重難點02 直線運動與牛頓運動定律的綜合(圖像問題、追及相遇問題、勻變速直線運動的規(guī)律和推論、連接體問題等)(解析版)2025年高考物理重難點_第1頁
重難點02 直線運動與牛頓運動定律的綜合(圖像問題、追及相遇問題、勻變速直線運動的規(guī)律和推論、連接體問題等)(解析版)2025年高考物理重難點_第2頁
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PAGE重難點02直線運動與牛頓運動定律的綜合(圖像問題、追及相遇問題、勻變速直線運動的規(guī)律和推論、連接體問題等)考點分析三年考情分析2025命題熱點勻變速直線運動的規(guī)律及應用2024:山東卷、全國卷、廣西卷2023:福建卷、山東卷2022:湖北卷、山東卷多過程的運動模型牛頓運動定律的應用數(shù)形結合思想的應用運動學和動力學圖像2024:安徽卷、甘肅卷、河北卷、新課標卷2023:江蘇卷、廣東卷、福建卷、全國卷牛頓運動定律的綜合應用2024:黑吉遼卷、全國卷、廣東卷2023:全國甲卷、湖南卷、全國乙卷2022:全國乙卷、湖南卷、山東卷、廣東卷【課標要求】1.會用多種方法靈活處理勻變速直線運動的問題。2.掌握牛頓運動定律,會分析瞬時性問題、連接體問題、會應用牛頓運動定律解決運動的實際問題。3.會分析運動學和動力學圖像?!究疾榉较颉扛呖济}重點考查運動圖像和實驗數(shù)據(jù)的處理。高考命題主要從勻變速直線運動規(guī)律的應用能力、應用圖像分析物體運動規(guī)律的能力以及在多過程問題中的應用能力等方面進行命題。【備考建議】復習本章時,作為基礎章節(jié),要熟練掌握以下幾點:(1)勻變速直線運動公式的靈活運用;(2)根據(jù)圖像分析物體的運動情況,根據(jù)題目畫出或選擇圖像;(3)自由落體運動;(4)勻變速直線運動規(guī)律的推論和初速度為零的勻加速直線運動的比例關系;(5)實驗基礎數(shù)據(jù)處理方法?!厩榫辰庾x】1.交通情境:汽車在直線道路上的啟動、剎車,或在路口等遇到的加速、減速問題,涉及到勻變速直線運動的速度、位移、時間等關系的計算。如已知汽車剎車時的初速度和加速度,求剎車距離和時間。2.運動比賽場景:短跑運動員的起跑、加速沖刺過程,或物體在光滑斜面上的下滑等??筛鶕?jù)已知條件,利用運動學公式求解運動員的加速度、沖刺速度或物體下滑的時間等。3.自由落體與豎直上拋:如跳傘運動員在打開降落傘前的自由落體運動,或豎直向上拋出的小球的運動。需要考慮重力加速度,運用勻變速直線運動公式求解相關物理量。4.斜面滑塊問題:滑塊在斜面上受到重力、支持力和摩擦力的作用,通過分析這些力,根據(jù)牛頓第二定律求出滑塊的加速度,進而研究滑塊的運動情況,如滑塊在斜面上的靜止、勻速下滑或加速下滑等。5.連接體問題:多個物體通過繩子、彈簧等連接在一起,分析整體和隔離體的受力情況,結合牛頓第二定律求解各物體的加速度和相互作用力。6.超重失重問題:在電梯的升降過程中,或在航天器的發(fā)射、運行等過程中,分析人或物體的受力情況,判斷超重和失重現(xiàn)象,根據(jù)牛頓第二定律計算相關物理量?!靖叻旨记伞恳弧⑦\動學和動力學中的圖像對運動圖象的認識和理解,應注意以下三點:(1)無論是x-t圖象還是v-t圖象都只能描述直線運動.(2)x-t圖象和v-t圖象不表示物體運動的軌跡,x、v與t一一對應.