专题:动力学中的连接体问题和图像问题 同步训练 -2024-2025学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册
2024-12-11
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内容正文:
高一上物理同步复习专练--动力学中的连接体问题和图像问题(原卷版)
题型梳理
连接体问题
题型一:
一般选用整体法和隔离法
①当各物体的运动状态相同时,宜选用整体法;当各物体的运动状态不同时,宜选用隔离法。
②对较复杂的问题,通常需要多次选取研究对象,交替应用整体法与隔离法才能求解。
1.(多选)我国高铁技术处于世界领先水平,和谐号动车组是由动车和拖车编组而成,提供动力的车厢叫动车,不提供动力的车厢叫拖车。假设某列动车组各车厢质量均相等,在做匀加速直线运动时每节动车提供的动力均为F,动车组在水平直轨道上运行过程中每节车厢受到的阻力均为Ff。该动车组由8节车厢组成,其中第1、3、6节车厢为动车,其余为拖车,则该动车组( )
A.启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反
B.做匀加速直线运动时,第5、6节车厢间的作用力为1.125F
C.做匀加速直线运动时,第5、6节车厢间的作用力为0.125F
D.做匀加速直线运动时,第6、7节车厢间的作用力为0.75F
2.(多选)如图,质量相等的两滑块P、Q置于水平桌面上,二者用一轻弹簧水平连接,两滑块与桌面间的动摩擦因数均为μ。重力加速度大小为g。用水平向右的拉力F拉动P,使两滑块均做匀速运动;某时刻突然撤去该拉力,则从此刻开始到弹簧第一次恢复原长之前( )
A.P的加速度大小的最大值为2μg
B.Q的加速度大小的最大值为2μg
C.P的位移大小一定大于Q的位移大小
D.P的速度大小均不大于同一时刻Q的速度大小
3.(多选)如图所示,质量分别为2m和m的A、B两物块,静止叠放在水平地面上。A、B间的动摩擦因数为μ,B与地面间的动摩擦因数为0.5μ。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。现对B施加一水平拉力F,则下列说法中正确的是( )
A.当F=2μmg时,A、B都相对地面静止
B.当F>3μmg时,A、B间相对滑动
C.当F=3μmg时,B的加速度等于0.5μg
D.无论F为何值,A的加速度不会超过μg
4.(多选)如图所示,A、B两物块的质量分别为2m和m,静止叠放在水平地面上。A、B间的动摩擦因数为μ,B与地面间的动摩擦因数为μ。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。现对A施加一水平拉力F,则( )
A.当F<2μmg时,A、B都相对地面静止
B.当F=μmg时,A的加速度为μg
C.当F>3μmg时,A相对B滑动
D.无论F为何值,B的加速度不会超过μg
5.(多选)如图所示,在水平地面上有一倾角为θ,表面光滑的斜面体。在斜面体顶端固定一与斜面垂直的挡板,用质量不计的细线系着一个质量为m的小球。现对斜面体施加一水平方向的外力F,使斜面体做加速度大小为a的匀加速直线运动。已知θ=30°,重力加速度大小为g,则( )
A.若斜面体以加速度a=g向右加速运动时,小球对滑块压力为零
B.若斜面体以加速度a=g向右加速运动时,线中拉力为mg
C.当斜面体以加速度a=2g向右加速运动时,线中拉力为mg
D.当斜面体以加速度a=2g向左加速运动时,线中拉力为零
6.(多选)质量分别为M和m的物块A和B形状、大小均相同,将它们通过轻绳跨过光滑定滑轮连接,如图甲所示,绳子平行于倾角为α的斜面,A恰好能静止在斜面上,不考虑A、B与斜面之间的摩擦,若互换两物块位置,按图乙放置,然后释放A,斜面仍保持静止,则下列说法正确的是( )
