圖所示，輕質彈簧1一端與靜止在傾斜木板上的物體A相連，另一端與細線相連，該彈簧與傾斜木板保持平行，細線繞過光滑的定滑輪與物體B相連。B、C通過輕質彈簧2連接，且B、C始終未觸及地面。初始時系統處于靜止狀態(tài)，木板與水平面間的夾角為30°，若mA：mB：mC＝3：1：2，發(fā)生以下變化時，物體A始終保持靜止，則（）A．木板與水平面的夾角減小時，A受到的靜摩擦力減小 B．木板與水平面夾角保持30°不變，剪斷細線后，A所受摩擦力增大 C．剪斷細線瞬間，B、C一起以加速度g自由下落 D．剪斷細線瞬間，B的加速度為3g5．（2023秋?長沙期末）A、B兩小球同一時刻從不同的高度由靜止釋放，A球所受空氣阻力可忽略，B球所受空氣阻力的大小與物體速率成正比，兩小球同一時刻落到水平地面，落地瞬間均以原速率反彈，規(guī)定向下為正方向，關于兩小球的速度v與時間t的圖像，下列可能正確的是（）A． B． C． D．6．（2023秋?下城區(qū)校級期末）一輛貨車載著質量均為m的完全相同的圓柱形空油桶，在車廂底層油桶平整排列，相互緊貼并被牢牢固定，上一層只有一只油桶c自由地擺放在油桶a、b上面，如圖所示。忽略油桶間的摩擦作用，重力加速度為g。下列說法正確的是（）A．當貨車做勻速直線運動時，油桶a所受的合力為mg B．當貨車做勻速直線運動時，油桶c對a的壓力大小為12mgC．當貨車做勻速直線運動時，油桶c對a的壓力大小為mg D．當貨車向右的加速度增大到33g時，油桶c會脫離7．（2023秋?洛陽期末）夏季經常發(fā)生強對流天氣，某次天空突降冰雹，假設冰雹下落過程中空氣阻力大小與速度大小平方成正比，則冰雹下落過程中，速度v或加速度a隨時間t變化的圖像可能正確的是（）A． B． C． D．8．（2023秋?青島期末）游泳運動員蛙泳時的動作可分為蹬腿加速度a和慣性前進b兩個過程，將這兩個過程簡化為水平方向的直線運動，v﹣t圖像如圖。已知運動員的體重為60kg，重力加速度g＝10m/s2，下列說法正確的是（）A．0～0.5s內運動員做勻加速直線運動 B．0.2～0.5s內運動員加速度大小為6m/s2 C．0～0.5s內運動員平均速度大小為1.7m/s D．慣性前進過程中，水對運動員作用力大小為40N9．（2023秋?常州期末）如圖，水平傳送帶以恒定速度v順時針轉動，傳送帶右端上方的擋板上固定著一輕彈簧。將小物塊P輕放在傳送帶左側某位置，P在傳送帶帶動下向右運動，與彈簧接觸時速度恰好達到v。取P放置點為坐標原點，全過程P始終處在傳送帶上，以水平向右為正方向，木塊在向右運動或向左運動的過程中，加速度a與位移x的關系圖像正確的是（）A． B． C． D．10．（2023秋?石家莊期末）如圖所示，在豎直平面內有半徑為R的半圓，最低點為A，B是半圓上一點，AB為光滑傾斜軌道，AC是傾角為θ＝45°、高為h＝2R的光滑固定斜面。現自B點由靜止釋放小球甲的同時，自C點以初速度大小v0沿斜面向下射出小球乙，發(fā)現兩小球同時到達A點。已知重力加速度為g，則小球乙的初速度大小的為（）A．gR2 B．gR C．2gR D．11．（2023秋?包河區(qū)校級期末）質量為m＝0.5kg的物塊在光滑的水平面上受到水平拉力F的作用，從靜止開始計時做加速直線運動，其運動的xt-t和v2﹣A．圖乙的斜率大小是圖甲的斜率大小的2倍 B．水平拉力F為5N C．前2m的中間時刻的速度大小為52m/sD．前2s內的中點位置的速度大小為5212．（2023秋?沙坪壩區(qū)校級期末）如圖甲所示，在豎直放置的彈簧上放置一物塊m，最開始對m施加豎直向下的力F使得彈簧壓縮l0。