2022版高考物理一輪復(fù)習(xí)專題練習(xí)3動力學(xué)中的三類典型問題含解析

1、專題突破練習(xí)(三)(時間：40分鐘)1(2020江蘇高考)中歐班列在歐亞大陸開辟了“生命之路”，為國際抗疫貢獻(xiàn)了中國力量。某運送防疫物資的班列由40節(jié)質(zhì)量相等的車廂組成，在車頭牽引下，列車沿平直軌道勻加速行駛時，第2節(jié)對第3節(jié)車廂的牽引力為f。若每節(jié)車廂所受摩擦力、空氣阻力均相等，則倒數(shù)第3節(jié)對倒數(shù)第2節(jié)車廂的牽引力為()af b c dc根據(jù)題意可知第2節(jié)車廂對第3節(jié)車廂的牽引力為f，因為每節(jié)車廂質(zhì)量相等，阻力相同，故第2節(jié)對第3節(jié)車廂根據(jù)牛頓第二定律有f38f38ma，設(shè)倒數(shù)第3節(jié)車廂對倒數(shù)第2節(jié)車廂的牽引力為f1，則根據(jù)牛頓第二定律有f12f2ma，聯(lián)立解得f1。故選c。2.如圖所示，質(zhì)

2、量為m2的物塊b放在光滑的水平桌面上，其上放置質(zhì)量為m1的物塊a，用通過光滑的定滑輪的細(xì)線將a與質(zhì)量為m的物塊c連接，釋放c，a和b一起以加速度大小a從靜止開始運動，已知a、b間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度大小為g，則細(xì)線中的拉力大小為()amg bm(ga)c(m1m2)a dm1am1gc以c為研究對象，有mgtma，解得tmgma，故a、b錯誤；以a、b整體為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律可知t(m1m2)a，故c正確；a、b間為靜摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律，對b可知fm2am1g，故d錯誤。3(啟光卓越聯(lián)盟廣東省2021屆高三年級11月調(diào)研)新能源汽車已經(jīng)成為未來汽車發(fā)展的趨勢，2019年廣州

3、車展期間中國車企推出一款國產(chǎn)新能源汽車。試車員某次在水平路面上測試該車性能過程中，車上速度傳感器擬合出的速度隨時間變化圖象如圖所示，下列說法正確的是()a02.5 s內(nèi)汽車座椅對試車員的作用力不變b02.5 s內(nèi)汽車位移大小為31.25 mc02.5 s內(nèi)汽車的平均速度大于12.5 m/sdt2.5 s時，汽車加速度大小為10 m/s2c02.5 s時間內(nèi)，新能源汽車的加速度逐漸減小，由牛頓第二定律，汽車座椅對試車員的作用力逐漸減小，a錯誤，汽車位移大于31.25 m，平均速度大于12.5 m/s，b錯誤，c正確，t2.5 s時，汽車加速度小于10 m/s2，d錯誤。4.(多選)(2020江蘇

4、常州田家炳中學(xué)調(diào)研)如圖所示，小車上固定一水平橫桿，橫桿左端的固定斜桿與豎直方向成角，斜桿下端固定一質(zhì)量為m的小球；橫桿右端用一根細(xì)線懸掛相同的小球。當(dāng)小車沿水平面做勻加速直線運動時，細(xì)線與豎直方向間的夾角()保持不變。設(shè)斜桿、細(xì)線對小球的作用力分別為f1、f2，下列說法正確的是()af1、f2一定不相同bf1、f2一定相同c小車加速度大小為gtan d小車加速度大小為gtan bd以右邊的小球為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律，設(shè)其質(zhì)量為m，有mgtan ma，得agtan ；以左邊的小球為研究對象，設(shè)其加速度為a，斜桿對小球的彈力方向與豎直方向夾角為，由牛頓第二定律得mgtan ma；因為aa，

5、得，則斜桿對小球的彈力方向與細(xì)線平行，即f1、f2方向相同，大小相等，故a錯誤，b正確；小車的加速度大小為agtan ，方向向右，故d正確，c錯誤。5.如圖所示，水平地面上有一車廂，車廂內(nèi)固定的平臺通過相同的彈簧把相同的物塊a、b壓在豎直側(cè)壁和水平的頂板上。已知a、b與接觸面間的動摩擦因數(shù)均為，車廂靜止時，兩彈簧長度相同，a恰好不下滑，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g?，F(xiàn)使車廂沿水平方向加速運動，為保證a、b仍相對車廂靜止，則車廂()a速度可能向左，加速度可大于(1)gb加速度一定向右，不能超過(1)gc加速度一定向左，不能超過gd加速度一定向左，不能超過(1)gb開始時a恰好不下滑

