2024-2025學(xué)年新教材高中物理課時(shí)檢測20習(xí)題課三動(dòng)力學(xué)中的常見題型一含解析粵教版必修第一冊

PAGEPAGE7動(dòng)力學(xué)中的常見題型（一）1.如圖所示，質(zhì)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a從靜止起先運(yùn)動(dòng)。已知A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度大小為g。細(xì)線中的拉力大小為()A．Mg B．M(g＋a)C．(m1＋m2)a D.m1a＋μm1g解析：選C以C為探討對(duì)象，有Mg－T＝Ma，解得T＝Mg－Ma，故A、B錯(cuò)誤；以A、B整體為探討對(duì)象，依據(jù)牛頓其次定律可知T＝(m1＋m2)a，故C正確；A、B間為靜摩擦力，故D錯(cuò)誤。2.(多選)如圖所示，質(zhì)量分別為mA、mB的A、B兩物塊用輕線連接，放在傾角為θ的斜面上，用始終平行于斜面對(duì)上的拉力F拉A，使它們沿斜面勻加速上升，A、B與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ。為了增加輕線上的張力，可行的方法是()A．減小A物塊的質(zhì)量B．增大B物塊的質(zhì)量C．增大傾角θD．增大動(dòng)摩擦因數(shù)μ解析：選AB對(duì)A、B整體應(yīng)用牛頓其次定律得F－(mA＋mB)gsinθ－μ(mA＋mB)gcosθ＝(mA＋mB)a，隔離物塊B，應(yīng)用牛頓其次定律得，T－mBgsinθ－μmBgcosθ＝mBa。以上兩式聯(lián)立可解得：T＝eq\f(mBF,mA＋mB)，由此可知，T的大小與θ、μ無關(guān)，mB越大，mA越小，T越大，故A、B均正確。3.質(zhì)量為2kg的物體在水平推力F的作用下沿水平面做直線運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后撤去F，其運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖所示。則物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ和水平推力F的大小分別為(g取10m/s2)()A．0.26N B.0.16NC．0.28N D.0.18N解析：選A由題圖知a1＝1m/s2，a2＝－2m/s2，由F－μmg＝ma1，－μmg＝ma2，解得μ＝0.2，F(xiàn)＝6N，選項(xiàng)A正確。4．如圖甲所示，物體原來靜止在水平面上，用一水平力F拉物體，在F從0起先漸漸增大的過程中，物體先靜止后又做變加速運(yùn)動(dòng)，其加速度隨外力F改變的圖像如圖乙所示，依據(jù)圖乙中所標(biāo)出的數(shù)據(jù)可計(jì)算出(g取10m/s2)()A．物體的質(zhì)量為1kgB．物體的質(zhì)量為2kgC．物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2D．物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5解析：選B由題圖乙可知F1＝7N時(shí)，a1＝0.5m/s2，F(xiàn)2＝14N時(shí)，a2＝4m/s2，由牛頓其次定律得：F1－μmg＝ma1，F(xiàn)2－μmg＝ma2，解得m＝2kg，μ＝0.3，故選項(xiàng)B正確。5.如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量相同的物體A和B緊靠在一起，放在光滑的水平面上，假如它們分別受到水平推力F1和F2，而且F1>F2，則A施于B的作用力大小為()A．F1 B.F2C.eq\f(F1＋F2,2) D.eq\f(F1－F2,2)解析：選C選取A和B整體為探討對(duì)象，共同加速度a＝eq\f(F1－F2,2m)。再選取物體B為探討對(duì)象，受力分析如圖所示，依據(jù)牛頓其次定律得FN－F2＝ma，得FN＝F2＋ma＝F2＋meq\f(F1－F2,2m)＝eq\f(F1＋F2,2)。故C正確。6.