(3)一般試題中,關鍵點是根據(jù)斜率判斷物體的運動狀況,x-t圖象的斜率表示物體運動的速度,根據(jù)x-t圖象的斜率判斷速度變化情況;v-t圖象的斜率表示物體運動的加速度,根據(jù)v-t圖象的斜率判斷加速度的變化情況.1、x-t圖像1、物體做勻速直線運動(斜率表示速度)2、表示物體靜止4、表示物體向反方向做勻速5、交點的縱坐標表示三個運動質點相遇時的位移。6、t?時刻物體位移為s?2、v-t圖像表示物體做勻加速直線運動(斜率表示加速度)2、物體作勻速直線運動3、表示物體靜止4、表示物體做勻減速直線運動5、交點的縱坐標表示三個運動質點的共同速度。6、t?時刻物體速度為v?(圖中陰影部分面積表示質點1在0-t?時間內(nèi)的位移)3、x-t圖像,v-t圖像,a-t圖像的對比點線①②③表示物體做勻速直線運動;④表示物體靜止;⑤⑥表示物體斜(切線、割線)直線斜率表示物體(瞬時、平均)速度;上傾為正,下斜為負;陡緩示大小截面圖線與t軸所圍圖形面積無意義點線①②③表示勻變速直線運動;④表示勻速直線運動;⑤6⑦⑧表示斜(切線)直線斜率表示物體(瞬時)加速度;上傾為正,下斜為負;陡緩示大小截面點線①②③表示a均勻變化;④表示a恒定;⑤⑥表示a非均勻變化;a方向:t上為正,t下為負斜截縱截距表示物體初加速度面陰影部分的面積表示物體某段時間內(nèi)速度變化量;t上為正,t下為負其他圖像(v2-x圖像、x-v圖像、xtv2-x圖像1.根據(jù)v2-vo2=2ax寫出對應圖線函數(shù)表達式;2.找初速度和加速度兩個主要物理量;點線斜v2-x上傾為正,下斜為負;陡緩示大小截在v2-x圖線中縱截距表示物體初速度平方;在x-v2圖線中橫載距表示物體的初速度平方面圖線與橫軸所圍圖形面積無意義1.根據(jù)v2-vo2=2ax寫出對應圖線函數(shù)表達式;2.找初速度和加速度兩個主要物理量;點兩圖線交點,說明兩物體經(jīng)過某段相同位移或在某一位置的速度相同線①②③表示物體做勻加速直線運動;④⑤表示物體斜截在v-x圖線中縱截距表示物體初速度;在x-v圖線中橫截距面圖線與橫軸所圍圖形面積無意義圖像1.根據(jù)圖像寫函數(shù)表達式;2.根據(jù)表達式找初速度和加速度兩個主要物理量;線斜截面識圖點線①表示物體做勻變速直線運動;②③④表示物體做斜截縱截距表示物體初加速度面圖線與x軸所圍圖形面積等于二、整體法和隔離法處理連接體問題1.常見的連接體(1)物物疊放連接體:兩物體通過彈力、摩擦力作用,具有相同的速度和加速度速度、加速度相同(2)輕繩連接體:輕繩在伸直狀態(tài)下,兩端的連接體沿繩方向的速度總是相等。速度、加速度相同速度、加速度大小相等,方向不同(3)輕桿連接體:輕桿平動時,連接體具有相同的平動速度。速度、加速度相同(4)彈簧連接體:在彈簧發(fā)生形變的過程中,兩端連接體的速度、加速度不一定相等;在彈簧形變最大時,兩端連接體的速度、加速度相等。2.整體法與隔離法處理連接體問題的思路(1)整體法當連接體內(nèi)(即系統(tǒng)內(nèi))各物體的加速度相同時,可以把系統(tǒng)內(nèi)的所有物體看成一個整體,分析其受力和運動情況,運用牛頓第二定律對整體列方程求解的方法。(2)隔離法當求系統(tǒng)內(nèi)物體間相互作用的內(nèi)力時,常把某個物體從系統(tǒng)中隔離出來,分析其受力和運動情況,再用牛頓第二定律對隔離出來的物體列方程求解的方法。