专题08 运动和力(陕晋宁青专用)-【好题汇编】2025年高考物理一模试题分类汇编(陕晋宁青专用)
2025-04-25
|
2份
|
68页
|
262人阅读
|
6人下载
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-一模 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 陕西省,山西省,青海省,宁夏回族自治区 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.85 MB |
| 发布时间 | 2025-04-25 |
| 更新时间 | 2025-04-28 |
| 作者 | xkw_042414800 |
| 品牌系列 | 好题汇编·一模分类汇编 |
| 审核时间 | 2025-04-25 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/51802551.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题08 运动和力
一、题型归纳
01.运动学
02.静力学
03.力与运动
二、题型训练
运动学
1.(2025·山西太原·一模)物体由静止从O点沿直线做匀加速运动,依次经过A、B两点,物体加速度的大小为a,若通过OA段所用的时间为,通过AB段走过位移的大小也为,下列说法正确的是( )
A.物体在A点速度的大小为
B.若物体通过AB段所用的时间为,则的大小为
C.若物体通过OA段走过位移的大小为,则的大小为
D.物体通过OA段与AB段的平均速度之比为
2.(2025·山西河津·一模)如图甲所示,质量的小物块(可视为质点)以初速度经过光滑水平面上的点开始计时,并同时给物块施加一沿水平方向的拉力,随时间变化的规律如图乙所示(沿轴正方向时取正值),则下列说法正确的是( )
A.物块在第2s内与第3s内通过的位移大小之比为3∶1
B.物块在第4s内与内通过的位移大小之比为2∶1
C.物块在内的位移大小为15m
D.物块在第5s末的速度大小为
3.(2025·山西吕梁·一模)甲、乙两物体沿同一直线运动,其位移随时间变化的图像如图所示,两条曲线都是抛物线,已知倾斜虚线的斜率为,通过图像中所给的已知信息,判断下列说法正确的是( )
A.时间内某时刻,甲、乙的速度相同为
B.时刻甲的速度大于乙的速度
C.甲、乙两物体同地不同时出发
D.时刻甲、乙速度不相等
4.(2025·山西·一模)两质点甲和乙,从同一位置同时沿同一方向在水平面内做直线运动,甲的位移与时间图像(图像)和乙的速度与时间图像(图像)分别如图甲,乙所示,在时间内,下列说法正确的是( )
A.6s时,甲离出发点最远
B.6s时,乙回到出发点
C.内,甲与乙的平均速度相同
D.内,甲与乙的平均速度相同
5.(2025·山西万荣·一模)如图所示,甲图为质点A运动的速度随时间变化的图像,乙图为质点B运动的加速度随时间变化的图像,B的初速度为零,两质点在0~内,下列说法错误的是( )
A.质点A的加速度先增大后减小 B.质点B的速度先增大后减小
C.质点B的位移为零 D.质点A、B有一个时刻共速
6.(2025·山西稷山·一模)G21次高铁列车出站由静止开始做直线运动,列车的加速度与位移关系如图所示,下列选项图像中描述该运动的是( )
A. B. C. D.
7.(2025·山西运城·一模)一质量为的带负电小球,从电场中A点由静止释放,只在电场力的作用下先后沿直线经B、C两点,其运动过程的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.从B点到C点,电场力做功16.5J
B.从A点到C点,小球加速度逐渐增大
C.从B点到C点的过程中,小球的平均速度等于
D.电场方向由A指向C
8.(2025·山西阳泉·一模)当今时代被称为低空经济元年,低空经济正迅猛崛起,成为全球瞩目的新兴力量。其中,无人机配送在部分城市展开试点,有效提升了物流配送的效率。下图为某无人机配送物资过程中在竖直方向运动的图像。若配送物资质量为2kg,以竖直向上为正方向,设水平方向速度始终为0,不计空气阻力,取。下列说法正确的是( )
A.无人机在3~4s内处于超重状态
B.无人机在第1s内和第4s内的加速度大小相等
C.在1s末配送物资所受无人机的拉力大小为24N
D.在此过程中无人机上升的最大高度为4m
9.(2025·陕西咸阳·一模)A、B两位同学在百米赛跑对抗赛中,速度v与时间t的关系图像如图所示,其中实线为A的运动图像,虚线为B的运动图像,关于A、B两位同学的运动,下列说法正确的是( )
A.两位同学在冲线时都可以将其看作质点
B.时间内,A的平均加速度大于B的平均加速度
C.时间内,两位同学的平均速度一样大
D.时刻后,A做加速运动,B做减速运动
10.(2025·陕西渭南·一模)跳水运动员训练时从距水面H高的跳台双脚朝下自由落下,某同学利用手机的连拍功能,连拍了多张照片。测得其中两张连续的照片中运动员双脚离水面的高度分别为h1和h2。不计空气阻力,重力加速度大小为g,则手机连拍时间间隔可表示为( )
A. B.
C. D.
11.(2025·宁夏石嘴山·一模)某公司在测试无人机的机动性能时,记录了无人机从地面起飞后其竖直方向的速度-时间图像如图所示,其中4-6s内的图线为曲线,其余均为直线。关于无人机,下列说法正确的是( )
A.4s时加速度为零
B.6s时离地面最高
C.4~6s内平均速度大小为9m/s
D.6~7s内竖直位移大小为5m
12.(2025·山西乡宁·一模)哈尔滨工业大学计算学部设计了一款能够与人协作、共同完成冰壶比赛的机器人。当机器人与冰壶之间的距离保持在8m之内时,机器人可以实时追踪冰壶的运动信息。如图甲所示,在某次投掷练习中机器人夹取冰壶,由静止开始做匀加速直线运动,之后释放冰壶,二者均做匀减速直线运动,冰壶准确命中目标,二者在整个运动过程中的图像如图乙所示。此次比赛中,下列说法正确的是( )
A.机器人减速运动的加速度大小为
B.9s末,冰壶的速度大小为
C.7s末,冰壶与机器人二者间距为7m
D.机器人能够一直准确获取冰壶的运动信息
13.(2025·陕西三原·一模)时刻起,A、B两物体从同一位置同时向同一方向运动,其速度与位移变化的关系图像如图所示,物体A的图线为平行于横轴的直线,物体B的图线为顶点在原点、开口向右的抛物线。下列说法正确的是( )
A.物体A做匀减速直线运动
B.物体B做匀加速直线运动
C.时两物体的速度相同
D.时两物体相遇
14.(2025·陕西洛川·一模)在2025年2月8日举行的哈尔滨亚冬会速度滑冰男子100米比赛中,中国运动员夺得金牌,这是中国体育代表团在本届亚冬会上获得的速度滑冰项目首金。该运动员(视为质点)在某次训练中从静止开始运动的位移-时间图像如图所示,0~2.5s内的图像是抛物线,2.5s后的图像是直线。下列说法正确的是( )
A.0~2.5s内,运动员的加速度大小为4.9m/s²
B.0~2.5s内,运动员的加速度大小为9.8m/s²
C.此次训练中,运动员的成绩约为9.4s
D.此次训练中,运动员的成绩约为8.2s
15.(2025·陕西商洛·一模)小王将甲、乙两球从不同高度处由静止释放(先释放下方的甲球),以乙球释放的时刻为计时起点,测得两球间的高度差d随时间t变化的关系如图所示,图线的斜率为k,图线在纵轴上的截距为d0。重力加速度大小为g,两球均视为质点,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.两球释放的时间差为
B.两球释放的时间差为
C.甲球释放时,两球间的高度差为
D.甲球释放时,两球间的高度差为
静力学
1.(2025·山西太原·一模)如图所示,不可伸长的轻绳两端拴接在固定水平直杆上的M、N两点,a、b、c为三个完全相同且质量为m的小环,a、b套在轻绳上,c穿过轻绳后套在直杆上。三个小环均处于静止状态且可看作质点,不计一切摩擦,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.直杆对小环c的弹力为3mg
B.若将N点缓慢向左移动少许,轻绳的弹力将减小
C.若将c环缓慢向右移动少许,夹角α将大于夹角γ
D.若将小环a、b的质量都变为2m,轻绳对c环的弹力为mg
2.(2025·山西·一模)如图所示,轻绳的一端连接物块P,另一端通过光滑的轻滑轮与斜坡上的小盒Q连接,轻绳与斜坡的上表面平行,P、Q均处于静止状态。现向Q盒内缓慢加入适量砂粒,此过程中P、Q一直保持静止。则斜面对Q的( )
A.摩擦力一定增大 B.摩擦力可能不变
C.作用力一定增大 D.作用力可能先减小后增大
3.(2025·山西晋中·一模)如图所示,斜面体固定在水平面上,有一挡板,延长线经过a点,在斜面和挡板之间有一光滑小圆柱Q,整个装置处于平衡状态。初始时,若用外力使挡板绕a点缓慢顺时针转动,且保证N、M、a三点始终共线,在挡板转到水平位置前,以下说法正确的是下说法正确的是( )
A.挡板对Q的支持力逐渐增大
B.挡板对Q的支持力先减小后增大
C.斜面体对Q的支持力先增大后减小
D.小圆柱Q所受的合力逐渐增大
4.(2025·山西大同·一模)如图所示,M为光滑定滑轮,N为光滑轻质动滑轮,轻绳跨过滑轮,左端与静置在粗糙水平面上的物块A相连,右端固定在杆上C点,重物B悬挂在动滑轮上,系统处于静止状态。若将C点向上缓慢移动一小段距离,物块A始终保持静止状态,下列说法正确的是( )
A.轻绳中拉力减小 B.轻绳中拉力增大
C.物块A与地面之间的摩擦力不变 D.地面对物块A的支持力可能先减小再增大
5.(2025·山西运城·一模)如图所示,竖直平面内有三根轻质细绳,绳1水平,绳2与水平方向成60°角,O为结点,绳3的下端拴接一质量为m 的小球,现给小球施加一个水平向右由零缓慢增大到的力,使小球缓慢上升到绳3与水平面成30°角时保持静止。已知重力加速度为g。在此过程中,下列说法正确的是( )
A.绳3受到的拉力最大值为
B.的大小为
C.绳1受到的拉力先增大后减小
D.绳2受到的拉力不变
6.(2025·山西河津·一模)图甲为某人发明的自动叉秸秆工具,捆成圆柱形的秸秆从地上被叉起后,处于长、短直杆之间被短直杆挡住,短直杆焊接在长直杆上,且二者之间夹角小于90°,简化图如图乙所示,不计一切摩擦。若长直杆由水平逆时针缓慢转至竖直,则下列说法正确的是( )
A.长直杆对秸秆的弹力一直增大
B.长直杆对秸秆的弹力先减小后增大
C.短直杆对秸秆的弹力一直增大
D.短直杆对秸秆的弹力先减小后增大
7.(2025·山西乡宁·一模)如图所示,取下轴承的外圈竖直放置,轴承外圈可看做内壁光滑的竖直圆形轨道,其内恰好可填装5个完全相同且重为G的光滑球状钢珠。钢珠1、5的重心与圆心O在同一条平行于地面的水平线上。下列选项正确的是( )
A.1受到轴承外圈的弹力水平向左 B.根据题设条件,2对1的作用力不可求
C.2受到1,3作用力的合力与水平方向成45°角 D.2与3的作用力大于1与2的作用力
8.(2025·山西临汾·一模)如图,一不可伸长的轻绳,其左端固定于O点,右端跨过位于P点的固定小滑轮悬挂一质量为m的物体;OP段水平,长度为2L;绳上套一可沿绳滑动的轻环。现在轻环上悬挂一钩码,平衡后,轻环下降L,不计各处的摩擦,钩码的质量为( )
