内容正文:
第10讲 牛顿运动定律的综合应用(一)
目录
01 课标达标练 1
题型01 两类动力学基本问题 1
题型02 动力学图像问题 5
题型03 瞬时加速度问题 8
题型04 动力学中的临界、极值类问题 11
02 核心突破练 14
03 真题溯源练 31
01 两类动力学基本问题
1.(24-25高三·陕西宝鸡·联考)滑沙运动时,沙板相对沙地的速度大小会影响沙地对沙板的动摩擦因数。假设滑沙者的速度超过8m/s时,滑沙板与沙地间的动摩擦因数就会由变为,如图1所示,简化模型如图2所示,一滑沙者从倾角的坡顶A处由静止开始下滑,滑至坡底B(B处为一平滑小圆弧)后又滑上一段水平地面,最后停在C处。已知滑板与水平地面间的动摩擦因数恒为,AB坡长m,,不计空气阻力,则滑沙者( )
A.下滑速度较大时加速度为2m/s2
B.下滑到B处时的速度大小12m/s
C.在水平地面上运动的最大距离为18m
D.在AB段下滑与BC段滑动的时间之比为
2.(2025·甘肃多校·5月联考)某快递车装上货物(视为质点),其中货物与车的简化图如图所示。货物在长度的水平车厢中间位置,总质量的车在平直路面以行驶,突然因紧急情况刹车(关闭发动机),经过车停下,最终发现货物也刚好滑到车厢前端靠近驾驶室。取重力加速度大小,货物的质量远小于快递车的质量。求:
(1)快递车刹车时受到的阻力大小;
(2)该货物与水平车厢间的动摩擦因数。
3.(2025·陕西安康·一模)在巴黎奥运会上,我国选手包揽了女子10米跳台跳水的金牌和银牌。如图所示,一质量的运动员(视为质点),从距水面高处以大小的速度竖直向上跃起,一段时间后落入水中。水池中的水足够深,忽略空气阻力,取重力加速度大小。
(1)求运动员距水面的最大高度H;
(2)求运动员从起跳到刚落到水面的时间t;
(3)若运动员入水后,受到的浮力与其受到的重力大小相等,受到水的阻力大小,不考虑运动员的动作带来的影响,求运动员在水中能到达的最大深度。
02 动力学图像问题
4.(24-25高三上·湖南多校联考·月考)算盘是我国古老的计算工具,中心带孔的相同算珠可在算盘的固定导杆上滑动,使用前算珠需要归零,如图(a)所示,水平放置的算盘中有甲、乙两颗算珠未在归零位置,现用手指将甲拨出,与静止的乙碰撞,碰撞前后两算珠的图像如图(b)所示,已知重力加速度g为10m/s2,下列说法正确的是( )
A.算珠甲与导杆的动摩擦因数为0.1 B.算珠乙与导杆的动摩擦因数为0.01
C.开始两算珠之间的距离为3.5×10-2m D.碰后算珠甲运动的距离为2.0×10-2m
5.(2025·河南豫东十校·高三下·5月联考)如图甲所示,一个物体在光滑的斜面上始终受到一沿斜面向上逐渐增大的力的作用,该物体沿斜面向上做变加速直线运动,其加速度随外力变化的图像如图乙所示,若重力加速度取,物体的质量和斜面的倾角分别为( )
A., B.,
C., D.,
6.(24-25高三下·湖南怀化多校联考·三模)如图甲所示,在水平地面上,可视为质点的物体受到恒定的水平向右的拉力,从某点以的速度向左滑动,物体运动的部分速度随时间的变化图像如图乙所示,已知物体的质量,取重力加速度大小,下列说法正确的是( )
A.的大小为
B.物体与水平面间的动摩擦因数为
C.物体回到点的速度大小为
D.物体回到点的时刻为
03 瞬时加速度问题
7.(24-25高三上·辽宁大联考·月考)如图所示,竖直轻弹簧下端固定在地面上,上端连接质量为m的小球,小球由不可伸长的细线吊在天花板上。小球保持静止时细线中拉力大小为,为重力加速度。则剪断细线瞬间,小球的加速度( )
A.大小为,方向竖直向下 B.大小为,方向竖直向上
C.大小为g,方向竖直向上 D.大小为g,方向竖直向下
8.(2025·四川德阳·三诊)如图所示,球心为O1的半球A置于粗糙水平地面上,半球A的圆弧表面光滑,质量为m的大球B球心为O2,半球A的顶端P点与大球B用轻绳连接,轻绳刚好水平,大球B的最低点连接一轻弹簧,轻弹簧下端固定着质量为m的小球C,球心O1、O2的连线与O1P的夹角θ=60°,整个系统处于静止状态,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.轻绳的张力为
B.半球有向左运动的趋势
C.若剪断轻绳,半球A仍未动,则剪断的瞬间,C球处于失重状态
D.若剪断轻绳,半球A仍未动,则剪断的瞬间,B球的加速度大小为
9.(24-25高三上·陕西西安第八十三中学·三模)如图所示,A、B、C三个物体分别用轻绳和轻弹簧连接,放置在倾角为θ的光滑斜面上,当用沿斜面向上的恒力F作用在物体A上时,三者恰好保持静止,已知A、B、C三者质量相等,重力加速度为g。下列说法正确的是 ( )
A.在轻绳被烧断的瞬间,A的加速度大小为gsinθ
B.在轻绳被烧断的瞬间,B的加速度大小为gsinθ
C.剪断弹簧的瞬间,A的加速度大小为
D.突然撤去外力F的瞬间,A的加速度大小为gsinθ
04 动力学中的临界、极值类问题
10.(25届高三·河北博野中学·下学期模拟预测)如图所示,地面上竖直固定一根劲度系数为的轻弹簧,弹簧上面叠放两个物块,两个物块处于平衡状态。已知下面物块质量为,上面物块质量为,重力加速度为,现给上面物块施加一个向上的拉力,控制拉力的大小,让两物块一起以的加速度向上匀加速运动,则两物块分离时的瞬时速度为( )
