专题16 动力学的两类基本问题、连接体模型-2023届高三物理二轮复习重点热点难点专题特训

2023届高三物理二轮复习重点热点难点专题特训

专题16 动力学的两类基本问题、连接体模型

【特训典例】

一、已知受力情况求运动情况

1．如图所示，一小球塞在一个竖直圆管中，让圆管由距地面为处静止自由下落，与地面发生多次弹性碰撞，运动过程中，圆管始终保持竖直。已知圆管的质量为，小球的质量为，小球与圆管之间的滑动摩擦力大小为，，不计空气阻力。下列说法中正确的是（　　）

A．圆管第一次与地面碰撞后，与球在空中相对静止之前，圆管的加速度大小为

B．圆管第一次与地面碰撞后，与球在空中相对静止之前，小球的加速度大小为

C．圆管与地面第一次碰撞后到第二次碰撞前，圆管与小球获得的共同速度为

D．圆管从释放到第二次触地的过程中，小球相对圆管下降的高度为

2．质量为的木板静止在粗糙水平地面上，木板上放置质量为的物块，与木板左端相距，如图所示。已知物块与木板间的动摩擦因数，木板与地面间的动摩擦因数。现用水平恒力施加在木板左端，方向如图所示，取，物块可视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（　　）

A．木板的加速度大小为 B．木板的加速度大小为

C．2s末物块刚好从木板左端脱落 D．2s末木板的位移为1.6m

3．某物体以一定初速度沿足够长斜面向上运动的最大位移为x，且x随斜面倾角的变化关系如图所示，重力加速度，则（　　）

A．物体初速度大小为4m/s B．物体和斜面之间动摩擦因数为

C．时，有最小值为 D．时，物体运动至最大位移处能够维持静止

4．某兴趣小组对老师演示惯性的一个实验进行了深入的研究，如图甲所示，长方形硬纸板放在水平桌面上，纸板一端稍稍伸出桌外，将一块橡皮擦置于纸板的中间，用手指将纸板水平弹出，如果弹的力度合适，橡皮擦将脱离纸板，已知橡皮擦可视为质点，质量为，硬纸板的质量为，长度为l＝5cm，橡皮擦与纸板、桌面间的动摩擦因数均为，纸板与桌面间的动摩擦因数为，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。

（1）手指对纸板的作用力与时间的关系如图乙所示，要使橡皮擦相对纸板滑动，F0至少多大？

（2）若要求橡皮擦移动的时间最长，求纸板被弹出的最小速度？

二、已知运动情况求受力情况

5．我国自主研发的“直8”消防灭火直升机，已多次在火场大显“神威”。在某次消防灭火行动中，“直8”通过一根长绳子吊起质量为的水桶（包括水），起飞时，在内将水桶（包括水）由静止开始竖直向上匀加速提升了，重力加速度g取，不计空气阻力，则该段时间内绳子拉力大小为（　　）

A． B． C． D．

6．随着科技的发展，我国的航空母舰上将安装电磁弹射器以缩短飞机的起飞距离。如图所示，某航空母舰的水平跑道总长，电磁弹射区的长度，一架质量的飞机，其喷气式发动机可为飞机提供恒定的推力，假设飞机在航母上受到的阻力恒为飞机重力的。若飞机可看成质量恒定的质点，从右边沿离舰的起飞速度，航空母舰始终处于静止状态（电磁弹射器提供的牵引力恒定，取）。下列说法正确的是（       ）

A．飞机在电磁弹射区运动的加速度大小

B．飞机在电磁弹射区的末速度大小

C．电磁弹射器对飞机的牵引力的大小为

D．电磁弹射器在弹射过程中的功率是不变的

7．如图甲所示，物块的质量m=1kg，初速度v0=10m/s，在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动，某时刻后恒力F突然反向，整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系如图乙所示，g=10m/s2，下列选项中正确的是（　　）

A．0~5s内物块做匀减速运动 B．在t=1s时刻，恒力F反向

C．物块与水平面间的动摩擦因数为0.3 D．恒力F大小为10N

8．如图甲所示是一跳台滑雪运动员比赛的画面，运动员（可视为质点）从高台飞出，落到倾斜的着陆坡后调整姿势，在A点以初速度沿直线匀加速下滑，到达坡底B点再匀减速滑行一段距离后停下，如图乙所示。已知运动员及装备的总质量，倾斜滑道的倾角，运动员沿斜面下滑到达坡底时的速度，运动员从倾斜滑道进入减速区顺间的速度大小不变，进入减速区后，运动员受到阻力变为，两个过程滑行的总时间为，不计空气阻力（，）求：