A. B. C. D.
9.(2025·山西稷山·一模)如图所示,质量为m、倾角为的斜面体放在水平面上,质量也为m的均质球夹在斜面和竖直墙面之间,水平外力F作用在斜面体上,球和斜面体处于静止状态,斜面体对墙面的作用力为零,不计一切摩擦,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.水平外力F的大小为 B.水平外力F的大小为
C.斜面体对水平面的压力大小等于2mg D.斜面体对水平面的压力大小小于2mg
10.(2025·陕西西安·一模)如图甲是工人在高层安装空调时吊运室外机的场景,简化图如图乙所示。一名工人在高处控制绳子,另一名工人站在水平地面上拉住另一根绳子。在吊运的过程中,地面上的工人在缓慢后退时缓慢放绳,室外机缓慢竖直上升,绳子与竖直方向的夹角近似不变,绳子质量忽略不计,则下列说法正确的是( )
A.绳子上的拉力不断变大
B.绳子上的拉力先变小后变大
C.地面对工人的支持力不断变大
D.绳子对室外机的拉力的合力不断变大
11.(2025·陕西宝鸡·一模)近日在宝鸡市附近的一些水域, 频繁出现了国家一级保护动物——朱鹮的身影。一只质量为m的朱鹮站在树枝上, 假设斜向上的树枝与水平方向夹角为θ, 重力加速度为g, 则树枝对朱鹮的作用大小为( )
A.mg B.mgsinθ C.mgcosθ D.mgtanθ
12.(2025·陕西西安中学·一模)如图所示,甲、乙两建筑工人站立平台边缘,用轻绳穿过光滑圆环,环下悬挂一重物,两人手握轻绳,现将重物从平台运到地面,甲站在A点静止不动,乙从B点缓慢向A点移动。则在重物着地前的过程中( )
A.甲对绳子的拉力不变
B.甲受平台的摩擦力变小
C.甲受平台的支持力变大
D.绳对圆环拉力的合力变大
13.(2025·陕西渭南·一模)如图所示,轻质弹簧一端固定在水平天花板上,另一端与一个质量为m的小球相连,小球在一个水平拉力,弹簧与竖直方向间的夹角为,现保持拉力F大小不变,方向由水平缓慢逆时针向竖直方向转动,在这个过程中( )
A.先增大后减小 B.一直减小
C.弹簧弹力先增大后减小 D.弹簧弹力一直增大
14.(2025·陕西榆林·一模)随着智能手机的普及,年轻人长时间低头玩手机,对颈椎产生了很大的压力,导致近些年青少年颈椎病发病率呈明显上升趋势。现将人体头颈部简化为如图所示的模型,低头时头部受到重力为G、颈椎后面肌肉拉力为T、颈椎支持力为N。已知颈椎弯曲越厉害,N与竖直方向的夹角就越大,T方向视为不变,则颈椎弯曲越厉害时( )
A.N和T都越小 B.N和T都越大
C.N越大,T越小 D.N越小,T越大
15.(2025·陕西临潼·一模)如图所示,倾角为37°的斜面体放置在水平面上,滑轮1固定在天花板上,滑轮2是动滑轮,滑轮3固定在斜面体右上角,三个滑轮的质量均忽略不计,且均光滑。一条轻质细线一端连接质量为m的物块甲,另一端连接质量为2m的物块丙,丙放置在斜面上,滑轮2下方用轻质细线悬挂物块乙,整个系统处于静止状态,1、2以及2、3间的细线均竖直,3与丙间的细线与斜面平行,重力加速度大小为g,认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,,,下列说法正确的是( )
A.斜面体相对于水平面的运动趋势向左
B.乙的质量为m
C.丙相对斜面有沿着斜面向上的运动趋势
D.若丙受到的静摩擦力正好达到最大值,则丙与斜面间的动摩擦因数为0.125
16.(2025·陕西铜川·一模)如图、为不可伸长的轻绳,为可绕点自由转动的轻质细杆,杆长为,、两点的高度差也为。在点用轻绳悬挂质量为的重物,杆与绳子的夹角,下列说法正确的是( )
A.轻绳、对点作用力的合力沿杆由指向
B.轻杆对点的力垂直斜向右上
C.轻绳对点的拉力大小为
D.轻杆对点的力大小为
17.(2025·陕西咸阳·一模)如图所示,橡皮条一端固定在O点,另一端绕过O点正下方的固定光滑钉子A,连接在静止于水平面上B点的物块上,物块的质量为m,此时橡皮条与水平面夹角为37°,物块恰好没滑动,橡皮条的原长与OA间距离相等,现给物块施加水平向右的拉力F,使物块缓慢向右移动一小段距离后撤去 F,物块与水平面间的动摩擦因数为0.5,橡皮条的弹力与伸长量成正比,橡皮条在弹性限度内,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。sin37°=0.6,cos37°=0.8,则下列说法正确的是( )
A.物块在B点时,橡皮条的弹力大小为
B.物块向右移动过程中,物块对地面的压力不变
C.物块向右移动过程中,物块受到的摩擦力不断增大
D.撤去拉力F后,物块可能保持静止
18.(2025·宁夏银川·一模)水平地面上的物体受重力和水平作用力,物体保持静止。现在使作用力保持大小不变,方向沿逆时针方向缓缓转过,而物体始终保持静止。则在这个过程中,物体对地面的正压力和地面给物体的摩擦力的变化情况是:( )
A.不变 B.先变大后变小
C.先变小后变大 D.N先变大后变小
19.(2025·青海海东·一模)如图所示,倾角为的光滑斜面体A固定在水平地面上,物块B在沿斜面向上、大小为的拉力作用下匀速向上运动,则物块B对斜面体A的压力大小为( )
A. B. C. D.
20.(2025·陕西韩城·一模)如图所示,轻质的OP杆能以O为轴在竖直平面内自由转动,P端悬挂一重物,某人用一根轻绳绕过定滑轮系在P端。当OP杆由水平位置开始缓慢逆时针转动时,下列说法正确的是( )
A.OP杆的弹力方向不在OP所在的直线上 B.OP杆的弹力大小不变
C.轻绳的张力一直变小 D.轻绳的张力先变小后变大
21.(2024·青海·一模)如图所示,轻绳两端固定在水平天花板上,在轻绳上悬挂3个质量均为m的灯笼,左右两侧的灯笼关于过结点O的竖直线对称,MN段轻绳与水平方向的夹角为α,NO段轻绳与竖直方向的夹角为β,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A.NO段轻绳的拉力大小为
B.MN段轻绳的拉力大小为
C.NO段轻绳的拉力与MN段轻绳的拉力大小之比为sinα:3sinβ
D.NO段轻绳的拉力与MN段轻绳的拉力大小之比为cosα:sinβ
力与运动
1.(2025·山西晋城·一模)立定跳远的动作分解图如图所示,图甲为人从地面起跳的动作,图乙、丙为人在空中的动作,图丁为人的落地动作,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.图甲中,地面对人的摩擦力向左
B.图乙中,人处于失重状态
C.图丙中,人处于超重状态
D.图丁中,地面对人的支持力大于人对地面的压力
2.(2025·宁夏石嘴山·一模)如图甲所示,一物块以某一速度冲上一倾角α=37°的固定斜面,取斜面底端水平面为参考平面,物块冲上斜面开始计时,0.5s内物块动能Eₖ随高度h的变化规律如图乙所示,重力加速度 ,,下列说法正确的是( )
A.物块的质量m=2kg
B.物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25
C.物块上升过程的加速度大小
D.物块回到斜面底端时的动能
3.(2025·山西忻州·一模)人体弹弓,将人体当做弹丸射出,新颖刺激,与众不同,如图是一种人体弹弓的示意图,两根相同的橡皮绳(符合胡克定律)连接到座椅上,座椅可在倾斜轨道上滑动,、、在同一直线上。将弹弓拉满后固定,当人坐到座椅上后,在时拨动开关,时刻弹弓将人从点射出。人在空中飞行一段时间后于时刻落到水池中。忽略空气阻力,则人沿水平方向的速度与的关系,下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
4.(2025·山西河津·一模)如图所示,一倾角的光滑斜面固定于水平地面上,一劲度系数的弹簧一端固定于的物体(可视为质点)上,另一端连接到斜面底端的固定挡板上,开始物体处于静止状态,现将大小方向沿斜面向上的恒力作用到物体上,在其沿斜面向上运动过程中(斜面足够长,,,重力加速度)下列说法正确的是( )
A.当弹簧恢复原长时物体速度最大 B.物体的最大速度为
C.物体的速度先减小后增加 D.物体的加速度先增大后减小
5.(2025·陕西商洛·一模)如图所示,与水平面的夹角为30°的倾斜传送带以恒定速率v4m/s顺时针转动,上端与一倾角也为30°的足够长的固定斜面平滑连接,物块从传送带底端以大小v03m/s的速度沿传送带向上滑上斜面。物块与斜面、传送带间的动摩擦因数相同。从物块刚滑上传送带开始计时,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。关于物块在传送带和斜面上滑动的速度随时间变化的关系图像,下列组合中全部可能正确的是( )
A.①②⑦ B.②③⑦ C.①④⑥ D.③④⑤
6.(2025·陕西西安·一模)随着人工智能的快速发展,机器人功能的开发也不断在突破,如图甲为某开发研究所实验某型号智能机器人的起跳动作示意图,机器人质量为,点是机器人的重心位置。图乙是根据加速度传感器采集到的数据画出的加速度-时间图线。甲乙两图中各点均一一对应,其中有几个点在图甲中没有画出。规定竖直向上为加速度的正方向,重力加速度大小取。根据图乙分析可知( )
A.点为机器人起跳动作中重心最低点 B.点时机器人向上速度最大