(3)處理連接體方法①共速連接體,一般采用先整體后隔離的方法。如圖所示,先用整體法得出合力F與a的關系,F(xiàn)=(mA+mB)a,再隔離單個物體(部分物體)研究F內(nèi)力與a的關系,例如隔離B,F(xiàn)內(nèi)力=mBa=F②關聯(lián)速度連接體分別對兩物體受力分析,分別應用牛頓第二定律列出方程,聯(lián)立方程求解。(建議用時:40分鐘)一、單選題1.(2024·全國·模擬預測)2024年2月27日,蘿卜快跑全無人自動駕駛汽車駛過武漢楊泗港長江大橋,完成了自動駕駛的“萬里長江第一跨”,武漢成為全國首個實現(xiàn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車橫跨長江貫通示范運營的城市?,F(xiàn)將蘿卜快跑全無人自動駕駛汽車通過楊泗港長江大橋的過程簡化為勻變速直線運動。汽車剛駛上主橋面時車內(nèi)乘客觀察到車內(nèi)速度表指示,經(jīng)歷100s汽車駛出主橋面時車內(nèi)速度表指示。假設汽車可視為質點,則以下說法正確的是(

)A.全無人自動駕駛汽車在主橋面上行駛過程中的加速度大小為B.全無人自動駕駛汽車駛上主橋面后第20s末的速度大小為C.楊泗港長江大橋主橋面的長度為1750mD.全無人自動駕駛汽車行駛至主橋面中點時速度大小為【答案】C【知識點】勻變速直線運動速度與時間的關系、勻變速直線運動位移與時間的關系、勻變速直線運動速度與位移的關系【詳解】A.汽車的初速度,末速度,汽車的加速度A錯誤;B.汽車駛上主橋面后第20s末的速度B錯誤;C.楊泗港長江大橋主橋面的長度C正確;D.設汽車行駛至主橋面中點時速度為,則有可得D錯誤。故選C。2.(2024·廣東肇慶·一模)港珠澳大橋海底隧道是世界上最長的公路沉管隧道,也是我國第一條外海沉管隧道,全長,隧道限速,將沉管隧道簡化為直線,時刻,甲、乙兩車同時由同一入口進入隧道,之后在隧道中運動的速度隨時間變化的關系如圖所示。則經(jīng)過多長時間乙車在隧道中追上甲車()A. B. C. D.【答案】B【知識點】變速物體追變速物體【詳解】由題圖可知則當乙車追上甲車時解得故B正確。3.(2024·湖北黃岡·一模)2024年6月2日,嫦娥六號成功著陸月球背面南極——艾特肯盆地。嫦娥六號利用向下噴射氣體產(chǎn)生的反作用力,有效地控制了探測器著陸過程中的運動狀態(tài)。其中一段著陸過程中,探測器減速的加速度大小a隨時間t變化的關系如圖所示,時刻探測器的速度恰好為零。下列說法中正確的是()A.時間內(nèi),探測器做勻速直線運動B.探測器在時刻的速度大小是時刻的4倍C.時間內(nèi),探測器的位移大小為D.氣體對探測器的作用力大小在時刻是時刻的兩倍【答案】B【知識點】牛頓第二定律的簡單應用、a-t圖像【詳解】A.由圖像可知,時間內(nèi),加速度不變,探測器做勻減速直線運動,故A錯誤;B.根據(jù)圖像與橫軸圍成的面積表示速度變化量,且時刻探測器的速度恰好為零,可知探測器在時刻的速度大小為探測器在時刻的速度大小為可知探測器在時刻的速度大小是時刻的4倍,故B正確;C.探測器在時刻的速度大小為則時間內(nèi),探測器的位移大小為故C錯誤;D.設探測器的質量為,時刻根據(jù)牛頓第二定律可得時刻根據(jù)牛頓第二定律可得則有故D錯誤。