A.轻绳的拉力等于mg
B.轻绳的拉力等于Mg
C.A运动的加速度大小为(1-sin α)g
D.A运动的加速度大小为g
7.如图所示,质量均为的物体A和B分别系在一根不计质量的细绳两端,细绳跨过固定在水平地面上倾角为的斜面顶端的滑轮,开始时把物体B拉到斜面底端,这时物体A离地面的高度为1.8m。物体B与斜面间的摩擦忽略不计,从静止开始释放,斜面足够长,取,求:
(1)物体A着地时的速度大小;
(2)B沿斜面上滑的最大距离。
8.如图(a),足够高的水平长桌面上,P点左边光滑,右边粗糙,物块A在砝码B的拉动下从桌面左端开始运动,其v-t图像如图(b)所示,已知砝码质量为0.10 kg,重力加速度大小g取10 m/s2,求:
(1)物块A的质量;
(2)物块A与P点右边桌面间的动摩擦因数。
动力学的图像问题
题型一:
一般涉及以下四种图像,应学会利用数形结合来解决动力学图像问题。
9.(多选)质量m=2kg、初速度v0=8m/s的物体沿着粗糙的水平面向右运动,物体与水平面之间的动摩擦因数μ=0.1,同时物体还要受一个如图所示的随时间变化的水平拉力F的作用,设水平向右为拉力的正方向。则以下结论正确的是(取g=10 m/s2) ( )
A.0~1s内,物体的加速度大小为2m/s2
B.1~2s内,物体的加速度大小为2m/s2
C.0~1s内,物体的位移为7m
D.0~2s内,物体的总位移为11m
10.如图甲所示,质量为m的物块在水平力F的作用下可沿竖直墙面滑动,水平力F随时间t变化的关系图像如图乙所示,物块与竖直墙面间的动摩擦因数为μ,物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,竖直墙面足够高,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A.物块一直做匀加速直线运动
B.物块先做加速度减小的加速运动,后做匀速直线运动
C.物块的最大速度为gt0
D.t=t0时,物块停止下滑
11.如图甲所示,用一水平外力F推物体,使其静止在倾角为θ的光滑斜面上。逐渐增大F,物体开始做变加速运动,其加速度a随F变化的图像如图乙所示。重力加速度g取10 m/s2。根据图中所提供的信息不能计算出的是( )
A.物体的质量
B.斜面的倾角
C.使物体静止在斜面上时水平外力F的大小
D.加速度为6 m/s2时物体的速度
12.如图,一水平外力F作用在物体上,使物体静止在倾角为θ的光滑斜面上,逐渐增大F,物体做变加速运动,其加速度a随外力F变化的图像如图所示。重力加速度g取10 m/s2。根据两图判断,下列说法正确的是( )
A.物体的质量m=2 kg
B.斜面的倾角θ=53°
C.加速度为5 m/s2时力F的大小为25 N
D.物体静止在斜面上时,水平外力的大小为F=15 N
13.公共汽车进站时,刹车过程的加速度—时间图像如图所示,若它在6 s时恰好停在站台处,已知汽车质量约为5 000 kg,重力加速度g取10 m/s2,则汽车在( )
A.0到6 s内的位移约等于30 m
B.0时刻的速度约为28 km/h
C.4 s时的加速度约为0.5 m/s2
D.4 s时受到外力的合力约为2 500 N
14.(多选)如图1所示,物块A、B中间用一根轻质弹簧相连,静止在光滑水平面上,弹簧处于原长状态,物块A的质量为1.5 kg。t=0时对物块A施加水平向右的恒力F,t=1 s时撤去F,在0~1 s内两物块的加速度随时间变化的情况如图2所示。弹簧始终处于弹性限度内,则( )。
A.t=1 s时,物块A的速度为0.8 m/s
B.t=1 s时,弹簧弹力为0.6 N
C.物块B的质量为0.8 kg