A. B. C. D.
11.(2025·云南红河州&文山州·二测)如图所示为某种运载无人机,它是一种能够低空运载的遥控飞行器,其动力系统所能提供的最大升力,一架总质量的无人机在地面上从静止开始,以最大升力竖直向上起飞。时离地面的高度为200m,运动过程中所受空气阻力大小恒定,g取。
(1)求运动过程中所受空气阻力大小;
(2)假设无人机竖直向上起飞5s后关闭动力系统,求无人机距地面的最大高度。
12.(2025·福建泉州·安溪一中&惠安一中&养正中学&泉州实中·模拟预测)物流公司通过滑轨把货物直接装运到卡车中。如图所示,倾斜滑轨AB与水平面成角,长度,水平滑轨BC长度可调,两滑轨间平滑连接。若货物从顶端A由静止开始下滑,其与两段滑轨间的动摩擦因数均为,货物可视为质点,其质量,货物滑离C端时的速度不超过,取,,,求:
(1)货物在倾斜滑轨运动过程中的加速度大小;
(2)水平滑轨BC的最短长度。
1.(2025·云南曲靖·一模)如图所示,三个质量均为m的小球竖直悬挂。B与C小球、A小球与天花板之间均通过轻绳连接,A与B小球之间通过轻弹簧连接,整个系统处于静止状态,重力加速度为g。剪断A球上方轻绳瞬间,A、B、C三球的加速度大小分别为( )
A.,, B.,,
C.,, D.,,
2.(24-25高三上·浙江金华金丽衢十二校·)如图所示,用轻弹簧将质量为4m和2m的A、B两个小球相连,B的上端通过轻绳悬挂于天花板,处于静止状态。重力加速度为g,若将轻绳剪断,则剪断瞬间A和B的加速度大小分别为( )
A.g,g B.0,2g C.3g,0 D.0,3g
3.(24-25高三上·山东菏泽·期中)如图所示,用轻绳a、b和弹簧c将小球1与小球2悬挂在空中,轻绳a与竖直方向夹角为30°,轻绳b与竖直方向夹角为60°,弹簧c水平。小球1的质量为m,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A.弹簧c的拉力为
B.小球2的质量为2m
C.剪断轻绳b的瞬间,小球1的加速度大小为
D.剪断轻绳b的瞬间,小球2的加速度方向竖直向下
4.(2025·山东省实验中学·一诊)如图所示,吊篮A、物体B、物体C的质量分别为m、2m、3m,B和C分别固定在竖直弹簧两端,弹簧的质量不计。整个系统在轻绳悬挂下处于静止状态,重力加速度为g,现将悬挂吊篮的轻绳剪断,在轻绳刚断的瞬间( )
A.吊篮A的加速度大小为g B.物体B的加速度大小为1.5g
C.物体C的加速度大小为1.5g D.A、C间的弹力大小为mg
5.(25·贵州黔南·高三下·四模)如图,水平轻质弹簧一端固定在墙上,另一端与物块A相连,A的右端通过轻质细线连接物块B,B再与物块C通过轻质细线跨接在定滑轮两端。已知A、B、C质量相等,AB间以及B与滑轮间的细线处于水平,不计所有摩擦,弹簧处于弹性限度内,初始时,A、B、C均处于静止状态。现将AB间细线剪断,设剪断瞬间A、B的加速度大小分别为、,则( )
A. B. C. D.
6.(2025·新疆·高三下第三次适应性检测)小明站在水平放置于电梯内的电子秤上,电梯静止时电子秤的示数为500N。电梯从t=0时由静止开始运动,t=18s时静止,电子秤的示数F随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.电梯处于上升状态 B.电梯减速阶段的加速度大小为
C.16s~18s,电子秤的示数为600N D.0~18s,电梯运行的总位移为30m
7.(2025·陕西安康·三模)如图甲所示,水平地面上有一足够长木板,将一小物块放在长木板右端,给长木板施加一水平向右的变力F,长木板及小物块的加速度a随变力F变化的规律如图乙所示.已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A.小物块与长木板间的动摩擦因数为 B.长木板与地面间的动摩擦因数为
C.小物块的质量为 D.长木板的质量为
8.(2024·湖北八市·联考)如图所示,轻弹簧的一端固定在倾角为θ的固定光滑斜面的底部,另一端和质量为 m的小物块a相连,质量为的小物块b紧靠a静止在斜面上,此时弹簧的压缩量为。从时开始,对b施加沿斜面向上的外力,使b始终做匀加速直线运动。经过一段时间后,物块a、b分离,再经过同样长的时间,b距其出发点的距离恰好为。弹簧始终在弹性限度内,其中心轴线与斜面平行,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A.弹簧的劲度系数为
B.a、b分离时,弹簧的压缩量为
C.物块b加速度的大小为
D.物块b加速度的大小为
9.(24-25高三·河北·青桐鸣大联考)如图所示,“L”形的木板A置于水平面上,其质量为m,初始时刻静止,木板与地面间的动摩擦因数为μ,另一质量也为m的滑块B初始紧贴木板A的左侧面且B的下表面距平板A的上表面高度为h,滑块B与A的左侧面间的动摩擦因数也为μ。在t=0时刻,将B从静止释放,并在B上施加一水平向左、大小为mg(g为重力加速度)的恒力F,在t1时刻,物块B下落至木板的上表面后不反弹。在0~t1时间内,木板A的加速度大小为,下列选项正确的是( )
A.μ=0.5
B.0~t1时间内B在竖直方向上的加速度大小为
C.t1时刻之后,整个系统将向左做加速度小于的匀加速直线运动
D.物块B落在A的上表面前的瞬间,其速度大小为
10.(23-24高三下·湖南多校·)0.如图甲所示,对静止在光滑水平面上的木箱施加一水平向左的拉力F,木箱加速度a随时间t变化的图像如图乙所示,2.5s后加速度保持不变;箱内有一光滑斜面,斜面倾角,可视为质点的滑块刚开始在斜面底部。已知木箱质量,滑块的质量,斜面高。下列说法正确的是( )(、,)
A.1s末,水平拉力F的大小为4N B.2s末,木箱的速度为6m/s
C.2.5s后滑块开始相对于斜面向上运动 D.2.8s末滑块到达斜面顶部
