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“四翼”检测评价(二十) 动力学中的三类常见题型
组—重基础·体现综合
1.(多选)一个物体在光滑水平面上做匀速直线运动。t=0时,开始对物体施加一外力F,力F的方向与速度方向相同,大小随时间变化的关系如图所示,则物体在0~t0时间内( )
A.物体的加速度a逐渐减小,速度v逐渐减小
B.物体的加速度a逐渐减小,速度v逐渐增大
C.t0时刻物体的加速度a=0,速度v最大
D.t0时刻物体的加速度a=0,速度v=0
解析:选BC 物体在0~t0时间内,F减小,则物体的合力逐渐减小,由牛顿第二定律知,加速度逐渐减小,当F=0时加速度减至0。因为加速度的方向与速度方向相同,则速度逐渐增大,当加速度a=0时,速度v最大。故B、C正确,A、D错误。
2.(2022·清远高一检测)如图所示,质量为4 kg的物体B和质量为2 kg的物体C用轻弹簧连接并竖直地静置于水平地面上。将一个质量为1 kg的物体A轻放在物体B上的瞬间,物体B的加速度大小为(取g=10 m/s2)( )
A.2 m/s2 B.2.5 m/s2
C.5 m/s2 D.0
解析:选A 因为弹簧不能发生突变,即物体A轻放在物体B上的瞬间,弹簧对B的弹力保持不变,所以物体A轻放在物体B上的瞬间,AB瞬间具有相同的加速度,对AB整体由牛顿第二定律得mAg=(mA+mB)a,解得a= m/s2=2 m/s2,故A正确。
3.蹦床是小朋友们非常喜爱的一种户外娱乐活动,其原理可简化如图所示,橡皮绳两端点A、B固定在金属杆上,橡皮绳处于ACB时为原长状态。把小孩拉至D点放手时开始计时,小孩将在橡皮绳的作用下向上运动恰好到达E点。则橡皮绳的弹力和小孩速度随时间变化规律可能的是( )
解析:选D 小孩在C、E之间运动时,不受弹力,只受重力,加速度恒定,做匀变速直线运动,该段的速度图像应该是直线,而A的速度图像全部是曲线,A错误;小孩在D、E之间做上下往复运动,向上运动速度为正值,向下运动速度为负值,而B速度图像的速度始终为正值,表示一直向上运动, B错误;橡皮绳只有因为拉伸形变产生的拉力,没有因为挤压形变产生的弹力,只要橡皮绳的长度小于自然长度,弹力就是零,所以橡皮绳的弹力要么为正值,要么为零,不可能为负值, C错误,D正确。
4.某运送物资的班列由40节质量相等的车厢组成,在车头牵引下,列车沿平直轨道匀加速行驶时,第2节对第3节车厢的牵引力为F。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等,则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为( )
A.F B.
C. D.
解析:选C 设列车做匀加速直线运动的加速度为a,可将后面的38节车厢作为一个整体进行分析,设每节车厢的质量均为m,每节车厢所受的摩擦力和空气阻力的合力大小均为f,则有F-38f=38ma,再将最后面的2节车厢作为一个整体进行分析,设倒数第3节车厢对倒数第2节车厢的牵引力为F′,则有F′-2f=2ma,联立解得F′=,C正确,A、B、D均错误。
5.如图所示,长木板放置在水平面上,一小物块置于长木板的中央,长木板和物块的质量均为m,物块与长木板间的动摩擦因数为μ,长木板与水平面间的动摩擦因数为,已知最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g。现对物块施加一水平向右的拉力F,则长木板加速度a的大小可能是( )
A.μg B.μg
C.μg D.-μg
解析:选D 若物块和长木板之间不发生相对滑动,物块和长木板一起运动,对物块和长木板的整体,根据牛顿第二定律可得F-μ·2mg=2ma,解得a=-μg;若物块和长木板之间发生相对滑动,对长木板,水平方向受两个摩擦力的作用,根据牛顿第二定律,有μmg-μ·2mg=ma,解得a=μg,D正确。
6.如图所示,质量均为m的a、b两物块用轻杆连接放在倾角为37°的斜面上,a所在BC段光滑、b与AB段间的动摩擦因数为0.25,重力加速度为g。a、b在平行于斜面的拉力F作用下沿斜面匀速上行(已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)( )
A.拉力F大小为1.6mg
B.杆对物块a的拉力大小为0.8mg
C.若撤去拉力F,则撤去瞬间物块a的加速度大小为0.7g
D.若撤去拉力F,则撤去瞬间杆对物块a的拉力为0
解析:选C 拉力F大小为F=2mgsin 37°+μmgcos 37°=1.4mg,A错误;杆对物块a的拉力大小为Fa=mgsin 37°=0.6mg,B错误;若撤去拉力F,则撤去瞬间物块a的加速度大小为a==0.7g,C正确;若撤去拉力F,则撤去瞬间对a分析可知mgsin 37°-Fa′=ma,解得Fa′=-0.1mg,负号说明杆对a的作用力沿斜面向下,D错误。
7.如图甲所示,物体原来静止在水平面上,用一水平力F拉物体,在F从0开始逐渐增大的过程中,物体先