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    物理必修 第一册第一章 运动的描述4 速度变化快慢的描述——加速度优秀导学案及答案

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    这是一份物理必修 第一册第一章 运动的描述4 速度变化快慢的描述——加速度优秀导学案及答案,共7页。

    瞬时加速度问题同步练习


    (答题时间:20分钟)





    1. 如图1所示,质量为m的小球被水平绳AO和与竖直方向成θ角的轻弹簧系着处于静止状态,现将绳AO烧断,在烧断绳AO的瞬间,下列说法正确的是( )





    图1


    A. 弹簧的拉力F=


    B. 弹簧的拉力F=mgsin θ


    C. 小球的加速度为零


    D. 小球的加速度a=gsin θ


    2.(多选)如图所示,倾角为θ的斜面静置于地面上,斜面上表面光滑,A、B、C三球的质量分别为m、2m、3m,轻质弹簧一端固定在斜面顶端、另一端与A球相连,A、B间固定一个轻杆,B、C间由一轻质细线连接。弹簧、轻杆与细线均平行于斜面,初始系统处于静止状态,现突然剪断细线。下列判断正确的是( )





    A. 细线被剪断的瞬间,A、B、C三个小球的加速度均为零


    B. 细线被剪断的瞬间,A、B之间杆的弹力大小为零


    C. 细线被剪断的瞬间,A、B球的加速度沿斜面向上,大小为gsin θ


    D. 细线被剪断的瞬间,A、B之间杆的弹力大小为4mgsin θ


    3. 如图所示,A球质量为B球质量的3倍,光滑固定斜面的倾角为θ,图甲中,A、B两球用轻弹簧相连,图乙中A、B两球用轻质杆相连,系统静止时,挡板C与斜面垂直,弹簧、轻杆均与斜面平行,则在突然撤去挡板的瞬间有( )





    图9


    A. 图甲中A球的加速度为gsin θ


    B. 图甲中B球的加速度为2gsin θ


    C. 图乙中A、B两球的加速度均为gsin θ


    D. 图乙中轻杆的作用力一定不为零


    4. 如图所示,a、b两小球悬挂在天花板上,两球用细线连接,上面是一轻质弹簧,a、b两球的质量分别为m和2m,在细线烧断瞬间,a、b两球的加速度为(取向下为正方向)( )





    A. 0,gB. -g,g


    C. -2g,gD. 2g,0











    瞬时加速度问题同步练习参考答案





    1. 答案:A


    解析:烧断AO之前,小球受3个力,受力分析如图所示,此时弹簧弹力F=,烧断绳的瞬间,绳的张力没有了,但由于轻弹簧形变的恢复需要时间,故烧断AO瞬间弹簧的弹力不变,A正确,B错误。烧断绳的瞬间,小球受到的合力与烧断AO前绳子的拉力等大反向,即F合=mgtan θ,则小球的加速度a=gtan θ,C、D错误。





    2. 答案:CD


    解析:剪断细线前,以A、B、C组成的系统为研究对象,系统静止,处于平衡状态,所受合力为零,则弹簧的弹力为F=(3m+2m+m)gsin θ=6mgsin θ。以C为研究对象知,细线的拉力为3mgsin θ。剪断细线的瞬间,由于弹簧弹力不能突变,弹簧弹力不变,以A、B组成的系统为研究对象,由牛顿第二定律得F-(m+2m)gsin θ=(m+2m)aAB,解得A、B两个小球的加速度为aAB=gsin θ,方向沿斜面向上,以B为研究对象,由牛顿第二定律得:FAB-2mgsin θ=2maAB,解得杆的拉力为FAB=4mgsin θ,以C为研究对象,由牛顿第二定律得aC=gsin θ,方向沿斜面向下,故C、D正确,A、B错误。


    3. 答案:C


    解析:设B球质量为m,A球的质量为3m。撤去挡板前,挡板对B球的弹力大小为4mgsin θ,因弹簧弹力不能突变,而杆的弹力会突变,所以撤去挡板瞬间,题图甲中A球所受的合力为零,加速度为零,B球所受合力为4mgsin θ,加速度为4gsin θ;题图乙中,撤去挡板的瞬间,A、B两球整体的合力为4mgsin θ,A、B两球的加速度均为gsin θ,则每个球的合力等于重力沿斜面向下的分力,轻杆的作用力为零,C正确。


    4. 答案:C


    解析:在细线烧断之前,a、b可看成一个整体,由二力平衡知,弹簧弹力等于整体重力,故弹力向上且大小为3mg。当细线烧断瞬间,弹簧的形变量不变,故弹力不变,故a受重力mg和方向向上且大小为3mg的弹力,取向下为正方向,则a的加速度a1==-2g,方向向上。对b而言,细线烧断后只受重力作用,则b的加速度为a2=g,方向向下。故C正确。


    板块问题同步练习


    (答题时间:20分钟)





    1. 如图所示,质量为m1的足够长木板静止在水平面上,其上放一质量为m2的物块。物块与木板的接触面是光滑的。从t=0时刻起,给物块施加一水平恒力F。分别用a1、a2和v1、v2表示木板、物块的加速度和速度大小,下列图像符合运动情况的是( )





