第13讲 动力学的三类典型问题-2027届高三物理一轮复习专项训练
2026-10-12
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内容正文:
第13讲 动力学的三类典型问题
考点一遍过
考点1 动力学中的临界极值问题 1
考点2 超重与失重 5
考点3 动力学图像问题 8
考点1 动力学中的临界极值问题
1.(26-27高三上·陕西榆林·阶段检测)如图所示,质量为的物块放在倾角为的斜面体上,半径为的光滑圆环固定在竖直面内,绕过光滑定滑轮的轻绳一端连接物块,另一端连接套在圆环上的小球,物块刚好不上滑,牵引物块的轻绳与斜面平行,牵引小球的轻绳与竖直方向夹角为,定滑轮刚好在点正上方高处,物块与斜面间的动摩擦因数为0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为,不计定滑轮及小球的大小,斜面体始终保持静止。,,求:
(1)地面对斜面体的摩擦力大小;
(2)小球的质量;
(3)剪断轻绳的一瞬间,小球的加速度大小。
2.(2026·安徽·模拟预测)如图,物块N、P、Q、K的质量分别为m、m、m、3m,K通过不可伸长的轻绳绕过两个固定轻质光滑定滑轮与Q连接,Q与位于正下方的P用轻弹簧相连,P与N用不可伸长的轻绳相连。初始时托住N、P、Q和K,使弹簧处于原长,四个物块均静止。现同时无初速度释放N、P、Q和K,则释放后瞬间( )
A.N的加速度大小为0 B.N的加速度大小为2g
C.K的加速度大小为 D.K的加速度大小为
3.(26-27高二上·河南新乡·阶段检测)如图所示,竖直平面内,绕过光滑定滑轮C的绝缘细线两端分别连接在带等量异种电荷的小球A、B上,小球A通过绝缘杆固定在竖直墙面上,两小球静止在同一水平线上,此时滑轮两边的细线夹角为,AC段细线与水平线的夹角也为。已知小球B的质量为m,AC段细线长为,不计小球和滑轮的大小,重力加速度为g,静电力常量为k。求:
(1)小球A所带电荷量大小;
(2)剪断细线的一瞬间,小球B的加速度大小。
4.(2026·江西吉安·模拟预测)如图所示,箱子用轻绳吊在空中,箱子内有质量均为m的A、B、C三个物块如图所示叠放,处于静止状态,A、B、C中心在同一竖直线上,轻弹簧在弹性限度内,重力加速度为g,则剪断轻绳的一瞬间,下列说法正确的是( )
A.B、C间的作用力为零 B.弹簧对B的弹力变小
C.B的加速度大小等于0 D.箱子的加速度大小等于g
5.(26-27高三上·山西太原·阶段检测)如图所示,两小球M、N分别与两段轻绳A、B和一轻弹簧C连接。两小球静止时,轻绳A、B与竖直方向的夹角分别为30°、45°,弹簧C沿水平方向,重力加速度为。则下列说法不正确的是( )
A.球M和球N的质量之比为
B.轻绳A弹簧C的弹力之比为1∶2
C.剪断轻绳B的瞬间,球N的加速度大小为
D.剪断轻绳B的瞬间,球M的加速度大小为
考点2 超重与失重
6.(26-27高三上·贵州贵阳·阶段检测)如图所示为手机传感器Phyphox测量的某物体竖直方向运动的图像,规定向上为正方向。该物体运动过程中,超重和失重的变化情况是( )
A.超重失重超重失重 B.失重超重超重失重
C.超重失重失重超重 D.失重超重失重超重
7.(26-27高三·全国·一轮复习)如图所示,一个质量为2m的小箱子放在台秤的托盘上,箱内有一质量为m的圆环A,A的上端用轻弹簧与箱子的顶部连接,A的下端用细线系在箱子的底部,细线绷紧,拉力大小为mg,整个系统处于静止状态。现将细线剪断,不计轻弹簧和细线的质量,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.剪断细线前,台秤读数为2mg
B.剪断细线的瞬间,台秤读数突然变大
C.剪断细线后,圆环A向上运动至最高点的过程中,台秤读数先减小后增大
D.剪断细线后,圆环A向上运动至最高点的过程中,始终处于超重状态