C.点位置机器人对地面压力大小为 D.机器人在点时已开始离开地面
7.(2025·山西·一模)一种反向蹦极的设施如图甲所示。将两根相同的橡皮绳拴在游乐者的腰部,静止时游乐者悬吊在空中的点。将游乐者沿竖直方向拉到地面后由静止释放,不考虑空气阻力作用,游乐者的图像如图乙所示,其中间图线为直线。下列说法正确的是( )
A.内,橡皮绳对人一直做正功
B.内,橡皮绳的弹力总小于游乐者重力的一半
C.内,游乐者处于点的上方
D.内,橡皮绳的弹力总大于游乐者重力的一半
8.(2025·山西临汾·一模)如图所示,质量为0.5kg的物块放在一个矩形的静止木箱内,物块与木箱水平底面间的动摩擦因数为0.3,物块的右边被一根轻弹簧用1.2N的水平弹力向左推着而保持静止。现要使物块相对木箱底面向左移动,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s²,下列措施可行的是( )
A.木箱以3.0m/s²的加速度竖直向上减速运动
B.木箱以1.0m/s²的加速度竖直向下加速运动
C.木箱以1.0m/s²的加速度水平向右加速运动
D.木箱以0.5m/s²的加速度水平向左减速运动
9.(2025·山西晋中·一模)如图所示,绕过定滑轮的不可伸长特殊轻绳左右两端分别悬挂质量为m和2m的重物,现由静止释放,运动3s后右侧重物触地无反弹。已知左侧重物距滑轮足够远,绳子绷紧瞬间两重物共速,忽略滑轮质量和一切摩擦,不计空气阻力,重力加速度g取10,则( )
A.右侧重物初始时距地高度为45m
B.右侧重物第一次触地时的速度大小为10
C.右侧重物第一次触地后经过3s绳子再次绷直
D.右侧重物第一次触地后经过4s第二次触地
10.(2025·山西万荣·一模)一个质量为的长木板置于粗糙水平地面上,木板左端放置一个质量为的小物块;在木板右方有一墙壁,如图(a)所示。时刻开始,小物块与木板一起以共同的初速度向右运动,时木板与 墙壁碰撞(碰撞时间极短),碰撞前后木板速度大小不变,方向相反;小物块与长木板运动的图线如图(b)所示,且小物块始终未离开木板。木板与地面间的动摩擦因数,小物块与木板间的动摩擦因数。重力加速度。下列说法正确的是( )
A.,
B.木板的最小长度为
C.整个过程,小物块与长木板间因摩擦产生的内能为
D.木板右端离墙壁的最终距离
11.(2025·陕西泾阳·一模)可视为质点的物体A和B紧靠在一起放在水平地面上,其中A物体左侧粗糙,A物体与左侧粗糙地面间的动摩擦因数为0.3,B物体右侧光滑。两物体间夹有炸药,爆炸后两物体沿水平方向左右分离,两物体获得的总能量.已知A、B两物体的质量均为1kg,重力加速度大小,则( )
A.分离瞬间A的速度大小为1.5m/s
B.分离瞬间B的速度大小为3m/s
C.从分离到A停止运动经过的时间是1s
D.从分离到A停止运动,A、B两物体间的距离是3m
12.(2025·陕西渭南·一模)如图所示,在倾角θ=30°足够长的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B,它们的质量分别为mA=1.0kg、mB=1.0kg,弹簧的劲度系数为k=500N/m,C为一固定挡板。系统处于静止状态。现开始用一力F沿斜面方向拉物块A使之向上做匀加速直线运动,加速度大小为1.0m/s2,直到B刚要离开C为止,重力加速度大小g取10m/s2,则关于此过程,以下说法正确的是( )
A.力F应是恒力
B.A运动的位移大小为2cm
C.持续时间为0.2s
D.弹簧弹力对B的冲量大小为0
13.(2025·陕西·一模)如图所示,空间存在垂直纸面的匀强磁场,磁感应强度大小为,足够长木板与光滑地面接触,带电荷量为的绝缘物块与木板间的动摩擦因数为,现用一水平恒力拉动木板,初始时、一起运动且相对静止。已知物块、的质量分别为、,重力加速度为,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则( )
A.若磁场方向垂直纸面向里,物块的最大速度为
B.若磁场方向垂直纸面向里,物体的速度为时、恰好发生相对运动
C.若磁场方向垂直纸面向外,木板匀速运动的速度为
D.若磁场方向垂直纸面向外,物块将做加速度持续减小的加速运动
14.(2025·陕西西安长安区·一模)如图,光滑水平地面上放有一块上表面粗糙的长木板,木板上面右端有一个小物块;一水平向右的力从时刻开始作用在木板上。力随时间变化的图像及小物块的加速度随时间变化的图像分别在图和图中给出。已知小物块的质量,木板的质量;图中。取重力加速度,求
(1)小物块和木板间的动摩擦因数;
(2)时刻和时刻木板的速度大小;
(3)从时刻以后物块在木板上滑动的距离。
15.(2025·青海·期末)质量m = 1 kg的物体A沿水平面向右做直线运动,0时刻物体A运动到О位置,此时给物体A一个水平向左的恒力F,如图甲所示,此后物体A的v − t图像如图乙所示,取水平向右为正方向,10 s末撤去恒力F,此时物体A与质量M = 1.4 kg、静止在水平面上的物体B发生弹性碰撞,碰撞时间极短,取重力加速度大小g = 10 m/s2,求:
(1)恒力F的大小及物体A与水平面间的动摩擦因数;
(2)0 ~ 10 s内物体A克服摩擦力做的功;
(3)物体A停止运动时与О点之间的距离。
1 / 2
学科网(北京)股份有限公司
$$
专题08 运动和力
一、题型归纳
01.运动学
02.静力学
03.力与运动
二、题型训练
运动学
1.(2025·山西太原·一模)物体由静止从O点沿直线做匀加速运动,依次经过A、B两点,物体加速度的大小为a,若通过OA段所用的时间为,通过AB段走过位移的大小也为,下列说法正确的是( )
A.物体在A点速度的大小为
B.若物体通过AB段所用的时间为,则的大小为
C.若物体通过OA段走过位移的大小为,则的大小为
D.物体通过OA段与AB段的平均速度之比为
【答案】A
【详解】A.由题知,物体的初速度为零,物体通过OA段所用的时间为,根据
可得物体在A点速度的大小为
故A正确;
B.若物体通过AB段所用的时间为,则物体通过OB段所用的时间为
根据
可得物体在B点速度的大小为
又物体通过AB段走过位移的大小为,则有
即
解得
故B错误;
C.若物体通过OA段走过位移的大小为,则有
解得
故C错误;
D.物体通过OA段的平均速度为
物体通过AB段,则有
则有
解得
则物体在AB段的平均速度为
故物体通过OA段与AB段的平均速度之比为
故D错误。
故选A。
2.(2025·山西河津·一模)如图甲所示,质量的小物块(可视为质点)以初速度经过光滑水平面上的点开始计时,并同时给物块施加一沿水平方向的拉力,随时间变化的规律如图乙所示(沿轴正方向时取正值),则下列说法正确的是( )
A.物块在第2s内与第3s内通过的位移大小之比为3∶1
B.物块在第4s内与内通过的位移大小之比为2∶1
C.物块在内的位移大小为15m
D.物块在第5s末的速度大小为
【答案】C
【详解】如图乙所示,由动量定理有,
代入数据解得;;
A.由平均速度可得;
那么
故A错误;
B.内物块通过的位移,
内物块通过的位移
则物块在第4s内与内通过的位移大小之比为,故B错误;
C.物块通过的位移
故在内物块通过的位移
故C正确;
D.以上解得,故D错误。
故选C。
3.(2025·山西吕梁·一模)甲、乙两物体沿同一直线运动,其位移随时间变化的图像如图所示,两条曲线都是抛物线,已知倾斜虚线的斜率为,通过图像中所给的已知信息,判断下列说法正确的是( )
A.时间内某时刻,甲、乙的速度相同为
B.时刻甲的速度大于乙的速度
C.甲、乙两物体同地不同时出发
D.时刻甲、乙速度不相等
【答案】A
【详解】A.在位移与时间图像中,图线的斜率表示速度。倾斜虚线的斜率为k,图像可知在时间内,甲、乙图线在某时刻的切线斜率可以与倾斜虚线斜率相同,即时间内某时刻,甲、乙的速度相同为k,故A正确;
B.在时刻,甲图线的斜率小于乙图线的斜率,所以时刻甲的速度小于乙的速度,故B错误;
C.从图像可以看出,0时刻乙的位移不为0,甲从0-t0之间某一时刻开始运动且初始位移为0,说明甲、乙两物体不同地不同时出发,故C错误;
D.在到中间时刻为,由于和时刻甲、乙两物体位移相同,根据运动的对称性,时刻甲、乙图像的切线斜率相等,即速度相等 ,故D错误。
故选A。
4.(2025·山西·一模)两质点甲和乙,从同一位置同时沿同一方向在水平面内做直线运动,甲的位移与时间图像(图像)和乙的速度与时间图像(图像)分别如图甲,乙所示,在时间内,下列说法正确的是( )
A.6s时,甲离出发点最远
B.6s时,乙回到出发点
C.内,甲与乙的平均速度相同
D.内,甲与乙的平均速度相同
【答案】C
【详解】A.由图知,6s时甲回到了出发点,故A错误;
B.由图围成的面积知,6s时乙的位移
故B错误;
C.内,甲的平均速度
乙的平均速度
故C正确;
D.内,甲的平均速度
乙的平均速度
故D错误。
故选C。
5.(2025·山西万荣·一模)如图所示,甲图为质点A运动的速度随时间变化的图像,乙图为质点B运动的加速度随时间变化的图像,B的初速度为零,两质点在0~内,下列说法错误的是( )
A.质点A的加速度先增大后减小 B.质点B的速度先增大后减小
C.质点B的位移为零 D.质点A、B有一个时刻共速
【答案】C
【详解】A.甲图为速度-时间图像,切线斜率代表加速度,因此加速度先增大后减小,A正确;