11.(24届高三下·广西贵港·模拟)如图所示,三个物块A、B、C的质量分别为m、2m、m,物块B叠放在C上,物块A与C之间用轻弹簧水平连接,物块A、C与水平地面间的动摩擦因数都为,物块B与C之间的动摩擦因数为。在大小恒为F的水平推力作用下,使三个物块正保持相对静止地一起向右做匀加速直线运动,已知重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,弹簧始终在弹性限度内,则下列说法正确的是( )
A.弹簧弹力大小为
B.保持A、B、C三个物块相对静止,F最大值不超过
C.在撤去水平推力的瞬间,物块A的加速度不变
D.若撤去水平推力后,物块B和C仍能保持相对静止
12.(24-25高三上·辽宁本溪第一中学·)2.如图所示,倾角为的光滑斜面固定在水平地面上,一轻质弹簧一端与垂直固定在斜面上的挡板相连,另一端与物块B栓接,劲度系数为k。物块A紧靠着物块B,物块与斜面均静止。现用一沿斜面向上的力F作用于A,使A、B两物块一起沿斜面做加速度大小为的匀加速直线运动直到A、B分离。物块A质量为m,物块B质量为2m,重力加速度为g,。下列说法中正确的是( )
A.施加拉力的瞬间,A、B间的弹力大小为
B.A、B分离瞬间弹簧弹力大小为
C.拉力F的最大值大于mg
D.在A、B分离前整个过程中A的位移为
13.(24-25高三·河北沧州沧县中学·下期模拟)如图所示,质量的长木板C置于水平桌面上,质量的滑块B(可视为质点)置于木板C的最左端,轻绳一端跨过定滑轮与质量的物块A连接,定滑轮和滑块B间轻绳水平。初始时在外力作用下A静止在距地面高度位置且AB间的轻绳自然伸直。已知B与C间的动摩擦因数,C与桌面间的动摩擦因数,A与地面碰撞后不反弹,C不会与滑轮相碰。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,忽略空气阻力,重力加速度g取。某时刻释放A。
(1)求A落地前瞬间B和C的速度大小;
(2)为了使B不从C上滑落,求C的最小长度;
(3)若C的右端恰运动到桌子右边缘,求初始时C的右端到桌子右边缘的距离。(结果均可用分数表示)
14.(2025·湖北·一模)一足够长的木板P静置于粗糙水平面上,木板的质量M=4kg,质量m=1kg的小滑块Q(可视为质点)从木板的左端以初速度v0滑上木板,与此同时在木板右端作用水平向右的恒定拉力F,如图甲所示,设滑块滑上木板为t=0时刻,经过t1=2s撤去拉力F,两物体一起做匀减速直线运动,再经过t2=4s两物体停止运动,画出的两物体运动的v-t图像如图乙所示。(最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10m/s2)求:
(1)0~2s内滑块Q和木板P的加速度大小,两物体一起做匀减速直线运动的加速度大小;
(2)滑块Q运动的总位移;
(3)拉力F的大小。
1.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)某智能物流系统中,质量为20kg的分拣机器人沿水平直线轨道运动,受到的合力沿轨道方向,合力F随时间t的变化如图所示,则下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
2.(2023·北京·高考真题)如图所示,在光滑水平地面上,两相同物块用细线相连,两物块质量均为1kg,细线能承受的最大拉力为2N。若在水平拉力F作用下,两物块一起向右做匀加速直线运动。则F的最大值为( )
A.1N B.2N C.4N D.5N
3.(2024·湖南·高考真题)如图,质量分别为、、、m的四个小球A、B、C、D,通过细线或轻弹簧互相连接,悬挂于O点,处于静止状态,重力加速度为g。若将B、C间的细线剪断,则剪断瞬间B和C的加速度大小分别为( )
A.g, B.2g, C.2g, D.g,
4.(2024·辽宁·高考真题)一足够长木板置于水平地面上,二者间的动摩擦因数为μ。时,木板在水平恒力作用下,由静止开始向右运动。某时刻,一小物块以与木板等大、反向的速度从右端滑上木板。已知到的时间内,木板速度v随时间t变化的图像如图所示,其中g为重力加速度大小。时刻,小物块与木板的速度相同。下列说法正确的是( )
A.小物块在时刻滑上木板 B.小物块和木板间动摩擦因数为2μ
C.小物块与木板的质量比为3︰4 D.之后小物块和木板一起做匀速运动
5.(2023·全国甲卷·高考真题)用水平拉力使质量分别为、的甲、乙两物体在水平桌面上由静止开始沿直线运动,两物体与桌面间的动摩擦因数分别为和。甲、乙两物体运动后,所受拉力F与其加速度a的关系图线如图所示。由图可知( )
A. B. C. D.
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第10讲 牛顿运动定律的综合应用(一)
目录
01 课标达标练 1
题型01 两类动力学基本问题 1
题型02 动力学图像问题 5
题型03 瞬时加速度问题 8
题型04 动力学中的临界、极值类问题 11
02 核心突破练 14
03 真题溯源练 31
01 两类动力学基本问题
1.(24-25高三·陕西宝鸡·联考)滑沙运动时,沙板相对沙地的速度大小会影响沙地对沙板的动摩擦因数。假设滑沙者的速度超过8m/s时,滑沙板与沙地间的动摩擦因数就会由变为,如图1所示,简化模型如图2所示,一滑沙者从倾角的坡顶A处由静止开始下滑,滑至坡底B(B处为一平滑小圆弧)后又滑上一段水平地面,最后停在C处。已知滑板与水平地面间的动摩擦因数恒为,AB坡长m,,不计空气阻力,则滑沙者( )
A.下滑速度较大时加速度为2m/s2
B.下滑到B处时的速度大小12m/s
C.在水平地面上运动的最大距离为18m
D.在AB段下滑与BC段滑动的时间之比为
【答案】BCD
【来源】2025届陕西省宝鸡市高三上学期联考物理试题
【详解】AB.滑沙板的速度较小时,根据牛顿第二定律可得
代入数据可得
速度达到的过程中的位移
滑沙板的速度超过8m/s后,根据牛顿第二定律可得
代入数据可得
设到达B的速度为,则
代入数据可得
故A错误,B正确;