8.(26-27高三上·北京海淀·阶段检测)(多选)我国自主研发的“朱雀三号”运载火箭采用垂直起降,支持陆地及海上平台回收。目前已完成首次飞行试验,既实现了发射入轨,也验证了回收试验过程中的高精度制导控制能力。如图甲为“朱雀三号”降落回收时的照片。在某次竖直起降试验中,以向上为正方向,火箭的速度-时间(v-t)图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.时间内,火箭处于受力平衡的状态
B.火箭垂直减速降落的过程中,火箭处于失重状态
C.时间内,火箭的加速度先增大后减小
D.时刻火箭开始下降
9.(26-27高三上·河北衡水·阶段检测)如图所示为某次跳水运动员跳水的情景,跳水运动员的部分跳水过程可以简化为:运动员从高处落到处于自然状态的跳板(M位置)上,随跳板一同向下运动到最低点(N位置)。则运动员从开始接触跳板到运动至最低点的过程中,下列说法正确的是( )
A.运动员一直处于超重状态
B.运动员的动能先增大后减小
C.跳板的弹性势能一直在减小
D.运动员所受重力对她做的功大于她克服跳板的作用力所做的功
10.(2026·江苏·模拟预测)小明同学在荡秋千时,和分别为其运动过程中的最低点和最高点,如图所示。忽略空气阻力,不计秋千绳受到的重力,下列说法正确的是( )
A.在B位置时,小明的速度为零,所受合力为零
B.在A位置时,小明具有向上的加速度,处于失重状态
C.在A位置时,秋千绳的拉力大于小明的重力
D.在B位置时,小明所受合力为零,处于平衡状态
考点3 动力学图像问题
11.(26-27高一上·云南·阶段检测)蹦极是一项把弹性绳两端分别固定在高处和人身上,从几十米高空跳下的极限运动。某蹦极运动员从平台由静止跳下,在0~t3内其运动的速度—时间图像如图所示,其中0~t1的图线为直线,t1~t3的图线为曲线,下列说法正确的是( )
A.0~t1内,运动员的加速度越来越大
B.0~t1内,运动员的加速度方向向上
C.t2~t3内,运动员向上运动
D.t1~t2内,运动员的加速度先减小后增大
12.(26-27高三上·重庆沙坪坝·阶段检测)“外骨骼机器人”是一种能增强运动能力的可穿戴装置。如题图甲所示,某同学穿戴“外骨骼机器人”后,在斜面上用绳子拉着质量为m的物块,沿粗糙斜坡由静止开始向上运动,绳子的拉力F随物块位移x变化的关系图像如图乙所示。绳子始终平行于斜坡,当拉力F变为0时,物块恰能静止不动。已知斜坡倾角为,重力加速度大小为g。对于整个过程,下列说法正确的是( )
A.物块的机械能一直增加
B.物块与斜坡间因摩擦产生的热量为
C.物块做加速运动的时间等于做减速运动的时间
D.物块做加速运动的位移大于做减速运动的位移
13.(25-26高二上·甘肃白银·期中)(多选)如图所示,物块的质量m=1 kg,初速度v0=10 m/s,在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动,某时刻后恒力F突然反向,整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图像如图乙所示,g=10 m/s2。下列说法中正确的是( )
A.0~5 s内物块做匀减速运动
B.在t=1 s时刻,恒力F反向
C.恒力F大小为10 N
D.物块与水平面间的动摩擦因数为0.3
14.(26-27高三上·河南·阶段检测)如图甲所示,在倾角的足够长光滑斜面上,放着质量均为m的A、B两物块,劲度系数为k的轻弹簧一端与物块B相连,另一端与固定挡板相连,整个系统处于静止状态,重力加速度大小为g。
(1)求弹簧的压缩量;
(2)若从时刻开始,对A施加一沿斜面向上的力F使物块A沿斜面向上做匀加速运动,力F随物体A的位移x变化的图像如图乙所示,求图乙中F1的值及x1坐标所对应的时刻。
15.(26-27高三上·福建厦门·阶段检测)(多选)如图甲所示,物块A放在光滑的平台上,绕过光滑定滑轮的轻绳一端连在物块A上,另一端吊着物块B,滑轮与物块A间的轻绳水平,用水平力F向右拉物块A,使其从静止开始做匀加速直线运动,运动位移大小为x时,速度大小为v,其图像如图乙所示,轻绳足够长,重力加速度为10m/s2,则下列说法正确的是( )
A.物块A、B间轻绳的拉力大于物块B的重力
B.物块A的质量等于3 kg
C.当F=40N时,轻绳上的拉力大小等于15N