B.乙图面积代表速度变化量,可知质点B的速度先增大后减小,B正确;
CD.在甲图中画出质点B的速度-时间图像,由图像可知,质点B一直朝正方向运动,位移不为零,两图有一个交点,则共速一次,C错误;D正确。
此题选择不正确的,故选C。
6.(2025·山西稷山·一模)G21次高铁列车出站由静止开始做直线运动,列车的加速度与位移关系如图所示,下列选项图像中描述该运动的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由图可知,列车的加速度保持不变,即a-t图为平行于t轴的直线,根据,,
可知,x-t图线切线的斜率增大,v-t图线的斜率不变,v-x图线切线的斜率减小。
故选C。
7.(2025·山西运城·一模)一质量为的带负电小球,从电场中A点由静止释放,只在电场力的作用下先后沿直线经B、C两点,其运动过程的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.从B点到C点,电场力做功16.5J
B.从A点到C点,小球加速度逐渐增大
C.从B点到C点的过程中,小球的平均速度等于
D.电场方向由A指向C
【答案】A
【详解】A.从B点到C点,根据动能定理有J
故A正确;
B.根据图像的斜率可知,从A点到C点,小球加速度先增大后减小,故B错误;
C.若小球做匀变速直线运动,则从B点到C点的过程中,平均速度为
由图像与坐标轴围成的面积可知,从B点到C点的过程中,位移大于匀变速直线运动的位移,则平均速度应大于,故C错误;
D.根据图线可知,带电小球从A点由静止释放,速度逐渐增大,说明小球所受电场力的方向由A指向C,小球带负电,故电场强度的方向由C指向A,故D错误;
故选A。
8.(2025·山西阳泉·一模)当今时代被称为低空经济元年,低空经济正迅猛崛起,成为全球瞩目的新兴力量。其中,无人机配送在部分城市展开试点,有效提升了物流配送的效率。下图为某无人机配送物资过程中在竖直方向运动的图像。若配送物资质量为2kg,以竖直向上为正方向,设水平方向速度始终为0,不计空气阻力,取。下列说法正确的是( )
A.无人机在3~4s内处于超重状态
B.无人机在第1s内和第4s内的加速度大小相等
C.在1s末配送物资所受无人机的拉力大小为24N
D.在此过程中无人机上升的最大高度为4m
【答案】C
【详解】A.根据图像可知,无人机在3~4s内竖直向上做减速运动,加速度向下,处于失重状态,故A错误;
B.图斜率表示加速度,图像可知第1s内加速度大小
第4s内的加速度大小
可知两时段加速度大小不等,故B错误;
C.图像可知前2s内无人机做匀加速直线运动,设拉力大小为F,则由牛顿第二定律有
代入题中数据得
故C正确;
D.图像面积表示位移,图像可知4s末无人机达到最高点,故最大高度为
故D错误。
故选C。
9.(2025·陕西咸阳·一模)A、B两位同学在百米赛跑对抗赛中,速度v与时间t的关系图像如图所示,其中实线为A的运动图像,虚线为B的运动图像,关于A、B两位同学的运动,下列说法正确的是( )
A.两位同学在冲线时都可以将其看作质点
B.时间内,A的平均加速度大于B的平均加速度
C.时间内,两位同学的平均速度一样大
D.时刻后,A做加速运动,B做减速运动
【答案】D
【详解】A.当物体的形状和大小对所研究的问题没有影响时,物体就可以看成质点。冲线时,人的头部、脚部等部位过线,即表示冲线成功,故此时不能看作质点,A错误;
B.图像的斜率等于加速度,可知时间内,A的平均加速度小于B的平均加速度,B错误;
C.时间内,A的位移小于B的位移,由于时间相同,所以A的平均速度小于B的平均速度,C错误;
D.由图像可知,时刻后,A做加速运动,B做减速运动,D正确。
故选D。
10.(2025·陕西渭南·一模)跳水运动员训练时从距水面H高的跳台双脚朝下自由落下,某同学利用手机的连拍功能,连拍了多张照片。测得其中两张连续的照片中运动员双脚离水面的高度分别为h1和h2。不计空气阻力,重力加速度大小为g,则手机连拍时间间隔可表示为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】设手机连拍时间间隔为T。运动员双脚离水面的高度为h1时,已运动时间设为t,则由自由落体运动规律得,
联立解得
故选C。
11.(2025·宁夏石嘴山·一模)某公司在测试无人机的机动性能时,记录了无人机从地面起飞后其竖直方向的速度-时间图像如图所示,其中4-6s内的图线为曲线,其余均为直线。关于无人机,下列说法正确的是( )
A.4s时加速度为零
B.6s时离地面最高
C.4~6s内平均速度大小为9m/s
D.6~7s内竖直位移大小为5m
【答案】D
【详解】A.v-t图像的斜率等于加速度,4s时,图像的斜率不等于0,所以4s时加速度不为零,故A错误;
B.0~7s,速度方向一直为正,7s时,离地面最高,故B错误;
C.假设4~6s内速度均匀变化,则平均速度大小为
由图可知,4~6s内任意时刻速度均比假设时大,所以4~6s内平均速度大于9m/s,故C错误;
D.v-t图像与t轴围成的面积等于位移,6~7s的位移为
故D正确。
故选D。
12.(2025·山西乡宁·一模)哈尔滨工业大学计算学部设计了一款能够与人协作、共同完成冰壶比赛的机器人。当机器人与冰壶之间的距离保持在8m之内时,机器人可以实时追踪冰壶的运动信息。如图甲所示,在某次投掷练习中机器人夹取冰壶,由静止开始做匀加速直线运动,之后释放冰壶,二者均做匀减速直线运动,冰壶准确命中目标,二者在整个运动过程中的图像如图乙所示。此次比赛中,下列说法正确的是( )
A.机器人减速运动的加速度大小为
B.9s末,冰壶的速度大小为
C.7s末,冰壶与机器人二者间距为7m
D.机器人能够一直准确获取冰壶的运动信息
【答案】BC
【详解】A.根据加速度的定义可知,机器人减速运动的加速度
加速度大小为,A错误;
B.由图线可知,冰壶的加速度为
由速度时间公式可得,9s末,冰壶的速度大小,B正确;
C.7s末冰壶的位移为
机器人的位移为
则7s末冰壶、机器人二者间距为7m,C正确;
D.由于机器人停止运动时,其位移为18m,而此时冰壶的位移为
可知,机器人不能一直准确获取冰壶的运动信息,D错误。
故选BC。
13.(2025·陕西三原·一模)时刻起,A、B两物体从同一位置同时向同一方向运动,其速度与位移变化的关系图像如图所示,物体A的图线为平行于横轴的直线,物体B的图线为顶点在原点、开口向右的抛物线。下列说法正确的是( )
A.物体A做匀减速直线运动
B.物体B做匀加速直线运动
C.时两物体的速度相同
D.时两物体相遇
【答案】BD
【详解】A.物体A的图线为平行于横轴的直线,物体做速度大小为的匀速直线运动,故A错误;
B.物体B的图线为顶点在原点、开口向右的抛物线,所以物体B的速度与位移的关系式为
结合题中图像可得
所以物体B由静止开始做匀加速直线运动,故B正确;
C.设A、B两物体在时刻速度相等,则有
解得
故C错误;
D.设A、B两物体在时刻相遇,则有
解得
故D正确。
故选BD。
14.(2025·陕西洛川·一模)在2025年2月8日举行的哈尔滨亚冬会速度滑冰男子100米比赛中,中国运动员夺得金牌,这是中国体育代表团在本届亚冬会上获得的速度滑冰项目首金。该运动员(视为质点)在某次训练中从静止开始运动的位移-时间图像如图所示,0~2.5s内的图像是抛物线,2.5s后的图像是直线。下列说法正确的是( )
A.0~2.5s内,运动员的加速度大小为4.9m/s²
B.0~2.5s内,运动员的加速度大小为9.8m/s²
C.此次训练中,运动员的成绩约为9.4s
D.此次训练中,运动员的成绩约为8.2s
【答案】AC
【详解】AB.题中0~2.5s内的图像是抛物线,2.5s后的图像是直线,说明运动员先做匀加速直线运动,后做匀速直线运动,由运动学公式有
解得,故B错误,A正确;
CD.匀速阶段由
其中
解得,故D错误,C正确。
故选AC。
15.(2025·陕西商洛·一模)小王将甲、乙两球从不同高度处由静止释放(先释放下方的甲球),以乙球释放的时刻为计时起点,测得两球间的高度差d随时间t变化的关系如图所示,图线的斜率为k,图线在纵轴上的截距为d0。重力加速度大小为g,两球均视为质点,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.两球释放的时间差为
B.两球释放的时间差为
C.甲球释放时,两球间的高度差为
D.甲球释放时,两球间的高度差为
【答案】AD
【详解】设两球释放的时间差为,以乙球释放的时刻为计时起点,则在时刻,根据自由落体运动公式可得甲球下落的高度为
乙球下落的高度为
位移间的关系为
联立整理可得
结合题图可知斜率为
解得两球释放的时间差为
结合题图可知截距为
解得甲球释放时,两球间的高度差为
故选AD。
静力学
1.(2025·山西太原·一模)如图所示,不可伸长的轻绳两端拴接在固定水平直杆上的M、N两点,a、b、c为三个完全相同且质量为m的小环,a、b套在轻绳上,c穿过轻绳后套在直杆上。三个小环均处于静止状态且可看作质点,不计一切摩擦,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.直杆对小环c的弹力为3mg
B.若将N点缓慢向左移动少许,轻绳的弹力将减小
C.若将c环缓慢向右移动少许,夹角α将大于夹角γ
