2027届高考物理一轮复习-第13讲 牛顿运动定律 专项练习
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内容正文:
2027届高考物理一轮复习
第13讲 牛顿运动定律 专项练习
【A组同步训练】
一、牛顿第一定律 惯性与质量
1.在东汉王充所著的《论衡•状留篇》中提到“是故湍濑之流,沙石转而大石不移。何者?大石重而沙石轻也。”从物理学的角度对文中所描述现象的解释,下列说法正确的是( )
A.水冲沙石,沙石才能运动,因为力是产生运动的原因
B.“沙石转而大石不移”是因为物体运动状态改变的难易程度与质量有关
C.只有在水的持续冲力作用下沙石才能一直运动,是因为运动需要力来维持
D.“大石不移”是因为大石受到的阻力大于水的冲力
【答案】B
【解析】本题主要考查对牛顿第一定律的理解,解题关键是知道力是改变运动状态的原因,物体的运动不需要力来维持,物体的惯性与质量有关。A.水冲沙石,沙石才能运动,因为水的冲击力克服了阻力,故力是改变运动的原因,故A错误;
B.物体总有保持原有运动状态的性质即为惯性,其大小只与质量有关,质量越大惯性越大,力是改变物体运动状态的原因,重的大石由于质量太大,惯性太大,所以运动状态不容易被水流改变,故B正确;
C.物体的运动不需要力来维持,如沙石不受力的作用时,可以做匀速直线运动状态,故C错误;
D.“大石不移”是因为水的冲力等于大石受到的阻力,大石所受的合外力为零,故D错误。
故选B。
(多选)2.关于惯性有下列说法,其中正确的是( )
A.物体抵抗运动状态变化的性质是惯性
B.没有力的作用,物体只能处于静止状态
C.行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性
D.运动物体如果没有受到力的作用,将继续以同一速度沿同一直线运动
【答案】A,D
【解析】解:A、物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质称为惯性,所以物体抵抗运动状态变化的性质是惯性,A符合题意;
B、没有力的作用,物体可能做匀速直线运动,B不符合题意;
C、一切物体都有保持原来运动状态的性质,说明速度不变,不是指速率不变,C不符合题意;
D、运动物体如果没有受到力的作用,物体将保持原来的运动状态,即匀速直线运动,D符合题意;
故答案为:AD
二、牛顿第二定律
3.(2025高三下·南沙期末)我国高铁技术迅猛发展,取得举世瞩目的成就。学校物理兴趣小组为研究高铁车厢间的相互作用力,用8个完全相同的滑块放在水平地面上模拟高铁车厢,滑块与地面间动摩擦因数都相同,滑块间用轻杆连接,如图所示。给滑块1施加水平向右的拉力F,滑块向右加速运动,下列分析判断正确的是( )
A.若减小滑块与地面间的动摩擦因数,则滑块7、8间杆的拉力变小
B.若增大水平拉力F,滑块7、8间杆的拉力变小
C.滑块7、8间杆的拉力与滑块5、6间杆的拉力大小之比为1∶3
D.滑块7、8间杆的拉力与滑块5、6间杆的拉力大小之比为2∶3
【答案】C
【解析】AB.对所有滑块,据牛顿第二定律,有
对第8个滑块,有
则
由此可知,若减小滑块与地面间的动摩擦因数,则滑块7、8间杆的拉力不变,若增大水平拉力F,滑块7、8间杆的拉力变大,故AB错误;
CD.对6、7、8三个滑块,根据牛顿第二定律,有
则,则滑块7、8间杆的拉力与滑块5、6间杆的拉力大小之比为,故C正确,D错误。
故答案为:C。
