人教版高中物理必修第一冊(cè)第4章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系分層作業(yè)30連接體問題動(dòng)力學(xué)圖像瞬時(shí)加速度問題課件

第四章分層作業(yè)30連接體問題動(dòng)力學(xué)圖像瞬時(shí)加速度問題123456789101112A級(jí)必備知識(shí)基礎(chǔ)練1.

如圖所示,甲、乙兩物體疊放一起放置在光滑水平面上,將一水平向右的恒力F=3N作用在物體甲上,使甲、乙一起向右做加速運(yùn)動(dòng),已知物體甲和乙的質(zhì)量關(guān)系m甲=2m乙=2kg,則甲對(duì)乙的摩擦力(

)A.大小為1N,方向水平向左B.大小為1N,方向水平向右C.大小為2N,方向水平向左D.大小為2N,方向水平向右B題組一

連接體問題

解析

對(duì)甲、乙整體進(jìn)行分析有F=(m甲+m乙)a,解得a=1

m/s2,方向水平向右,對(duì)乙進(jìn)行受力分析,有Ff=m乙a,解得Ff=1

N,方向水平向右。故B正確。1234567891011121234567891011122.

如圖所示,兩個(gè)質(zhì)量分別為m1=2kg和m2=3kg的物體放置于光滑水平面上,中間用輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)連接,兩個(gè)大小分別為F1=30N、F2=20N的水平拉力分別作用于質(zhì)量為m1和m2的物體上,兩物體一起運(yùn)動(dòng),則(

)A.彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為24NB.m1和m2共同運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a=4m/s2C.突然撤去F2的瞬間,m1的加速度大小為a1=3m/s2D.突然撤去F1的瞬間,m2的加速度大小為a2=2m/s2D123456789101112解析

根據(jù)牛頓第二定律得F1-F2=(m1+m2)a,F1-kx=m1a,解得a=2

m/s2,kx=26

N,A、B錯(cuò)誤;突然撤去F2的瞬間,彈簧的彈力不變,質(zhì)量為m1的物體的加速度大小仍然為a1=2

m/s2,C錯(cuò)誤;突然撤去F1的瞬間,彈簧的彈力不變,質(zhì)量為m2的物體的加速度大小仍然為a2=2

m/s2,D正確。1234567891011123.(2024河南南陽高一期末)如圖所示,將一花瓶置于桌面上的桌布上,用水平向右的拉力將桌布迅速抽出,花瓶發(fā)生了平移,但最終并沒有滑出桌面,這是大家熟悉的慣性演示實(shí)驗(yàn)。若花瓶、桌布、桌面兩兩之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均相等,則在上述過程中(

)A.桌布對(duì)花瓶摩擦力的方向向左B.若增大水平拉力,更快地將桌布拉出,則花瓶仍不能滑出桌面C.花瓶在桌布上的滑動(dòng)時(shí)間和在桌面上的滑動(dòng)時(shí)間不相等D.桌布對(duì)花瓶的摩擦力與桌面對(duì)花瓶的摩擦力相同B123456789101112解析

花瓶相對(duì)于桌布向左運(yùn)動(dòng),則桌布對(duì)花瓶摩擦力的方向向右,故A錯(cuò)誤。對(duì)桌布,由牛頓第二定律得F-2μmg=m0a1,若增大水平拉力,桌布的加速度增大;由x1=a1t2可知桌布被拉出的時(shí)間縮短,桌布將更快地被拉出,則花瓶在桌布上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間也縮短;對(duì)花瓶,由牛頓第二定律得μmg=ma2,解得a2=μg,由x2=a2t2可知,花瓶加速運(yùn)動(dòng)的位移變短,在桌面上滑行的距離縮短,不能滑出桌面,故B正確。由于花瓶、桌布、桌面兩兩之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均相等,所以桌布對(duì)花瓶的摩擦力與桌面對(duì)花瓶的摩擦力大小相等,方向相反,故D錯(cuò)誤;花瓶在桌布上和桌面上運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度大小都等于a2,花瓶在桌布上加速運(yùn)動(dòng)和在桌面上減速運(yùn)動(dòng),由v=a2t1可知,花瓶在桌布上的滑動(dòng)時(shí)間和在桌面上的滑動(dòng)時(shí)間相等,故C錯(cuò)誤。123456789101112題組二