D.若将小环a、b的质量都变为2m,轻绳对c环的弹力为mg
【答案】B
【知识点】动态平衡问题
【详解】AD.因不计摩擦,则细绳上任意一点的弹力都相等,对ab分析可知,细绳弹力的竖直分量为0.5mg,则对c分析可知,直杆对小环c的弹力FNc=mg+0.5mg+0.5mg=2mg
若将小环a、b的质量都变为2m,轻绳对c环的弹力为F'Nc=mg+mg+mg=3mg
选项AD错误;
C.由于轻绳上各点的弹力都相等,且ab重力相等,根据
可知
则即使将c环缓慢向右移动少许,夹角α仍等于夹角γ,选项C错误;
B.若将N点缓慢向左移动少许,则轻绳与竖直方向的夹角减小,根据
可知轻绳的弹力将减小,选项B正确;
故选B。
2.(2025·山西·一模)如图所示,轻绳的一端连接物块P,另一端通过光滑的轻滑轮与斜坡上的小盒Q连接,轻绳与斜坡的上表面平行,P、Q均处于静止状态。现向Q盒内缓慢加入适量砂粒,此过程中P、Q一直保持静止。则斜面对Q的( )
A.摩擦力一定增大 B.摩擦力可能不变
C.作用力一定增大 D.作用力可能先减小后增大
【答案】D
【知识点】斜面上物体受力平衡的问题
【详解】AB.设物块P的质量为M,小盒Q的质量为m,对物块,重力Mg与拉力二力平衡;若,对小盒,则有,
当m增大时,也随之增大,只要,就继续减小,当时,摩擦力减为零,若时,则有
当m增大时,摩擦力f随之增大,故AB错误;
CD.对Q受力分析可知,斜面对其作用力(即N、f的合力)与Q的重力和绳的拉力的合力平衡,而绳的拉力不变,若最开始Q的重力较小,随着Q的重力逐渐增大,则有如下受力情况
当合力与重力垂直时合力有最小值,故根据牛顿第三定律可知,斜面对Q的作用力可能先减小后增大,故C错误、D正确。
故选D。
3.(2025·山西晋中·一模)如图所示,斜面体固定在水平面上,有一挡板,延长线经过a点,在斜面和挡板之间有一光滑小圆柱Q,整个装置处于平衡状态。初始时,若用外力使挡板绕a点缓慢顺时针转动,且保证N、M、a三点始终共线,在挡板转到水平位置前,以下说法正确的是下说法正确的是( )
A.挡板对Q的支持力逐渐增大
B.挡板对Q的支持力先减小后增大
C.斜面体对Q的支持力先增大后减小
D.小圆柱Q所受的合力逐渐增大
【答案】B
【知识点】动态平衡问题
【详解】
对小球受力分析,则当挡板转到水平位置前,小圆柱Q所受的合力总为零不变;挡板MN对球Q的支持力N2先减小后增加;斜面体对Q的支持力N1逐渐减小。
故选B。
4.(2025·山西大同·一模)如图所示,M为光滑定滑轮,N为光滑轻质动滑轮,轻绳跨过滑轮,左端与静置在粗糙水平面上的物块A相连,右端固定在杆上C点,重物B悬挂在动滑轮上,系统处于静止状态。若将C点向上缓慢移动一小段距离,物块A始终保持静止状态,下列说法正确的是( )
A.轻绳中拉力减小 B.轻绳中拉力增大
C.物块A与地面之间的摩擦力不变 D.地面对物块A的支持力可能先减小再增大
【答案】C
【知识点】动态平衡问题
【详解】AB.设MC的绳长为L,MC水平距离为d,设轻绳MN段与竖直方向夹角为θ,由几何关系可知,则若将C点向上缓慢移动一小段距离,物块A保持静止状态,则绳子MC的长度不变,MC水平距离为d不变则、与竖直方向的夹角不变,由平衡条件
可知轻绳中拉力不变,故AB错误;
CD.对物块A分析,设轻绳与地面的夹角为α,水平方向有
竖直方向有
拉力不变,物块A与地面之间的摩擦力不变,地面对物块A的支持力不变,故C正确,D错误。
故选C。
5.(2025·山西运城·一模)如图所示,竖直平面内有三根轻质细绳,绳1水平,绳2与水平方向成60°角,O为结点,绳3的下端拴接一质量为m 的小球,现给小球施加一个水平向右由零缓慢增大到的力,使小球缓慢上升到绳3与水平面成30°角时保持静止。已知重力加速度为g。在此过程中,下列说法正确的是( )
A.绳3受到的拉力最大值为
B.的大小为
C.绳1受到的拉力先增大后减小
D.绳2受到的拉力不变
【答案】D
【知识点】动态平衡问题
【详解】AB.对小球受力分析,如图所示
设绳子与水平方向的夹角为,根据平衡条件可得,
从竖直位置缓慢将小球拉至绳3与水平面成30°角时,逐渐减小,绳子的拉力逐渐增大,当时,绳子的拉力最大,此时,
AB错误;
CD.对绳子结点O受力分析如图所示,设细绳3与水平方向的夹角为
结合上述结论,根据竖直方向平衡条件可得
故小球在上升的过程中,绳2的拉力不变。水平方向上,则有
小球在上升的过程中,绳子与水平方向的夹角逐渐减小,变小,故绳1上的拉力逐渐增大,C错误,D正确。
故选D。
6.(2025·山西河津·一模)图甲为某人发明的自动叉秸秆工具,捆成圆柱形的秸秆从地上被叉起后,处于长、短直杆之间被短直杆挡住,短直杆焊接在长直杆上,且二者之间夹角小于90°,简化图如图乙所示,不计一切摩擦。若长直杆由水平逆时针缓慢转至竖直,则下列说法正确的是( )
A.长直杆对秸秆的弹力一直增大
B.长直杆对秸秆的弹力先减小后增大
C.短直杆对秸秆的弹力一直增大
D.短直杆对秸秆的弹力先减小后增大
【答案】C
【知识点】动态平衡问题、利用平衡推论求力
【详解】对秸秆受力分析可知,秸秆受到重力,短直杆弹力,长直杆弹力,如图
由题意知长直杆与短直杆的角小于不变,则与的夹角不能变,故图中不能变,由于秸秆受三力平衡,作出力的矢量三角形如上图所示,当长直杆由水平缓慢转至竖直时,图像可知一直增大,先增加后减小,故短直杆对秸秆的弹力一直增大,长直杆对秸秆的弹力先增加后减小。
故选C。
7.(2025·山西乡宁·一模)如图所示,取下轴承的外圈竖直放置,轴承外圈可看做内壁光滑的竖直圆形轨道,其内恰好可填装5个完全相同且重为G的光滑球状钢珠。钢珠1、5的重心与圆心O在同一条平行于地面的水平线上。下列选项正确的是( )
A.1受到轴承外圈的弹力水平向左 B.根据题设条件,2对1的作用力不可求
C.2受到1,3作用力的合力与水平方向成45°角 D.2与3的作用力大于1与2的作用力
【答案】D
【知识点】正交分解法解共点力平衡、利用平衡推论求力
【详解】AB.对1、2两球受力分析,如图所示。
1受到轴承外圈的弹力水平向右,由几何关系可知,1、2两球心与轴承外圈圆心的连线构成等边三角形,,则有
故AB错误;
C.由于F4与水平方向夹角为45°,根据平衡可知,2受到1,3作用力的合力与F4和重力的合力等大、反向,由此可知,2受到1,3作用力的合力的方向与水平方向的夹角不等于45°,故C错误;
D.对2,水平方向有
竖直方向有
所以
故D正确。
故选D。
8.(2025·山西临汾·一模)如图,一不可伸长的轻绳,其左端固定于O点,右端跨过位于P点的固定小滑轮悬挂一质量为m的物体;OP段水平,长度为2L;绳上套一可沿绳滑动的轻环。现在轻环上悬挂一钩码,平衡后,轻环下降L,不计各处的摩擦,钩码的质量为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】正交分解法解共点力平衡
【详解】根据题意,假设平衡后轻环位置为Q,平衡后,轻环下降的高度为L,绳中张力处处相等,可知此时轻绳与竖直方向的夹角恰为,根据平衡条件可知
解得
故选C。
9.(2025·山西稷山·一模)如图所示,质量为m、倾角为的斜面体放在水平面上,质量也为m的均质球夹在斜面和竖直墙面之间,水平外力F作用在斜面体上,球和斜面体处于静止状态,斜面体对墙面的作用力为零,不计一切摩擦,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.水平外力F的大小为 B.水平外力F的大小为
C.斜面体对水平面的压力大小等于2mg D.斜面体对水平面的压力大小小于2mg
【答案】C
【知识点】整体法与隔离法结合处理物体平衡问题
【详解】AB.由题意,对球受力分析如图
根据平衡条件,可得竖直墙对球的弹力
对斜面体与球整体受力分析,如图
水平方向上,根据平衡条件有
故AB错误;
CD.斜面和球整体受力平衡,水平面对斜面的支持力大小等于2mg,则斜面对水平面压力大小等于2mg,故C正确,D错误。
故选C。
10.(2025·陕西西安·一模)如图甲是工人在高层安装空调时吊运室外机的场景,简化图如图乙所示。一名工人在高处控制绳子,另一名工人站在水平地面上拉住另一根绳子。在吊运的过程中,地面上的工人在缓慢后退时缓慢放绳,室外机缓慢竖直上升,绳子与竖直方向的夹角近似不变,绳子质量忽略不计,则下列说法正确的是( )
A.绳子上的拉力不断变大
B.绳子上的拉力先变小后变大
C.地面对工人的支持力不断变大
D.绳子对室外机的拉力的合力不断变大
【答案】A
【知识点】利用平衡推论求力、正交分解法解共点力平衡、动态平衡问题
【详解】AB. 题意可知外机分别受P、Q拉力和自身重力mg而平衡,外机受力如图
将这三个力构成矢量三角形,如图
可知地面上的工人在缓慢后退时缓慢放绳过程中,均增大,故A正确,B错误;
C.由于不变,绳子Q拉力增大,故Q的拉力在竖直方向分力增大,对地面工人,由平衡条件易得地面对工人的支持力不断变小,故C错误;
D.由于外机受到P、Q拉力和自身重力mg而平衡,由平衡条件可知绳子对室外机的拉力的合力与外机重力始终等大反向,所以绳子对室外机的拉力的合力不变,故D错误。
故选A。
11.(2025·陕西宝鸡·一模)近日在宝鸡市附近的一些水域, 频繁出现了国家一级保护动物——朱鹮的身影。一只质量为m的朱鹮站在树枝上, 假设斜向上的树枝与水平方向夹角为θ, 重力加速度为g, 则树枝对朱鹮的作用大小为( )