D.F大小为1.5 N
15.(多选)如图甲所示,一质量m=2.0 kg的小物块以一定的初速度冲上一倾角为37°的足够长的斜面,某同学利用传感器测出了小物块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度,并用计算机作出了小物块上滑过程中的v-t图线,如图乙所示。(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2)则下列说法正确的是( )
A.小物块冲上斜面过程中加速度的大小为8.0 m/s2
B.小物块在斜面上滑行的最大位移为8 m
C.小物块与斜面间的动摩擦因数为0.25
D.小物块在上滑过程中所受摩擦力大小为5 N
16.如图甲所示,两滑块P、Q用细线跨过定滑轮相连,Q距地面一定高度,P可在平行于斜面的细线牵引下沿粗糙斜面向上滑动,未与定滑轮碰撞。已知斜面倾角,P的质量为。某时刻由静止释放P,测得P沿斜面向上运动的v-t图像如图乙所示,重力加速度g取10,求( )
A.P与斜面之间的动摩擦因数
B.P与斜面之间的动摩擦因数
C.Q的质量M=1kg
D.Q的质量M=4kg
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高一上物理同步复习专练--动力学中的连接体问题和图像问题(解析版)
题型梳理
连接体问题
题型一:
一般选用整体法和隔离法
①当各物体的运动状态相同时,宜选用整体法;当各物体的运动状态不同时,宜选用隔离法。
②对较复杂的问题,通常需要多次选取研究对象,交替应用整体法与隔离法才能求解。
1.(多选)我国高铁技术处于世界领先水平,和谐号动车组是由动车和拖车编组而成,提供动力的车厢叫动车,不提供动力的车厢叫拖车。假设某列动车组各车厢质量均相等,在做匀加速直线运动时每节动车提供的动力均为F,动车组在水平直轨道上运行过程中每节车厢受到的阻力均为Ff。该动车组由8节车厢组成,其中第1、3、6节车厢为动车,其余为拖车,则该动车组( )
A.启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反
B.做匀加速直线运动时,第5、6节车厢间的作用力为1.125F
C.做匀加速直线运动时,第5、6节车厢间的作用力为0.125F
D.做匀加速直线运动时,第6、7节车厢间的作用力为0.75F
【答案】CD
【详解】启动时乘客的加速度方向与车厢的运动方向相同,乘客受重力和车厢的作用力,由平行四边形定则可知,车厢对乘客的作用力方向与车运动的方向不是相反关系,故A错误;
做匀加速直线运动时,加速度为a=,对后三节车厢,有F56+F-3Ff=3ma,解得第5、6节车厢间的作用力为F56=0.125F,故B错误,C正确;
对最后两节车厢,有F67-2Ff=2ma,解得第6、7节车厢间的作用力为F67=0.75F,故D正确。
2.(多选)如图,质量相等的两滑块P、Q置于水平桌面上,二者用一轻弹簧水平连接,两滑块与桌面间的动摩擦因数均为μ。重力加速度大小为g。用水平向右的拉力F拉动P,使两滑块均做匀速运动;某时刻突然撤去该拉力,则从此刻开始到弹簧第一次恢复原长之前( )
A.P的加速度大小的最大值为2μg
B.Q的加速度大小的最大值为2μg
C.P的位移大小一定大于Q的位移大小
D.P的速度大小均不大于同一时刻Q的速度大小
【答案】AD
【详解】两滑块匀速运动过程中,弹簧对P、Q的弹力大小为kx=μmg,当撤去拉力后,对滑块P由牛顿第二定律有kx'+μmg=ma1,同理对滑块Q有μmg-kx'=ma2,从撤去拉力到弹簧第一次恢复原长过程中,弹力由μmg一直减小到零,所以P的加速度大小的最大值为刚撤去拉力F瞬间的加速度大小,此时P的加速度大小为2μg,而弹簧恢复原长时,Q的加速度大小达到最大值,即Q的最大加速度为μg,A正确,B错误;由于弹簧恢复原长前滑块P的加速度一直大于Q的加速度,且两滑块初速度相同,所以撤去拉力后P的速度一直小于同一时刻Q的速度,所以P的位移一定小于Q的位移,C错误,D正确。