動(dòng)力學(xué)圖像4.如圖所示,在光滑的水平面上有一段長(zhǎng)為l、質(zhì)量分布均勻的繩子,繩子在水平向左的恒力F作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。繩子上某一點(diǎn)到繩子右端的距離為x,設(shè)該處的拉力為FT,則能正確描述FT與x之間的關(guān)系的圖像是(

)A解析

對(duì)整體受力分析,由牛頓第二定律可求得整體的加速度;再由牛頓第二定律可得出FT與x的關(guān)系。設(shè)單位長(zhǎng)度質(zhì)量為m,對(duì)整體分析有F=lma;對(duì)x分析可知FT=xma,聯(lián)立解得

,故可知FT與x成正比,且x=0時(shí),FT=0,故A正確。1234567891011121234567891011125.

如圖甲所示,小物塊從光滑斜面上自由滑下,小物塊的位移x和時(shí)間的二次方t2的關(guān)系如圖乙所示,g取10m/s2,下列說法正確的是(

)A.小物塊的加速度大小恒為2.5m/s2B.斜面傾角為30°C.小物塊2s末的速度是5m/sD.小物塊第2s內(nèi)的平均速度大小為5m/sB123456789101112123456789101112題組三

瞬時(shí)加速度問題6.如圖所示,物塊1、2間用剛性輕質(zhì)桿連接,物塊3、4間用輕質(zhì)彈簧相連,物塊1、3質(zhì)量為m,2、4質(zhì)量為m0,兩個(gè)系統(tǒng)均置于水平放置的光滑木板上,并處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)將兩木板沿水平方向突然抽出,設(shè)抽出后的瞬間,物塊1、2、3、4的加速度大小分別為a1、a2、a3、a4。重力加速度大小為g,則有(

)A.a1=a2=a3=a4=0B.a1=a2=a3=a4=gC123456789101112解析

在抽出木板的瞬間,物塊1、2與剛性輕桿接觸處的形變立即消失,物塊1、2受到的合力均等于各自的重力,由牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律知a1=a2=g;物塊3、4間的輕彈簧的形變來不及改變,此時(shí)彈簧對(duì)物塊3向上的彈力大小F1和對(duì)物塊4向下的彈力大小F2仍為mg,物塊3滿足mg=F1,a3=0;物塊4滿足1234567891011127.(2024江蘇揚(yáng)州高一期中)如圖所示,A、B、C三個(gè)小球質(zhì)量均為m,重力加速度大小為g,A、B之間用一根沒有彈性的輕質(zhì)細(xì)線連在一起,B、C之間用輕彈簧連接,整個(gè)系統(tǒng)用細(xì)線懸掛在天花板上并處于靜止?fàn)顟B(tài)。彈簧始終在彈性限度內(nèi)。現(xiàn)將A上端的細(xì)線剪斷,使A的上端失去拉力,則在剪斷細(xì)線的瞬間,A、B、C三個(gè)小球的加速度大小分別是(

)A.1.5g,1.5g,0 B.g,2g,0C.g,g,g D.g,g,0A123456789101112解析

剪斷細(xì)線前,由平衡條件可知,A上端細(xì)線的拉力為3mg,A、B之間細(xì)線的拉力為2mg,輕彈簧的拉力為mg。在剪斷細(xì)線的瞬間,輕彈簧中拉力不變,C所受合力為零,所以C的加速度為零;A、B被細(xì)線連在一起,加速度相同,整體受到二者重力和輕彈簧向下的拉力,由牛頓第二定律得3mg=2ma,解得a=1.5g,故選A。1234567891011128.

