- 力学
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9.类比是一种常用的研究方法。对于直线运动,教科书中讲解了由v-t图象求位移的方法。请你借鉴此方法分析下列说法,其中正确的是( )
正确答案
解析
(在每小题给出的四个选项中,有一个选项或多个选项正确。全部选对的得3分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)
知识点
5.沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力F的作用,其下滑的速度-时间图线如图所示。已知物体与斜面之间的动摩擦因数为常数,在0~5s,5~10s,10~15s内F的大小分别为F1、F2和F3,则
正确答案
解析
由牛顿第二定律得0~5s,Gx-F1-f=ma,5~10s,Gx-F2-f=0,10~15s内F3+f-Gx=ma得F1<F2
考查方向
解题思路
牛顿第二定律分析三段过程
易错点
列方程时,加速度的方向为合力方向。
知识点
5.小球从一定高度处由静止下落,与地面碰撞后回到原高度再次下落,重复上述运动,取小球的落地点为原点建立坐标系,竖直向上为正方向,下列速度和位置
的关系图象中,能描述该过程的是( )
正确答案
解析
以竖直向上为正方向,则小球下落的速度为负值,故C、D两图错误.
设小球原来距地面的高度为h.小球下落的过程中,根据运动学公式有:
v2=2g(h﹣x),由数学知识可得,v﹣x图象应是开口向左的抛物线.
小球与地面碰撞后上升的过程,与下落过程具有对称性,故A正确,B错误.
故选:A
考查方向
解题思路
小球先自由下落,做匀加速直线运动,与地面碰撞后,做竖直上抛运动,即匀减速直线运动,之后不断重复.小球在空中运动的加速度始终为g,根据运动学公式列式分析v与x的关系,再选择图象.
易错点
对于图象类型的选择题,采用判断法和排除法相结合的方法,可提高准确率和解题速度.对于图象,往往根据物理规律得到解析式再分析图象的形状.
知识点
19.如图所示,靠在竖直粗糙墙壁上的物块在t=0时被无初速释放,此时开始受到一随时间变化规律为的水平力作用.
、
、
和
分别表示物块所受的摩擦力、物块的加速度、速度和重力势能变化量,下列图像能正确描述上述物理量随时间变化规律不正确的是( )
正确答案
解析
物块在t=0时被无初速释放,由于F=kt,则开始过程,物块对墙壁的压力较小,所受的滑动摩擦力小于重力,物块加速下滑;后来,滑动摩擦力大于重力,物块减速下滑,直到速度为零,物块静止在墙壁上.最后摩擦力等于重力,所以A错;
加速运动过程中:mg-f=ma,①
又f=μF N =μF=μkt,得a=g- ,a随着t增大而减小,物块做加速度减小的变加速运动;
v-t图象的斜率应减小.减速运动过程中:由于mg<f,
由①得知,随着t增大,a反向增大,物块做加速度增大的变减速运动;
v-t图象的斜率应增大.故B错误,C正确;
物体下落时,做变加速运动,很显然,其高度变化不随时间线性变化,所以D错。取竖直向下方向为正方向.