故選B。4.(2024·安徽·模擬預測)下列四個圖中是四個物體的a?t圖像,初速度均為零,則哪個物體一段時間后會回到出發(fā)點()A. B.C. D.【答案】B【知識點】a-t圖像【詳解】A.由圖像可知,0~1s內(nèi)物體以2m/s2的加速度向正方向做勻加速運動,1~2s內(nèi)物體以2m/s2的加速度向正方向做勻減速運動,t=2s時,物體速度大小為零,重復以上運動過程,物體一直向正方向運動,不會回到出發(fā)點,A錯誤;B.由圖像可知,0~1s內(nèi)物體以2m/s2的加速度向正方向做勻加速運動,1~2s內(nèi)物體以2m/s2的加速度向正方向做勻減速運動,t=2s時,物體速度大小為零;2~3s內(nèi)物體以2m/s2的加速度向負方向做勻加速運動,3~4s內(nèi)物體以2m/s2的加速度向負方向做勻減速運動,t=4s時,物體速度大小為零;根據(jù)對稱性可知物體會回到出發(fā)點,B正確;C.由圖像可知,0~2s內(nèi)物體以2m/s2的加速度向正方向做加速度減小的加速運動,2~4s內(nèi)物體向正方向做加速度增大的減速運動,t=4s時,物體速度大小為零。之后重復以上運動過程,物體一直向正方向運動,不會回到出發(fā)點,C錯誤;D.a(chǎn)?t圖像與時間軸的面積表示速度的變化,由圖像可知,0~4s內(nèi)物體的速度向正方向增加,4~8s內(nèi)物體速度向正方向減小,t=8s時,物體速度大小為零,物體一直向正方向運動,不會回到出發(fā)點,D錯誤。故選B。5.(2024·安徽淮南·二模)隨著地球資源的不斷減少,人們在宇宙中開始尋找適合人類居住的星球,假設某一天人們尋找到一顆宜居星球,把地球上周期為的擺鐘移到該星球上其周期變?yōu)椋ㄔO擺鐘的擺長不變)。若已知地球與該星球的半徑之比為,地球的第一宇宙速度為。下列說法中正確的是(

)A.若使擺鐘的周期仍為,需使擺長減小B.在該星球發(fā)射衛(wèi)星所需的最小速度為C.若在地球和星球上,以同樣的速度豎直上拋一物體,則物體上升的最大高度之比為D.若在距地球和星球表面附近相同的高度,以同樣大小的速度水平拋出一物體,則物體的水平射程之比為【答案】B【知識點】平拋運動位移的計算、第一宇宙速度的意義及推導、豎直上拋運動的三個基本公式、單擺周期公式的簡單應用【詳解】A.由單擺周期公式可知設該宜居星球表面的重力加速度為,地球表面為,可得即若使擺鐘的周期仍為,需使擺長增大,A錯誤;B.該星球發(fā)射衛(wèi)星所需的最小速度即為該星球的第一宇宙速度,由可得可知即B正確;C.以同樣的速度豎直上拋一物體,由運動學公式可得則C錯誤;D.同樣大小的速度水平拋出一物體,則物體的水平射程則D錯誤。故選B。6.(2024·四川達州·一模)中國勞動人民充滿無窮的智慧,用兩根竹竿輕松解決了對不同大小水果的分揀工作。如圖,端略高于端,間的寬度小于間的寬度,與與與間的間距相等。水果從與區(qū)域掉下為小果,與區(qū)域掉下為中果,與區(qū)域掉下為大果。一大果從端靜止開始下滑的過程中()A.對桿AD和桿的摩擦力逐漸增大B.對桿AD和桿的壓力逐漸減小C.加速度越來越大D.到與到的時間之比為【答案】A【知識點】連續(xù)相等位移的運動比例規(guī)律、利用牛頓第二定律分析動態(tài)過程【詳解】AB.