C.滑沙板在水平面上的加速度大小为,则由
可得
由运动学公式可得在水平地面上运动的最大距离为
故C正确;
D.滑沙板的速度达到的时间
第二段时间
滑沙板在水平面上的时间
则在AB段下滑与BC段滑动的时间之比为
故D正确。
故选BCD。
2.(2025·甘肃多校·5月联考)某快递车装上货物(视为质点),其中货物与车的简化图如图所示。货物在长度的水平车厢中间位置,总质量的车在平直路面以行驶,突然因紧急情况刹车(关闭发动机),经过车停下,最终发现货物也刚好滑到车厢前端靠近驾驶室。取重力加速度大小,货物的质量远小于快递车的质量。求:
(1)快递车刹车时受到的阻力大小;
(2)该货物与水平车厢间的动摩擦因数。
【答案】(1)
(2)
【来源】2025届甘肃省多校高三下学期5月联考考试物理试卷
【详解】(1)由题意可知车做匀减速直线运动,其加速度大小
又由牛顿第二定律有
解得
(2)车做匀减速直线运动的位移大小
则货物的位移大小
则货物的加速度大小
由牛顿第二定律有
解得
3.(2025·陕西安康·一模)在巴黎奥运会上,我国选手包揽了女子10米跳台跳水的金牌和银牌。如图所示,一质量的运动员(视为质点),从距水面高处以大小的速度竖直向上跃起,一段时间后落入水中。水池中的水足够深,忽略空气阻力,取重力加速度大小。
(1)求运动员距水面的最大高度H;
(2)求运动员从起跳到刚落到水面的时间t;
(3)若运动员入水后,受到的浮力与其受到的重力大小相等,受到水的阻力大小,不考虑运动员的动作带来的影响,求运动员在水中能到达的最大深度。
【答案】(1)11.25m
(2)2s
(3)5m
【来源】2025届陕西省安康市高三上学期一模物理试题
【详解】(1)运动员上升阶段
解得
h1=1.25m
则
H=h+h1=11.25m
(2)运动员在空中运动过程中
解得
t=2s
(3)运动员入水后做匀减速运动,设该过程中运动员的加速度大小为a,由牛顿第二定律
解得
a=22.5m/s2
运动员刚落到水面时的速度大小
v1=-v+gt
由运动公式可知
解得
hm=5m
02 动力学图像问题
4.(24-25高三上·湖南多校联考·月考)算盘是我国古老的计算工具,中心带孔的相同算珠可在算盘的固定导杆上滑动,使用前算珠需要归零,如图(a)所示,水平放置的算盘中有甲、乙两颗算珠未在归零位置,现用手指将甲拨出,与静止的乙碰撞,碰撞前后两算珠的图像如图(b)所示,已知重力加速度g为10m/s2,下列说法正确的是( )
A.算珠甲与导杆的动摩擦因数为0.1 B.算珠乙与导杆的动摩擦因数为0.01
C.开始两算珠之间的距离为3.5×10-2m D.碰后算珠甲运动的距离为2.0×10-2m
【答案】AC
【来源】湖南省多校联考2024-2025学年高三上学期11月月考物理试题
【详解】AB.由题图可得算珠甲的加速度大小为
碰撞后瞬间甲的速度小于乙的速度,因此算珠乙碰撞后的速度为0.2m/s,的加速度大小为
由牛顿第二定律
知两算珠与导杆的动摩擦因数均为
选项A正确,选项B错误
C.开始两算珠之间的距离为
选项C正确;
D.碰后算珠甲运动的距离为
选项D错误。
故选AC。
5.(2025·河南豫东十校·高三下·5月联考)如图甲所示,一个物体在光滑的斜面上始终受到一沿斜面向上逐渐增大的力的作用,该物体沿斜面向上做变加速直线运动,其加速度随外力变化的图像如图乙所示,若重力加速度取,物体的质量和斜面的倾角分别为( )
A., B.,
C., D.,
【答案】A
【来源】2025届河南省豫东十校高三下学期5月联合模拟考试物理试卷
【详解】由牛顿第二定律得,解得
由图像可知斜率为
解得
纵轴截距,解得
故选A。
6.(24-25高三下·湖南怀化多校联考·三模)如图甲所示,在水平地面上,可视为质点的物体受到恒定的水平向右的拉力,从某点以的速度向左滑动,物体运动的部分速度随时间的变化图像如图乙所示,已知物体的质量,取重力加速度大小,下列说法正确的是( )
A.的大小为
B.物体与水平面间的动摩擦因数为
C.物体回到点的速度大小为
D.物体回到点的时刻为
【答案】D
【来源】湖南省怀化市多校联考2024-2025学年高三下学期第三次模拟考试物理试题
【详解】AB.物体向左做减速运动时,加速度大小
物体向右加速时
根据,
解得,,选项AB错误;
CD.物体向左运动的位移为
根据
解得,
故物体回到点的时刻为1.5s,选项C错误、D正确。
故选D。
03 瞬时加速度问题
7.(24-25高三上·辽宁大联考·月考)如图所示,竖直轻弹簧下端固定在地面上,上端连接质量为m的小球,小球由不可伸长的细线吊在天花板上。小球保持静止时细线中拉力大小为,为重力加速度。则剪断细线瞬间,小球的加速度( )
A.大小为,方向竖直向下 B.大小为,方向竖直向上
C.大小为g,方向竖直向上 D.大小为g,方向竖直向下
【答案】A
【来源】辽宁省大联考2024-2025学年高三上学期10月月考物理试题
【详解】小球保持静止时细线中拉力大小为,以小球为对象,根据受力平衡可得
解得弹簧弹力大小为
方向竖直向上;剪断细线瞬间,弹簧弹力保持不变,根据牛顿第二定律可得
解得
方向竖直向下。
故选A。
8.(2025·四川德阳·三诊)如图所示,球心为O1的半球A置于粗糙水平地面上,半球A的圆弧表面光滑,质量为m的大球B球心为O2,半球A的顶端P点与大球B用轻绳连接,轻绳刚好水平,大球B的最低点连接一轻弹簧,轻弹簧下端固定着质量为m的小球C,球心O1、O2的连线与O1P的夹角θ=60°,整个系统处于静止状态,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.轻绳的张力为
B.半球有向左运动的趋势
C.若剪断轻绳,半球A仍未动,则剪断的瞬间,C球处于失重状态
D.若剪断轻绳,半球A仍未动,则剪断的瞬间,B球的加速度大小为
【答案】D
【来源】四川省德阳市2025届高三下学期第三次诊断考试物理试卷
【详解】A.将B、C看成一个整体,根据平衡条件可得轻绳的张力为,故A错误;