考查方向
本题主要考查物体受变力时的动态过程分析。
解题思路
对物体的受力进行分析,结合变力,分析物体的运动的过程。
易错点
对运动过程分析错误。
知识点
如图,两光滑斜面在B处连接,小球由A处静止释放,经过B、C两点时速度大小分别为3m/s和4m/s, AB=BC。设球经过B点前后速度大小不变,则球在AB、BC段的加速度大小之比为_______,球由A运动到C的平均速率为_______m/s。
正确答案
9:7 ;2.1
解析
设AB=BC=x,根据匀变速直线运动的规律,AB段有:;BC段有:
,联立得
;根据平均速率公式可知两段的平均速率分别为:
所以全程的平均速度为
。
知识点
5.s-t图像反映了甲、乙两车在同一条直道上行驶的位置随时间变化的关系,己知乙车做匀变速直线运动,其图线与t轴相切于10s处,下列说法正确的是(有多项符合要求。全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
正确答案
解析
本题目的斜率代表速度,因此t=5s时,仅仅是相遇,速度不等,A错。甲图是匀速直线运动,所以速度为4m/s正确。乙车为匀变速直线运动,在t=10s时,速度为0.根据题意在t=5到10s这段时间内,所以在t=5s时的速度为8m/s,加速度为1.6m/s2,C对。根据匀变速直线运动规律
位移为80m,所以D正确。
考查方向
本题考查了位移时间图像的理解
解题思路
看清图像表达的意思,知道图像斜率、面积的含义
易错点
本类题容易因为没看清图像的坐标等造成误判断
教师点评
注意题目中的隐藏信息,并且要结合图像类问题的处理技巧
知识点
2.物体甲的速度与时间图象和物体乙的位移与时间图象分别如图所示,则这两个物体的运动情况是( )
正确答案
解析
AB、甲在前2s内向负方向做匀减速直线运动,后2s内向正方向做匀加速直线运动,即4s时间内有往返运动,它通过的总路程为两个三角形的面积,为:,故AB错误;
CD、x-t图象的斜率表示速度,可知乙在整个t=4s时间内一直沿正向运动,乙在4s时间内从-3m运动到+3m位置,故位移大小为6m,故C错误,D正确;
考查方向
匀速直线运动及其公式、图像;匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系
解题思路
v-t图象的斜率表示加速度,图线与t轴包围的面积表示位移大小;x-t图象的斜率表示速度.
易错点
关键根据图象纵轴与横轴的函数关系,明确图线斜率、面积的物理含义.
教师点评
本题考查了匀速直线运动及其公式、图像,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与位移、路程等知识点交汇命题.
知识点
质量为M的拖拉机拉着耙来耙地,由静止开始做匀加速直线运动,在时间t内前进的距离为s。耙地时,拖拉机受到的牵引力恒为F,受到地面的阻力为自重的k倍,把所受阻力恒定,连接杆质量不计且与水平面的夹角θ保持不变。求:
(1)拖拉机的加速度大小。
(2)拖拉机对连接杆的拉力大小。
(3)时间t内拖拉机对耙做的功。
正确答案
(1)
(2)
(3)
解析
(1)拖拉机在时间t内匀加速前进s,根据位移公式
①
变形得 ②
(2)对拖拉机受到牵引力、支持力、重力、地面阻力和连杆拉力T,根据牛顿第二定律
③
联立②③变形得 ④
根据牛顿第三定律连杆对耙的反作用力为
⑤
拖拉机对耙做的功: ⑥
联立④⑤解得 ⑦
知识点
如图,宽为L的竖直障碍物上开有间距d=0.6m的矩形孔,其下沿离地高h=1.2m,离地高H=2m的质点与障碍物相距x。在障碍物以vo=4m/s匀速向左运动的同时,质点自由下落.为使质点能穿过该孔,L的最大值为_______m;若L =0.6m, x的取值范围是_______m。(取g=10m/s2)
正确答案
0.8;0.8m≤x≤1m
解析
以障碍物为参考系,相当于质点以vo的初速度,向右平抛,当L最大时
从抛出点经过孔的左上边界飞到孔的右下边界时,L最大
,