3.(多选)如图所示,质量分别为2m和m的A、B两物块,静止叠放在水平地面上。A、B间的动摩擦因数为μ,B与地面间的动摩擦因数为0.5μ。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。现对B施加一水平拉力F,则下列说法中正确的是( )
A.当F=2μmg时,A、B都相对地面静止
B.当F>3μmg时,A、B间相对滑动
C.当F=3μmg时,B的加速度等于0.5μg
D.无论F为何值,A的加速度不会超过μg
【答案】CD
【详解】B与地面的最大静摩擦力为f地=0.5μ(2m+m)g=1.5μmg<F=2μmg可知,当F=2μmg时,A、B都相对地面发生运动,A错误;
物块A能够获得的最大加速度amax==μg,当F=3μmg时,假设A、B能够保持相对静止,则有3μmg-0.5μ(m+2m)=(m+2m)a1,解得a1=0.5μg<amax=μg可知,当F=3μmg时,A、B保持相对静止, B的加速度等于0.5μg,C正确;若A、B恰好发生相对运动,对A有amax==μg,对A、B有F2-0.5μ(2m+m)g=(2m+m)amax,解得F2=4.5μmg可知,当F>4.5μmg时,A、B间才能发生相对滑动,B错误;根据上述可知,物块A能够获得的最大加速度为amax==μg,即无论F为何值,A的加速度不会超过μg,D正确。
4.(多选)如图所示,A、B两物块的质量分别为2m和m,静止叠放在水平地面上。A、B间的动摩擦因数为μ,B与地面间的动摩擦因数为μ。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。现对A施加一水平拉力F,则( )
A.当F<2μmg时,A、B都相对地面静止
B.当F=μmg时,A的加速度为μg
C.当F>3μmg时,A相对B滑动
D.无论F为何值,B的加速度不会超过μg
【答案】BCD
【详解】当A、B刚要发生相对滑动时,A、B间的静摩擦力达到最大静摩擦力,即Ff=2μmg。对物块B,根据牛顿第二定律得2μmg-μ×3mg=ma,解得a=μg。对整体,根据牛顿第二定律有F-μ×3mg=3ma,解得F=3μmg,可知当F>3μmg时,A、B发生相对滑动。当F<2μmg时,即水平拉力小于A、B之间的最大静摩擦力,则A、B不发生相对滑动。对整体分析,由于整体受到地面的最大静摩擦力Ffmax=μ×3mg=μmg,当F≤μmg时,A、B相对地面静止。当μmg<F=μmg<3μmg时,A、B保持相对静止一起匀加速运动,对整体分析,F-μ×3mg=3ma,解得A的加速度为μg。设B的最大加速度为amax,由牛顿第二定律得2μmg-μmg=mamax,得amax=μg,可知B的加速度不会超过μg,B、C、D三项正确。
5.(多选)如图所示,在水平地面上有一倾角为θ,表面光滑的斜面体。在斜面体顶端固定一与斜面垂直的挡板,用质量不计的细线系着一个质量为m的小球。现对斜面体施加一水平方向的外力F,使斜面体做加速度大小为a的匀加速直线运动。已知θ=30°,重力加速度大小为g,则( )
A.若斜面体以加速度a=g向右加速运动时,小球对滑块压力为零
B.若斜面体以加速度a=g向右加速运动时,线中拉力为mg
C.当斜面体以加速度a=2g向右加速运动时,线中拉力为mg
D.当斜面体以加速度a=2g向左加速运动时,线中拉力为零
答案:BCD
【详解】若斜面体以临界加速度a0向右加速运动时,小球对斜面体的压力刚好为零,则小球只受到重力和细线的拉力,如图,由牛顿第二定律有=ma0