4.(2025·大兴模拟)如图所示,竖直轻弹簧下端固定在水平面上,一小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落,接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度(在弹性限度内)。不计空气阻力。则( )
A.从接触弹簧到运动至最低点的过程中,小球的加速度不断增大
B.从接触弹簧到运动至最低点的过程中,小球的速度先增大后减小
C.从接触弹簧到运动至最低点的过程中,小球的机械能守恒
D.小球在最低点时所受的弹力大小等于其所受的重力大小
【答案】B
【解析】AB、小球从接触弹簧到运动至最低点的过程中,开始阶段弹力小于重力,小球合力向下,做加速运动,后阶段弹力大于重力,合力向上,小球做减速运动,故小球加速度先减小后增大、速度先增大后减小,故A错误,B正确;C、小球从接触弹簧到运动至最低点的过程中,弹簧弹力对小球做负功,小球机械能不守恒,故C错误;
D、小球在最低点时,其加速度竖直向上,其所受的弹力大小大于其所受的重力大小,故D错误。
故选:B。
三、超重与失重
5.(2025高三上·西城月考)为了研究超重与失重问题,某同学静止站在电梯中的体重计上观察示数变化。在电梯运动的某阶段,他发现体重计的示数大于自己实际体重,下列说法正确的是( )
A.此时体重计对人的支持力大于人对体重计的压力
B.此时电梯可能正在匀速上升
C.此时电梯可能正在加速上升
D.此时电梯可能正在加速下降
【答案】C
【解析】对人受力分析:竖直方向受重力mg 向下,支持力N 向上。由牛顿第二定律:其中a 是加速度(向上为正),当 时,有 ⇒ 即加速度方向向上。加速度向上对应两种运动情况:加速上升(速度向上,加速度向上),减速下降(速度向下,加速度向上)A.根据牛顿第三定律可知,体重计对人的支持力等于人对体重计的压力,故A错误;
BCD.体重计的示数大于自己实际体重,则发生超重现象,加速度向上,则此时电梯可能正在加速上升或者减速下降,故C正确,BD错误。
故选C。
6.(2025·海陵模拟)如图甲,在力传感器下端悬挂一钩码。某同学手持该传感器,从站立状态下蹲,再从下蹲状态起立回到站立状态,此过程中手和上身保持相对静止。下蹲过程传感器受到的拉力随时间变化情况如图乙,则起立过程传感器受到的拉力随时间变化情况可能是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】物体是否处于超重或失重状态,不在于物体向上运动还是向下运动,而在于物体是有竖直向上的加速度还是有竖直向下的加速度。下蹲过程,钩码先向下加速再向下减速,则加速度方向先向下后向上,则钩码先处于失重状态,再处于超重状态,传感器受到的拉力先小于钩码的重力再大于钩码的重力。
起立过程,钩码先向上加速再向上减速,则加速度方向先向上后向下,则钩码先处于超重状态,再处于失重状态,传感器受到的拉力先大于钩码的重力再小于钩码的重力。
故选C。
四、牛顿运动定律的综合应用
(多选)7.(2026·济宁模拟)如图所示,倾角为30°的光滑斜面固定在水平地面上,轻弹簧两端分别拴接在物块a和斜面底端挡板处,物块b、c用跨过轻质光滑定滑轮的轻绳拴接,物块b与滑轮间的轻绳和弹簧均与斜面平行。用外力托住物块c,使物块b、c间轻绳伸直但无张力;撤去外力,物块c由静止开始运动。物块c运动过程中未触地,斜面足够长,弹簧始终处于弹性限度内。已知物块a、b、c的质量分别为、、,弹簧的劲度系数为,重力加速度大小为。下列说法正确的是( )
A.从开始运动到物块、分离,物块始终处于失重状态
B.物块、分离瞬间,物块的加速度大小为
C.物块、分离瞬间,物块、间绳子的拉力大小为
D.从开始运动到物块、分离瞬间,物块的位移大小为
【答案】A,B,D