根據(jù)對稱性,設竹竿對水果的支持力與兩竹竿構成的平面的夾角大小均為,竹竿與水平面之間的夾角為,在垂直兩竹竿平面的方向上水果受力平衡,由牛頓第三定律可知,水果對竹竿AD和竹竿的壓力大小均為,則解得因為逐漸變小,不變,則大果下滑過程中對竹竿AD和竹竿的壓力逐漸增大,根據(jù)摩擦力可知壓力逐漸增大,對竹竿AD和竹竿的摩擦力大小也會逐漸增大。故A正確,B錯誤;C.設兩竹竿之間的夾角為,根據(jù)牛頓第二定律可得解得加速度摩擦力變大,、不變,則加速度越來越小。故C錯誤;D.根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律可知,對于從靜止開始的連續(xù)兩段相等的位移,所用時間之比為,但根據(jù)上述分析可知水果滑下的過程不是勻變速直線運動,而是加速度逐漸減小的加速運動,故到與到的時間之比不符合的比例關系。故D錯誤。故選A。7.(2024·遼寧·一模)某同學原地豎直起跳進行摸高測試,從離地到上升到最高點所用時間為t,重心上升的總高度為H。若不計空氣阻力,下列說法正確的是()A.該同學在上升第一個與上升第三個的過程中,克服重力做功之比為B.該同學在上升第一個與上升第三個的過程中,克服重力做功之比為C.該同學在上升第一個與上升第三個的過程中,重力的沖量之比為D.該同學在上升第一個與上升第三個的過程中,重力的沖量之比為【答案】D【知識點】重力做功計算、連續(xù)相等位移的運動比例規(guī)律、連續(xù)相等時間內(nèi)的運動比例規(guī)律、求恒力的沖量【詳解】AB.根據(jù)題意,由逆向思維可看成自由落體運動,則該同學在上升第一個與上升第三個的位移之比為,由公式可知,克服重力做功之比為,故AB錯誤;CD.根據(jù)題意,由逆向思維可看成自由落體運動,該同學在上升第一個與上升第三個的時間之比為,由公式可知,重力的沖量之比為,故C錯誤,D正確。故選D。8.(2024·山東·模擬預測)如圖,光滑的水平地面左側固定一豎直擋板,水平輕質彈簧左端固定在豎直擋板上,右端與質量為的物塊相連接,現(xiàn)將質量為的物塊置于的右側,推動使其緩慢向左移動至處(圖中未畫出),彈簧的彈性勢能,為彈簧勁度系數(shù),為彈簧的形變量。物塊、均可視為質點,彈簧始終在彈性限度內(nèi),現(xiàn)將從處由靜止釋放。下列說法正確的是(

)A.、分開之前,相同時間內(nèi),彈簧對的沖量與對的沖量相同B.在整個運動過程中,在點的加速度最大C.、分開之后,依然可以回到點D.、分開前,的加速度隨其位移均勻減小【答案】D【知識點】彈簧類問題機械能轉化的問題、利用牛頓第二定律分析動態(tài)過程、動量定理的內(nèi)容【詳解】A.根據(jù)動量定理,、分開之前,相同時間內(nèi),彈簧對的沖量等于,組成的系統(tǒng)動量的變化量,必大于動量的變化量,即大于對的沖量,故A錯誤;B.設最初物塊在點時彈簧上的彈性勢能為,則根據(jù)牛頓第二定律解得兩物塊分開瞬間速度大小相同,此時彈簧處于原長,物塊的動能為,可知分開后彈簧上最大的彈性勢能為,同理解得此時最大加速度為可知物塊運動過程中最大加速度處并非在處,故B錯誤;C.由能量守恒定律可知,分開后無法運動至處,故C錯誤;D.、分開前的加速度大小其加速度是位移的一次減函數(shù),故加速度隨位移均勻減小,故D正確。故選D。9.