代入数据解得小球刚好离开斜面体的临界加速度为a0=g
若斜面体以加速度a=g向右加速运动时,此时向右的加速度小于临界加速度a0,则小球对斜面体仍然有压力,故A错误;
若斜面体以加速度a=g向右加速运动时,对小球由牛顿第二定律得水平方向的合力大小为F合=ma=mg
对小球受力分析如图所示,可知水平和竖直方向分别满足如下关系
FT'cos θ-FNsin θ=mg
FT'sin θ+FNcos θ=mg
代入数据解得细线的拉力大小为FT'=mg
故B正确;
当斜面体以加速度a=2g向右加速运动时,超过临界加速度a0,小球离开斜面,对小球由牛顿第二定律得水平方向细线拉力的分力大小为F1'=ma=2mg,由勾股定理可知细线中拉力为FT'==mg,故C正确;
若斜面体以临界加速度a'向左加速运动时,细线对小球的拉力刚好为零,则小球只受到重力和斜面的支持力,由牛顿第二定律有mgtan θ=ma',代入数据解得细线刚好没有拉力的临界加速度为a'=g,当斜面体以加速度a=2g向左加速运动时,可知超过临界加速度a',则细线对小球没有拉力,故D正确。
6.(多选)质量分别为M和m的物块A和B形状、大小均相同,将它们通过轻绳跨过光滑定滑轮连接,如图甲所示,绳子平行于倾角为α的斜面,A恰好能静止在斜面上,不考虑A、B与斜面之间的摩擦,若互换两物块位置,按图乙放置,然后释放A,斜面仍保持静止,则下列说法正确的是( )
A.轻绳的拉力等于mg
B.轻绳的拉力等于Mg
C.A运动的加速度大小为(1-sin α)g
D.A运动的加速度大小为g
【答案】ACD
【详解】第一次放置时A静止,则由平衡条件可得Mgsin α=mg;第二次按图乙放置时,对A,Mg-FT=Ma;对B,FT-mgsin α=ma,联立解得 a=(1-sin α)g=g,FT=mg,故A、C、D正确,B错误。
7.如图所示,质量均为的物体A和B分别系在一根不计质量的细绳两端,细绳跨过固定在水平地面上倾角为的斜面顶端的滑轮,开始时把物体B拉到斜面底端,这时物体A离地面的高度为1.8m。物体B与斜面间的摩擦忽略不计,从静止开始释放,斜面足够长,取,求:
(1)物体A着地时的速度大小;
(2)B沿斜面上滑的最大距离。
【答案】(1)3m/s;(2)2.7m
【详解】(1)设A、B整体运动的加速度大小为,根据牛顿第二定律有
解得
设A着地时的速度大小为,根据运动学公式可得
解得
(2)A落地后B继续上滑,设其加速度大小为,根据牛顿第二定律有
解得
设B继续上滑的距离为,根据运动学规律有
解得
B沿斜面上滑的最大距离为
8.如图(a),足够高的水平长桌面上,P点左边光滑,右边粗糙,物块A在砝码B的拉动下从桌面左端开始运动,其v-t图像如图(b)所示,已知砝码质量为0.10 kg,重力加速度大小g取10 m/s2,求:
(1)物块A的质量;
(2)物块A与P点右边桌面间的动摩擦因数。
【答案】(1)0.4 kg (2)0.125
【详解】(1)由题图(b)可知,物块A在P点左边运动的加速度 a1== m/s2=2 m/s2
根据牛顿第二定律mBg=(mB+mA)a1
解得mA=0.4 kg。
(2)物块A在P点右边运动的加速度a2== m/s2=1 m/s2
根据牛顿第二定律 mBg-μmAg=(mB+mA)a2
解得μ=0.125。
动力学的图像问题
题型一:
一般涉及以下四种图像,应学会利用数形结合来解决动力学图像问题。
9.(多选)质量m=2kg、初速度v0=8m/s的物体沿着粗糙的水平面向右运动,物体与水平面之间的动摩擦因数μ=0.1,同时物体还要受一个如图所示的随时间变化的水平拉力F的作用,设水平向右为拉力的正方向。则以下结论正确的是(取g=10 m/s2) ( )
A.0~1s内,物体的加速度大小为2m/s2
