高三物理总复习巩固练习动力学方法及应用

【巩固练习】

一、选择题

1、如图所示，一物块在光滑的水平面上受一恒力F的作用而运动，其正前方固定一个足够

长的轻质弹簧，当物块与弹簧接触后，则（　）

A.物块立即做减速运动

B.物块在开始的一段时间内仍做加速运动

C.当弹簧的弹力等于恒力F时，物块静止

D.当弹簧处于最大压缩量时，物块的加速度不为零

2、如图（a）所示，质量m=1kg的物体置于倾角θ=37°的固定粗糙斜面上。t=0时对物体

施以平行于斜面向上的拉力F，t=1s时撤去拉力，斜面足够长，物体运动的部分图如

图（b）所示，则下列说法中正确的是（   ）

A．拉力的大小为20N 

B．t=3s时物体运动到最高点

C．t=4s时物体的速度大小为10m/s

D．t=1s时物体的机械能最大

3、如图所示，半径为R的光滑圆形轨道竖直固定放置，小球m在圆形轨道内侧做圆周运动。对于半径R不同的圆形轨道，小球m通过轨道最高点时都恰好与轨道间没有相互作用力。下列说法中正确的是 （   ）

A．半径R越大，小球通过轨道最高点时的速度越大

B．半径R越大，小球通过轨道最高点时的速度越小

C．半径R越大，小球通过轨道最低点时的角速度越大

D．半径R越大，小球通过轨道最低点时的角速度越小

4、如图所示，竖直平面内有一足够长的金属导轨，金属导体棒ab可在导轨上无摩擦地上下滑动，且导体棒ab与金属导轨接触良好，ab电阻为R，其它电阻不计。导体棒ab由静止开始下落，过一段时间后闭合电键S，发现导体棒ab立刻作变速运动，则在以后导体棒ab的运动过程中，下列说法中不正确的是      （   ）

A．导体棒ab作变速运动期间加速度一定减小

B．单位时间内克服安培力做的功全部转化为电能，电能又转化为电热

C．导体棒减少的机械能转化为闭合电路中的电能和电热之和，符合

能的转化和守恒定律

D．导体棒ab最后作匀速运动时，速度大小为

5、压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小。某同学利用压敏电阻设计了一个判断电梯运动状态的装置，其装置示意图如图所示。将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体m，电梯静止时电流表示数为I0。电梯在不同的运动过程中，电流表的示数分别如下图中甲、乙、丙、丁所示，则下列判断中正确的是（  ）

A. 甲图表示电梯可能做匀速上升运动

B. 乙图表示电梯可能做匀加速上升运动

C. 丙图表示电梯可能做匀减速下降运动

D. 丁图表示电梯可能做变减速下降运动

6、如图，叠放在水平转台上的物体A、B、C能随转台一起以角速度ω匀速转动，A、B、C的质量分别为3m、2m、m，A与B、B和C与转台间的动摩擦因数都为μ，A和B、C离转台中心的距离分别为r、1.5r 。设本题中的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（  ）

A．B对A的摩擦力一定为3μmg

B．B对A的摩擦力一定为

C．转台的角速度一定满足：

D．转台的角速度一定满足：

7、（2016 天津卷）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。假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比，某列动车组由8节车厢组成，其中第1和5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、做匀加速运动时，第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为3:2

C、进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比

D、与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1:2

8、如图，在水平板的左端有一固定挡板，挡板上连接一轻质弹簧。紧贴弹簧放一质量为m的滑块，此时弹簧处于自然长度。已知滑块与板的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现将板的右端缓慢抬起（板与水平面的夹角为），直到板竖直，此过程中弹簧弹力的大小F随夹角的变化关系可能是 （  ）

9、某空间存在着如图所示的水平方向的匀强磁场，A、B两个物块叠放在一起，并置于粗糙的绝缘水平地面上。物块A带正电，物块B为不带电的绝缘块。水平恒力F作用在物块B上，使A、B一起由静止开始向左运动，在A、B一起向左运动的过程中，A、B始终保持相对静止，以下关于A、B在加速运动阶段说法中正确的是 （  ）

A．A、B两物块间的摩擦力不断减小

B. A、B两物块间的摩擦力保持不变

C. A、B两物块间的摩擦力不断增大

D．B物块与地面之间的摩擦力不断增大

10、如图所示，两根光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平面间的夹角为θ。整个装置处于沿竖直方向的匀强磁场中。金属杆ab垂直导轨放置，当杆中通有从a到b的恒定电流I时，金属杆ab刚好静止。则（    ）

A．磁场方向竖直向上

B．磁场方向竖直向下

C．ab受安培力的方向平行导轨向上

D．ab受安培力的方向平行导轨向下

二、填空题

1、如图所示，是双人花样滑冰运动中男运动员拉着女运动员做圆锥摆运动的精彩场面．若女运动员做圆锥摆运动时和竖直方向的夹角为,女运动员的质量为m,转动过程中女运动员的重心做匀速圆周运动的半径为r，求这时男运动员对女运动员的拉力大小            、两人转动的角速度为              。

