北京北京师范大学附属中学上册运动和力的关系易错题(Word版 含答案)

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A.粗糙地带与滑块间的动摩擦因数为
B.滑块匀速运动时,各段轻杆上的弹力大小相等
C.第2个小滑块完全进入粗糙地带到第3个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,8个小滑块的加速度大小为
D.第1个小滑块完全进入粗糙地带到第2个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,5和6两个小滑块之间的轻杆上的弹力大小为
【答案】D
【解析】

故D项正确;
2.沿平直公路匀速行驶的汽车上,固定着一个正四棱台,其上、下台面水平,如图为俯视示意图。在顶面上四边的中点a、b、c、d沿着各斜面方向,同时相对于正四棱台无初速释放4个相同小球。设它们到达各自棱台底边分别用时Ta、Tb、Tc、Td,到达各自棱台底边时相对于地面的机械能分别为Ea、Eb、Ec、Ed(取水平地面为零势能面,忽略斜面对小球的摩擦力)。则有( )
解得:N=80+1.8a ① f=2.4a ②
当加速度平行斜面向下,对整体,根据牛顿第二定律,有:竖直方向:-N+(m+M)g=masin37°
水平方向:f=macos37°
解得:N=80-1.8a ③ f=2.4a ④
A、如果N=50N,f=40N,则 ,符合③④式,故A正确;
B、如果N=87.2N,f=9.6N,则a=-4m/s2,符合①②两式,故B正确;
解得
选项AC错误;
B.当△x=0.3m时,物体的速度减小,加速度向上,说明物体处于超重状态,选项B错误;
D.图中的斜率表示加速度,则由图可知,从接触弹簧到压缩至最短的过程中,小球的加速度先减小后增大,选项D正确。
故选D。
4.一足够长的木板B静置于光滑水平面上,如图甲所示,其上放置小滑块A,木板B受到随时间t变化的水平拉力F作用,木板加速度a随力F变化的a﹣F图象如图乙所示,g取10m/s2,下判定错误的是
A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】
零时刻用一水平恒力向右拉木板,使滑块与木板发生相对运动,滑块m1和木板m2均做匀加速直线运动,对滑块m1
加速度为
撤去外力后,木板m2做匀减速直线运动,此时滑块m1的速度小于m2,所以滑块m1继续做匀加速运动,当而者速度相等时:
AB.如果 ,滑块m1和木板m2将保持相对静止,在地面摩擦力作用下一起做匀减速运动。由牛顿第二定律
C.对物块 ,划痕的长度等于 的位移减去传送带的位移,由牛顿第二定律得
解得
由运动学公式得
解得
传送带运动位移
对传送带的划痕长度为
对物块 ,划痕长度等于 的位移加上传送带的位移,同理得出 对传送带的划痕长度为
物块 、 在传送带上的划痕长度不相同,C正确。
故选AC。
10.如图所示,足够长的传送带与水平面夹角为θ,在传送带上某位置轻轻放置一小木块,小木块与传送带间动摩擦因素为μ,小木块速度随时间变化关系如图所示,v0、t0已知,则( )
D.传送带对物块A无摩擦力作用
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】
ABD.两个小物块 和 从传送带顶端都以 的初速度沿传送带下滑,因为
所以传送带对两小物块的滑动摩擦力分别沿传送带向上,大小相等,那么两小物块沿传送带向下的加速度大小相等,滑到传送带底端时的位移大小相等,因此物块 、 同时到达传送带底端,A正确,B错误,D错误;
故选BD。
9.三角形传送带以1m/s的速度逆时针匀速转动,两边的传送带长都是2m且与水平方向的夹角均为37°。现有两个小物块A、B从传送带顶端都以1m/s的初速度沿传送带下滑,物块与传送带间的动摩擦因数都是0.5,下列说法正确的是( )
A.物块A、B同时到达传送带底端
B.物块A先到达传送带底端
C.物块A、B在传送带上的划痕长度不相同
解得
仅增大θ(θ<90°),则有球形物体的重力沿杆的分力大于杆对球形物体的摩擦力,小球被释放后沿杆加速下滑,选项A错误,B正确;
CD.当挂上一质量为m的物体时,以两物体整体为研究对象,沿杆向下的重力分力为
当挂上一质量为m的物体时,球形物体所受的摩擦力即沿杆向上的力,大小为
摩擦力增大,分析可知 ,因此球形物体仍沿细杆匀速下滑。所以挂钩对物体的拉力等于物体的重力。选项C错误,D正确。
C、如果N=72.8N,f=0N,不可能同时满足①②或③④式,故C错误;
D、如果N=77N,f=4N,则 ,满足③④式,故D正确;
故选ABD.
7.如图所示,滑块 放置在足够长的木板 的右端,木板置于水平地面上,滑块与板间动摩擦因数为 ,木板与地面间动摩擦因数为 ,原来均静止。零时刻用一水平恒力向右拉木板,使滑块与木板发生相对运动,某时刻撤去该力。滑动摩擦力等于最大静摩擦力,则从零时刻起,二者的速度一时间图象可能为()
A.传送带一定逆时针转动B.
C.传送带的速度大于v0D.t0后滑块的加速度为2gsinθ-
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
A.若传送带顺时针转动,当滑块沿传送带下滑时,若mgsinθ>μmgcosθ,滑块将一直加速运动;当滑块沿传送带上滑时,若mgsinθ<μmgcosθ,滑块将先加速到与传送带速度相等时匀速运动。两种情况的速度图像均不符合题给速度图像,所以传送带一定逆时针转动,选项A正确。
一、第四章运动和力的关系易错题培优(难)
1.如图所示,水平面上O点的左侧光滑,O点的右侧粗糙。有8个质量均为m的完全相同的小滑块(可视为质点),用轻质的细杆相连,相邻小滑块间的距离为L,滑块1恰好位于O点左侧,滑块2、3……依次沿直线水平向左排开。现将水平恒力F作用于滑块1上。经观察发现,在第3个小滑块完全进入粗糙地带后到第4个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,小滑块做匀速直线运动,已知重力加速度为g,则下列判断中正确的是( )。
B.物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.75
【详解】
A.将匀速运动的8个小滑块作为一个整体,有