B.将A、B、C看成一个整体,则整体只受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力,水平方向不受力,所以半球没有水平方向的运动趋势,故B错误;
C.C球在剪断轻绳前受到重力和弹力等大反向,若剪断轻绳,半球A仍未动,则剪断的瞬间,C球所受的重力和弹力不突变,所以C球受力平衡,故C错误;
D.若剪断轻绳,半球A仍未动,则剪断的瞬间,B球将沿A半球的切线滚下,且只受重力、支持力和弹簧的弹力,所以B球的合力沿切线向下,如图所示
根据几何关系可知,合力恰好与支持力垂直,则
根据牛顿第二定律
解得,故D正确。
故选D。
9.(24-25高三上·陕西西安第八十三中学·三模)如图所示,A、B、C三个物体分别用轻绳和轻弹簧连接,放置在倾角为θ的光滑斜面上,当用沿斜面向上的恒力F作用在物体A上时,三者恰好保持静止,已知A、B、C三者质量相等,重力加速度为g。下列说法正确的是 ( )
A.在轻绳被烧断的瞬间,A的加速度大小为gsinθ
B.在轻绳被烧断的瞬间,B的加速度大小为gsinθ
C.剪断弹簧的瞬间,A的加速度大小为
D.突然撤去外力F的瞬间,A的加速度大小为gsinθ
【答案】C
【来源】陕西省西安市第八十三中学2024-2025学年高三上学期第三次模拟考试物理试卷
【详解】A.把ABC看成是一个整体进行受力分析,根据平衡条件可得拉力
在轻绳被烧断的瞬间,AB之间的绳子拉力为零,对A由牛顿第二定律
解得
故A错误;
B.在轻绳被烧断前,对于C根据平衡条件可得弹簧弹力
在轻绳被烧断的瞬间,对于B分析,由于绳子拉力为零,弹簧弹力不变,根据牛顿第二定律
解得
故B错误;
C.剪断弹簧的瞬间,对于AB整体,弹簧弹力为零,根据牛顿第二定律
解得
而A的加速度大小
故C正确;
D.突然撤去外力F的瞬间,对整体AB,由牛顿第二定律
其中
解得
则A的加速度大小为
故D错误。
故选C。
04 动力学中的临界、极值类问题
10.(25届高三·河北博野中学·下学期模拟预测)如图所示,地面上竖直固定一根劲度系数为的轻弹簧,弹簧上面叠放两个物块,两个物块处于平衡状态。已知下面物块质量为,上面物块质量为,重力加速度为,现给上面物块施加一个向上的拉力,控制拉力的大小,让两物块一起以的加速度向上匀加速运动,则两物块分离时的瞬时速度为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【来源】2025届河北省博野中学高三下学期模拟预测物理试题(三)
【详解】设静止时弹簧的压缩量为,初状态时对整体,有
两物块分离时,加速度相等且它们之间没有弹力。设分离时弹簧的压缩量为,对下面物块,有
解得
因此
分离之前两物块做匀加速运动,则有
解得
故选C。
11.(2025·云南红河州&文山州·二测)如图所示为某种运载无人机,它是一种能够低空运载的遥控飞行器,其动力系统所能提供的最大升力,一架总质量的无人机在地面上从静止开始,以最大升力竖直向上起飞。时离地面的高度为200m,运动过程中所受空气阻力大小恒定,g取。
(1)求运动过程中所受空气阻力大小;
(2)假设无人机竖直向上起飞5s后关闭动力系统,求无人机距地面的最大高度。
【答案】(1)60N
(2)
【来源】2025届云南省红河州、文山州高中毕业生第二次复习统一检测物理试卷
【详解】(1)根据题意,在上升过程中由牛顿第二定律得
由运动学规律得,上升高度
联立解得
(2)起飞时间的位移
解得
此时速度
失去动力后向上做匀减速运动,末速度为
根据牛顿第二定律有
解得
根据速度与位移的关系有
联立解得
则无人机距地面的最大高度
12.(2025·福建泉州·安溪一中&惠安一中&养正中学&泉州实中·模拟预测)物流公司通过滑轨把货物直接装运到卡车中。如图所示,倾斜滑轨AB与水平面成角,长度,水平滑轨BC长度可调,两滑轨间平滑连接。若货物从顶端A由静止开始下滑,其与两段滑轨间的动摩擦因数均为,货物可视为质点,其质量,货物滑离C端时的速度不超过,取,,,求:
(1)货物在倾斜滑轨运动过程中的加速度大小;
(2)水平滑轨BC的最短长度。
【答案】(1)
(2)
【来源】2025届福建省泉州市安溪一中、惠安一中、养正中学、泉州实验中学高三下学期模拟预测物理试卷
【详解】(1)设货物在倾斜滑轨运动过程中的加速度大小为,对货物受力分析,如下图
垂直于倾斜滑轨方向,由平衡条件可得
沿倾斜滑轨方向,由牛顿第二定律可得
其中
联立可得
(2)结合(1)可知,货物在倾斜滑轨上,根据运动学公式有
在水平滑轨上,根据牛顿第二定律可得
货物在水平滑轨上,根据运动学公式有
由题知,联立可得
1.(2025·云南曲靖·一模)如图所示,三个质量均为m的小球竖直悬挂。B与C小球、A小球与天花板之间均通过轻绳连接,A与B小球之间通过轻弹簧连接,整个系统处于静止状态,重力加速度为g。剪断A球上方轻绳瞬间,A、B、C三球的加速度大小分别为( )
A.,, B.,,
C.,, D.,,
【答案】A
【来源】2025届云南省曲靖市高三上学期第一次市统考(一模)物理试题
【详解】整体受力分析,未剪断A上方的轻绳时,物体处于平衡状态,A上方轻绳的拉力为
剪断A小球上方轻绳的瞬间,轻弹簧形变保持不变,故B、C小球依然平衡,则有
此时A小球受到的合外力大小为
方向竖直向下,根据牛顿第二定律可得A小球的加速度大小为
故选A。
2.(24-25高三上·浙江金华金丽衢十二校·)如图所示,用轻弹簧将质量为4m和2m的A、B两个小球相连,B的上端通过轻绳悬挂于天花板,处于静止状态。重力加速度为g,若将轻绳剪断,则剪断瞬间A和B的加速度大小分别为( )
A.g,g B.0,2g C.3g,0 D.0,3g
【答案】D
【来源】浙江省金华市金丽衢十二校2024-2025学年高三上学期第一次联考物理试卷
【详解】剪断轻绳前,对A分析,由平衡可知
若将轻绳剪断,由于弹簧的弹力不发生突变,A还是处于平衡状态,所以剪断瞬间A的加速度大小为零,对B根据牛顿第二定律
解得
故选D。