B.1~2s内,物体的加速度大小为2m/s2
C.0~1s内,物体的位移为7m
D.0~2s内,物体的总位移为11m
【答案】BD
【详解】A.0~1s内,物体的加速度大小为故A错误;
B.同理1~2s内,物体的加速度大小为故B正确;
C.0~1s内,物体的速度和位移分别为故C错误;
D.1~2s内,物体的位移为,0~2s内,物体的总位移为
故D正确。
10.如图甲所示,质量为m的物块在水平力F的作用下可沿竖直墙面滑动,水平力F随时间t变化的关系图像如图乙所示,物块与竖直墙面间的动摩擦因数为μ,物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,竖直墙面足够高,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A.物块一直做匀加速直线运动
B.物块先做加速度减小的加速运动,后做匀速直线运动
C.物块的最大速度为gt0
D.t=t0时,物块停止下滑
【答案】C
【详解】根据物块的受力,由牛顿第二定律有mg-f=ma,由图像可知F=t,而f=μF,解得a=g-,故随时间的增大,物块先做加速度逐渐减小的加速运动,后做加速度逐渐增大的减速运动,最后停止下滑,静止后物块的加速度为零,处于平衡状态;当t=t0时,物块的加速度为零,此时物块的速度最大,作出a-t图像如图所示:
根据其面积求出最大速度为vm=gt0,故选C。
11.如图甲所示,用一水平外力F推物体,使其静止在倾角为θ的光滑斜面上。逐渐增大F,物体开始做变加速运动,其加速度a随F变化的图像如图乙所示。重力加速度g取10 m/s2。根据图中所提供的信息不能计算出的是( )
A.物体的质量
B.斜面的倾角
C.使物体静止在斜面上时水平外力F的大小
D.加速度为6 m/s2时物体的速度
【答案】D
【详解】对物体受力分析,受推力、重力、支持力,如图所示,x方向有Fcos θ-mgsin θ=ma,y方向有FN-Fsin θ-mgcos θ=0,从a-F图像中取两个点(20 N,2 m/s2),(30 N,6 m/s2)代入,解得m=2 kg,θ=37°,因而A、B可以算出;
当a=0时,可解得F=15 N,因而C可以算出;
题中并未说明力F随时间变化的情况,故无法求出加速度为6 m/s2时物体的速度大小,因而D不可以算出。
12.如图,一水平外力F作用在物体上,使物体静止在倾角为θ的光滑斜面上,逐渐增大F,物体做变加速运动,其加速度a随外力F变化的图像如图所示。重力加速度g取10 m/s2。根据两图判断,下列说法正确的是( )
A.物体的质量m=2 kg
B.斜面的倾角θ=53°
C.加速度为5 m/s2时力F的大小为25 N
D.物体静止在斜面上时,水平外力的大小为F=15 N
【答案】AD
【详解】当a1=2 m/s2,a2=6 m/s2,a3=-6 m/s2时,F1cos θ-mgsin θ=ma1,F2cos θ-mgsin θ=ma2,mgsin θ=m|a3|,其中F1=20 N,F2=30 N,解得θ=37°,m=2 kg,故A正确,B错误;
加速度为5 m/s2时,由Fcos θ-mgsin θ=ma,解得F= N,故C错误;
物体静止在斜面上时,有Fcos θ=mgsin θ,解得F=15 N,故D正确。
13.公共汽车进站时,刹车过程的加速度—时间图像如图所示,若它在6 s时恰好停在站台处,已知汽车质量约为5 000 kg,重力加速度g取10 m/s2,则汽车在( )
A.0到6 s内的位移约等于30 m
B.0时刻的速度约为28 km/h
C.4 s时的加速度约为0.5 m/s2
D.4 s时受到外力的合力约为2 500 N
【答案】B
