A.F逐渐变大,T逐渐变大 B.F逐渐变大,T逐渐变小 C.F逐渐变小,T逐渐变大 D.F逐渐变小,T逐渐变小 【答案】A
【解析】动态平衡问题, F与T的变化情况如图:
可得:F?F'?F''? T?T'?T''?
3(全国新课标III卷,17)如图,两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上,一细线穿过两轻环,其两端各系一质量为m的小球。在a和b之间的细线上悬挂一小物块。平衡时,a、b间的距离恰好等于圆弧的半径。不计所有摩擦。小物块的质量为( )。 A.
m3 B. m C. m D.2m
22aTbo?T
【答案】C
T?mgom'g【解析】如图所示,△Oab为等边三角形,?aO?b?120?,则T?mg,根据几何关系可知,绳子上张力的合力等于m?g,所以小物块的质量为m,C正确 4.(上海卷,15)如图,始终竖直向上的力F作用在三角板A端,使其绕B点在
竖直平面内缓慢地沿顺时针方向转动一小角度,力F对B点的力矩为M,则转动过程中( )。 FNB G(A)M减小,F增大 (B)M减小,F减小 (C)M增大,F增大 (D)M增大,F减小 【答案】A
【解析】受力如图所示,对三角板受力分析受到重力、支持力和拉力,由于缓慢转动,三角板近似平衡,所以有:G?N?F,在转动过程中,支持力减小而拉力F在增加;力矩是力与力到作用点的距离的乘积,应用极端思维法,当三角板被竖直时,力与转动轴的距离为零,此时力矩为零,故此过程中力矩在减小,选项A正确。
6/106
5.(江苏卷,1)一轻质弹簧原长为8 cm,在4 N的拉力作用下伸长了2 cm,弹簧未超出弹性限度,则该弹簧的劲度系数为( )。
(A)40 m/N (B)40 N/m (C)200 m/N (D)200 N/m 【答案】D
【解析】根据胡克定律F?kx,代入数据可得k?200N/m,故选D 6.(江苏卷,9)如图所示,一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出,鱼缸最终没有滑出桌面.若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等,则在上述过程中( )。
(A)桌布对鱼缸摩擦力的方向向左
(B)鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等 (C)若猫增大拉力,鱼缸受到的摩擦力将增大 (D)若猫减小拉力,鱼缸有可能滑出桌面。
【答案】BD
N
【解析】鱼缸受力如图,f向右,A错误;鱼缸与桌布,鱼缸与桌面间动摩擦因数相同,则在桌布上加速和在桌面上减速的时间是相等的,B对;如增大拉力,鱼缸与桌布之间的摩擦力还是滑动摩擦力,大小是不变的,C
Gf错误;若减小拉力,桌布的加速度会减小,鱼缸与桌布可能相对滑动页有可能相对静止,鱼缸在桌面运动的时间变长,所以鱼缸由可能画出桌面,D正确。 7.(浙江卷,17)如图所示为一种常见的身高体重测量仪。测量仪顶部向下发射波速为v的超声波,超声波经反射后返回,被测量仪接收,测量仪记录发射和接收的时间间隔。质量为M0的测重台置于压力传感器上,传感器输出电压与作用在其上的压力成正比。当测重台没有站人时,测量仪记录的时间间隔为t0,输出电压为U0,某同学站上测重台,测量仪记录的时间间隔为t,输出电压为U,则该同学的身高和质量分别为( )。 A.v(t0-t),
1M0MU B.v(t0-t),0U
2U0U0 7/106
C. v(t0-t),
【答案】D
1M0M(U?U0) D. v(t0-t),0(U?U0)
2U0U0【解析】当侧重台没有站人时,2x?v0t;U0?kM0g站人时:2(x?h)?vt;
U?k(M0g?mg),解得:m?M0(U?U0),故选D U08. (海南卷,2)如图,在水平桌面上放置一斜面体P,两长方体物块a和b叠
放在P的斜面上,整个系统处于静止状态。若将a和b、b与
P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表示。则( )。 A.f1=0,f2≠0,f3≠0 B.f1≠0,f2=0,f3=0 C.f1≠0,f2≠0,f3=0 D.f1≠0,f2≠0,f3≠0 【答案】C
GNf2【解析】整体受力如图所示,由平衡条件可知,f3?0,ab为整体受力如图,ab有整体下滑趋势,则f2?0,同理ab之间也有摩擦力f1?0,故选C
专题三、牛顿运动定律
一、选择题