(2024·河北保定·三模)如圖所示,ABC和CDE兩個光滑斜面體固定在水平面上,a、b兩個小球分別從兩個斜面的最高點A和E同時由靜止釋放,結果兩個球同時到達C點,已知斜面體ABC的斜面長為、高為,斜面體CDE斜面長為,高為,不計小球大小,則下列關系正確的是()A. B.C. D.【答案】C【知識點】物體在光滑斜面滑動【詳解】球運動的加速度大小b球運動的加速度大小a、b兩個小球分別從兩個斜面的最高點A和E同時由靜止釋放,結果兩個球同時到達C點,則有,解得故選C。10.(2024·四川達州·一模)如圖所示,用不可伸長的輕繩連接物塊P、Q跨過輕質定滑輪,P的質量為m、Q的質量為M,m<M,不計一切摩擦?,F(xiàn)將P、Q釋放,在物塊P達到定滑輪前,甲圖輕繩上的拉力為F1,乙圖輕繩上的拉力為F2,下列關于F1、F2大小關系正確的是()A. B. C. D.【答案】C【知識點】整體法與隔離法解連接體問題【詳解】對甲圖整體受力分析有甲圖中繩子的拉力對乙圖整體受力分析有對乙圖中P受力分析有解得聯(lián)立得故選C。11.(2024·四川德陽·模擬預測)如圖所示,將一個中間有孔的質量為m的小木塊套在粗糙橫桿上,木塊兩側連接相同的輕彈簧,輕彈簧的另一端與箱子內(nèi)壁連接,橫桿兩端固定在箱子上,箱子與橫桿總質量為M,現(xiàn)將整個裝置放在光滑地面上,此時木塊位于橫桿中點,且兩彈簧均處于自然長度,時刻對箱子施加水平向右的恒力F,在時(足夠大),撤去F,該過程F對箱子做功為W。已知木塊與橫桿之間動摩擦因數(shù)為,重力加速度大小為g,整個運動過程,彈簧的變化始終在彈性限度內(nèi),木塊并未接觸箱子左右兩側,則下列說法一定正確的是()A.B.最終穩(wěn)定時箱子速度大小為C.若,F(xiàn)作用瞬間,箱子的加速度大小為D.若,F(xiàn)作用瞬間,箱子的加速度大小為【答案】B【知識點】整體法與隔離法解連接體問題、動量定理的內(nèi)容【詳解】A.如果拉力較小,木塊和箱子不發(fā)生相對滑動位移為拉力做的功如果拉力較大,則小木塊會發(fā)生相對滑動箱子的位移該過程F對箱子做功為故A錯誤;B.最終穩(wěn)定時木塊和箱子速度相同,根據(jù)動量定理解得故B正確;CD.設木塊和箱子剛好發(fā)生相對滑動,此時兩者之間的摩擦力達到最大靜摩擦力對于小木塊得此時拉力大小若F作用瞬間,木塊和箱子不發(fā)生相對滑動,箱子的加速度大小若F作用瞬間,木塊和箱子發(fā)生相對滑動,箱子的加速度大小為若,不知F與的關系,所以作用瞬間,箱子的加速度大小,兩種情況都有可能。故CD錯誤;故選B。12.(2024·河南·模擬預測)如圖甲所示利用遙控飛機向某地運送物資,物資用細繩懸掛在飛機上。遙控飛機從地面豎直上升,物資運動的圖像如圖乙所示,其中細繩對物資拉力最大的階段是(

)A. B. C. D.【答案】B【知識點】牛頓運動定律與圖像結合【詳解】由乙圖可知,階段與階段,物資向上加速,加速度方向向上,故拉力大于重力,由于階段加速度更大,根據(jù)牛頓第二定律可知,階段的拉力大于階段的拉力,物資加速度方向向下,故拉力小于重力,細繩對物資拉力最大的階段是階段。故選B。二、多選題13.(2024·河北·模擬預測)科考隊在非洲草原上拍攝到了狼沿直線追捕獵物的情景,用計算機模擬后得到了狼運動速率的倒數(shù)與位移x的關系如圖所示,已知狼從O點運動到C點與從C點運動到D點所用的時間相等,則()A.