【解析】A、从开始运动到a、b分离前,c加速度始终竖直向下,因此c全程处于失重状态,故A正确;
B、a、b分离瞬间二者弹力为0,三者加速度大小相等。对b、c整体:,解得,即a的加速度为,故B正确;
C、隔离c:,代入,得,故C错误;
D、初始静止,对:,;分离时对:,;的位移,故D正确;
故答案为:ABD。
8.(2026·河北模拟)如图所示,工人正借助一套简易装置搬运货物,轻质细绳一端绕过光滑定滑轮与放置在倾角的固定斜面上的质量m=0.5 kg的货物连接,另一端连接小型电动机M。t=0时刻,货物处于斜面的底端,启动电动机,货物由静止开始做匀加速直线运动,经t0=1 s,到达斜面顶端,此时电动机的输出功率P=12W。已知斜面的高度h=0.6m,与货物相连的细绳始终与斜面平行,重力加速度g取,空气阻力忽略不计,则货物与斜面间的动摩擦因数为( )
A.0.3 B.0.5 C.0.7 D.0.8
【答案】B
【解析】到达斜面顶端时,由,可得v=2m/s,加速度
由牛顿第二定律,因为,联立解得
故答案为:B。
【B组难点突破】
9.(2026·武侯模拟)如图所示,在光滑定滑轮O(大小可忽略)正下方某处固定一带电小球A,用一根绝缘轻质细绳绕过光滑定滑轮O,将带电小球B和不带电物块连接在一起,将物块放在倾角为、以恒定速率顺时针转动的传送带上,传送带上方的细绳与传送带表面平行。初始时,小球B和物块均静止,物块的质量是小球B质量的,且,。某时刻小球B缓慢漏电,下列说法正确的是( )
A.物块与传送带间的动摩擦因数为
B.在小球B缓慢运动至O的正下方前,细绳的拉力逐渐变小
C.当小球B所带电荷量变为开始的时,小球A、B间的距离为
D.若小球B运动至O的正下方继续漏电,则小球B能一直保持静止
【答案】C
【解析】A、设定滑轮到固定小球A的竖直距离AO=H,BO=l,AB=L,设小球B质量为m, 物块的质量是小球B质量的, 即物块质量,对B受力分析,B受重力mg、拉力T、库仑斥力F,这三个力构成的力三角形与几何△OAB相似即可得,,初始时得,对物块受力分析,根据平衡条件可得T=Mgsin30°+μMgcos30°,代入数据可得,故A错误;
B、小球B缓慢运动至定滑轮的正下方前,OB长度l不变,根据相似三角形可得,拉力T不变,物块保持静止;AB间距r逐渐减小,根据相似三角形可得,r减小库仑力F逐渐变小,故B错误;
C、结合库仑定律得
当小球B所带电荷量变为开始的时,小球A、B间的距离为原来的,即A、B间的距离为,故C正确;
D、若小球B运动至O的正下方继续漏电,假设小球B能一直保持静止,则物块静止,细绳拉力仍不变,小球B的重力不变,小球B受库仑力也不变,结合可知电荷量减小,库仑力减小,故小球B不能一直保持静止,故D错误。
故选:C。
10.(2026·湖北一模)如图所示,质量均为m的木块A和B用一劲度系数为k的轻弹簧相连,竖直放置在光滑的水平面上,木块A上放有质量为2m的木块C,三者均处于静止状态,现将木块C迅速移开,若重力加速度为g。则下列说法中正确的是( )
A.木块C移开的瞬间,地面对木块B的支持力为2mg
B.木块C移开的瞬间,木块A的加速度大小为3g
C.木块A向上运动的距离为时,A的动量最大
D.木块B可能离开地面向上运动
【答案】C
【解析】初始静止状态:对A、C整体受力分析,弹簧压缩量 ,由 ,得 。
动量最大时A合力为0,弹簧弹力等于A重力,即 ,压缩量 。
A向上运动距离 。
A、移开C瞬间,弹簧弹力不变仍为 ;对B受力:重力、弹簧向下压力、地面支持力,平衡得 ,故A错误;
B、移开C瞬间,对A受力:向上弹力、向下重力;由牛顿第二定律 ,解得 ,故B错误;