2、质量为的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢地板上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为的物体1，与1相连的绳与竖直方向的夹角为θ，则物体2受到绳的拉力为           ，物体2所受到地板的摩擦力为             。

3、如下图所示，电梯与水平面夹角为30°，当电梯加速向上运动时，人对梯面压力是其重力的，则人与梯面间的摩擦力与其重力之比为           
    　
 

三、计算题

1、（2016  天津卷）如图所示，空间中存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小为，同时存在着水平方向的匀强磁场，其方向与电场方向垂直，磁感应强度大小B=0.5T。有一带正电的小球，质量，电荷量，正以速度v在图示的竖直面内做匀速直线运动，当经过P点时撤掉磁场（不考虑磁场消失引起的电磁感应现象）取，求：

（1）小球做匀速直线运动的速度v的大小和方向；

（2）从撤掉磁场到小球再次穿过P点所在的这条电场线经历的时间t。

2、研究表明，一般人的刹车反应时间(即图甲中“反应过程”所用时间)t0＝0.4 s，但饮酒会导致反应时间延长．在某次试验中，志愿者少量饮酒后驾车以v0＝72 km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离L＝39 m，减速过程中汽车位移s与速度v的关系曲线如图乙所示，此过程可视为匀变速直线运动．取重力加速度的大小g取10 m/s2.求：

 (1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间；

(2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少；

(3)减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值．

3、在如图所示的竖直平面内，水平轨道CD和倾斜轨道GH与半径的光滑圆弧轨道分别相切于D点和G点，GH与水平面的夹角θ＝37°。过G点、垂直于纸面的竖直平面左侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度B＝1.25 T；过D点、垂直于纸面的竖直平面右侧有匀强电场，电场方向水平向右，电场强度E＝1×104 N/C。小物体P1质量m＝2×10－3 kg、电荷量q＝＋8×10－6 C，受到水平向右的推力F＝9.98×10－3 N的作用，沿CD向右做匀速直线运动，到达D点后撤去推力。当P1到达倾斜轨道底端G点时，不带电的小物体P2在GH顶端静止释放，经过时间t＝0.1 s与P1相遇。P1与P2与轨道CD、GH间的动摩擦因数均为μ＝0.5，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，物体电荷量保持不变，不计空气阻力．求：

(1)小物体P1在水平轨道CD上运动速度v的大小；

(2)倾斜轨道GH的长度s。

【答案与解析】

一、选择题

1、【答案】BD

【解析】物块在恒力F的作用下向左运动，与弹簧接触后，弹力向右，合力变小，加速度变小，物块在开始的一段时间内仍做加速运动，A错，B对。当弹簧的弹力等于恒力F时，合力为零，加速度为零，速度最大，C错。当弹簧处于最大压缩量时，物块的合力向右最大，加速度不为零，D对。

2、【答案】BD  

【解析】由看出，t=3s时物体的位移最大，到最高点，B对。t=4s时物体下滑了一秒，根据斜率下滑的加速度小于向上的加速度，速度大小不为10m/s，C错。t=1s时物体的动能最大，拉力做的功做多，因此机械能最大，D对。

求拉力的大小：撤去拉力后，由牛二律，

，由图像知，得。

向上拉时，，

由图像知，解得，A错。

3、【答案】AD   

【解析】通过轨道最高点时都恰好与轨道间没有相互作用力，，A对，B错。小球通过轨道最低点时的速度为，根据机械能守恒，，

求得，由  得 ，可知C错，D对。

4、【答案】C

【解析】闭合电键S后，产生感应电流，安培力方向向上，合力减小，加速度减小，A说法是对的。克服安培力做的功全部转化为电能，电能又转化为电热，B说法是对的。导体棒减少的机械能转化为闭合电路中的电能，不是电能和电热之和，C说法错误，选C。匀速运动时，重力等于安培力，D说法是对的。所以正确选项是C。

5、【答案】ACD

【解析】A：电梯可能做匀速上升运动，压力等于重力，电阻不变，电流不变，A对。B：电梯匀加速上升，超重，压力大电阻小电流大，加速度恒定，压力恒定，电流也恒定，B错。C：匀减速下降，失重，压力小，电流大，加速度恒定，电流恒定，C对。D：变减速下降，超重，压力越来越小，电阻越来越大，电流越来越小，最后停下，电流等于,D对。正确选项为ACD。

6、【答案】BD

【解析】A的向心力 B的向心力  C的向心力

A受到的最大静摩擦力    B受到的最大静摩擦力

C受到的最大静摩擦力   

B对A的摩擦力等于A的向心力  B对。

根据静止的临界条件

对A：     

对B：  （A给B一个向外的力）

对C：     

由于C的临界条件的最小，所以三者相对转台不动，则，

    D对。所以正确选项为BD。

7、【答案】BD

【解析】列车启动时，乘客随车厢一起加速，加速度方向与车的运动方向相同，故乘客受到车厢的作用力方向与车运动方向相同，A错；对动车组，由牛顿第二定律有，则，以6、7、8节车厢为整体：；对7、8有；则5、6节与7、8节间作用力之比为3:2，B对；由可得，则C错误；8节车厢有2节动车时的最大速度；同理有4节动车时的最大速度，则，D正确。