狼做加速度變化的減速運動 B.狼做加速度不變的減速運動C.OC與CD的長度之比為1:(-1) D.OC與CD的長度之比為:1【答案】AC【知識點】解決非勻變速直線運動的特殊方法【詳解】AB.圖像是一條過原點的傾斜直線,根據(jù)圖像可知,與x成正比,則圖像的斜率變形可知為常數(shù),假設狼做勻變速運動,則有聯(lián)立可得可知,如果狼做勻變速運動,加速度一定,則為定值,即速度v一定,而實際上,根據(jù)圖像可知,隨狼位移的增大,狼的速度減小,則狼做減速直線運動,可知假設不成立,故狼做的是加速度變化的減速運動,故A正確,B錯誤;CD.根據(jù)微元法可知,圖像與橫軸所圍圖形的面積表示時間,又因為狼從O點運動到C點與從C點運動到D點所用的時間相等,所以所以OC與CD的長度之比為根據(jù)幾何關系聯(lián)立可得解得C正確,D錯誤。故選AC。14.(2022·安徽淮北·一模)圖甲所示,質量分別為和的兩物體用輕彈簧連接置于光滑水平面,初始時兩物體被鎖定,彈簧處于壓縮狀態(tài)。時刻將B物體解除鎖定,時刻解除A物體的鎖定,此時B物體的速度為,AB兩物體運動的圖像如圖乙所示,其中和分別表示時間和時間內(nèi)B物體的圖像與坐標軸所圍面積的大小,則下列說法正確的是()A.B.C.時刻,彈簧伸長量最大D.時間內(nèi),彈簧對A物體的沖量大小為【答案】ABD【知識點】利用a-t圖像解決非勻變速運動、動量定理的內(nèi)容、細繩或彈簧相連的連接體問題【詳解】A.題意可知,在后AB水平方向上只受彈簧的彈力,彈簧對AB的彈力大小始終相等,通過乙圖可知,后的任意時刻,A的加速度大小都比乙大,根據(jù)牛頓第二定律可知,A正確。B.在時,彈簧處于原長狀態(tài)彈性勢能為零,時間彈簧的彈性勢能全部轉化為B的動能,此時B的速度最大,為時間內(nèi)速度的變化量,即B此時的速度大小;,彈簧彈力作用使得A加速,B減速,彈性勢能轉化為AB的動能,在時刻加速的為零,彈力為零,彈性勢能為零。時刻AB動能之和等于時刻B的動能,時刻B的速度不為零,表示時間內(nèi)B物體的速度變化量小于時間內(nèi)速度的變化量,故,B正確;C.時刻,彈簧的狀態(tài)與0時刻彈簧的狀態(tài)相同,應該是彈簧壓縮量最大,C錯誤;D.根據(jù)的圖像信息可知,時刻,A的速度減為零,B的速度為,則彈簧對B的動量定理彈簧對AB的作用力時刻大小相等方向相反,因此彈簧彈力對A的沖量大小等于彈簧彈力對B的沖量大小即為,D正確故選ABD。15.(2024·貴州貴陽·模擬預測)如圖1,某男子舉重運動員,訓練由架上挺舉質量為100kg的杠鈴。挺舉過程中,杠鈴豎直方向的速度隨時間變化的關系圖線如圖2所示(以豎直向上為速度正方向)。圖中a至i為挺舉過程中的某些特定時刻。只考慮杠鈴豎直方向的運動情況,重力加速度g取10m/s2。則下列有關杠鈴的說法正確的是()A.由零時刻到a時刻過程,杠鈴處于失重狀態(tài)B.由零時刻到a時刻過程,杠鈴的動能增加C.由a時刻到b時刻過程,舉重運動員挺舉杠鈴所施的平均作用力約為1500ND.由e時刻到g時刻過程,杠鈴的重力勢能減少【答案】CD【知識點】物體動能的比較、超重和失重的概念、牛頓第二定律的簡單應用、重力做功與重力勢能的關系【詳解】A.由零時刻到a時刻過程,杠鈴向下減速,加速度豎直向上,杠鈴在豎直方向上只受重力和運動員舉杠鈴的力,即運動員舉杠鈴的力大于重力,處于超重狀態(tài),故A錯誤;B.