解得

故A项错误;
B.当滑块匀速运动时,处在光滑地带上的滑块间的轻杆上的弹力都为零,处在粗糙地带上的滑块间的轻杆上的弹力不为零,且各不相同,故B项错误;
C.对8个滑块,有

代入 ,解得

故C项错误;
D.对8个滑块,有

解得
再以6、7、8三个小滑块作为整体,由牛顿第二定律有
判断a、b、c、d的机械能的变化,只需比较弹力做功的情况即可,根据弹力方向与位移方向的夹角可知,由于b、d弹力不做功,机械能不变;a弹力做正功,机械能增加;c弹力做负功,机械能减小。故有
结合上面二个关系式,故A正确。
故选A。
【点睛】
本题要注意正确选择参考平面,机械能的变化看除重力之外的其它力做功的情况即可。其它力做正功,机械能增加;其它力做负功,机械能减小,其它力不做功,机械能守恒。
mgsinθ-μmgcosθ=ma2
代入数值得
选项D正确。
11.如图甲所示,为测定物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角θ的关系,将某一物体每次以不变的初速率沿足够长的斜面向上推出,调节斜面与水平方向的夹角θ,实验测得x与斜面倾角θ的关系如图乙所示,g取10m/s2,根据图象可求出()
A.物体的初速率v0=3m/s
A.B对A的支持力可能为0.85mg
B.弹簧的最大形变量为
C.力F对B的作用力可能为0.9mg
D.力F对B的作用力最小值为0.65mg
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】
AB.设物块和托盘间的压力为零时弹簧的伸长量为xm,以A为研究对象,根据牛顿第二定律得
解得
在此之前,以A为研究对象,根据牛顿第二定律得
由图示图象可知,图线的斜率
解得,木板B的质量M=1kg,滑块A的质量为m=3kg.故A正确,不符合题意;C错误,符合题意.
B.根据F大于8N的图线知,F=6N时,a=0m/s2,由
可知:
解得
μ=0.2
由图示图象可知,当F=10N时,滑块与木板相对滑动,B的加速度为
故B正确,不符合题意;
D.当F=10N时,A、B相对滑动,木块A的加速度
A.N=50N,f=40NB.N=87.2N,f=9.6N
C.N=72.8N,f=0ND.N=77N,f=4N
【答案】ABD
【解析】
【分析】
【详解】
设滑块的加速度大小为a,当加速度方向平行斜面向上时,对Mm的整体,根据牛顿第二定律,有:竖直方向:N-(m+M)g=masin37°
水平方向:f=macos37°
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】A
【解析】
【分析】
由题意可知,根据相对运动规律可以确定小球的运动状态,根据功的计算式,通过判断力和位移的夹角可判断弹力做功的情况,从而确定落地时的动能。
【详解】
根据“沿平直公路匀速行驶的汽车上,固定着一个正四棱台”,因为棱台的运动是匀速运动,可以选棱台作为参考系,则a、b、c、d的加速度大小相等,故有
A.木板B的质量为1kg
B.当F=10N时木板B加速度为4m/s2
C.滑块A的质量为4kg
D.当F=10N时滑块A的加速度为2m/s2
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
AC.当F等于8N时,加速度为a=2m/s2,对整体分析,由牛顿第二定律有
F=(M+m)a,
代入数据解得
M+m=4kg
当F大于8N时,对B由牛顿第二定律得:
加速度变为
即滑块的加速度变小,故A正确,B错误。
CD.如果 ,两物体将发生相对滑动,由牛顿第二定律,此时滑块m1的加速度大小是 ,即滑块的加速度大小不变,故D正确,C错误。
