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【与名师对话】2022年高考物理总复习 课时配套作业12 新人教版必修1
【与名师对话】2022年高考物理总复习 课时配套作业12 新人教版必修1
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课时作业(十二) 1.如右图所示,在光滑水平地面上,水平外力F拉动小车和木块一起做无相对滑动的加速运动.小车质量为M,木块质量为m,加速度大小为a,木块和小车之间的动摩擦因数为μ,则在这个过程中,木块受到的摩擦力大小是( )A.μmgB.C.μ(M+m)gD.ma[解析] m与M无相对滑动,故a相同.对m、M整体F=(M+m)·a,故a=m与整体加速度相同也为a,对m:Ff=ma,即Ff=,又由牛顿第二定律隔离m,Ff=ma,故B、D正确.[答案]BD2.如右图所示,小车质量为M,小球P的质量为m,绳质量不计.水平地面光滑,要使小球P随车一起匀加速运动(相对位置如右图所示),则施于小车的水平作用力F是(θ已知)( )A.mgtanθB.(M+m)gtanθC.(M+m)gcotθD.(M+m)gsinθ7\n[解析] 小球与小车共同沿水平方向做匀加速运动,对小球受力分析如图.由牛顿第二定律得mgtanθ=ma,故a=gtanθ.对球和车整体,由牛顿第二定律得F=(M+m)a,即F=(M+m)gtanθ.[答案]B3.放在粗糙水平面上的物块A、B用轻质弹簧测力计相连,如下图所示,物块与水平面间的动摩擦因数均为μ,今对物块A施加一水平向左的恒力F,使A、B一起向左匀加速运动,设A、B的质量分别为m、M,则弹簧测力计的示数为( )A.B.C.MD.M[解析] 先以A、B整体为研究对象,它们受到竖直向下的重力(M+m)g,竖直向上的支持力FN=(M+m)g,水平方向向左的拉力F,水平方向向右的摩擦力f=μFN=μ(M+m)g.由牛顿第二定律得到:F-f=F-μ(M+m)g=(M+m)a①,再以B为研究对象,其受力为竖直向下的重力Mg,竖直向上的支持力FN′=Mg,水平方向向左的弹簧拉力F′,水平方向向右的摩擦力f′=μFN′=μMg.由牛顿第二定律得到:F′-f′=F′-μMg=Ma,a=-μg②,将②代入①整理得:F′=,所以选项B正确.[答案]B4.直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子,如右图所示.设投放初速度为零,箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比,且运动过程中箱子始终保持图示姿态.在箱子下落过程中,下列说法正确的是( )A.箱内物体对箱子底部始终没有压力B.箱子刚从飞机上投下时,箱内物体受到的支持力最大C.箱子接近地面时,箱内物体受到的支持力比刚投下时大D.若下落距离足够长,箱内物体有可能不受底部支持力而“飘起来”[解析] 以整体为研究对象,根据牛顿第二定律:(M+m)g-kv2=(M+m)a①设箱内物体受到的支持力为FN,以箱内物体为研究对象,有mg-FN=ma②7\n由①②两式得FN=.通过此式可知,随着下落速度的增大,箱内物体受到的支持力逐渐增大,所以A、B、D选项错误,C选项正确.[答案]C5.(2022·长沙模拟)如右图所示,不计绳的质量以及绳与滑轮的摩擦,物体A的质量为M,水平面光滑.当在绳的B端挂一质量为m的物体时,物体A的加速度为a1,当在绳的B端施以F=mg的竖直向下的拉力作用时,A的加速度为a2,则a1与a2的大小关系是( )A.a1=a2B.a1>a2C.a1<a2D.无法确定[解析] 当在绳的B端挂一质量为m的物体时,将它们看成系统,由牛顿第二定律:mg=(m+M)a1,故a1=.而当在绳的B端施以F=mg的竖直向下的拉力作用时,mg=Ma2,a2=,a1<a2.C正确.[答案]C6.如右图所示,质量为M的长平板车放在光滑的倾角为α的斜面上,车上站着一质量为m的人,若要平板车静止在斜面上,车上的人必须( )A.匀速向下奔跑B.以加速度a=gsinα向下加速奔跑C.以加速度a=(1+)gsinα向下加速奔跑D.以加速度a=(1+)gsinα向上加速奔跑[解析] 以车为研究对象,在平行于斜面方向和垂直于斜面方向建立坐标系,如图(甲)所示.因为车静止不动,即两个方向上合力都为零,x轴方向:Ff-Mgsinα7\n=0,所以摩擦力(人对车)沿斜面向上,大小等于Mgsinα,故人受车的作用力沿斜面向下.以人为研究对象受力分析如图(乙)所示.则有Ff′+mgsinα=ma,Ff=Ff′所以a=(1+)gsinα,方向沿斜面向下,故C正确.[答案]C7.一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动,小球通过细绳与车顶相连.小球某时刻正处于如右图所示状态.设斜面对小球的支持力为FN,细绳对小球的拉力为FT,关于此时刻小球的受力情况,下列说法正确的是( )A.若小车向左运动,FN可能为零B.