如圖所示，粗糙水平面上放置B、C兩物體，A疊放在C上，A、B、C的質(zhì)量分別為m、2m和3m，物體B、C與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，其間用一不行伸長的輕繩相連，輕繩能承受的最大拉力為T?，F(xiàn)用水平拉力F拉物體B，使三個(gè)物體以同一加速度向右運(yùn)動(dòng)，則()A．此過程中物體C受五個(gè)力作用B．當(dāng)F漸漸增大到T時(shí)，輕繩剛好被拉斷C．當(dāng)F漸漸增大到1.5T時(shí)，輕繩剛好被拉斷D．若水平面光滑，則繩剛斷時(shí)，A、C間的摩擦力為eq\f(T,6)解析：選C對(duì)A受力分析，A受重力、支持力和向右的靜摩擦力作用，由此可以知道C受重力、A對(duì)C的壓力、地面的支持力、繩子的拉力、A對(duì)C的摩擦力以及地面的摩擦力六個(gè)力作用，故A錯(cuò)誤。對(duì)整體分析，整體的加速度a＝eq\f(F－μ·6mg,6m)＝eq\f(F,6m)－μg，隔離對(duì)A、C分析，依據(jù)牛頓其次定律得，T－μ·4mg＝4ma，計(jì)算得出T＝eq\f(2,3)F，當(dāng)F＝1.5T時(shí)，輕繩剛好被拉斷，故B錯(cuò)誤，C正確。若水平面光滑，繩剛斷時(shí)，對(duì)A、C分析，加速度a＝eq\f(T,4m)；隔離對(duì)A分析，A受到的摩擦力f＝ma＝eq\f(T,4)，故D錯(cuò)誤。7.如圖所示，水平地面上有質(zhì)量m＝1.0kg的物塊，受到如圖甲所示隨時(shí)間改變的水平拉力F的作用，用力傳感器測出相應(yīng)時(shí)刻物塊所受摩擦力f的大小如圖乙所示。重力加速度g取10m/s2。下列推斷正確的是()A．5s內(nèi)物塊的位移為0B．4s末物塊所受合力大小為4.0NC．物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4D．6～9s內(nèi)物塊的加速度大小為2.0m/s2解析：選D由題圖可得物塊所受的最大靜摩擦力為4N，滑動(dòng)摩擦力為3N，物塊在4s末起先運(yùn)動(dòng)，故5s內(nèi)物塊發(fā)生了位移，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；4s末物塊所受拉力為4N，所受最大靜摩擦力也為4N，合力大小為0，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；物塊與地面之間的滑動(dòng)摩擦力為3N，物塊對(duì)地面的壓力為10N，依據(jù)Ff＝μFN可知物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；6～9s內(nèi)拉力大小為5N，物塊所受的滑動(dòng)摩擦力為3N，合力為2N，由牛頓其次定律可得，物塊的加速度大小為2.0m/s2，選項(xiàng)D正確。8.(多選)一個(gè)物體在光滑水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)。t＝0時(shí)，起先對(duì)物體施加一外力F，力F的方向與速度方向相同，大小隨時(shí)間改變的關(guān)系如圖所示，則在0～t時(shí)間內(nèi)()A．物體的加速度a漸漸減小，速度v漸漸減小B．物體的加速度a漸漸減小，速度v漸漸增大C．t0時(shí)刻物體的加速度a＝0，速度v最大D．t0時(shí)刻物體的加速度a＝0，速度v＝0解析：選BC在0～t0時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)減小，則物體所受的合力漸漸減小，由牛頓其次定律知，加速度漸漸減小，當(dāng)F＝0時(shí)加速度減至0。因?yàn)榧铀俣鹊姆较蚺c速度方向相同，則速度漸漸增大，當(dāng)加速度a＝0時(shí)，速度v最大，故B、C正確，A、D錯(cuò)誤。9．質(zhì)量為M的小車放在光滑水平面上，小車上用細(xì)線懸掛另一質(zhì)量為m的小球且M>m。用一力F水平向右拉小球，使小球和小車一起以加速度a向右運(yùn)動(dòng)，細(xì)線與豎直方向成α角，細(xì)線的拉力大小為F1，如圖甲所示。