C、A向上运动距离时弹簧压缩量,弹力等于A重力,A加速度为0、速度最大,动量达到最大值,故C正确;
D、要使B离地,弹簧需伸长弹力,伸长量;A从初始压缩到伸长总位移,A到该位置前速度已反向,无法到达,B不会离地,故D错误;
故答案为:C。
(多选)11.(2026·张家界模拟)如图为某食品加工厂里的全自动面包切割输送装置的示意图。在生产过程中,推送平台将面包条以恒定的速度向传送带输送,在推送平台末端有一切割器,将面包条切割成宽为的长方体面包坯,切割下的面包坯立刻落在传送带上,传送带始终以()的速度向右匀速转动,将切割好的面包坯运送到传送带的另一端并拉大面包坯间的距离。已知每块面包坯的质量均为,面包坯与传送带间的动摩擦因数处处相同,传送带足够长,下列说法正确的是( )
A.切割器切割时的速度方向竖直向下
B.面包坯加速过程中的加速度大小为
C.传送带上相邻两面包坯间的最大距离为
D.带动传送带的电机相对于空转时平均功率至少增加了
【答案】C,D
【解析】A:切割器要切下宽度为L的面包块,其水平方向分速度必须与推送速度v1相同,否则切出的宽度不等于L,因此切割器速度方向应为斜向右下方,不是竖直向下,故A错误;
BC.面包坯以速度前进,每次切下一块长度为L的面包坯,则切割时间间隔为。每一个切割时间间隔,就有一块新面包坯落到传送带上,因,故每一块新面包坯都是先加速后匀速。设第一块面包坯在时刻落到传送带上,初速,先加速到,后以匀速,第二块面包坯在时刻落到传送带上,初速,先加速到,后以匀速,故当两块面包坯的速度相等时,两者间的距离最大,设面包坯从加速到的时间为,则在时间内,第一块面包坯的位移为,第二块面包坯的位移,则两者间的距离最大为,加速度应为,故B错误,C正确;
D:因每一块新面包坯都是先加速后匀速,故每一块新面包坯增加的动能为,在加速阶段,新面包坯相对传送带滑动,加速的时间为,其中
则传送带对应的位移为,新面包坯的位移为,则新面包坯相对传送带的位移为,摩擦生热:
总功:,切割周期 ,平均功率:
故D正确。
故答案选CD。
(多选)12.(2026·清远模拟)如图甲所示,弹力绳球是小朋友们喜爱的玩具。一根弹性轻绳(满足胡克定律)的下端连接一质量为m的小球,另一端用手拉住,现用手拿住小球并从静止释放,以释放点为坐标原点O,竖直向下为x轴正方向,小球受到的合外力F(竖直向下为正方向)与其位置坐标的关系如图乙所示。其中x1位置和x3位置合力大小相等,且x4位置为小球能到达的最低点。小球可视为质点,弹性轻绳始终在弹性限度内,不计空气阻力,重力加速度为g。下列说法中正确的是( )
A.弹性轻绳的劲度系数为
B.小球在x4位置的加速度大小为
C.小球在x3位置的速度大小为
D.在x3位置轻绳的弹性势能为mg(x3−x1)
【答案】A,D
【解析】A、处合力为0,重力与弹力平衡,伸长量为,由,解得,故A正确;
B、与合力大小相等均为,根据线性关系,处合力,由牛顿第二定律,与选项表达式不符,故B错误;
C、图像面积代表合外力做功,0到合外力做功等于0到矩形面积,由动能定理,得,故C错误;
D、到合外力做功代数和为0,动能变化为0,此过程重力做功全部转化为轻绳弹性势能,故,D正确;
故答案为:AD。
【C组综合拓展】
13.(2026·雄安模拟)倾角θ=37°的传送带以v0=2m/s的速度顺时针转动,某时刻将质量mA=1kg的小物块A轻放在传送带顶端,与此同时另一质量mB=2kg的小物块B从传送带底端以初速度vB=7m/s沿传送带上滑,当物块B上滑至最大位移时恰与物块A发生弹性正碰,碰撞时间t=1.0×10−3s。已知两物块与传送带之间的动摩擦因数均为μ=0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)物块B沿传送带上滑的最大位移;