若小车向左运动,FT可能为零C.若小车向右运动,FN不可能为零D.若小车向右运动,FT不可能为零[解析] 小球相对于斜面静止时,与小车具有共同加速度,如图(甲)、(乙)所示,向左的加速度最大则FT=0,向右的加速度最大则FN=0,根据牛顿第二定律,合力与加速度方向相同沿水平方向,但速度方向与力的方向没有直接关系,所以AB正确.[答案]AB8.如右图所示,长为L=2m、质量为M=8kg的木板,放在水平地面上,木板向右运动的速度v0=6m/s时,在木板前端轻放一个大小不计,质量为m=2kg的小物块.木板与地面、物块与木板间的动摩擦因数均为μ=0.2,g=10m/s2.求:(1)物块及木板的加速度大小.7\n(2)物块滑离木板时的速度大小.[解析] (1)物块的加速度am=μg=2m/s2对木板有:μmg+μ(M+m)g=MaM解得aM=3m/s2.(2)设物块经时间t从木板滑离,则L=v0t-aMt2-amt2解得t1=0.4s或t2=2s(舍去)滑离木板时物块的速度:v=amt1=0.8m/s.[答案](1)2m/s2;3m/s2 (2)0.8m/s9.(2022·广西调研)倾角为30°的长斜坡上有C,O,B三点,CO=OB=10m,在O点竖直固定一长10m的直杆AO.A端与C点、坡底B点间各连有一光滑的钢绳,且各穿有一钢球(视为质点),将两球从A点由静止开始、同时分别沿两钢绳滑到钢绳末端,如右图所示,则小球在钢绳上滑行的时间tAC和tAB分别为(取g=10m/s2)( )A.2s和2sB.s和2sC.s和4sD.4s和s[解析] 设CO长为l,则BO=AO=CO=l,小球在钢绳AC上滑行,加速度aAC=gsin30°,位移sAC=l,由sAC=aACt,则tAC=2s;小球在钢绳AB上滑行,加速度aAB=gsin60°,位移sAB=l,则tAB=2s.[答案]A10.(2022·宿州模拟)如右图所示,竖直放置在水平面上的轻质弹簧上叠放着两物块A,B,它们的质量均为2kg,它们处于静止状态,若突然将一个大小为10N,方向竖直向下的力施加在物块A上,则此瞬间,A对B的压力大小为(g=10m/s2)( )A.10N B.20N 7\nC.25N D.30N[解析] 对AB整体分析,当它们处于静止状态时,弹簧的弹力等于整体AB的重力,当施加力F的瞬间,弹簧弹力在瞬间不变,故A,B所受合力为10N,则a=F合/(2m)=2.5m/s2,后隔离A物块受力分析,得F+mg-FN=ma,解得FN=25N,所以A对B的压力大小也等于25N.[答案]C11.(2022·黄冈联考)如图甲所示,质量m=2kg的物体在水平面上向右做直线运动.过a点时给物体一个水平向左的恒力F并开始计时,选水平向右为速度的正方向,通过速度传感器测出物体的瞬时速度,所得v-t图象如图乙所示.取重力加速度为g=10m/s2.求:(1)力F的大小和物体与水平面间的动摩擦因数μ;(2)10s末物体离a点的距离.[解析] (1)设物体向右做匀减速直线运动的加速度为a1,则由v-t图象得a1=2m/s2①根据牛顿第二定律,有F+μmg=ma1②设物体向左做匀加速直线运动的加速度为a2,则由v-t图象得a2=1m/s2③根据牛顿第二定律,有F-μmg=ma2④联立①②③④解得:F=3N μ=0.05(2)设10s末物体离a点的距离为d,d应为v-t图象与横轴所围的面积,则d=-=-2(m)负号表示物体在a点左侧[答案](1)F=3N μ=0.05 (2)-2(m)12.一弹簧一端固定在倾角为37°的光滑斜面的底端,另一端拴住质量为m1=4kg的物块P,Q为一重物,已知Q的质量为m2=8kg,弹簧的质量不计,劲度系数k=6007\nN/m,系统处于静止,如右图所示.现给Q施加一个方向沿斜面向上的力F,使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动,已知在前0.2s时间内,F为变力,0.2s以后,F为恒力,求:力F的最大值与最小值.(sin37°=0.6,g=10m/s2)[解析] 从受力角度看,两物体分离的条件是两物体间的正压力为0.从运动学角度看,一起运动的两物体恰好分离时,两物体在沿斜面方向上的加速度和速度仍相等.设刚开始时弹簧压缩量为x0则(m1+m2)gsinθ=kx0① 因为在前0.2s时间内,F为变力,0.2s以后,F为恒力,所以在0.2s时,P对Q的作用力为0,由牛顿第二定律知kx1-m1gsinθ=m1a② 前0.2s时间内P、Q向上运动的距离为x0-x1=at2③ ①②③式联立解得a=3m/s2当P、Q开始运动时拉力最小,此时有Fmin=(m1+m2)a=36N当P、Q分离时拉力最大,此时有Fmax=m2(a+gsinθ)=72N.[答案]最大值72N,最小值36N7
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高考 - 二轮专题
发布时间:2022-08-25 14:59:46
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