若用一力F′水平向左拉小車，使小球和小車一起以加速度a′向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)線與豎直方向也成α角，細(xì)線的拉力大小為F1′，如圖乙所示。下列推斷正確的是()A．a(chǎn)′＝a，F(xiàn)1′＝F1 B.a′>a，F(xiàn)1′>F1C．a(chǎn)′<a，F(xiàn)1′＝F1 D.a′>a，F(xiàn)1′＝F1解析：選D先對(duì)題圖甲中的整體受力分析，受重力、支持力和拉力，依據(jù)牛頓其次定律，有F＝(M＋m)a；再隔離題圖甲中的小球受力分析，如圖(a)所示。依據(jù)牛頓其次定律，有F－F1sinα＝ma，F(xiàn)1cosα－mg＝0，聯(lián)立以上三式解得F1＝eq\f(mg,cosα)，a＝eq\f(mgtanα,M)。再隔離題圖乙中小球受力分析，如圖(b)所示。由幾何關(guān)系得F合＝mgtanα，F(xiàn)1′＝eq\f(mg,cosα)，由牛頓其次定律，得a′＝gtanα，由于M>m，故a′>a，F(xiàn)1′＝F1，故D正確。10.(多選)如圖所示，A、B兩物塊的質(zhì)量分別為2m和m，靜止疊放在水平地面上。A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為eq\f(1,2)μ。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g?，F(xiàn)對(duì)A施加一水平拉力F，則()A．當(dāng)F<2μmg時(shí)，A、B都相對(duì)地面靜止B．當(dāng)F＝eq\f(5,2)μmg時(shí)，A的加速度為eq\f(1,3)μgC．當(dāng)F>3μmg時(shí)，A相對(duì)B滑動(dòng)D．無論F為何值，B的加速度不會(huì)超過eq\f(1,2)μg解析：選BCDA、B間的最大靜摩擦力為2μmg，B和地面之間的最大靜摩擦力為eq\f(3,2)μmg，對(duì)A、B整體，只要F>eq\f(3,2)μmg，整體就會(huì)相對(duì)地面運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)A對(duì)B的摩擦力為最大靜摩擦力時(shí)，A、B將要發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，故A、B一起運(yùn)動(dòng)的加速度的最大值滿意2μmg－eq\f(3,2)μmg＝mamax，B運(yùn)動(dòng)的最大加速度amax＝eq\f(1,2)μg，選項(xiàng)D正確；對(duì)A、B整體，有F－eq\f(3,2)μmg＝3mamax，得F＝3μmg，則F>3μmg時(shí)兩者會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，選項(xiàng)C正確；當(dāng)F＝eq\f(5,2)μmg時(shí)，兩者相對(duì)靜止，一起滑動(dòng)，加速度滿意F－eq\f(3,2)μmg＝3ma，解得a＝eq\f(1,3)μg，選項(xiàng)B正確。11.如圖所示，在光滑平面上有一靜止小車，小車上靜止地放置著一小物塊，物塊和小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.3。用水平恒力F拉動(dòng)小車，設(shè)物塊的加速度為a1，小車的加速度為a2。當(dāng)水平恒力F取不同值時(shí)，a1、與a2的值可能為(重力加速度g取10m/s2)()A．a(chǎn)1＝2m/s2，a2＝3m/s2B．a(chǎn)1＝3m/s2，a2＝2m/s2C．a(chǎn)1＝5m/s2，a2＝3m/s2D．a(chǎn)1＝3m/s2，a2＝5m/s2解析：選D由受力分析可知，物塊的加速度取決于小車對(duì)物塊的摩擦力，即f＝ma1，且f的最大值為fm＝μmg，故a1的最大值為a1m＝μg＝3m/s2。