,
;
从孔的左上边界飞入临界的x有最小值为0.8m
从孔的右下边界飞出时, x有最大值:
知识点
如下图,滑块以初速度v0沿表面粗糙且足够长的固定斜面,从顶端下滑,直至速度为零。对于该运动过程,若用h、s、v、a分别表示滑块的下降高度、位移、速度和加速度的大小,t表示时间,则下列图像最能正确描述这一运动规律的是( )
正确答案
解析
略
知识点
甲乙两汽车在一平直公路上同向行驶。在t=0到t=t1的时间内,它们的v-t图像如图所示。在这段时间内
正确答案
解析
略
知识点
甲乙两辆汽车都从静止出发做加速直线运动,加速度方向一直不变。在第一段时间间隔内,两辆汽车的加速度大小不变,汽车乙的加速度大小是甲的两倍;在接下来的相同时间间隔内,汽车甲的加速度大小增加为原来的两倍,汽车乙的加速度大小减小为原来的一半。求甲乙两车各自在这两段时间间隔内走过的总路程之比。
正确答案
见解析。
解析
设汽车甲在第一段时间间隔末(时间t0)的速度为,第一段时间间隔内行驶的路程为s1,加速度为
,在第二段时间间隔内行驶的路程为s2。由运动学公式得
①
②
③
设乙车在时间t0的速度为,在第一、二段时间间隔内行驶的路程分别为
、
。同样有
④
⑤
⑥
设甲、乙两车行驶的总路程分别为、
,则有
⑦
⑧
联立以上各式解得,甲、乙两车各自行驶的总路程之比为⑨
知识点
短跑名将博尔特在北京奥运会上创造了100m和200m短跑项目的新世界纪录,他的成绩分别是9.69 s和l9.30 s。假定他在100 m比赛时从发令到起跑的反应时间是0.15 S,起跑后做匀加速运动,达到最大速率后做匀速运动。200 m比赛时,反应时间及起跑后加速阶段的加速度和加速时间与l00 m比赛时相同,但由于弯道和体力等因素的影响,以后的平均速率只有跑l00 m时最大速率的96%。求:
(1)加速所用时间和达到的最大速率:
(2)起跑后做匀加速运动的加速度。(结果保留两位小数)
正确答案
见解析
解析
(1)设加速所用时间为t(以s为单位),迅速运动的速度为v(以m/s为单位),
则有①
②
由①②式得 ③
④
(2)设加速度大小为,则
⑤
知识点
一物体作匀加速直线运动,通过一段位移Δx所用的时间为t1,紧接着通过下一段位移Δx所用的时间为t2。则物体运动的加速度为
正确答案
解析
物体作匀加速直线运动在前一段△x所用的时间为t1,平均速度为v1=,即为0.5t1时刻的瞬时速度;物体在后一段△x所用的时间为t2,平均速度为v2=
,即为0.5t2时刻的瞬时速度。速度由v1变化到v2的时间为△t=
,所以加速度a=
=
,A正确。
知识点
如图所示,四分之一圆轨道OA与水平轨道AB相切,它们与另一水平轨道CD在同一竖直面内,圆轨道OA的半径R=0.45m,水平轨道AB长S1=3m, OA与AB均光滑。一滑块从O点由静止释放,当滑块经过A点时,静止在CD上的小车在F=1.6N的水平恒力作用下启动,运动一段时间后撤去力F。当小车在CD上运动了S2=3.28m时速度υ=2.4m/s,此时滑块恰好落入小车中。已知小车质量M=0.2kg,与CD间的动摩擦因数μ=0.4。(取g=10m/s2)求
(1)恒力F的作用时间t。
(2)AB与CD的高度差h。
正确答案
(1)1s (2)0.8m
解析
(1)设小车在恒力F作用下的位移为l,由动能定理得
F l − μMg s2 =Mυ2
由牛顿第二定律得
F − μMg = Ma
由运动学公式得
l = a t2
联立以上三式,带入数据得
a = 4m/s2 t = = 1 s
(2)滑块由O滑至A的过程中机械能守恒,即
mgR = mυA2
AB段运动时间为
t == 1s
故滑块离开B后平抛时间与小车撤掉恒力F后运动时间相同。
由牛顿第二定律得:
μMg = Ma′
由运动学公式得
υ = a t − a′t′
由平抛规律得
h =g t′ 2
带入数据得:h = 0.8m
知识点
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