(2)物块A从释放到与物块B相碰的过程中,物块A与传送带因摩擦产生的热量;
(3)物块A与B碰撞的过程中,A对B的平均作用力的大小。
【答案】(1)解:物块B沿斜面向上做匀减速直线运动,设加速度大小为a1,根据牛顿第二定律得
解得
物块B经过时间t1与传送带共速,此过程发生的位移为xB1,根据运动学公式得,
解得
物块B继续沿斜面向上做匀减速直线运动,设加速度大小为a2,根据牛顿运动定律得
解得
物块B经过时间t2速度减为0,此过程发生的位移为xB2,根据运动学公式得,
解得
物块B沿传送带上滑的最大位移为
解得
(2)解:物块A沿斜面向下做匀加速直线运动,设加速度大小为aA,由牛顿第二定律得
解得
由位移公式可得A向下运动的位移
解得
传送带向上运动的位移
解得
物块A与传送带因摩擦产生的热量
解得
(3)解:碰撞前A的速度
解得
A、B碰撞过程动量守恒,机械能守恒,
则,
解得
对B,由动量定理得
解得
14.(2026·保定模拟)如图所示,将质量2kg的薄木板放在水平桌面上,在木板上放质量1kg的小滑块(可视为质点),滑块距离木板左边缘0.18m,距离桌面右边缘0.27m。已知滑块与木板间动摩擦因数为0.1,木板与桌面间、滑块与桌面间的动摩擦因数相同,均为0.2。现用水平恒力拉动木板,将木板从滑块下面抽出,滑块恰好未从桌面上掉下。重力加速度g取,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求:
(1)小滑块运动的时间;
(2)若拉力始终作用在木板上,求拉力的大小;
(3)若改变拉力的大小,使其作用一段时间后撤去,求拉力作用的最短时间。
【答案】(1)解:设小滑块在木板上运动的加速度为,时间为,在桌面上运动的加速度为,时间为,根据,
其中
根据牛顿第二定律,
小滑块运动的时间为t,有
解得
(2)解:设小滑块在木板上运动时木板的加速度为a,根据牛顿第二定律
在时间内
其中
解得
(3)解:设F作用一段时间,小滑块与木板分离时速度为v,对木板根据动量定理
满足条件
撤去F后
满足条件
根据运动学公式
解得
即拉力作用的最短时间为
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2027届高考物理一轮复习
第13讲 牛顿运动定律 专项练习
【A组同步训练】
一、牛顿第一定律 惯性与质量
1.在东汉王充所著的《论衡•状留篇》中提到“是故湍濑之流,沙石转而大石不移。何者?大石重而沙石轻也。”从物理学的角度对文中所描述现象的解释,下列说法正确的是( )
A.水冲沙石,沙石才能运动,因为力是产生运动的原因
B.“沙石转而大石不移”是因为物体运动状态改变的难易程度与质量有关
C.只有在水的持续冲力作用下沙石才能一直运动,是因为运动需要力来维持
D.“大石不移”是因为大石受到的阻力大于水的冲力
(多选)2.关于惯性有下列说法,其中正确的是( )
A.物体抵抗运动状态变化的性质是惯性
B.没有力的作用,物体只能处于静止状态
C.行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性
D.运动物体如果没有受到力的作用,将继续以同一速度沿同一直线运动
二、牛顿第二定律
3.(2025高三下·南沙期末)我国高铁技术迅猛发展,取得举世瞩目的成就。学校物理兴趣小组为研究高铁车厢间的相互作用力,用8个完全相同的滑块放在水平地面上模拟高铁车厢,滑块与地面间动摩擦因数都相同,滑块间用轻杆连接,如图所示。给滑块1施加水平向右的拉力F,滑块向右加速运动,下列分析判断正确的是( )