A.mg B.mgsinθ C.mgcosθ D.mgtanθ
【答案】A
【知识点】利用平衡推论求力
【详解】以朱鹮为研究对象,根据平衡条件可知树枝对朱鹮的作用力与朱鹮的重力大小相等,方向相反,即树枝对朱鹮的作用大小为mg。
故选A。
12.(2025·陕西西安中学·一模)如图所示,甲、乙两建筑工人站立平台边缘,用轻绳穿过光滑圆环,环下悬挂一重物,两人手握轻绳,现将重物从平台运到地面,甲站在A点静止不动,乙从B点缓慢向A点移动。则在重物着地前的过程中( )
A.甲对绳子的拉力不变
B.甲受平台的摩擦力变小
C.甲受平台的支持力变大
D.绳对圆环拉力的合力变大
【答案】B
【知识点】动态平衡问题
【详解】AD.设圆环和重物的总质量为,绳子与竖直方向的夹角为,根据平衡条件可得
乙从B点缓慢向A点移动,逐渐减小,逐渐增大,则绳子拉力大小逐渐减小;绳对圆环拉力的合力等于圆环和重物的总重力,保持不变,故AD错误;
BC.以甲为对象,根据受力平衡可得,
可知甲受平台的摩擦力变小,甲受平台的支持力不变,故B正确,C错误。
故选B。
13.(2025·陕西渭南·一模)如图所示,轻质弹簧一端固定在水平天花板上,另一端与一个质量为m的小球相连,小球在一个水平拉力,弹簧与竖直方向间的夹角为,现保持拉力F大小不变,方向由水平缓慢逆时针向竖直方向转动,在这个过程中( )
A.先增大后减小 B.一直减小
C.弹簧弹力先增大后减小 D.弹簧弹力一直增大
【答案】A
【知识点】动态平衡问题
【详解】根据题意,对小球受力分析,如图所示:
保持拉力F大小不变,方向由水平缓慢逆时针向竖直方向转动,由矢量三角形可得,弹簧弹力逐渐减小,根据图像可知当与图中圆弧相切时最大,继续转动时开始减小,故先增大后减小。
故选A。
14.(2025·陕西榆林·一模)随着智能手机的普及,年轻人长时间低头玩手机,对颈椎产生了很大的压力,导致近些年青少年颈椎病发病率呈明显上升趋势。现将人体头颈部简化为如图所示的模型,低头时头部受到重力为G、颈椎后面肌肉拉力为T、颈椎支持力为N。已知颈椎弯曲越厉害,N与竖直方向的夹角就越大,T方向视为不变,则颈椎弯曲越厉害时( )
A.N和T都越小 B.N和T都越大
C.N越大,T越小 D.N越小,T越大
【答案】B
【知识点】动态平衡问题
【详解】对头部受力分析如图所示
由图可知,重力G、拉力T和支持力N三个力的合力为0,重力G的大小和方向都不变,拉力T方向不变,支持力N与竖直方向的夹角增大,拉力T和支持力N都增大。
故选B。
15.(2025·陕西临潼·一模)如图所示,倾角为37°的斜面体放置在水平面上,滑轮1固定在天花板上,滑轮2是动滑轮,滑轮3固定在斜面体右上角,三个滑轮的质量均忽略不计,且均光滑。一条轻质细线一端连接质量为m的物块甲,另一端连接质量为2m的物块丙,丙放置在斜面上,滑轮2下方用轻质细线悬挂物块乙,整个系统处于静止状态,1、2以及2、3间的细线均竖直,3与丙间的细线与斜面平行,重力加速度大小为g,认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,,,下列说法正确的是( )
A.斜面体相对于水平面的运动趋势向左
B.乙的质量为m
C.丙相对斜面有沿着斜面向上的运动趋势
D.若丙受到的静摩擦力正好达到最大值,则丙与斜面间的动摩擦因数为0.125
【答案】D
【知识点】斜面上物体受力平衡的问题、整体法与隔离法结合处理物体平衡问题
【详解】A.对斜面和丙整体分析,受重力、地面的支持力和细线竖直向下的拉力,可知斜面体相对于水平面没有运动趋势,故A错误;
B.对滑轮2受力分析,受细线竖直向下的拉力
受细线竖直向上的拉力
由
可得
故B错误;
C.丙受到重力沿斜面向下的分力
丙受到细线沿斜面向上的拉力
则
所以丙受到斜面沿斜面向上的静摩擦力,丙相对斜面有沿着斜面向下的运动趋势,故C错误;
D.丙受到的静摩擦力
若丙受到的静摩擦力正好达到最大值,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则
解得
故D正确。
故选D。
16.(2025·陕西铜川·一模)如图、为不可伸长的轻绳,为可绕点自由转动的轻质细杆,杆长为,、两点的高度差也为。在点用轻绳悬挂质量为的重物,杆与绳子的夹角,下列说法正确的是( )
A.轻绳、对点作用力的合力沿杆由指向
B.轻杆对点的力垂直斜向右上
C.轻绳对点的拉力大小为
D.轻杆对点的力大小为
【答案】A
【知识点】含有活动杆的共点力平衡问题、直接合成法解决三力平衡问题
【详解】A.题意可知,轻杆为动杆,故产生弹力方向沿杆,对O点受到轻绳、、BO的作用力而处于平衡态,故轻绳、对点作用力的合力沿杆O指向B,故A正确;
B.题意可知,轻杆为动杆,故轻杆对O点的力沿杆OB方向,故B错误;
C.对O点受力如图
几何关系可知力的矢量红色三角形为等腰三角形,故轻绳对点的拉力大小为
BO对O点的力
FN=mg
故C错误;
D.对轻杆受力分析可知,轻杆对点的力大小等于BO对O点的力大小,即为mg,故D错误;
故选A 。
17.(2025·陕西咸阳·一模)如图所示,橡皮条一端固定在O点,另一端绕过O点正下方的固定光滑钉子A,连接在静止于水平面上B点的物块上,物块的质量为m,此时橡皮条与水平面夹角为37°,物块恰好没滑动,橡皮条的原长与OA间距离相等,现给物块施加水平向右的拉力F,使物块缓慢向右移动一小段距离后撤去 F,物块与水平面间的动摩擦因数为0.5,橡皮条的弹力与伸长量成正比,橡皮条在弹性限度内,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。sin37°=0.6,cos37°=0.8,则下列说法正确的是( )
A.物块在B点时,橡皮条的弹力大小为
B.物块向右移动过程中,物块对地面的压力不变
C.物块向右移动过程中,物块受到的摩擦力不断增大
D.撤去拉力F后,物块可能保持静止
【答案】B
【知识点】动态平衡问题
【详解】A.设橡皮条的弹力为 T,物块在 B点时有
其中
解得
A错误;
BC.设A点到物块的高度为h,A到物块间橡皮条的长为x,橡皮条的劲度系数为k,在物块向右运动过程中,对地面的压力
摩擦力
可见压力和摩擦力不变,B正确,C错误;
D.根据平衡条件则有
可见拉力越来越大,撤去拉力时,物块将向左运动,D错误。
故选B。
18.(2025·宁夏银川·一模)水平地面上的物体受重力和水平作用力,物体保持静止。现在使作用力保持大小不变,方向沿逆时针方向缓缓转过,而物体始终保持静止。则在这个过程中,物体对地面的正压力和地面给物体的摩擦力的变化情况是:( )
A.不变 B.先变大后变小
C.先变小后变大 D.N先变大后变小
【答案】C
【知识点】动态平衡问题
【详解】设力与水平方向的夹角为(锐角),则先从增大到,再从减小到;以物体为对象,根据平衡条件可得,
由于先减小后增大,先增大后减小,则先变小后变大,先变小后变大。
故选C。
19.(2025·青海海东·一模)如图所示,倾角为的光滑斜面体A固定在水平地面上,物块B在沿斜面向上、大小为的拉力作用下匀速向上运动,则物块B对斜面体A的压力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】直接合成法解决三力平衡问题
【详解】斜面光滑,物块B仅受3个力的作用,拉力和斜面体A对物块B的支持力的合力与重力等大反向,根据矢量合成可知斜面体A对物块B的支持力大小为,则物块B对斜面体A的压力大小也为。
故选D。
20.(2025·陕西韩城·一模)如图所示,轻质的OP杆能以O为轴在竖直平面内自由转动,P端悬挂一重物,某人用一根轻绳绕过定滑轮系在P端。当OP杆由水平位置开始缓慢逆时针转动时,下列说法正确的是( )
A.OP杆的弹力方向不在OP所在的直线上 B.OP杆的弹力大小不变
C.轻绳的张力一直变小 D.轻绳的张力先变小后变大
【答案】BC
【知识点】动态平衡问题、用相似三角形解决平衡问题
【详解】对点P受力分析,设OP杆的弹力为N,轻绳的张力为T,如图
根据平衡条件,合力为零,△AOP与图中矢量(力)三角形相似,故有
解得
,
由图看出,OP、AO不变,则OP杆的弹力N不变,AP变小,则轻绳的张力T变小。
故选BC。
21.(2024·青海·一模)如图所示,轻绳两端固定在水平天花板上,在轻绳上悬挂3个质量均为m的灯笼,左右两侧的灯笼关于过结点O的竖直线对称,MN段轻绳与水平方向的夹角为α,NO段轻绳与竖直方向的夹角为β,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A.NO段轻绳的拉力大小为
B.MN段轻绳的拉力大小为
C.NO段轻绳的拉力与MN段轻绳的拉力大小之比为sinα:3sinβ
D.NO段轻绳的拉力与MN段轻绳的拉力大小之比为cosα:sinβ
【答案】BD
【知识点】整体法与隔离法结合处理物体平衡问题
【详解】A.对最底部灯笼受力分析,竖直方向受力平衡,有
解得
A错误;
B.对三个灯笼整体受力分析,竖直方向受力平衡,有
解得
B正确;
CD.对结点N受力分析,水平方向受力平衡,有
故NO段轻绳的拉力与MN段轻绳的拉力大小之比为
C错误,D正确。
故选BD。
力与运动