故选AD。
8.如图所示,一质量为M、带有挂钩的小球套在倾角为θ的细杆上,恰能沿杆匀速下滑,小球所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力.若在小球下滑过程中在挂钩上加挂质量为m的物体或改变倾角θ,则下列说法正确的是( )
故D正确,不符合题意.
故选C.
【点睛】
本题考查牛顿第二定律与图象的综合,知道滑块和木板在不同拉力作用下的运动规律是解决本题的关键,掌握处理图象问题的一般方法,通常通过图线的斜率和截距入手分析.
5.如图所示,一劲度系数为k的轻质弹簧,上端固定,下端连着一质量为m的物块A,A放在托盘B上,B的质量也为m。初始时在竖直向上的力F作用下系统静止,弹簧处于自然长度。现改变竖直向上的力F的大小,使A匀加速下降。已知重力加速度为g,A的加速度为a=0.25g,空气阻力不计,弹簧始终在弹性限度内,则在A匀加速下降的过程中,以下说法正确的是( )
3.如图甲所示,轻弹簧竖直固定在水平面上,一质量为m=0.2kg的小球从弹簧上端某高度处自由下落,从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中(弹簧始终在弹性限度内),其速度v和弹簧压缩量∆x的函数图象如图乙所示,其中A为曲线的最高点,小球和弹簧接触瞬间的机械能损失不计,取重力加速度g=10m/s2,则下列说法中正确的是( )
A.仅增大θ(θ<90°)时,小球被释放后仍能沿杆匀速下滑
B.仅增大θ(θ<90°)时,小球被释放后将沿杆加速下滑
C.θ不变,仅在挂钩上加挂物体时,小球被释放后将沿杆加速下滑
D.θ不变,仅在挂钩上加挂物体时,挂钩对物体的拉力等于物体的重力
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】
AB.当球形物体沿细杆匀速下滑时,由力的平衡条件可知
可得
所以B对A的支持力不可能为0.85mg,选项A错误,B正确;
CD.以AB整体为研究对象,根据牛顿第二定律得
可得
力F对B的作用力范围为
选项C正确,D错误。
故选BC。
6.如图所示,斜面体ABC放在水平桌面上,其倾角为37Hale Waihona Puke Baidu,其质量为M=5kg.现将一质量为m=3kg的小物块放在斜面上,并给予其一定的初速度让其沿斜面向上或者向下滑动.已知斜面体ABC并没有发生运动,重力加速度为10m/s2,sin37º=0.6.则关于斜面体ABC受到地面的支持力N及摩擦力f的大小,下面给出的结果可能的有( )
A.该弹簧的劲度系数为15N/m
B.当∆x=0.3m时,小球处于失重状态
C.小球刚接触弹簧时速度最大
D.从接触弹簧到压缩至最短的过程中,小球的加速度先减小后增大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
AC.由小球的速度图象知,开始小球的速度增大,说明小球的重力大于弹簧对它的弹力,当△x为0.1m时,小球的速度最大,然后减小,说明当△x为0.1m时,小球的重力等于弹簧对它的弹力。则有
B.传送带逆时针转动,滑块在0~t0时间内,加速度较大,说明滑动摩擦力沿传送带向下,有
mgsinθ+μmgcosθ=ma1
由速度图像可知
联立解得
选项B错误;
C.当滑块速度增大到等于传送带速度时,滑块受到的摩擦力方向变成沿传送带向上,故传送带速度为v0,选项C错误;
D.当滑块速度增大到等于传送带速度时,滑块受到的摩擦力方向变成沿传送带向上,有
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