6、，對a受力分析如圖所示，有ffamgfnaf彈，解得f彈，此時彈簧處于壓縮狀態(tài)。當(dāng)車廂沿水平方向做加速運動時，為了保證a不下滑，側(cè)壁對a的支持力必須大于等于，根據(jù)牛頓第二定律可知加速度方向一定向右。對b受力分析如圖所示，有ffbmfnb(f彈mg)ma，解得a(1)g，故選項b正確，a、c、d錯誤。6.(多選)如圖所示，質(zhì)量分別為m1、m2的a、b兩個物體放在斜面上，中間用一個輕桿相連，a、b與斜面間的動摩擦因數(shù)分別為1、2，它們在斜面上加速下滑。關(guān)于桿的受力情況，下列分析正確的是 ()a若12，m1m2，則桿受到壓力b若1m2，則桿受到拉力c若12，m1m2，則桿受到壓力d若12，m1m2，

7、則桿無作用力bd設(shè)斜面傾角為，a、b一起沿斜面下滑，以a、b及桿整體為研究對象，由牛頓第二定律得m1gsin m2gsin 1m1gcos 2m2gcos (m1m2)a，假設(shè)a對桿的作用力為拉力，大小為f，則桿對a的作用力為拉力，其大小ff，以a為研究對象，則m1gsin f1m1gcos m1a，聯(lián)立可得f，若12，m1m2，則ff0，即桿不受力，a項錯誤；若1m2，則ff0，即桿受到拉力，b項正確；若12，m10，即桿受到拉力，c項錯誤；若12，m1m2，則ff0，即桿不受力，d項正確。7.(2020湖北荊州部分重點中學(xué)聯(lián)考)質(zhì)量為4 kg的雪橇在傾角37的斜坡上向下滑，雪橇所受的空氣阻

8、力與其速度大小成正比，但阻力系數(shù)未知?，F(xiàn)測得雪橇運動的vt圖象如圖所示，且ab是曲線最左端那一點的切線，sin 370.6。(1)雪橇開始時做什么運動？最后做什么運動？(2)當(dāng)v05 m/s和v110 m/s時，雪橇的加速度大小各是多少？(3)空氣阻力系數(shù)k及雪橇與斜坡間的動摩擦因數(shù)各是多少？解析(1)由圖可知，雪橇開始時做加速度減小的加速直線運動，最后做勻速直線運動。(2)根據(jù)vt圖線的切線斜率表示加速度可知，當(dāng)v05 m/s時，加速度大小a0 m/s22.5 m/s2，當(dāng)v110 m/s時，加速度為零。(3)從t0時刻開始做加速運動，此時對雪橇受力分析有mgsin kv0mgcos ma0

9、，勻速運動時，對雪橇受力分析有mgsin kv1mgcos ，聯(lián)立各式并代入數(shù)據(jù)可得k2 kg/s，雪橇與斜坡間的動摩擦因數(shù)0.125。答案(1)開始時做加速度減小的加速直線運動，最后做勻速直線運動(2)2.5 m/s20(3)2 kg/s0.1258如圖所示，兩傾斜的平行桿上分別套著兩個相同的圓環(huán)a、b，兩環(huán)上用輕繩懸吊著相同的小球c、d。當(dāng)環(huán)a、b都沿桿向下滑動且與對應(yīng)的小球保持相對靜止時，a、c間輕繩與桿垂直，b、d間輕繩沿豎直方向，下列說法正確的是()aa環(huán)與桿之間有摩擦力bd球處于失重狀態(tài)c桿對a、b環(huán)的彈力大小相等d輕繩對c、d球的彈力大小可能相等c設(shè)桿的傾角為，小球的質(zhì)量為m，圓

10、環(huán)的質(zhì)量為m。對c球受力分析如圖所示，c球在ac方向上受力平衡，與ac垂直的方向上，由牛頓第二定律有mgsin ma，得agsin ，因a環(huán)和c球相對靜止，故a環(huán)的加速度也為gsin ，對a環(huán)有mgsin fma，得fmamgsin 0，即桿對a環(huán)的摩擦力為零，選項a錯誤；d球只受豎直向下的重力和豎直向上的拉力，說明d球處于平衡狀態(tài)，不是失重狀態(tài)，選項b錯誤；b環(huán)和d球相對靜止，故b環(huán)也做勻速直線運動，則對b環(huán)和d球整體，桿對b環(huán)的彈力nb(mm)gcos ，對a環(huán)和c球整體，桿對a環(huán)的彈力na(mm)gcos nb，選項c正確；輕繩對c球的拉力tcmgcos ，輕繩對d球的拉力tdmgtc，