1.(2025·山西晋城·一模)立定跳远的动作分解图如图所示,图甲为人从地面起跳的动作,图乙、丙为人在空中的动作,图丁为人的落地动作,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.图甲中,地面对人的摩擦力向左
B.图乙中,人处于失重状态
C.图丙中,人处于超重状态
D.图丁中,地面对人的支持力大于人对地面的压力
【答案】B
【知识点】超重和失重的概念、牛顿第三定律、判断是否存在静摩擦力及其方向
【详解】A.人起跳时,脚相对于地面运动趋势向左,人受到地面的摩擦力向右,选项A错误;
BC.人在空中时,加速度为重力加速度,处于完全失重状态,选项B正确、C错误;
D.地面对人的支持力与人对地面的压力为一对相互作用力,作用力与反作用力大小相等、方向相反,选项D错误。
故选B。
2.(2025·宁夏石嘴山·一模)如图甲所示,一物块以某一速度冲上一倾角α=37°的固定斜面,取斜面底端水平面为参考平面,物块冲上斜面开始计时,0.5s内物块动能Eₖ随高度h的变化规律如图乙所示,重力加速度 ,,下列说法正确的是( )
A.物块的质量m=2kg
B.物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25
C.物块上升过程的加速度大小
D.物块回到斜面底端时的动能
【答案】BD
【知识点】用动能定理求解外力做功和初末速度、物体在粗糙斜面上滑动
【详解】ABC.设物体的质量为m,初速度为,末速度为,由图可知
解得
动能由36J变化为16J物体在斜面上的位移
根据运动学公式则有
解得
联立可得,
又因为
解得
物块的加速度
对物块受力分析,由牛顿第二定律可得
联立解得
AC错误,B正确;
D.物体上升到斜面最高点的位移
从最高点到斜面底端,由动能定理可得
代入数据解得
D正确。
故选BD。
3.(2025·山西忻州·一模)人体弹弓,将人体当做弹丸射出,新颖刺激,与众不同,如图是一种人体弹弓的示意图,两根相同的橡皮绳(符合胡克定律)连接到座椅上,座椅可在倾斜轨道上滑动,、、在同一直线上。将弹弓拉满后固定,当人坐到座椅上后,在时拨动开关,时刻弹弓将人从点射出。人在空中飞行一段时间后于时刻落到水池中。忽略空气阻力,则人沿水平方向的速度与的关系,下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】斜抛运动、利用牛顿第二定律分析动态过程
【详解】设轨道倾角为,座椅与轨道摩擦力为,橡皮筋对人的力为,人和座椅总质量为。一起在轨道上运动过程中,在忽略空气阻力的情况下,根据牛顿第二定律
而橡皮筋对人的力在减小,可知人和座椅的加速度先减小后反向增大。则人先由静止开始做加速度减小的加速直线运动。然后做加速度增大的减速运动;时刻弹弓将人从点射出,当人离开座椅后做斜抛运动,其水平方向的速度不变,图像中斜率表示加速度,则图像的斜率先减小后增大,最后是零。
故选B。
4.(2025·山西河津·一模)如图所示,一倾角的光滑斜面固定于水平地面上,一劲度系数的弹簧一端固定于的物体(可视为质点)上,另一端连接到斜面底端的固定挡板上,开始物体处于静止状态,现将大小方向沿斜面向上的恒力作用到物体上,在其沿斜面向上运动过程中(斜面足够长,,,重力加速度)下列说法正确的是( )
A.当弹簧恢复原长时物体速度最大 B.物体的最大速度为
C.物体的速度先减小后增加 D.物体的加速度先增大后减小
【答案】B
【知识点】弹簧类问题机械能转化的问题、利用牛顿第二定律分析动态过程
【详解】A.开始弹力沿斜面向上,分析物体受力,可得
,形变量减小,加速度减小,速度增大
之后弹簧伸长,形变量增大,加速度接着减小,速度继续增大
当时,加速度为零速度最大
之后,做加速度增大的减速运动
由上述分析可知当时,加速度为零速度最大,A错误;
B.开始时,代入数据得
速度最大时代入数据得
由开始至速度最大,由动能定理
解得,B正确;
C.由A项分析可知,物体的速度先增大后减小,C错误;
D.由A项分析可知,物体的加速度先减小后增大,D错误。
故选B。
5.(2025·陕西商洛·一模)如图所示,与水平面的夹角为30°的倾斜传送带以恒定速率v4m/s顺时针转动,上端与一倾角也为30°的足够长的固定斜面平滑连接,物块从传送带底端以大小v03m/s的速度沿传送带向上滑上斜面。物块与斜面、传送带间的动摩擦因数相同。从物块刚滑上传送带开始计时,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。关于物块在传送带和斜面上滑动的速度随时间变化的关系图像,下列组合中全部可能正确的是( )
A.①②⑦ B.②③⑦ C.①④⑥ D.③④⑤
【答案】D
【知识点】物块在倾斜的传送带上运动分析
【详解】物块的初速度
若
根据牛顿第二定律知传送带上匀加速运动和斜面上匀减速运动时的加速度大小分别为和
有
情况一:物块在传送带上先匀加速直线运动到与传送带共速,后一直匀速上滑,冲上斜面后做匀减速直线运动,最后静止在斜面上,如题图④所示;题图①前面类似于图像④,但开始部分不对;情况二:物块在传送带上一直做匀加速直线运动未达到传送带的速度大小,则冲上斜面后一直做匀减速直线运动,最后静止在斜面上,如题图⑤所示;情况三:物块在传送带上一直做匀加速直线运动恰达到传送带的速度大小,则冲上斜面后一直做匀减速直线运动,最后静止在斜面上,故题图⑥不对;
若
情况一:物块在传送带上匀减速上滑,物块可能在冲上斜面之前速度减为零并向下做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律知加速度大小
不变,则物块回到出发点时速度为3m/s,如题图②所示;
情况二:物块在传送带上匀减速上滑,,物块可能速度未减为零就冲上斜面,物块在斜面上的加速度大小,速度减为零后向下做匀加速直线运动,加速度大小,如题图③所示;题图⑦前面类似于图像③,但后面部分不对;综上所述, D正确。
故选D。
6.(2025·陕西西安·一模)随着人工智能的快速发展,机器人功能的开发也不断在突破,如图甲为某开发研究所实验某型号智能机器人的起跳动作示意图,机器人质量为,点是机器人的重心位置。图乙是根据加速度传感器采集到的数据画出的加速度-时间图线。甲乙两图中各点均一一对应,其中有几个点在图甲中没有画出。规定竖直向上为加速度的正方向,重力加速度大小取。根据图乙分析可知( )
A.点为机器人起跳动作中重心最低点 B.点时机器人向上速度最大
C.点位置机器人对地面压力大小为 D.机器人在点时已开始离开地面
【答案】C
【知识点】牛顿运动定律与图像结合、牛顿第二定律的简单应用
【详解】A.重心最低点时加速度向上最大,可知点为机器人起跳动作中重心最低点,故A错误;
B.图像的面积表示速度的变化量,点位置图像总面积为负,速度增量为负,机器人在向下运动,故B错误;
C.点位置机器人以向上加速,由
解得N
由牛顿第三定律可知其对地面压力大小为1200N,故C正确;
D.机器人开始离开地面时加速度应为,故在点机器人还没有开始离开地面,故D错误。
故选C。
7.(2025·山西·一模)一种反向蹦极的设施如图甲所示。将两根相同的橡皮绳拴在游乐者的腰部,静止时游乐者悬吊在空中的点。将游乐者沿竖直方向拉到地面后由静止释放,不考虑空气阻力作用,游乐者的图像如图乙所示,其中间图线为直线。下列说法正确的是( )
A.内,橡皮绳对人一直做正功
B.内,橡皮绳的弹力总小于游乐者重力的一半
C.内,游乐者处于点的上方
D.内,橡皮绳的弹力总大于游乐者重力的一半
【答案】AC
【知识点】牛顿运动定律与图像结合、利用牛顿第二定律分析动态过程
【详解】A.设橡皮绳对人的弹力大小为,绳子与竖直方向的夹角为,在时间内,由图乙知,人向上加速运动,且,橡皮绳弹力对人做正功,故A正确;
B.时间内,人向上减速运动,有,橡皮绳的弹力不是总小于游乐者重力的一半,故B错误;
C.时间内,图线为直线,加速度不变,橡皮绳松弛,人做竖直上抛运动,人在点的上方,故C正确;
D.时间内,人向下做加速运动,有,橡皮绳的弹力不是总大于游乐者重力的一半,故D错误。
故选AC。
8.(2025·山西临汾·一模)如图所示,质量为0.5kg的物块放在一个矩形的静止木箱内,物块与木箱水平底面间的动摩擦因数为0.3,物块的右边被一根轻弹簧用1.2N的水平弹力向左推着而保持静止。现要使物块相对木箱底面向左移动,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s²,下列措施可行的是( )
A.木箱以3.0m/s²的加速度竖直向上减速运动
B.木箱以1.0m/s²的加速度竖直向下加速运动
C.木箱以1.0m/s²的加速度水平向右加速运动
D.木箱以0.5m/s²的加速度水平向左减速运动
【答案】AC
【知识点】牛顿第二定律的简单应用
【详解】AB.当木箱在竖直方向减速运动或加速运动时,加速度方向向下,此时物块相对木箱底面向左移动,则最大静摩擦力必需小于弹簧1.2N,令木箱对物块的支持力为N,则有
解得
则物块加速度一定竖直向下,根据牛顿第二定律有
解得
故A正确,B错误;
CD.弹簧长度不变,物体向右加速或向左减速时,加速度方向向右,最大加速度大小
故木箱以1.0m/s²的加速度水平向右加速运动时,物块相对木箱底面向左移动,木箱以0.5m/s²的加速度水平向左减速运动,物块相对木箱底面不会向左移动,故C正确,D错误。
故选AC。