    A. B.


    C. D.


    2. 如图所示,质量为m的木块受到水平向右的拉力F的作用,在质量为M的长木板上水平向右运动,长木板处于静止状态。已知木块与长木板间的动摩擦因数为μ,则(重力加速度为g)( )





    A. 木块受到木板的摩擦力的大小一定为F


    B. 长木板受到地面的摩擦力大小为μmg


    C. 若将拉力F增大,长木板所受地面的摩擦力将增大


    D. 若将拉力F增大,长木板有可能从地面上开始运动


    3. 如图所示,在光滑的水平面上放着两块长度相等,质量分别为M1和M2的木板,在两木板的左端分别放有一个大小、形状、质量完全相同的物块。开始都处于静止状态,现分别对两物块施加水平恒力F1、F2,当物块与木板分离后,两木板的速度分别为v1和v2。若已知v1>v2,且物块与木板之间的动摩擦因数相同,需要同时满足的条件是( )





    A. F1=F2,且M1>M2


    B. F1=F2,且M1<M2


    C. F1>F2,且M1=M2


    D. F1<F2,且M1=M2


    4. 如图所示,由相同材料做成的A、B两物体放在长木板上,随长木板一起以速度v向右做匀速直线运动,它们的质量分别为和,且>。某时刻木板停止运动,设木板足够长,下列说法中正确的是( )





    A. 若木板光滑,由于A的惯性较大,A、B间的距离将增大


    B. 若木板粗糙,由于B的惯性较小,A、B间的距离将减小


    C. 若木板光滑,A、B间距离保持不变


    D. 若木板粗糙,A、B间距离保持不变


    5. 如图所示,A,B两物块的质量分别为2m和m,静止叠放在水平地面上,A,B间的动摩擦因数为μ,B与地面间的动摩擦因数为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,现对A施加一水平拉力F,则( )





    A. 当F<2μmg时,A,B都相对地面静止


    B. 当F=μmg时,A的加速度为μg


    C. 当F>3μmg时,A相对B滑动


    D. 无论F为何值,B的加速度不会超过μg





    板块问题同步练习参考答案





    1.【答案】D


    【解析】木板一定保持静止,加速度为0,选项A、B错误;物块的加速度a=,即物块做匀加速直线运动,物块运动的v-t图像为倾斜的直线,而木板保持静止,速度一直为0,选项C错误,D正确。


    2.【答案】B


    【解析】m所受M的滑动摩擦力大小Ff1=μmg,方向水平向左,根据牛顿第三定律得知:木板受到m的摩擦力方向水平向右,大小等于μmg。M处于静止状态,水平方向受到m的滑动摩擦力和地面的静摩擦力,根据平衡条件知木板受到地面的摩擦力的大小是μmg。故A错误,B正确;由于木块与木板之间是滑动摩擦力,增大拉力F,木块与木板之间的摩擦力不变,长木板所受地面的摩擦力不变,则木板不可能运动,故C、D错误。


    3.【答案】BD


    【解析】在物块与木板相对滑动时,都做匀加速直线运动,对物块有a=,对木板有a′=


    (1)F1=F2,则a1=a2,若M1>M2,则a1′<a2′。


    根据a1t-a1′t=L,a2t-a2′t=L,可知t1<t2,根据v=at知,v1<v2。 若M1<M2,则a1′>a2′。根据a1t-a1′t=L,a2t-a2′t=L,可知t1>t2,根据v=at知,v1>v2,故A错误,B正确;


    (2)F1>F2,则a1>a2,M1=M2,则a1′=a2′。根据a1t-a1′t=L,a2t-a2′t=L,可知t1<t2,根据v=at知,v1<v2,故C错误;


    (3)F1<F2,则a1<a2,M1=M2,则a1′=a2′。根据a1t-a1′t=L,a2t-a2′t=L,可知t1>t2,根据v=at知,v1>v2。故D正确。


    4.【答案】CD


    【解析】若木板光滑,木板停止运动后,A,B均以速度v做匀速运动,间距不变,故A错误,C正确;若木板粗糙,同种材料制成的物体与木板间动摩擦因数相同,根据牛顿第二定律得到:μmg=ma,a=μg,则可见A、B匀减速运动的加速度相同,间距不变。故C错误,D正确。


    5.【答案】BCD


    【解析】当A、B刚要发生相对滑动时,A,B间的摩擦力达到最大静摩擦力,即Ff=2μmg,


    隔离对B分析,根据牛顿第二定律得,


    2μmg-μ·3mg=ma,解得a=μg,即B的加速度不会超过μg。故D正确;对整体分析,根据牛顿第二定律有:F-μ·3mg=3ma,解得F=3μmg。知当F>3μmg时,A、B发生相对滑动。故C正确。当F=μmg时,A、B保持相对静止,对整体分析,加速度a===μg,故B正确;当F<2μmg,知小于A、B之间的最大静摩擦力,则A,B不发生相对滑动,对整体分析,由于整体受到地面的最大静摩擦力Ffm=μ·3mg=μmg,知A、B不能相对地面静止。故A错误。





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