D.撤去拉力F的一瞬间,物块B的加速度大小等于4m/s2
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第13讲 动力学的三类典型问题
考点一遍过
考点1 动力学中的临界极值问题 1
考点2 超重与失重 5
考点3 动力学图像问题 8
考点1 动力学中的临界极值问题
1.(26-27高三上·陕西榆林·阶段检测)如图所示,质量为的物块放在倾角为的斜面体上,半径为的光滑圆环固定在竖直面内,绕过光滑定滑轮的轻绳一端连接物块,另一端连接套在圆环上的小球,物块刚好不上滑,牵引物块的轻绳与斜面平行,牵引小球的轻绳与竖直方向夹角为,定滑轮刚好在点正上方高处,物块与斜面间的动摩擦因数为0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为,不计定滑轮及小球的大小,斜面体始终保持静止。,,求:
(1)地面对斜面体的摩擦力大小;
(2)小球的质量;
(3)剪断轻绳的一瞬间,小球的加速度大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)设轻绳的拉力为,则
解得
对和斜面体整体研究可知,地面对斜面体的摩擦力
(2)设小球的质量为,连接,设与竖直方向的夹角为,根据几何关系
化简得
解得,
对小球研究,
解得
(3)剪断轻绳的一瞬间,小球受到的合外力沿圆环的切线方向,则
解得
2.(2026·安徽·模拟预测)如图,物块N、P、Q、K的质量分别为m、m、m、3m,K通过不可伸长的轻绳绕过两个固定轻质光滑定滑轮与Q连接,Q与位于正下方的P用轻弹簧相连,P与N用不可伸长的轻绳相连。初始时托住N、P、Q和K,使弹簧处于原长,四个物块均静止。现同时无初速度释放N、P、Q和K,则释放后瞬间( )
A.N的加速度大小为0 B.N的加速度大小为2g
C.K的加速度大小为 D.K的加速度大小为
【答案】D
【详解】AB.释放前弹簧处于原长,因此释放瞬间弹簧的弹力为0,弹簧的形变无法在瞬间发生改变,弹力不会突变,因此释放瞬间,N和P均只受重力作用,加速度均为g,故AB错误;
CD.对Q和K整体,根据牛顿第二定律
解得
故C错误,D正确。
故选D。
3.(26-27高二上·河南新乡·阶段检测)如图所示,竖直平面内,绕过光滑定滑轮C的绝缘细线两端分别连接在带等量异种电荷的小球A、B上,小球A通过绝缘杆固定在竖直墙面上,两小球静止在同一水平线上,此时滑轮两边的细线夹角为,AC段细线与水平线的夹角也为。已知小球B的质量为m,AC段细线长为,不计小球和滑轮的大小,重力加速度为g,静电力常量为k。求:
(1)小球A所带电荷量大小;
(2)剪断细线的一瞬间,小球B的加速度大小。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)设段长为,根据几何关系
解得
设两小球带电荷量大小均为,对小球,根据其受力平衡,有
解得
(2)剪断细线的一瞬间,小球所受合外力
根据牛顿第二定律
解得
4.(2026·江西吉安·模拟预测)如图所示,箱子用轻绳吊在空中,箱子内有质量均为m的A、B、C三个物块如图所示叠放,处于静止状态,A、B、C中心在同一竖直线上,轻弹簧在弹性限度内,重力加速度为g,则剪断轻绳的一瞬间,下列说法正确的是( )
A.B、C间的作用力为零 B.弹簧对B的弹力变小
C.B的加速度大小等于0 D.箱子的加速度大小等于g
【答案】C
【详解】AB.轻绳剪断前,各物体处于平衡状态,对C受力分析则有
BC整体受力分析则有
剪断细绳的瞬间,弹簧的弹力不变,因此BC整体的受力依然平衡,加速度为0,BC间的作用力不变,即,故AB错误;
C.根据上述分析可知,B的加速度大小为0,故C正确;
D.设箱子的质量为M,剪断轻绳的瞬间,对箱子和物体A整体受力分析,则有
解得,故D错误。
故选C。
5.(26-27高三上·山西太原·阶段检测)如图所示,两小球M、N分别与两段轻绳A、B和一轻弹簧C连接。两小球静止时,轻绳A、B与竖直方向的夹角分别为30°、45°,弹簧C沿水平方向,重力加速度为。则下列说法不正确的是( )