當(dāng)二者相對(duì)靜止一起加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，a2＝a1≤3m/s2；當(dāng)F較大時(shí)，二者發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，a1＝3m/s2，a2>3m/s2。綜上所述，只有選項(xiàng)D符合題意。12．(多選)如圖所示，光滑水平地面上的小車質(zhì)量為M，站在小車水平底板上的人質(zhì)量為m，人用一根跨過定滑輪的繩子拉小車，定滑輪上下兩側(cè)的繩子都保持水平，不計(jì)繩與滑輪之間的摩擦。在人和車一起向右加速運(yùn)動(dòng)的過程中，下列說法正確的是()A．人可能受到向左的摩擦力B．人肯定受到向左的摩擦力C．人拉繩的力越大，人和車的加速度越大D．人拉繩的力越大，人對(duì)車的摩擦力越小解析：選AC設(shè)人拉繩的力大小為T，對(duì)人和車整體由牛頓其次定律得2T＝(m＋M)a，a＝eq\f(2T,M＋m)。對(duì)人由牛頓其次定律得F合＝ma＝eq\f(2m,m＋M)T，當(dāng)m＝M時(shí)，F(xiàn)合＝T，人和車之間沒有摩擦力；當(dāng)m<M時(shí)，F(xiàn)合<T，人受到向左的摩擦力；當(dāng)m>M時(shí)，F(xiàn)合>T，人受到向右的摩擦力。A正確，B錯(cuò)誤。由a＝eq\f(2T,M＋m)可知，人拉繩的力越大，人和車的加速度越大，C正確。若人和車之間存在摩擦力，設(shè)摩擦力大小為f，則有f＝eq\f(|M－m|,m＋M)T，則人拉繩的力越大，人和車之間的摩擦力也越大，D錯(cuò)誤。13．某運(yùn)動(dòng)員做跳傘訓(xùn)練，他從懸停在空中的直升機(jī)上由靜止跳下，跳離飛機(jī)一段時(shí)間后打開著陸傘減速下落。他打開著陸傘后的速度—時(shí)間圖像如圖甲所示。著陸傘用8根對(duì)稱的繩懸掛運(yùn)動(dòng)員，每根繩與中軸線的夾角均為α，如圖乙所示。已知人的質(zhì)量為M，不計(jì)人所受的阻力，打開傘后傘所受阻力F與速度v成正比，重力加速度為g。則每根懸繩能夠承受的拉力至少為()A.eq\f(Mg,8cosα) B.eq\f(Mg,8sinα)C.eq\f(Mgv2,8v1cosα) D..eq\f(Mgv1,8v2cosα)解析：選C設(shè)著陸傘的質(zhì)量為m，勻速下降時(shí)有kv1＝(m＋M)g，打開著陸傘的瞬間對(duì)整體有kv2－(M＋m)g＝(m＋M)a，打開著陸傘的瞬間對(duì)運(yùn)動(dòng)員有8Tcosα－Mg＝Ma，聯(lián)立解得T＝eq\f(Mgv2,8v1cosα)，故C正確。14．如圖所示，水平平臺(tái)ab長L＝20m，平臺(tái)b端與特別材料制成的足夠長斜面bc連接，斜面傾角為30°，在平臺(tái)a端放有質(zhì)量m＝2kg的小物塊。現(xiàn)給物塊施加一個(gè)大小F＝50N、方向如圖所示的推力，使物塊由靜止起先運(yùn)動(dòng)。(物塊可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)(1)若物塊從a端運(yùn)動(dòng)到b端的過程中F始終存在，運(yùn)動(dòng)時(shí)間t＝4s，求物塊與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)若物塊從a端運(yùn)動(dòng)到圖中P點(diǎn)時(shí)撤掉F，則物塊剛好能從斜面b端無初速度下滑，求a、P間的距離(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)；(3)若物塊與斜面bc間的動(dòng)摩擦因數(shù)μbc＝eq\f(\r(3),6)＋eq\f(\r(3),36)Lb，式中Lb為物塊在斜面上所處的位置與b端之間的距離，則在(2)問的狀況下，求物塊在斜面上速度達(dá)到最大時(shí)的位置。解析：(1)物塊從a到b的過程由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律有L＝eq\f(1,2)a1t2，代入數(shù)據(jù)得a1＝2.5m/s2，由牛頓其次定律有Fcos37°－μ(Fsin37°＋mg)＝ma1，代入數(shù)據(jù)解得μ＝0.7。(2)物