A.若减小滑块与地面间的动摩擦因数,则滑块7、8间杆的拉力变小
B.若增大水平拉力F,滑块7、8间杆的拉力变小
C.滑块7、8间杆的拉力与滑块5、6间杆的拉力大小之比为1∶3
D.滑块7、8间杆的拉力与滑块5、6间杆的拉力大小之比为2∶3
4.(2025·大兴模拟)如图所示,竖直轻弹簧下端固定在水平面上,一小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落,接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度(在弹性限度内)。不计空气阻力。则( )
A.从接触弹簧到运动至最低点的过程中,小球的加速度不断增大
B.从接触弹簧到运动至最低点的过程中,小球的速度先增大后减小
C.从接触弹簧到运动至最低点的过程中,小球的机械能守恒
D.小球在最低点时所受的弹力大小等于其所受的重力大小
三、超重与失重
5.(2025高三上·西城月考)为了研究超重与失重问题,某同学静止站在电梯中的体重计上观察示数变化。在电梯运动的某阶段,他发现体重计的示数大于自己实际体重,下列说法正确的是( )
A.此时体重计对人的支持力大于人对体重计的压力
B.此时电梯可能正在匀速上升
C.此时电梯可能正在加速上升
D.此时电梯可能正在加速下降
6.(2025·海陵模拟)如图甲,在力传感器下端悬挂一钩码。某同学手持该传感器,从站立状态下蹲,再从下蹲状态起立回到站立状态,此过程中手和上身保持相对静止。下蹲过程传感器受到的拉力随时间变化情况如图乙,则起立过程传感器受到的拉力随时间变化情况可能是( )
A.
B.
C.
D.
四、牛顿运动定律的综合应用
(多选)7.(2026·济宁模拟)如图所示,倾角为30°的光滑斜面固定在水平地面上,轻弹簧两端分别拴接在物块a和斜面底端挡板处,物块b、c用跨过轻质光滑定滑轮的轻绳拴接,物块b与滑轮间的轻绳和弹簧均与斜面平行。用外力托住物块c,使物块b、c间轻绳伸直但无张力;撤去外力,物块c由静止开始运动。物块c运动过程中未触地,斜面足够长,弹簧始终处于弹性限度内。已知物块a、b、c的质量分别为、、,弹簧的劲度系数为,重力加速度大小为。下列说法正确的是( )
A.从开始运动到物块、分离,物块始终处于失重状态
B.物块、分离瞬间,物块的加速度大小为
C.物块、分离瞬间,物块、间绳子的拉力大小为
D.从开始运动到物块、分离瞬间,物块的位移大小为
8.(2026·河北模拟)如图所示,工人正借助一套简易装置搬运货物,轻质细绳一端绕过光滑定滑轮与放置在倾角的固定斜面上的质量m=0.5 kg的货物连接,另一端连接小型电动机M。t=0时刻,货物处于斜面的底端,启动电动机,货物由静止开始做匀加速直线运动,经t0=1 s,到达斜面顶端,此时电动机的输出功率P=12W。已知斜面的高度h=0.6m,与货物相连的细绳始终与斜面平行,重力加速度g取,空气阻力忽略不计,则货物与斜面间的动摩擦因数为( )
A.0.3 B.0.5 C.0.7 D.0.8
【B组难点突破】
9.(2026·武侯模拟)如图所示,在光滑定滑轮O(大小可忽略)正下方某处固定一带电小球A,用一根绝缘轻质细绳绕过光滑定滑轮O,将带电小球B和不带电物块连接在一起,将物块放在倾角为、以恒定速率顺时针转动的传送带上,传送带上方的细绳与传送带表面平行。初始时,小球B和物块均静止,物块的质量是小球B质量的,且,。某时刻小球B缓慢漏电,下列说法正确的是( )
A.物块与传送带间的动摩擦因数为
B.在小球B缓慢运动至O的正下方前,细绳的拉力逐渐变小