A.球M和球N的质量之比为
B.轻绳A弹簧C的弹力之比为1∶2
C.剪断轻绳B的瞬间,球N的加速度大小为
D.剪断轻绳B的瞬间,球M的加速度大小为
【答案】B
【详解】设球M质量为,球N质量为
AB.对M受力分析:受重力、绳B拉力、弹簧C拉力
竖直方向有:
水平方向有:
对N受力分析:受重力、绳A拉力、绳B拉力
由平衡条件可知:
水平方向有:
竖直方向有:
又因为绳B两端拉力大小相等,
代入可得
因此,故A正确;
由上述分析可解得绳A弹力为,弹簧C的弹力为
因此,故B错误;
C.剪断绳B瞬间,球N受重力和绳A拉力作用,沿垂直于绳A方向产生加速度,有,故C正确;
D.剪断绳B瞬间,球M受重力和弹簧弹力,二者垂直,合力
因此球M的加速度大小为,故D正确。
由于选不正确的,故选B。
考点2 超重与失重
6.(26-27高三上·贵州贵阳·阶段检测)如图所示为手机传感器Phyphox测量的某物体竖直方向运动的图像,规定向上为正方向。该物体运动过程中,超重和失重的变化情况是( )
A.超重失重超重失重 B.失重超重超重失重
C.超重失重失重超重 D.失重超重失重超重
【答案】B
【详解】由图像可知,图线在时间轴下方时加速度方向向下,物体处于失重状态;图线在时间轴上方时加速度方向向上,物体处于超重状态。物体运动的加速度方向依次向下、向上、向上、向下,故物体先失重,后超重,再超重,最后失重。
故选B。
7.(26-27高三·全国·一轮复习)如图所示,一个质量为2m的小箱子放在台秤的托盘上,箱内有一质量为m的圆环A,A的上端用轻弹簧与箱子的顶部连接,A的下端用细线系在箱子的底部,细线绷紧,拉力大小为mg,整个系统处于静止状态。现将细线剪断,不计轻弹簧和细线的质量,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.剪断细线前,台秤读数为2mg
B.剪断细线的瞬间,台秤读数突然变大
C.剪断细线后,圆环A向上运动至最高点的过程中,台秤读数先减小后增大
D.剪断细线后,圆环A向上运动至最高点的过程中,始终处于超重状态
【答案】B
【详解】A.剪断细线前,对小箱子与圆环A整体分析,由平衡条件可知台秤读数等于小箱子与圆环A的总重力大小3mg,故A错误;
B.剪断细线的瞬间,细线对小箱子向上的拉力消失,弹簧弹力在瞬间不发生变化,导致小箱子对台秤的压力增大,因此台秤的读数将突然变大,故B正确;
CD.剪断细绳前,对圆环A进行受力分析可知,在重力、细绳的拉力T和弹簧的弹力F的作用下三力平衡,所以
剪断细线的瞬间,由牛顿第二定律有
解得此时圆环A加速度大小为
且方向竖直向上,由此可知剪断细线后随着弹簧的弹力F变小,圆环A向上运动至最高点的过程中,先做加速度减小的加速运动,后做加速度增大的减速运动,其加速度方向先向上后向下,圆环A先超重后失重,小箱子与圆环A整体也是先处于超重状态,后处于失重状态,所以台秤读数突然变大后持续变小,故C错误,D错误。
故选B。
8.(26-27高三上·北京海淀·阶段检测)(多选)我国自主研发的“朱雀三号”运载火箭采用垂直起降,支持陆地及海上平台回收。目前已完成首次飞行试验,既实现了发射入轨,也验证了回收试验过程中的高精度制导控制能力。如图甲为“朱雀三号”降落回收时的照片。在某次竖直起降试验中,以向上为正方向,火箭的速度-时间(v-t)图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.时间内,火箭处于受力平衡的状态
B.火箭垂直减速降落的过程中,火箭处于失重状态
C.时间内,火箭的加速度先增大后减小
D.时刻火箭开始下降
【答案】AD
【详解】A.时间内,火箭速度始终为0,处于静止状态,根据牛顿第一定律可知火箭受力平衡。故A正确;
B.火箭垂直减速降落的过程中,加速度竖直向上,火箭处于超重状态。故B错误;
C.图像的斜率表示加速度,则时间内,火箭的加速度先减小后增大。故C错误;
D.由图可知,时刻之后火箭的速度沿负方向,即时刻火箭开始下降。故D正确。
故选AD。