3.(24-25高三上·山东菏泽·期中)如图所示,用轻绳a、b和弹簧c将小球1与小球2悬挂在空中,轻绳a与竖直方向夹角为30°,轻绳b与竖直方向夹角为60°,弹簧c水平。小球1的质量为m,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A.弹簧c的拉力为
B.小球2的质量为2m
C.剪断轻绳b的瞬间,小球1的加速度大小为
D.剪断轻绳b的瞬间,小球2的加速度方向竖直向下
【答案】C
【来源】山东省菏泽市2024-2025学年高三上学期11月期中考试物理试题(B)
【详解】AB.对小球1进行受力分析,如图
根据平衡关系有
解得
对小球2进行受力分析,如图
根据平衡关系,有
解得
AB均错误;
C.剪断轻绳b的瞬间,小球1受重力和绳a的拉力,受力分析如图
根据牛顿第二定律,有
可得
C正确;
D.剪断轻绳b的瞬间,小球2受重力和弹簧弹力作用,受力分析如图,
根据牛顿第二定律,有
解得
设加速度的方向与水平方向成角,有
可得
加速度方向与水平方向成角,D错误。
故选C。
4.(2025·山东省实验中学·一诊)如图所示,吊篮A、物体B、物体C的质量分别为m、2m、3m,B和C分别固定在竖直弹簧两端,弹簧的质量不计。整个系统在轻绳悬挂下处于静止状态,重力加速度为g,现将悬挂吊篮的轻绳剪断,在轻绳刚断的瞬间( )
A.吊篮A的加速度大小为g B.物体B的加速度大小为1.5g
C.物体C的加速度大小为1.5g D.A、C间的弹力大小为mg
【答案】C
【来源】2025届山东省实验中学高三上学期第一次诊断考试物理试题
【详解】AC.设绳子拉力为,系统静止时,根据平衡条件
在轻绳刚断的瞬间,弹簧的弹力不能突变,将C和A看成一个整体,根据牛顿第二定律得
即A、C的加速度均为1.5g,故A错误,C正确;
B.在轻绳刚断的瞬间,弹簧的弹力不能突变,则物体B受力情况不变,故物体B的加速度大小为零,故B错误;
D.剪断细线的瞬间,A受到重力和C对A的作用力,对A
得
故D错误。
故选C。
5.(25·贵州黔南·高三下·四模)如图,水平轻质弹簧一端固定在墙上,另一端与物块A相连,A的右端通过轻质细线连接物块B,B再与物块C通过轻质细线跨接在定滑轮两端。已知A、B、C质量相等,AB间以及B与滑轮间的细线处于水平,不计所有摩擦,弹簧处于弹性限度内,初始时,A、B、C均处于静止状态。现将AB间细线剪断,设剪断瞬间A、B的加速度大小分别为、,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【来源】2025届贵州省黔南州高三下学期第四次模拟(5月)物理试题
【详解】剪断前,对B分析可知,A、B间绳子拉力为
对A分析可知弹簧弹力
剪断后,弹簧弹力不变,对A根据牛顿第二定律有
对BC整体分析可知
联立解得
故选C。
6.(2025·新疆·高三下第三次适应性检测)小明站在水平放置于电梯内的电子秤上,电梯静止时电子秤的示数为500N。电梯从t=0时由静止开始运动,t=18s时静止,电子秤的示数F随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.电梯处于上升状态 B.电梯减速阶段的加速度大小为
C.16s~18s,电子秤的示数为600N D.0~18s,电梯运行的总位移为30m
【答案】D
【来源】2025届新疆维吾尔自治区高三下学期第三次适应性检测理科综合试题-高中物理
【详解】A.物体由静止开始运动,只能加速;由题图可知先失重,加速度向下,故只能做向下的加速运动,故电梯处于下降状态,故A错误;
BC.内电梯向下加速运动,由牛顿第二定律可得
解得
时的速度大小为
内的位移大小为
内电梯向下匀速直线运动,通过的位移大小为
内电梯向下减速运动直至静止,根据运动学公式可得
解得加速度大小为
根据牛顿第二定律可得
解得
可知,电子秤的示数为,故BC错误;
D.内,由
解得
则,电梯运行的总位移为
故D正确。
故选D。
7.(2025·陕西安康·三模)如图甲所示,水平地面上有一足够长木板,将一小物块放在长木板右端,给长木板施加一水平向右的变力F,长木板及小物块的加速度a随变力F变化的规律如图乙所示.已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A.小物块与长木板间的动摩擦因数为 B.长木板与地面间的动摩擦因数为
C.小物块的质量为 D.长木板的质量为
【答案】D
【来源】2025届陕西省安康市高三下学期三模物理试题
【详解】A.设小物块的质量为m,长木板的质量为M,长木板与地面间的动摩擦因数为,小物块与长木板间的动摩擦因数为,当时,小物块相对长木板滑动,对小物块有
解得
故A错误;
B.根据题图乙可知,当时,长木板恰好开始相对地面滑动,所以长木板与地面间的动摩擦因数
当时,小物块与长木板相对静止一起加速运动,有
即
结合题图乙中图像的截距有,
解得
故B错误:
CD.当时,对长木板,根据牛顿第二定律有
整理得
结合题图乙有,
则长木板的质量
小物块的质量
故C错误,D正确。
故选D。
8.(2024·湖北八市·联考)如图所示,轻弹簧的一端固定在倾角为θ的固定光滑斜面的底部,另一端和质量为 m的小物块a相连,质量为的小物块b紧靠a静止在斜面上,此时弹簧的压缩量为。从时开始,对b施加沿斜面向上的外力,使b始终做匀加速直线运动。经过一段时间后,物块a、b分离,再经过同样长的时间,b距其出发点的距离恰好为。弹簧始终在弹性限度内,其中心轴线与斜面平行,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A.弹簧的劲度系数为
B.a、b分离时,弹簧的压缩量为
C.物块b加速度的大小为
D.物块b加速度的大小为
【答案】AC
【来源】2024届湖北省八市高三下学期(3月)联考物理试卷
【详解】A.小物块b紧靠a静止在斜面上,则将二者看成一个整体,可知弹力大小与整体重力的分力大小相等,有
解得
故A正确;
B.由于初速度为0,最初两段相同时间间隔内位移之比为
且由题有
当物块a、b分离时弹簧压缩量
故B错误;