由零時刻到a時刻過程,杠鈴速度減小,動能減少,故B錯誤;C.由a時刻到b時刻過程,加速度約為由牛頓第二定律可知解得故C正確;D.由e時刻到g時刻過程,杠鈴速度方向豎直向下,重力做正功,杠鈴的重力勢能減小,故D正確。故選CD。16.(2024·重慶榮昌·模擬預測)如圖所示,固定的L形光滑細桿,一邊水平,另一邊豎直,兩彈性小球A,B分別套在兩細桿上,兩球之間用輕質彈性繩連接,A,B兩小球的質量分別是M,m?,F(xiàn)在用手將兩球沿桿向外拉,小球B受到方向沿桿向下、大小為mg的拉力作用,彈性繩在彈性限度內(nèi)伸長,一段時間后達到平衡狀態(tài),此時小球B距豎直桿頂端的距離為H。某時刻由靜止同時釋放兩小球,當豎直桿上的小球B恰好到達桿頂部時,水平桿上的小球A的速度大小為v。重力加速度為g。下列說法正確的是(

)A.人手剛釋放時,小球B的加速度大小為gB.小球B到達桿頂端時,彈性繩的彈性勢能可能為零C.彈性繩最初的彈性勢能可能為D.彈性繩對兩小球做的功一定相等【答案】ABC【知識點】牛頓第二定律求瞬時突變問題、用細繩連接的系統(tǒng)機械能守恒問題【詳解】A.由題知,小球B受到方向沿桿向下、大小為mg的拉力作用,彈性繩在彈性限度內(nèi)伸長,一段時間后達到平衡狀態(tài),此時對小球B有F彈y=mg+mg某時刻由靜止同時釋放兩小球,對小球B有F彈y-mg=ma解得a=g故A正確;B.根據(jù)選項A的分析可知,釋放兩小球時彈性繩出于拉伸狀態(tài),且由于桿光滑,則釋放后A向右運動,B向上運動,則B還沒有到達桿頂端時,彈性繩可能已經(jīng)達到原長,則此時彈性繩的彈性勢能可能為零,故B正確;C.根據(jù)選項B的分析可知,小球B恰好到達桿頂部時,彈性繩的彈性勢能可能為零,且A、B與彈性繩組成的系統(tǒng)機械能守恒,有故C正確;D.彈性繩對兩小球的力大小相等,但兩小球在沿著彈性繩方向的位移不相等,根據(jù)微元法可知彈性繩對兩小球做的功不相等,故D錯誤。故選ABC。17.(2024·河南駐馬店·二模)如圖所示,輕彈簧豎直固定在水平桌面上,質量為的木塊放置在彈簧上但不拴接,質量為的鐵塊放置在木塊上并通過跨過光滑定滑輪的輕質細線與質量為的鐵球連接,先用手托住鐵球使細線恰好伸直但無張力,然后將鐵球由靜止釋放。已知重力加速度為,,輕彈簧勁度系數(shù)為,彈簧始終處于彈性限度內(nèi),則()A.鐵球釋放瞬間其加速度大小為B.鐵塊與木塊分離之前細線的張力逐漸增大C.鐵塊與木塊分離時鐵球的加速度大小為D.從初始狀態(tài)到鐵塊與木塊分離時,木塊的位移為【答案】BCD【知識點】牛頓第二定律求瞬時突變問題、整體法與隔離法解連接體問題【詳解】A.鐵球釋放瞬間,鐵塊與木塊并未分離,所以三者加速度相同,開始時彈簧的彈力設鐵球釋放瞬間其加速度大小為,細線的張力為,對于鐵球有對于鐵塊與木塊有聯(lián)立解得故A錯誤;B.鐵塊與木塊分離之前,結合上述可知,因彈簧的彈力逐漸減小,所以系統(tǒng)的加速度逐漸減小,則細線的張力逐漸增大,故B正確;C.鐵塊與木塊分離時木塊對鐵塊無作用力,所以對于鐵塊與鐵球有所以此時鐵球的加速度大小為故C正確;

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