在t＝0時撤去F釋放小物塊，計算機通過小物塊上的速度傳感器描繪出它的v﹣t圖線如圖乙所示。其中Oab段為曲線，bc段為直線，傾斜直線Od是t＝0時圖線的切線。重力加速度為g，不計彈簧自身重力及空氣阻力，則下列說法正確的是（）A．彈簧在t2時刻恢復原長 B．l0C．彈簧的勁度系數k=mD．小物塊向上的最大位移為l13．（2023?大荔縣一模）如圖所示，足夠長的傾斜傳送帶以恒定速率v0順時針運行。一小木塊以初速度v1從傳送帶的底端滑上傳送帶。木塊在傳送帶上運動全過程中，關于木塊的速度v隨時間t變化關系的圖像可能的是（）A． B． C． D．14．（2023?廈門模擬）如圖所示，小明從羽毛球筒中取出最后一個羽毛球時，一手拿著球筒，另一只手迅速拍打筒的上端邊緣，使筒獲得向下的初速度并與手發(fā)生相對運動，筒內的羽毛球就可以從上端出來。已知球筒質量為M＝90g（不含球的質量），球筒與手之間的滑動摩擦力為f1＝2.6N；羽毛球質量為m＝5g，球頭離筒的上端距離為d＝9.0cm，球與筒之間的滑動摩擦力為f2＝0.1N。重力加速度g＝10m/s2，空氣阻力忽略不計，當球筒獲得一個初速度后。（）A．羽毛球的加速度大小為10m/s2 B．羽毛球的加速度大小為30m/s2 C．若羽毛球頭部能從上端筒口出來，則筒獲得的初速度至少為355D．若羽毛球頭部能從上端筒口出來，則筒獲得的初速度至少為3m/s15．（2023?沙坪壩區(qū)校級開學）一輕彈簧的一端固定在傾角為θ的固定光滑斜面的底部，另一端和質量為35m的小物塊a相連，如圖所示。質量為m的小物塊b緊靠a靜止在斜面上，此時彈簧的壓縮量為x0。從t＝0時開始，對b施加沿斜面向上的拉力，使b始終做勻加速直線運動。經過一段時間后，物塊a、b分離；再經過同樣長的時間，b距其出發(fā)點的距離恰好也為x0。彈簧的形變始終在彈性限度內，重力加速度大小為A．a、b在彈簧壓縮量為x02B．b的加速度為15C．作用于b上的最小拉力為2mgsinθ D．a在勻加速運動的時間為x16．（2023春?寧波期末）滑滑梯是小朋友們愛玩的游戲現有直滑梯AB、AC、AD和BD，A、B、C、D在豎直平面內的同一圓周上，且A為圓周的最高點，D為圓周的最低點，如圖所示，已知圓周半徑為R。在圓周所在的豎直平面內有一位置P，距離A點為3R，且與A等高。各滑梯的摩擦均不計，已知重力加速度為gA．如果小朋友在A點沿滑梯AB、AC由靜止滑下，tAB＞tAC B．如果小朋友分別從A點和B點沿滑梯AC，BD由靜止滑下tBD＞tAC C．若設計一部上端在P點，下端在圓周上某點的直滑梯，則小朋友沿此滑梯由靜止滑下時，在滑梯上運動的最短時間是3RgD．若設計一部上端在P點，下端在圓周上某點的直滑梯，則小朋友沿此滑梯由靜止滑下時，在滑梯上運動的最短時間是4R17．（2023?宜春一模）北京時間2022年12月4日20時09分，神舟十四號載人飛船返回艙在東風著陸場成功著陸。在太空執(zhí)行任務183天后，“最忙出差三人組”的陳冬、劉洋、蔡旭哲于21時01分安全順利出艙。返回過程中返回艙速度195m/s時在距離地表10km的地方打開降落傘，返回艙先做勻變速直線運動最終降低到5m/s，之后保持勻速運動，勻速時間99.8s。待高度只剩1m時，底部的反推發(fā)動機點火，讓返回艙進行最后一次減速至3m/s，使其安全觸地。忽略空氣阻力，g＝10m/s2，以下說法中正確的是（）A．從開傘到著地過程中，航天員始終處于超重狀態(tài) B．開傘后勻變速運動過程中返回艙的加速度為1.9m/s2 C．反推發(fā)