CD.两物块刚好要分离时,a与b之间无相互作用力且加速度相同,对a由牛顿第二定律有
代入k后解得
故C正确,D错误。
故选AC。
9.(24-25高三·河北·青桐鸣大联考)如图所示,“L”形的木板A置于水平面上,其质量为m,初始时刻静止,木板与地面间的动摩擦因数为μ,另一质量也为m的滑块B初始紧贴木板A的左侧面且B的下表面距平板A的上表面高度为h,滑块B与A的左侧面间的动摩擦因数也为μ。在t=0时刻,将B从静止释放,并在B上施加一水平向左、大小为mg(g为重力加速度)的恒力F,在t1时刻,物块B下落至木板的上表面后不反弹。在0~t1时间内,木板A的加速度大小为,下列选项正确的是( )
A.μ=0.5
B.0~t1时间内B在竖直方向上的加速度大小为
C.t1时刻之后,整个系统将向左做加速度小于的匀加速直线运动
D.物块B落在A的上表面前的瞬间,其速度大小为
【答案】AB
【来源】2025届河北省部分学校高三下学期4月青桐鸣大联考物理试题
【详解】A.在水平方向上,对A、B组成的系统由牛顿第二定律有
对B,有,
可得动摩擦因数为μ=0.5
A正确;
B.对B在竖直方向上分析有mg-
可得B在竖直方向上的加速度大小
B正确;
C.t1时刻之后,μ·2mg= mg=F
整个系统水平方向受力平衡,整个系统将向左做匀速直线运动,C错误;
D.物块B落在A的上表面前的瞬间,在竖直方向有
则其竖直方向分速度大小为
B还有水平方向上的分速度,其合速度大于,D错误。
故选AB。
10.(23-24高三下·湖南多校·)0.如图甲所示,对静止在光滑水平面上的木箱施加一水平向左的拉力F,木箱加速度a随时间t变化的图像如图乙所示,2.5s后加速度保持不变;箱内有一光滑斜面,斜面倾角,可视为质点的滑块刚开始在斜面底部。已知木箱质量,滑块的质量,斜面高。下列说法正确的是( )(、,)
A.1s末,水平拉力F的大小为4N B.2s末,木箱的速度为6m/s
C.2.5s后滑块开始相对于斜面向上运动 D.2.8s末滑块到达斜面顶部
【答案】BC
【来源】湖南省多校2023-2024学年高三下学期4月大联考物理试题
【详解】A.以木箱作为参考系,当滑块相对于斜面刚要发生相对滑动时受到重力和支持力作用,此时滑块的加速度
1s末由图可知,滑块相对于木箱没有发生相对运动,滑块木箱可视为整体,由牛顿第二定律
解得
A错误;
B.根据图像可知,2s内速度增加量
2s末速度为6m/s,B正确;
C.2.5s末滑块的加速度为,滑块相对于斜面开始滑动,C正确;
D.2.5s后开始发生相对滑动,设相对加速度为,根据
,
解得
则滑块到达斜面顶部时刻为2.9s末,D错误。
故选BC。
11.(24届高三下·广西贵港·模拟)如图所示,三个物块A、B、C的质量分别为m、2m、m,物块B叠放在C上,物块A与C之间用轻弹簧水平连接,物块A、C与水平地面间的动摩擦因数都为,物块B与C之间的动摩擦因数为。在大小恒为F的水平推力作用下,使三个物块正保持相对静止地一起向右做匀加速直线运动,已知重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,弹簧始终在弹性限度内,则下列说法正确的是( )
A.弹簧弹力大小为
B.保持A、B、C三个物块相对静止,F最大值不超过
C.在撤去水平推力的瞬间,物块A的加速度不变
D.若撤去水平推力后,物块B和C仍能保持相对静止
【答案】ABC
【来源】2024届广西壮族自治区贵港市高三下学期模拟预测物理试题
【详解】A.对A、B、C整体受力分析,摩擦力为
根据牛顿第二定律有
对A进行受力分析,根据平衡条件有
联立解得
故A正确;
B.A、B、C三个物块保持相对静止,对B进行分析,可知,整体的最大加速度为
对A、B、C整体进行分析,根据牛顿第二定律有
解得
故B正确;
C.在撤去水平推力的瞬间,弹簧对A的力不会发生突变,即在撤去水平推力的瞬间,A的受力情况不变,即物体A的加速度不变,故C正确;
D.在撤去水平推力的瞬间,对物块B、C整体进行受力分折有
则整体的加速度为
结合上述可知,物块B的最大加速度为
所以,若撤去水平推力后,物块B和C不能保持相对静止,故D错误。
故选ABC。
12.(24-25高三上·辽宁本溪第一中学·)2.如图所示,倾角为的光滑斜面固定在水平地面上,一轻质弹簧一端与垂直固定在斜面上的挡板相连,另一端与物块B栓接,劲度系数为k。物块A紧靠着物块B,物块与斜面均静止。现用一沿斜面向上的力F作用于A,使A、B两物块一起沿斜面做加速度大小为的匀加速直线运动直到A、B分离。物块A质量为m,物块B质量为2m,重力加速度为g,。下列说法中正确的是( )
A.施加拉力的瞬间,A、B间的弹力大小为
B.A、B分离瞬间弹簧弹力大小为
C.拉力F的最大值大于mg
D.在A、B分离前整个过程中A的位移为
【答案】AD
【来源】辽宁省本溪市第一中学2024-2025学年高三上学期假期验收考试物理试卷
【详解】A.施加拉力F之前,A、B整体受力平衡,根据平衡条件,有
解得
施加F瞬间,物体A、B加速度大小为
对A、B整体,根据牛顿第二定律
对A,根据牛顿第二定律得
联立,解得
故A正确;
B.分离时,物体A、B之间作用力为0,对B根据牛顿第二定律得
解得
可得
故B错误;
C.依题意,整个过程中拉力F一直增大, A、B分离瞬间,物体A、B之间作用力为0,F最大,对A根据牛顿第二定律得
解得
故C错误;
D.在A、B分离前整个过程中A的位移为
故D正确。
故选AD。
13.(24-25高三·河北沧州沧县中学·下期模拟)如图所示,质量的长木板C置于水平桌面上,质量的滑块B(可视为质点)置于木板C的最左端,轻绳一端跨过定滑轮与质量的物块A连接,定滑轮和滑块B间轻绳水平。初始时在外力作用下A静止在距地面高度位置且AB间的轻绳自然伸直。已知B与C间的动摩擦因数,C与桌面间的动摩擦因数,A与地面碰撞后不反弹,C不会与滑轮相碰。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,忽略空气阻力,重力加速度g取。某时刻释放A。