故选BD。

8、【答案】C

【解析】刚开始静摩擦力足以抵制重力分量，弹簧依然处于自然长度，弹簧弹力为0。AB都不对。当随着夹角的增大，使得最大静摩擦力不足以抵抗重力分量之时，加速度方向沿斜面向下，小滑块做沿斜面向下的加速运动，对应弹簧长度加速压缩，故而弹簧弹力加速增大，随着弹簧弹力的增大，滑块沿斜面向下方向加速度会由大变小，做加速度减小的加速运动，速度达到最大后，加速度由正变负，又做减速运动，这样，滑块逐渐减速，弹簧压缩趋势变缓，弹簧弹力减速增大，这整个过程就是个凸函数。C对。

9、【答案】AD

【解析】AB系统在水平方向受水平恒力F和地面对B的摩擦力作用，作加速运动，随着AB速度的增大，带正电的物块A所受的洛伦兹力逐渐增大，且由左手定则判断洛伦兹力方向竖直向下，所以A对B的压力变大，B对地面的压力变大，地面对B的摩擦力增大，D对。合外力减小，加速度减小，B对A的摩擦力为静摩擦力，且，所以AB间的静摩擦力不断减小。BC错，A对。

10、【答案】A

【解析】匀强磁场处于沿竖直方向，取截面，杆中通有从a到b的恒定电流I，做受力图，要使金属杆ab刚好静止，安培力方向可能平行导轨向上也可能水平向右，由于安培力垂直于磁场方向，根据左手定则，所以磁场方向竖直向上，只有A对。

二、填空题

 1、【答案】，

【解析】作出力的平行四边形，  拉力  

       所以角速度

2、【答案】     

【解析】作出力的平行四边形，  拉力

对2分析，2受到的合外力为地板对它的静摩擦力

3、【答案】

【解析】对人受力分析：重力，支持力，摩擦力（摩擦力方向一定与接触面平行，由加速度的方向推知水平向右）。
　　建立直角坐标系：取水平向右（即F的方向）为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向（如图），此时只需分解加速度，

其中  

（如图所示）
　　根据牛顿第二定律有
　　x方向： 　 ①
　　y方向： ②
　　又　　③，   解①②③得 。

三、计算题

1、【答案】（1）20m/s；速度v的方向与电场E的方向之间的夹角60°（2）3.5s

【解析】(1)小球匀速运动时受力如图，

其合力为零，有

代入数据得v=20m/s.

代入数据得，

（2）撤去磁场，小球在重力与电场力的合力作用下做类平抛运动，设其加速度为a，有： 

设撤去磁场后小球在初速度方向上的分位移为x，有：  

设小球在重力与电场力的合力方向上分位移为y，有：  

a与mg的夹角和v与E的夹角相同，均为θ，又 

联立各式，代入数据解得：=3.5 s 

2、【答案】(1)8 m/s2　2.5 s　(2) 0.3 s　(3)

【解析】(1)设减速过程中汽车加速度的大小为a，所用时间为t，由题可得初速度v0＝20 m/s，末速度vt＝0，位移s＝25 m，由运动学公式得

                                     ①

                                       ②

联立①②式，代入数据得

a＝8 m/s2                                                       ③

t＝2.5 s                                       ④

(2)设志愿者反应时间为t′，反应时间的增加量为Δt，由运动学公式得

L＝v0t′＋s                                     ⑤

Δt＝t′－t0                                                       ⑥

联立⑤⑥式，代入数据得

Δt＝0.3 s                                     ⑦

(3)设志愿者所受合外力的大小为F，汽车对志愿者作用力的大小为F0，志愿者质量为m，由牛顿第二定律得

F＝ma                                        ⑧

由平行四边形定则得

                              ⑨

联立③⑧⑨式，代入数据得

                                   ⑩

3、【答案】(1)4 m/s　(2)0.56 m

【解析】 (1)设小物体P1在匀强磁场中运动的速度为v，受到向上的洛伦兹力为F1，受到的摩擦力为f，则

F1=qvB                                      ①

f = μ(mg－F1)                                  ②

由题意，水平方向合力为零

F－f =0                                      ③

联立①②③式，代入数据解得

v =4m/s                                      ④

(2)设P1在G点的速度大小为vG，由于洛伦兹力不做功，根据动能定理

　              ⑤

P1在GH上运动，受到重力、电场力和摩擦力的作用，设加速度为a1，根据牛顿第二定律

　    qEcos θ－mgsin θ－μ(mgcos θ + qEsin θ)=ma1           ⑥

P1与P2在GH上相遇时，设P1在GH上运动的距离为s1，则

                              ⑦

设P2质量为m2，在GH上运动的加速度为a2，则

m2gsin θ－μm2gcos θ = m2a2                                  ⑧

P1与P2在GH上相遇时，设P2在GH上运动的距离为s2，则

                                 ⑨

联立⑤～⑨式，代入数据得

s = s1+s2                                                         ⑩

s = 0.56 m                                     ⑪