9.(2025·山西晋中·一模)如图所示,绕过定滑轮的不可伸长特殊轻绳左右两端分别悬挂质量为m和2m的重物,现由静止释放,运动3s后右侧重物触地无反弹。已知左侧重物距滑轮足够远,绳子绷紧瞬间两重物共速,忽略滑轮质量和一切摩擦,不计空气阻力,重力加速度g取10,则( )
A.右侧重物初始时距地高度为45m
B.右侧重物第一次触地时的速度大小为10
C.右侧重物第一次触地后经过3s绳子再次绷直
D.右侧重物第一次触地后经过4s第二次触地
【答案】BD
【知识点】细绳或弹簧相连的连接体问题
【详解】A.对整体,由牛顿第二定律有
解得加速度大小
题意知右侧重物经过t=3s落地,则右侧重物初始时距地高度
联立解得
故A错误;
B.右侧重物第一次触地时的速度大小
故B正确;
C.右侧重物第一次触地时,左侧重物速度为,做竖直上抛运动,则右侧重物第一次触地后绳子再次绷直时间
故C错误;
D.C选项可知右侧重物第一次触地后经过2s绳子再次绷直,绷直瞬间,由动量守恒有,分析可知之后右侧重物还是以加速度a运动,则再次落地时经历时间
则右侧重物第一次触地到第二次触地经历时间
故D正确。
故选BD。
10.(2025·山西万荣·一模)一个质量为的长木板置于粗糙水平地面上,木板左端放置一个质量为的小物块;在木板右方有一墙壁,如图(a)所示。时刻开始,小物块与木板一起以共同的初速度向右运动,时木板与 墙壁碰撞(碰撞时间极短),碰撞前后木板速度大小不变,方向相反;小物块与长木板运动的图线如图(b)所示,且小物块始终未离开木板。木板与地面间的动摩擦因数,小物块与木板间的动摩擦因数。重力加速度。下列说法正确的是( )
A.,
B.木板的最小长度为
C.整个过程,小物块与长木板间因摩擦产生的内能为
D.木板右端离墙壁的最终距离
【答案】ABD
【知识点】没有其他外力的板块问题、v-t图象面积的物理意义、利用v-t图象求位移
【详解】A.由图(b)可知,碰撞前,二者以共同的加速度做减速运动,根据牛顿第二定律有
由图像可知
联立解得
长木板与墙壁碰撞后,物块继续减速运动,此时物块的加速度为
对物块受力分析,由牛顿第二定律可得
解得,故A正确;
B.碰撞后,选取向右的方向为正方向,两物体的初速大小均为,方向相反,对于物块而言,其加速度为
对与长木板而言则有
解得
设经过时间二者共速,则有
解得
二者的共同速度
方向水平向左,此过程物块的位移
长木板的位移
即板的位移大小为4.5m,方向水平向左,故木板的最小长度为
故B正确;
C.整个过程中,小物块与长木板间因摩擦产生的热量
故C错误;
D.结合上述分析可得,二者从共速到停止运动的时间
作出木板碰撞后的图像如下
根据图像与坐标轴围成的面积为位移的大小,可得木板右端离墙壁的最终距离
故D正确。
故选ABD。
11.(2025·陕西泾阳·一模)可视为质点的物体A和B紧靠在一起放在水平地面上,其中A物体左侧粗糙,A物体与左侧粗糙地面间的动摩擦因数为0.3,B物体右侧光滑。两物体间夹有炸药,爆炸后两物体沿水平方向左右分离,两物体获得的总能量.已知A、B两物体的质量均为1kg,重力加速度大小,则( )
A.分离瞬间A的速度大小为1.5m/s
B.分离瞬间B的速度大小为3m/s
C.从分离到A停止运动经过的时间是1s
D.从分离到A停止运动,A、B两物体间的距离是3m
【答案】BC
【知识点】牛顿定律与直线运动-简单过程、求解爆炸中的能量转化
【详解】AB.炸药爆炸后,设分离瞬间物体A的速度大小为,物体B的速度大小为,对A、B两物体组成的系统由动量守恒定律得
由能量守恒得
联立可得
选项A错误、B正确;
C.A、B两物体分离后,A物体向左匀减速滑行,对A受力分析,根据牛顿第二定律得
根据运动学公式得从分离到A物体停止运动,经过的时间
选项C正确;
D.物体A运动的位移为
物体B运动的位移
故两物体之间的距离
选项D错误。
故选BC。
12.(2025·陕西渭南·一模)如图所示,在倾角θ=30°足够长的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B,它们的质量分别为mA=1.0kg、mB=1.0kg,弹簧的劲度系数为k=500N/m,C为一固定挡板。系统处于静止状态。现开始用一力F沿斜面方向拉物块A使之向上做匀加速直线运动,加速度大小为1.0m/s2,直到B刚要离开C为止,重力加速度大小g取10m/s2,则关于此过程,以下说法正确的是( )
A.力F应是恒力
B.A运动的位移大小为2cm
C.持续时间为0.2s
D.弹簧弹力对B的冲量大小为0
【答案】BC
【知识点】细绳或弹簧相连的连接体问题、动量定理的内容
【详解】A.开始时弹簧被压缩,根据牛顿第二定律物块A的加速度
由于加速度恒定,弹力不断变化,可知力F应是变力,选项A错误;
B.开始时弹簧压缩量
当B刚要离开C时,弹簧伸长量
可知A运动的位移大小为x=x1+x2=2cm
选项B正确;
C.由运动学公式可知可得持续时间为
选项C正确;
D.因B的动量变化为零,可知B受合外力的冲量为零,即弹簧弹力对B的冲量大小不为0,选项D错误。
故选BC。
13.(2025·陕西·一模)如图所示,空间存在垂直纸面的匀强磁场,磁感应强度大小为,足够长木板与光滑地面接触,带电荷量为的绝缘物块与木板间的动摩擦因数为,现用一水平恒力拉动木板,初始时、一起运动且相对静止。已知物块、的质量分别为、,重力加速度为,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则( )
A.若磁场方向垂直纸面向里,物块的最大速度为
B.若磁场方向垂直纸面向里,物体的速度为时、恰好发生相对运动
C.若磁场方向垂直纸面向外,木板匀速运动的速度为
D.若磁场方向垂直纸面向外,物块将做加速度持续减小的加速运动
【答案】AB
【知识点】洛伦兹力的公式及简单计算、受恒定外力的板块问题
【详解】A.若磁场方向垂直纸面向里,物块B所受洛伦兹力竖直向上,开始物体B与A一起加速,随着速度增大,当满足时,支持力为零,则静摩擦力为零,物体B将匀速运动,则物块的最大速度为,故A正确;
B.当A、B发生相对滑动时,对B有,
对整体有
联立解得
故B正确;
CD.若磁场方向垂直纸面向外,物体所受洛伦兹力竖直向下,初始时A、B一起运动,随着速度增加,洛伦兹力增大,最大静摩擦力增大,而静摩擦力依然保证A、B一起做匀加速直线运动,则A和B将一直一起做匀加速直线运动,故CD错误。
故选AB。
14.(2025·陕西西安长安区·一模)如图,光滑水平地面上放有一块上表面粗糙的长木板,木板上面右端有一个小物块;一水平向右的力从时刻开始作用在木板上。力随时间变化的图像及小物块的加速度随时间变化的图像分别在图和图中给出。已知小物块的质量,木板的质量;图中。取重力加速度,求
(1)小物块和木板间的动摩擦因数;
(2)时刻和时刻木板的速度大小;
(3)从时刻以后物块在木板上滑动的距离。
【答案】(1)0.2
(2)5m/s,7.25m/s
(3)1.5m
【知识点】利用动量定理求解其他问题、牛顿定律与直线运动-复杂过程、牛顿第二定律的简单应用
【详解】(1)结合题意分析可知,时间内物块和长木板随着F增大一起做加速度运动,以后物块和长木板发生相对滑动,设物块和木板间的动摩擦因数为,对物块,结合图c,由牛顿第二定律得
代入题中数据,解得
(2)题意可知0时刻,对整体,拉力大小
时刻,对整体,拉力大小
且时间内,拉力F均匀增加,对整体,规定向右为正方向,设时刻整体速度为,由动量定理得
联立以上解得
以后物块和长木板发生相对滑动,数学关系可得
代入题中数据,解得时刻拉力大小
设时刻木板速度为,对长木板,由动量定理得
联立解得
(3)由速度时间关系可知,时刻物块的速度为
故时刻后物块加速运动,图像可知此后拉力为恒力,且大小为,由牛顿第二定律可知木板加速度大小为
图c可知时刻,物块已脱离长木板,故时刻后物块在木板上滑动的距离
联立以上解得
15.(2025·青海·期末)质量m = 1 kg的物体A沿水平面向右做直线运动,0时刻物体A运动到О位置,此时给物体A一个水平向左的恒力F,如图甲所示,此后物体A的v − t图像如图乙所示,取水平向右为正方向,10 s末撤去恒力F,此时物体A与质量M = 1.4 kg、静止在水平面上的物体B发生弹性碰撞,碰撞时间极短,取重力加速度大小g = 10 m/s2,求:
(1)恒力F的大小及物体A与水平面间的动摩擦因数;
(2)0 ~ 10 s内物体A克服摩擦力做的功;
(3)物体A停止运动时与О点之间的距离。
【答案】(1)1.5 N,0.05
(2)17 J
(3)1 m
【知识点】功的定义、计算式和物理意义、完全弹性碰撞1:动碰静、牛顿运动定律与图像结合
【详解】(1)设物体A向右做匀减速直线运动的加速度大小为a1,由题图乙可知
设物体A向左做匀加速直线运动的加速度大小为a2,由题图乙可知
根据牛顿第二定律有
,
解得
,
(2)0 ~ 10 s内,物体A先向右运动,运动的距离
后向左运动,运动的距离
0 ~ 10 s内,物体A克服摩擦力做的功
解得
(3)根据动量守恒定律和能量守恒定律有
,
解得
,
碰撞后物体A向右运动的距离
物体A停止运动时与O点之间的距离
解得
1 / 2
学科网(北京)股份有限公司
$$
相关资源
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。