如圖所示,兩材質(zhì)不同的物塊用細(xì)線連接,放在粗糙的斜面上加速下滑,加速度分別為a1和a2,兩物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ1和μ2,則下列關(guān)系正確的是(

)A.若μ1>μ2,則a1>a2

B.若μ1>μ2,則a1<a2C.若μ1<μ2,則a1<a2

D.若μ1<μ2,則a1>a2DB級(jí)關(guān)鍵能力提升練1234567891011121234567891011129.(多選)(2024安徽蚌埠高一期末)如圖所示,A、B、C三個(gè)小球質(zhì)量均為m,有四根不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩a、b、c、d連接三個(gè)小球,細(xì)繩d的拉力方向可在豎直平面內(nèi)改變,每次確保小球A位置不動(dòng);細(xì)繩a與豎直方向夾角為37°保持不變。已知重力加速度為g,sin37°=0.6,cos37°=0.8,下列說法正確的是(

)A.當(dāng)細(xì)繩d水平時(shí),細(xì)繩b受到的拉力大小為mgB.當(dāng)細(xì)繩d水平時(shí),細(xì)繩c受到的拉力大小為mgC.細(xì)繩d拉力的最小值為2.4mgD.剪斷細(xì)繩b瞬間小球A的加速度大小為0.6gAD123456789101112當(dāng)細(xì)繩d拉力方向與細(xì)繩a方向垂直時(shí),細(xì)繩d拉力最小為Fdm,選三個(gè)小球整體為研究對(duì)象,由平衡條件得Fdm=3mgsin

37°=1.8mg,C錯(cuò)誤;剪斷細(xì)繩b瞬間,小球A沿細(xì)繩a方向合力為零,垂直細(xì)繩a方向合力產(chǎn)生的加速度大小為a,由牛頓第二定律有mgsin

37°=ma,得a=0.6g,D正確。12345678910111212345678910111210.(多選)(2024遼寧丹東高一?？?粗糙的水平地面上一物體在水平拉力作用下做直線運(yùn)動(dòng),設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,位移為x,其-t圖像如圖甲所示,水平拉力與時(shí)間關(guān)系的圖像如圖乙所示。重力加速度g取10m/s2,則(

)A.物體質(zhì)量為2kgB.物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2C.0~4s內(nèi)物體的加速度大小為2m/s2D.0~10s內(nèi)物體的位移大小為60mAD12345678910111212345678910111211.

如圖甲所示,兩滑塊P、Q用細(xì)線跨過定滑輪相連,Q距地面一定高度,P可在平行于斜面的細(xì)線牽引下沿粗糙斜面向上滑動(dòng),未與定滑輪碰撞。已知斜面傾角θ=30°,P的質(zhì)量為m=1kg。某時(shí)刻由靜止釋放P,測(cè)得P沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖乙所示,重力加速度g取10m/s2,則(

)A.P與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=B.P與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=C.Q的質(zhì)量為1kgD.Q的質(zhì)量為4kgA123456789101112123456789101112C組核心素養(yǎng)拔高練12.(2024河北衡水?？?如圖所示,系在墻上的輕繩跨過兩個(gè)輕質(zhì)滑輪連接著物體P和物體Q,兩段連接動(dòng)滑輪的輕繩始終水平。已知P、Q的質(zhì)量均為1kg,P與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,重力加速度大小為g取10m/s2,當(dāng)對(duì)P施加水平向左的拉力F=30N時(shí),Q向上加速運(yùn)動(dòng)。下列說法正確的是(

)A.P、Q運(yùn)動(dòng)的加速度大小之比為2∶1B.P的加速度大小為2m/s2C.輕繩的拉力大小為10ND.若保持Q的加速度不變,改變拉力F與水平方向的夾角,則拉力F的最小值為12ND123456789101112解析

根據(jù)動(dòng)滑輪的原理,Q移動(dòng)的速度始終是P的2倍,同時(shí)開始運(yùn)動(dòng),速度變化量始終是2倍關(guān)系,由公式

可知,P、Q運(yùn)