9.(26-27高三上·河北衡水·阶段检测)如图所示为某次跳水运动员跳水的情景,跳水运动员的部分跳水过程可以简化为:运动员从高处落到处于自然状态的跳板(M位置)上,随跳板一同向下运动到最低点(N位置)。则运动员从开始接触跳板到运动至最低点的过程中,下列说法正确的是( )
A.运动员一直处于超重状态
B.运动员的动能先增大后减小
C.跳板的弹性势能一直在减小
D.运动员所受重力对她做的功大于她克服跳板的作用力所做的功
【答案】B
【详解】AB.运动员刚与跳板接触至时,做加速度减小的加速运动,处于失重状态,之后有
运动员开始做加速度增大的减速运动,处于超重状态,运动员的动能先增大后减小,故A错误,B正确;
C.该过程中跳板的形变量一直增大,至最低点时跳板形变量最大,弹性势能最大,故C错误;
D.对全程,由动能定理得
解得
即运动员所受重力对她做的功小于她克服跳板的作用力所做的功,故D错误。
故选B。
10.(2026·江苏·模拟预测)小明同学在荡秋千时,和分别为其运动过程中的最低点和最高点,如图所示。忽略空气阻力,不计秋千绳受到的重力,下列说法正确的是( )
A.在B位置时,小明的速度为零,所受合力为零
B.在A位置时,小明具有向上的加速度,处于失重状态
C.在A位置时,秋千绳的拉力大于小明的重力
D.在B位置时,小明所受合力为零,处于平衡状态
【答案】C
【详解】AD.B是荡秋千的最高点,此时小明瞬时速度为0。将重力沿绳方向和垂直绳的切线方向分解,沿绳方向重力分力与绳的拉力平衡,垂直绳方向的重力分力会提供切向加速度,让小明后续往最低点摆动,因此B点合力不为零,不属于平衡状态,故AD错误;
B.A是圆周运动的最低点,小明做圆周运动的向心力指向圆心(即竖直向上),因此小明的加速度竖直向上,此时属于超重状态,故B错误;
C.在最低点A,由牛顿第二定律可得
变形得,因此秋千绳的拉力大于小明的重力,故C正确。
故选C。
考点3 动力学图像问题
11.(26-27高一上·云南·阶段检测)蹦极是一项把弹性绳两端分别固定在高处和人身上,从几十米高空跳下的极限运动。某蹦极运动员从平台由静止跳下,在0~t3内其运动的速度—时间图像如图所示,其中0~t1的图线为直线,t1~t3的图线为曲线,下列说法正确的是( )
A.0~t1内,运动员的加速度越来越大
B.0~t1内,运动员的加速度方向向上
C.t2~t3内,运动员向上运动
D.t1~t2内,运动员的加速度先减小后增大
【答案】D
【详解】A.在图像中,图线的斜率表示加速度。内图线为倾斜直线,斜率不变,说明运动员的加速度不变,故A错误;
B.内,运动员由静止向下加速运动,速度方向向下,速度大小不断增加,则加速度方向与速度方向相同,即加速度方向向下,故B错误;
C.内,运动员的速度,说明运动员仍在向下运动,只是做减速运动,故C错误;
D.内,图线切线的斜率绝对值先减小后增大。具体过程为 时刻弹性绳刚伸直,此后弹力逐渐增大。在阶段,由牛顿第二定律
可知加速度为正,即方向向下,且加速度大小逐渐减小;
当时,加速度;此后,由
可知加速度为负,即方向向上,绝对值逐渐增大,即加速度大小逐渐增大。
所以运动员的加速度先减小后增大,故D正确。
故选D。
12.(26-27高三上·重庆沙坪坝·阶段检测)“外骨骼机器人”是一种能增强运动能力的可穿戴装置。如题图甲所示,某同学穿戴“外骨骼机器人”后,在斜面上用绳子拉着质量为m的物块,沿粗糙斜坡由静止开始向上运动,绳子的拉力F随物块位移x变化的关系图像如图乙所示。绳子始终平行于斜坡,当拉力F变为0时,物块恰能静止不动。已知斜坡倾角为,重力加速度大小为g。对于整个过程,下列说法正确的是( )
A.物块的机械能一直增加
B.物块与斜坡间因摩擦产生的热量为
C.物块做加速运动的时间等于做减速运动的时间
D.物块做加速运动的位移大于做减速运动的位移
【答案】C
【详解】A.根据功能关系可知,除重力以外的其它力做功等于机械能的变化量,而其它力即外力F和摩擦力的合力,初始一段时间内外力沿斜面向上,摩擦力一直沿斜面向下,外力与摩擦力的合力沿斜面向上,即其它力做正功,机械能增大,之后外力小于摩擦力,外力与摩擦力的合力沿斜面向下,即其它力做负功,机械能减小,故A错误;
B.由图乙可得,拉力对物块做功
重力做的负功为
根据动能定理有
解得摩擦力做功为