（1）运动员沿水平轨道的位移大小；

（2）运动员在倾斜滑道上受到的阻力大小；

（3）运动员在这两个过程中运动的总路程。

三、加速度相同的连接体问题

9．如图所示，水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2，中间用一条轻绳连接，两木块的材料相同，现用力F向右拉木块2，当两木块一起向右做匀加速直线运动时，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（       ）

A．若水平面是光滑的，则m2越大绳的拉力越大

B．若木块和地面间的动摩擦因数为μ，则绳的拉力为＋μm1g

C．绳的拉力大小与水平面是否粗糙无关

D．绳的拉力大小与水平面是否粗糙有关

10．如图所示，质量分别为m1和m2的甲、乙两本书叠放在水平桌面上。已知甲、乙间动摩擦因数为μ1，乙与桌面间动摩擦因数为μ2，且μ1＜μ2水平推力F（F≠0）作用在甲书上，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（　　）

A．若甲、乙均静止不动，甲、乙之间摩擦力大小为0

B．若F>μ1m1g，甲书能相对乙书滑动

C．若F>μ2(m1＋m2)g，乙书能相对桌面滑动

D．若将F作用在乙书上，无论F多大，甲、乙之间都不会相对滑动

11．如图所示，质量为m的两个相同物块A、B叠放在轻弹簧上，并处于静止状态，轻弹簧下端固定在地面上，重力加速度为g。现对物块A施加竖直向上的力F，则下列说法正确的是（　　）

A．若且为恒力，则力F作用的瞬间，A、B间的弹力大小为0.2mg

B．若且为恒力，则A、B分离的瞬间，弹簧的弹力大小为1.9mg

C．若在F作用下，物体A以匀加速向上运动，则A、B分离时，弹簧处于原长状态

D．若在F作用下，物体A以匀加速向上运动，则A、B分离前，两者组成的系统合外力大小始终不变

12．普通火车动力都在火车头上，车厢（头）与车厢之间通过挂钩连接在一起。火车在启动时，会先往后退，再启动，这样会使挂钩松弛，车厢（头）与车厢之间无作用力，再向前启动时，车厢会一节一节的依次启动，减少所需要的动力。一列火车共有n节车厢，火车头与每节车厢的质量相等，车头及每节车厢与轨道间的摩擦力均为，假设启动时每节车厢的加速度均为，若火车不后退所有车厢同时启动，火车头提供的动力F。若火车车厢依次启动，当第k（k≤n）节车厢启动时，则（　　）

A．火车头提供的动力为

B．火车头提供的动力为

C．第节车厢对第节车厢的作用力为

D．第节车厢对第节车厢的作用力为

四、加速度不同的连接体问题

13．如图所示，质量为2m和m的滑块A和B置于光滑水平桌面上，连接两滑块的细线通过桌子边缘拉着一个动滑轮，动滑轮下面挂质量为4m的物块C。已知左右两侧细线互相平行，重力加速度g取，不计一切摩擦和动滑轮的质量。现将A、B、C三者同时由静止释放，在A、B滑出桌面之前，下列说法正确的是（　　）

A．滑块A和B的速度始终相等 B．物块C的机械能在不断增大

C．滑块A的加速度大小为 D．物块C的加速度大小为

14．如图所示，质量相同，但表面粗糙程度不同的三个物块a、b、c放在三个完全相同的斜面体上，斜面体静置于同一粗糙水平面上。物块a、b、c以相同初速度下滑，其图像如图所示。物块下滑过程中斜面体始终保持静止，a、b、c与斜面之间的动摩擦因数分别为，斜面体对地面的压力分别为，斜面体对地面的摩擦力分别为。下列判断错误的是（　　）

A．

B．

C．，向右，向左

D．，向左，向右

15．如图所示，M为定滑轮，一根细绳跨过M，一端系着物体C，另一端系着一动滑轮N，动滑轮N两侧分别悬挂着A、B两物体，已知B物体的质量为3kg，不计滑轮和绳的质量以及一切摩擦，若C物体的质量为9kg，现要保持C物体处于静止状态，则A物体质量应取多少（   ）

A．3kg B．6kg C．9kg D．12kg

16．如图所示，质量为的物块静置在光滑水平桌面上，它通过轻绳和轻质滑轮悬挂着质量为的物块，由静止释放物块、后（重力加速度大小为）（　　）

A．相同时间内，运动的路程之比为      B．物块的加速度之比为

C．细绳的拉力      D．当下落高度时，速度为