粤教版高中物理必修第一册素养培优练4动力学中的三类典型问题含答案

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素养培优练(四)1．A　[滑块能沿静止的传送带匀速滑下，则有mg sin θ＝μmg cos θ(其中θ为传送带的倾角)，当传送带突然向上传动时，滑块仍受沿传送带向上的滑动摩擦力，且大小仍为μmg cos θ，故滑块仍沿传送带匀速下滑，A正确．]2．C　[对小球进行受力分析可知，小球受到的合力向左，所以加速度方向向左，且小车处于加速运动中，所以小车只能向左做加速运动，A错误；只有当BC绳的拉力等于零时，小车的加速度才为g tan θ，B错误；竖直方向合力为零，则FACcos θ＝mg，解得FAC＝ eq \f(mg,cos θ)，C正确；由于AC绳上的拉力不变，而BC绳上的拉力会随着加速度的变化而变化，所以BC绳的拉力可以大于AC绳的拉力，D错误．]3．D　[解答本题的关键是把握恰好两个字，即可得出A与小车之间的弹力不能减小，得出加速度的方向，然后根据要保证B静止，则受到的摩擦力不能超过最大静摩擦力，根据牛顿第二定律列式求解．当小车处于静止时，A恰好不下滑，此时mg＝f＝μFN，要保证A静止，则A与小车之间的弹力不能减小，所以加速度一定向左，B在水平方向上受到摩擦力，竖直方向上受到小车的支持力、重力和吸引力，要保证B静止，则受到的摩擦力不能超过最大静摩擦力，即ma＝μ(mg＋FN)，解得a＝(1＋μ)g，故选项D正确．]4．C　[当A、B之间恰好不发生相对滑动时力F最大，此时，对于A物体所受的合外力为μmg由牛顿第二定律知aA＝ eq \f(μmg,m)＝μg对于A、B整体，加速度a＝aA＝μg由牛顿第二定律得F＝3ma＝3μmg.C项正确．]5．BD　[若拉力为12 N，对A假设弹力向下，由平衡条件得T＝mg＋kx1，解得x1＝2 cm＜8 cm，而弹力向上是不可能的，会导致拉力小于12 N，故A错误；对B假设弹力向上，由平衡条件得N＋kx＝m′g，解得N＝12 N，假设成立，故B正确；对B假设弹力向下，由平衡条件得N＝kx＋m′g，解得N＝28 N，假设不成立，故C错误；对A假设弹力向上，由牛顿定律得mg－kx＝ma，解得a＝2 m/s2，假设成立，故D正确．故选BD.]6．A　[当F较小时，两物体一起做加速运动，有F＝(m1＋m2)a，即a＝ eq \f(F,m1＋m2)＝ eq \f(kt,m1＋m2)，两物体加速度相同且与时间成正比．当两物体间的摩擦力达到μm2g后两者发生相对滑动．对m2有F－f＝m2a2，在相对滑动之前f逐渐增大，相对滑动后f＝μm2g不再变化，a2＝ eq \f(F－f,m2)＝ eq \f(kt－μm2g,m2)，故其图像斜率增大；而对m1，在发生相对滑动后，有μm2g＝m1a1，故a1＝ eq \f(μm2g,m1)为定值．故A项正确．]7．AB　[在前t1时间内物体受到向右的滑动摩擦力而做匀加速直线运动，加速度不变，速度与时间的关系为v＝at，v -t图像是倾斜的直线；物体的速度与传送带相同后，不受摩擦力作用而做匀速直线运动，速度不变，加速度为0.故A、B正确，C、D错误．]8．BD　[初始阶段，物块速度小于传送带速度，相对传送带向上滑动，摩擦力与相对运动方向相反，沿斜面向下，加速度a＝g sin θ＋μg cos θ，速度—时间图像的斜率表示加速度，结合图像在0～1 s内，a＝g sin θ＋μg cos θ＝10 m/s2，物块速度等于传送带速度后，相对传递带有向下滑动的趋势，所以受到沿斜面向上的摩擦力，根据速度—时间图像可知此阶段仍是加速，即摩擦力小于重力沿斜面向下的分力，加速度a＝g sin θ－μg cos θ，1～2 s内加速度a＝g sin θ－μg cos θ＝2 m/s2，选项B对；0～1 s和1～2 s摩擦力方向不同，选项A错；根据g sin θ＋μg cos θ＝10 m/s2和g sin θ－μg cos θ＝2 m/s2可解得sin θ＝0.6，即θ＝37°，选项C错；动摩擦因数μ＝0.5，选项D对．]9．BC　[解答本题的关键在于A、B间的弹力为零时，两物体开始分离．开始时，A和B一起向上做加速运动，对A和B组成的整体有F＋kΔx－2mg＝2ma，因F＝mg，Δx逐渐减小，故加速度a变小，即在B和A分离前，它们做加速度减小的变加速运动．当A和B间的作用力为零时，B和A将要分离，此时B和A的加速度相等，对物体B有F－mg＝maB，得aB＝0，故aA＝0，对物体A有F弹2－mg＝maA，故F弹2＝mg；开始时弹力F弹1＝2mg，B和A刚分离时弹簧弹力F弹2＝mg，故弹簧的劲度系数k＝ eq \f(F弹1－F弹2,h)＝ eq \f(mg,h)，综上所述，正确的选项为B、C.]10．BC　[因为μ＜tan 37°，若v0≥1 m/s，两物块以相同的初速度和加速度沿传送带下滑，摩擦力均阻碍物块的运动，所以物块A、B同时到达传送带底端，B选项正确；若v0＜1 m/s，开始运动的一段时间内，物块A的加速度大于物块B的加速度，然后加速度相等，所以物块A先到达传送带底端，即C选项正确．]11．解析：物体刚滑上传送带时，因初速度v0＝14 m/s大于传送带的速度v＝4 m/s，则物体相对传送带向上运动，根据牛顿第二定律有：Mg sin θ＋μMg cos θ＝Ma1解得a1＝g sin θ＋μg cos θ＝10 m/s2当物体与传送带同速时，有v0－a1t1＝v得运动时间t1＝1 s此过程中物体的位移s1＝ eq \f(v0＋v,2)t1＝9 m传送带的位移s2＝vt1＝4 m当物体与传送带同速后，由于μ＝0.5