故物块与斜坡间因摩擦产生的热量为,故B错误;
D.由题知,当拉力F变为0时,物块恰能静止不动,则有
根据动能定理有
即
解得
根据乙图,可知图像的函数关系为
则有
当合力为零时,速度最大,物块的运动状态由加速变成减速,则有
解得
代入
解得加速位移为
可知加速的位移等于减速的位移,均为,故D错误;
C.设物块的最大速度为。刚开始,根据牛顿第二定律有
可知随着减小,加速度沿斜面向上减小,速度沿斜面向上增大,即物块做加速度不断减小的加速运动,当加速度为零时,速度达到最大,之后开始减速,根据牛顿第二定律有
可知随着继续减小,加速度沿斜面向下增大,速度沿斜面向上减小,即物块做加速度不断增大的减速运动,最后速度为零,作出图像如图所示
根据图像与时间轴围成的面积表示位移,且加速的位移与减速的位移相等,均为,即时间内围成的面积与时间内围成的面积相等,且纵坐标,即最大速度相等,可知加速的时间等于减速的时间,故C正确。
故选C。
13.(25-26高二上·甘肃白银·期中)(多选)如图所示,物块的质量m=1 kg,初速度v0=10 m/s,在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动,某时刻后恒力F突然反向,整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图像如图乙所示,g=10 m/s2。下列说法中正确的是( )
A.0~5 s内物块做匀减速运动
B.在t=1 s时刻,恒力F反向
C.恒力F大小为10 N
D.物块与水平面间的动摩擦因数为0.3
【答案】BD
【详解】AB.根据匀变速直线运动规律
可得
结合图像,以向右为正方向,在0~5m内
可得物块的加速度为
物块匀减速运动的时间
即物块在做匀减速运动,此时恒力F反向,故A错误,B正确;
CD.由图像可知,物块匀加速直线运动的加速度为
由牛顿第二定律可知,减速阶段,则有
加速阶段,则有
联立解得,,故C错误,D正确。
故选BD。
14.(26-27高三上·河南·阶段检测)如图甲所示,在倾角的足够长光滑斜面上,放着质量均为m的A、B两物块,劲度系数为k的轻弹簧一端与物块B相连,另一端与固定挡板相连,整个系统处于静止状态,重力加速度大小为g。
(1)求弹簧的压缩量;
(2)若从时刻开始,对A施加一沿斜面向上的力F使物块A沿斜面向上做匀加速运动,力F随物体A的位移x变化的图像如图乙所示,求图乙中F1的值及x1坐标所对应的时刻。
【答案】(1)
(2),
【详解】(1)设弹簧压缩量为,对A、B由平衡条件有
解得
(2)在A、B分离前,B的加速度一直沿斜面向上,则弹簧始终处于压缩状态,对AB整体根据牛顿第二定律有
整理得
结合图像可知
解得
A、B分离后,拉力F只作用在A上,对A进行受力分析,根据牛顿第二定律有
解得
对B进行受力分析,根据牛顿第二定律有
解得
由位移公式得
解得
15.(26-27高三上·福建厦门·阶段检测)(多选)如图甲所示,物块A放在光滑的平台上,绕过光滑定滑轮的轻绳一端连在物块A上,另一端吊着物块B,滑轮与物块A间的轻绳水平,用水平力F向右拉物块A,使其从静止开始做匀加速直线运动,运动位移大小为x时,速度大小为v,其图像如图乙所示,轻绳足够长,重力加速度为10m/s2,则下列说法正确的是( )
A.物块A、B间轻绳的拉力大于物块B的重力
B.物块A的质量等于3 kg
C.当F=40N时,轻绳上的拉力大小等于15N
D.撤去拉力F的一瞬间,物块B的加速度大小等于4m/s2
【答案】AB
【详解】A.根据牛顿第二定律,由于两物块做匀加速直线运动,则物块B所受合外力向上,即物块A、B间轻绳的拉力大于物块B的重力,故A正确;
B.对A、B整体分析,根据牛顿第二定律有
由运动学公式
可得
方程联立解得
结合图乙可知,图像斜率和截距分别为,
解得,,故B正确;
C.当F=40N时,代入上述解析式得
对物块B,由牛顿第二定律
解得,故C错误;
D.撤去拉力的瞬间,对整体由牛顿第二定律
解得,故D错误。
故选AB。
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