C.当小球B所带电荷量变为开始的时,小球A、B间的距离为
D.若小球B运动至O的正下方继续漏电,则小球B能一直保持静止
10.(2026·湖北一模)如图所示,质量均为m的木块A和B用一劲度系数为k的轻弹簧相连,竖直放置在光滑的水平面上,木块A上放有质量为2m的木块C,三者均处于静止状态,现将木块C迅速移开,若重力加速度为g。则下列说法中正确的是( )
A.木块C移开的瞬间,地面对木块B的支持力为2mg
B.木块C移开的瞬间,木块A的加速度大小为3g
C.木块A向上运动的距离为时,A的动量最大
D.木块B可能离开地面向上运动
(多选)11.(2026·张家界模拟)如图为某食品加工厂里的全自动面包切割输送装置的示意图。在生产过程中,推送平台将面包条以恒定的速度向传送带输送,在推送平台末端有一切割器,将面包条切割成宽为的长方体面包坯,切割下的面包坯立刻落在传送带上,传送带始终以()的速度向右匀速转动,将切割好的面包坯运送到传送带的另一端并拉大面包坯间的距离。已知每块面包坯的质量均为,面包坯与传送带间的动摩擦因数处处相同,传送带足够长,下列说法正确的是( )
A.切割器切割时的速度方向竖直向下
B.面包坯加速过程中的加速度大小为
C.传送带上相邻两面包坯间的最大距离为
D.带动传送带的电机相对于空转时平均功率至少增加了
(多选)12.(2026·清远模拟)如图甲所示,弹力绳球是小朋友们喜爱的玩具。一根弹性轻绳(满足胡克定律)的下端连接一质量为m的小球,另一端用手拉住,现用手拿住小球并从静止释放,以释放点为坐标原点O,竖直向下为x轴正方向,小球受到的合外力F(竖直向下为正方向)与其位置坐标的关系如图乙所示。其中x1位置和x3位置合力大小相等,且x4位置为小球能到达的最低点。小球可视为质点,弹性轻绳始终在弹性限度内,不计空气阻力,重力加速度为g。下列说法中正确的是( )
A.弹性轻绳的劲度系数为
B.小球在x4位置的加速度大小为
C.小球在x3位置的速度大小为
D.在x3位置轻绳的弹性势能为mg(x3−x1)
【C组综合拓展】
13.(2026·雄安模拟)倾角θ=37°的传送带以v0=2m/s的速度顺时针转动,某时刻将质量mA=1kg的小物块A轻放在传送带顶端,与此同时另一质量mB=2kg的小物块B从传送带底端以初速度vB=7m/s沿传送带上滑,当物块B上滑至最大位移时恰与物块A发生弹性正碰,碰撞时间t=1.0×10−3s。已知两物块与传送带之间的动摩擦因数均为μ=0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)物块B沿传送带上滑的最大位移;
(2)物块A从释放到与物块B相碰的过程中,物块A与传送带因摩擦产生的热量;
(3)物块A与B碰撞的过程中,A对B的平均作用力的大小。
14.(2026·保定模拟)如图所示,将质量2kg的薄木板放在水平桌面上,在木板上放质量1kg的小滑块(可视为质点),滑块距离木板左边缘0.18m,距离桌面右边缘0.27m。已知滑块与木板间动摩擦因数为0.1,木板与桌面间、滑块与桌面间的动摩擦因数相同,均为0.2。现用水平恒力拉动木板,将木板从滑块下面抽出,滑块恰好未从桌面上掉下。重力加速度g取,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求:
(1)小滑块运动的时间;
(2)若拉力始终作用在木板上,求拉力的大小;
(3)若改变拉力的大小,使其作用一段时间后撤去,求拉力作用的最短时间。
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