【详解】由a-t图像与t轴所围的面积表示速度的变化量结合题图可知,速度的变化量大小约为Δv=2×1 m/s+×(1.5+2)×2 m/s+×3×1.5 m/s=7.75 m/s,所以0时刻的速度v0=Δv=7.75 m/s≈28 km/h,又因为公共汽车做加速度逐渐减小的减速运动,故0~6 s内的位移满足x<v0t=23.25 m,故A错误,B正确;
由题图可知4 s时公共汽车的加速度约为1.0 m/s2,故C错误;
由牛顿第二定律可知4 s时公共汽车受到外力的合力约为F=ma=5 000 N,故D错误。
14.(多选)如图1所示,物块A、B中间用一根轻质弹簧相连,静止在光滑水平面上,弹簧处于原长状态,物块A的质量为1.5 kg。t=0时对物块A施加水平向右的恒力F,t=1 s时撤去F,在0~1 s内两物块的加速度随时间变化的情况如图2所示。弹簧始终处于弹性限度内,则( )。
A.t=1 s时,物块A的速度为0.8 m/s
B.t=1 s时,弹簧弹力为0.6 N
C.物块B的质量为0.8 kg
D.F大小为1.5 N
【答案】BD
【详解】若物块A的加速度从1.0 m/s2均匀减小到0.6 m/s2,则图像的面积Δv=×1 m/s=0.8 m/s,但实际是物块A的a-t图像的面积小于上述面积,即速度变化量小于0.8 m/s,而物块A的初速度为零,则t=1 s时,A的速度小于0.8 m/s,A项错误;
恒力F拉动A的瞬间,由a-t图像,可知t=0时,A的加速度a0=1 m/s2,有F=mAa0=1.5 N,t=1 s时两者的加速度相等,a=0.6 m/s2,对A、B分别由牛顿第二定律有F-kx=mAa,F弹=kx=mBa,解得mB=1 kg,F弹=0.6 N,B、D两项正确,C项错误。
15.(多选)如图甲所示,一质量m=2.0 kg的小物块以一定的初速度冲上一倾角为37°的足够长的斜面,某同学利用传感器测出了小物块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度,并用计算机作出了小物块上滑过程中的v-t图线,如图乙所示。(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2)则下列说法正确的是( )
A.小物块冲上斜面过程中加速度的大小为8.0 m/s2
B.小物块在斜面上滑行的最大位移为8 m
C.小物块与斜面间的动摩擦因数为0.25
D.小物块在上滑过程中所受摩擦力大小为5 N
【多选】AC
【详解】由小物块上滑过程的速度—时间图线,可得加速度大小为a==8.0 m/s2,可知小物块冲上斜面过程中加速度的大小为8.0 m/s2,故A正确;
设物块冲上斜面所能达到的最高点距斜面底端距离为x,则有x== m=4 m,故B错误;
小物块受重力、支持力、摩擦力,沿斜面方向f+mgsin 37°=ma,垂直斜面方向FN-mgcos 37°=0,摩擦力为f=μFN,代入数据解得f=4 N,μ=0.25,故C正确,D错误。
16.如图甲所示,两滑块P、Q用细线跨过定滑轮相连,Q距地面一定高度,P可在平行于斜面的细线牵引下沿粗糙斜面向上滑动,未与定滑轮碰撞。已知斜面倾角,P的质量为。某时刻由静止释放P,测得P沿斜面向上运动的v-t图像如图乙所示,重力加速度g取10,求( )
A.P与斜面之间的动摩擦因数
B.P与斜面之间的动摩擦因数
C.Q的质量M=1kg
D.Q的质量M=4kg
【答案】A
【详解】AB.由图乙可知,1~1.5s内,P减速上滑的加速度大小
对P由牛顿第二定律有
解得
故A正确,B错误;
CD.由图乙可知,0~1s内,P加速上滑的加速度大小为
对P由牛顿第二定律有
对Q由牛顿第二定律
联立解得
故CD错误。
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