1. (全国新课标I卷,18)一质点做匀速直线运动。现对其施加一恒力,且原来作用在质点上的力不发生改变,则( )。 A. 质点速度的方向总是与该恒力的方向相同 B. 质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直 C. 质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同 D. 质点单位时间内速率的变化量总是不变
【答案】BC
【解析】质点一开始做匀速直线运动,处于平衡状态,施加恒力后,则该质点的合外力为该恒力
①若该恒力方向与质点原运动方向不共线,则质点做曲线运动,质点速度方向时刻与恒力方向不同,故A错;
②若F的方向某一时刻与质点运动方向垂直,之后质点作曲线运动,力与运动方向夹角会发生变化,例如平抛运动,故B正确;
③由牛顿第二定律可知,质点加速度方向与其所受合外力方向相同;
8/106
④根据加速度的定义,相等时间内速度变化量相同,速率变化量不一定相同,故D错。
2. (全国新课标III卷,20)如图,一固定容器的内壁是半径为R的半球面;在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P。它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中,克服摩擦力做的功为W。重力加速度大小为g。设质点P在最低点时,向心加速度的大小为a,容器对它的支持力大小为N,则( )。
A.错误!未找到引用源。 B.错误!未找到引用源。 C.错误!未找到引用源。 D.错误!未找到引用源。 【答案】AC
【解析】质点P下滑过程中,利用动能定理可得
mgR?Wf?12mv,在最低点由牛顿第二定律有2Nmg2(mgR?Wf)3mgR?2Wfmv2N?mg?ma?,N?,可得:a?,
RmRR故B、D错误,A、C正确。
3.(上海卷,4)如图,顶端固定着小球的直杆固定在小车上,当小车向右做匀
加速运动时,球所受合外力的方向沿图中的( )。
ma
(A)OA方向 (B)OB方向(C)OC方向 (D)OD方向 【答案】D
【解析】据题意可知,小车向右做匀加速直线运动,由于球固定在杆上,而杆固定在小车上,则三者属于同一整体,根据整体法和隔离法的关系分析可知,球和小车的加速度相同,所以球的加速度也应该向右,故选项D正确。 4.(上海卷,7).在今年上海的某活动中引入了全国首个户外风洞飞行体验装置,体验者在风力作用下漂浮在半空。若减小风力,体验者在加速下落过程中( )。 (A)失重且机械能增加 (B)失重且机械能减少 f(C)超重且机械能增加 (D)超重且机械能减少 【答案】B mg【解析】据题意,体验者漂浮时:mg?f;在加速下降过程中,mg?f,即重
9/106
力对体验者做正功,风力做负功,体验者的机械能减小;加速下降过程中,加速度方向向下,体验者处于失重状态,故选项B正确。
5.(天津卷,8)我国高铁技术处于世界领先水平,和谐号动车组是由动车和拖车编组而成,提供动力的车厢叫动车,不提供动力的车厢叫拖车。假设动车组各车厢质量均相等,动车的额定功率都相同,动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比,某列动车组由8节车厢组成,其中第1和5节车厢为动车,其余为拖车,则该动车组( )。
A、启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反
B、做匀加速运动时,第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为3:2 C、进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比 D、与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1:2 【答案】BD
【解析】列车启动时,乘客随车厢一起加速,加速度方向与车的运动方向相同,故乘客受到车厢的作用力方向与车运动方向相同,A错;对动车组,由牛顿第二
g8ma则a?定律有2F?8km?,
F?kg,以6、7、8节车厢为整体:4mf56?3ma?3kmg?0.75F;对7、8有f67?2ma?2kmg?0.5F;则5、6节与7、8节
1v22间作用力之比为3:2,B对;由kMgs?Mv可得s?,则C错误;8节车厢有2节动
22kg车时的最大速度vm1?正确;故选BD。
v2P4P1;同理有4节动车时的最大速度vm2?,则m1?,D8kmg8kmgvm226(海南卷,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( )。 A.F1
10/106