(1)求A落地前瞬间B和C的速度大小;
(2)为了使B不从C上滑落,求C的最小长度;
(3)若C的右端恰运动到桌子右边缘,求初始时C的右端到桌子右边缘的距离。(结果均可用分数表示)
【答案】(1),
(2)
(3)
【来源】2025届河北省沧州市沧县中学高三下学期模拟预测物理试题
【详解】(1)由静止释放A,假设B和C有相对运动,对A和B分析,根据牛顿第二定律得
对C分析,根据牛顿第二定律得
解得,
因为,假设成立;A向下运动高度H时有
解得
则A落地前瞬间B和C的速度大小分别为
(2)作出B和C运动的图像如图所示,后C加速度不变,继续加速,B做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律得
又经过时间B、C共速,根据运动学公式有
解得
此时速度大小
设此后BC一起运动,二者匀减速运动的加速度大小
此时BC之间的静摩擦力小于最大静摩擦力,因此假设成立。
综上C长度最小值
(3)为使C右端恰运动到桌子右边缘,C的右端到桌子右边缘的距离为C全过程的位移
14.(2025·湖北·一模)一足够长的木板P静置于粗糙水平面上,木板的质量M=4kg,质量m=1kg的小滑块Q(可视为质点)从木板的左端以初速度v0滑上木板,与此同时在木板右端作用水平向右的恒定拉力F,如图甲所示,设滑块滑上木板为t=0时刻,经过t1=2s撤去拉力F,两物体一起做匀减速直线运动,再经过t2=4s两物体停止运动,画出的两物体运动的v-t图像如图乙所示。(最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10m/s2)求:
(1)0~2s内滑块Q和木板P的加速度大小,两物体一起做匀减速直线运动的加速度大小;
(2)滑块Q运动的总位移;
(3)拉力F的大小。
【答案】(1)4m/s2,2m/s2,1m/s2
(2)24m
(3)9N
【来源】2025届湖北省部分高中协作体高三下学期三月联考(一模)物理试题
【详解】(1)v-t图像中,图线斜率的绝对值表示加速度大小,根据图乙可知,
0~2s内滑块Q的加速度大小
0~2s内木板P的加速度大小
两物体一起做匀减速直线运动的加速度大小
(2)v-t图像中,图线与时间轴所围几何图形的面积表示位移,则滑块Q运动的总位移
(3)0~2s内对滑块Q分析有
0~2s内对木板P分析有
两物体一起做匀减速直线运动,对PQ整体分析有
联立代入数据解得F=9N。
1.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)某智能物流系统中,质量为20kg的分拣机器人沿水平直线轨道运动,受到的合力沿轨道方向,合力F随时间t的变化如图所示,则下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】根据牛顿第二定律和题图的F—t图画出如图所示的a—t图像
可知机器人在0 ~ 1s和2 ~ 3s内加速度大小均为1m/s2,方向相反,由v—t图线的斜率表示加速度可知A正确。
故选A。
2.(2023·北京·高考真题)如图所示,在光滑水平地面上,两相同物块用细线相连,两物块质量均为1kg,细线能承受的最大拉力为2N。若在水平拉力F作用下,两物块一起向右做匀加速直线运动。则F的最大值为( )
A.1N B.2N C.4N D.5N
【答案】C
【详解】对两物块整体做受力分析有
F = 2ma
再对于后面的物块有
FTmax= ma
FTmax= 2N
联立解得
F = 4N
故选C。
3.(2024·湖南·高考真题)如图,质量分别为、、、m的四个小球A、B、C、D,通过细线或轻弹簧互相连接,悬挂于O点,处于静止状态,重力加速度为g。若将B、C间的细线剪断,则剪断瞬间B和C的加速度大小分别为( )
A.g, B.2g, C.2g, D.g,
【答案】A
【详解】剪断前,对BCD分析
对D
剪断后,对B
解得
方向竖直向上;对C
解得
方向竖直向下。
故选A。
4.(2024·辽宁·高考真题)一足够长木板置于水平地面上,二者间的动摩擦因数为μ。时,木板在水平恒力作用下,由静止开始向右运动。某时刻,一小物块以与木板等大、反向的速度从右端滑上木板。已知到的时间内,木板速度v随时间t变化的图像如图所示,其中g为重力加速度大小。时刻,小物块与木板的速度相同。下列说法正确的是( )
A.小物块在时刻滑上木板 B.小物块和木板间动摩擦因数为2μ
C.小物块与木板的质量比为3︰4 D.之后小物块和木板一起做匀速运动
【答案】ABD
【详解】A.图像的斜率表示加速度,可知时刻木板的加速度发生改变,故可知小物块在时刻滑上木板,故A正确;
B.结合图像可知时刻,木板的速度为
设小物块和木板间动摩擦因数为,由题意可知物体开始滑上木板时的速度为
,负号表示方向水平向左
物块在木板上滑动的加速度为
经过时间与木板共速此时速度大小为,方向水平向右,故可得
解得
故B正确;
C.设木板质量为M,物块质量为m,根据图像可知物块未滑上木板时,木板的加速度为
故可得
解得
根据图像可知物块滑上木板后木板的加速度为
此时对木板由牛顿第二定律得
解得
故C错误;
D.假设之后小物块和木板一起共速运动,对整体
故可知此时整体处于平衡状态,假设成立,即之后小物块和木板一起做匀速运动,故D正确。
故选ABD。
5.(2023·全国甲卷·高考真题)用水平拉力使质量分别为、的甲、乙两物体在水平桌面上由静止开始沿直线运动,两物体与桌面间的动摩擦因数分别为和。甲、乙两物体运动后,所受拉力F与其加速度a的关系图线如图所示。由图可知( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【详解】根据牛顿第二定律有
F-μmg=ma
整理后有
F=ma+μmg
则可知F—a图像的斜率为m,纵截距为μmg,则由题图可看出
m甲>m乙,μ甲m甲g=μ乙m乙g
则
μ甲<μ乙
故选BC。
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