11、選項d錯誤。9(多選)(啟光卓越聯(lián)盟廣東省2021屆高三年級11月調(diào)研)一小物塊從傾角為37的固定斜面頂端以初速度v0滑下，在時間t內(nèi)下滑的位移為x，其t圖象如圖乙所示，已知重力加速度g10 m/s2，sin 370.6，則()甲乙av02 m/sbv04 m/sc物塊與斜面間動摩擦因數(shù)為0.5d物塊與斜面間動摩擦因數(shù)為0.625ac由勻變速直線運動位移公式xv0tat2可得v0at。由此可知，v02 m/s，a2 m/s2，a選項正確；mgsin 37mgcos 37ma，解得0.5，c選項正確。10(2020浙江高考)如圖1所示，有一質(zhì)量m200 kg的物件在電機的牽引下從地面豎直向上經(jīng)加

12、速、勻速、勻減速至指定位置。當(dāng)加速運動到總位移的時開始計時，測得電機的牽引力隨時間變化的ft圖線如圖2所示，t34 s末速度減為0時恰好到達(dá)指定位置。若不計繩索的質(zhì)量和空氣阻力，求物件：(1)做勻減速運動的加速度大小和方向；(2)勻速運動的速度大小；(3)總位移的大小。圖1圖2解析(1)由圖2可知026 s內(nèi)物體勻速運動，26 s34 s物體減速運動，在減速運動過程根據(jù)牛頓第二定律有mgftma根據(jù)圖2得此時ft1 975 n，則有ag0.125 m/s2方向豎直向下。(2)結(jié)合圖2根據(jù)運動學(xué)公式有vat20.125(3426) m/s1 m/s。(3)根據(jù)圖象可知勻速上升的位移h1vt112

13、6 m26 m勻減速上升的位移h2t28 m4 m勻加速上升的位移為總位移的，則勻速上升和減速上升的位移為總位移的，則有h1h2h所以總位移為h40 m。答案(1)0.125 m/s2，豎直向下(2)1 m/s(3)40 m11.如圖所示，靜止在光滑水平面上的斜面體，質(zhì)量為m，傾角為。其斜面上有一靜止的滑塊，質(zhì)量為m，兩者之間的動摩擦因數(shù)為，滑塊受到的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g?，F(xiàn)給斜面體施加水平向右的力f使斜面體加速運動。(1)若要使滑塊與斜面體一起加速運動，求力f的最大值；(2)若要使滑塊做自由落體運動，求力f的最小值。解析(1)當(dāng)滑塊與斜面體一起向右加速運動時，力f越大，

14、加速度越大，當(dāng)f最大時，斜面體對滑塊的靜摩擦力達(dá)到最大值ffm，隔離滑塊作受力分析如圖所示。設(shè)滑塊與斜面體一起加速運動的最大加速度為a，fncos ffmsin mgffmcos fnsin ma由題意知ffmfn聯(lián)立解得ag對整體受力分析f(mm)a聯(lián)立解得f。(2)要使滑塊做自由落體運動，滑塊與斜面體之間沒有力的作用，滑塊的加速度為g，設(shè)此時斜面體的加速度為am，則對斜面體：fmam當(dāng)水平向右的力f最小時，二者沒有相互作用但仍接觸，則有tan ，即tan 聯(lián)立解得f。答案(1)(2)12.(2020湖北名師聯(lián)盟月考)2020年5月隨著“疫情”管控的放開，許多餐廳生意火爆，為能服務(wù)更多的顧客

15、，服務(wù)員需要用最短的時間將菜肴送至顧客處(設(shè)菜品送到顧客處速度恰好為零)。某次服務(wù)員用單手托托盤方式(如圖)給12 m遠(yuǎn)處的顧客上菜，要求全程托盤水平。托盤和手、碗之間的動摩擦因數(shù)分別為10.2、20.15，服務(wù)員上菜的最大速度為3 m/s。假設(shè)服務(wù)員加速、減速運動過程中是勻變速直線運動，且可認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度g取10 m/s2。求：(1)服務(wù)員運動的最大加速度；(2)服務(wù)員上菜所用的最短時間。解析(1)設(shè)碗的質(zhì)量為m，托盤的質(zhì)量為m，服務(wù)員以最大加速度運動時，碗、托盤、手保持相對靜止，對碗受力分析如圖甲所示，由牛頓第二定律得ff1ma1，碗與托盤間相對靜止，則ff1ff1max2mg，甲乙解得a12g1.5 m/s2，對碗和托盤整體，受力分析如圖乙所示，由牛頓第二定律得ff2(mm)a2，手和托盤相對靜止，則ff2ff2