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多选题

(多选)将一只小球竖直向上抛出,小球运动时受到空气阻力的大小与速度大小成正比,下列描绘小球在上升过程中的加速度大小a及速度大小v与时间t关系的图象,可能正确的是(  )

A
B
C
D

题目答案

BD

答案解析

分析:

根据牛顿第二定律得出加速度的变化,结合速度时间图象的切线斜率表示加速度得出正确的速度随时间图象.

解答:

解:AB、根据牛顿第二定律得:a=$\frac {mg+f}{m}$,加速度的方向与速度方向相反,做减速运动,速度减小,则阻力减小,加速度减小,所以小球在上升的过程中做加速度减小的减速运动,到达最高点时,加速度a=g.故A错误,B正确.

CD、速度时间图象的斜率表示加速度,知图象的斜率在减小,上升的最高点时,速度减小为零.故C错误,D正确.

故选:BD.

点评:

解决本题的关键知道速度时间图象的切线斜率表示加速度,结合牛顿第二定律以及加速度方向与速度方向的关系判断小球的运动规律.

举一反三
多选题

(多选)利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小,实验时让质量为M的某消防员从一平台上自由下落,下落2m后双脚触地,接着他用双腿弯曲的方法缓冲,使自身重心又下降了0.5m,最后停止,用这种方法获得消防员受到地面冲击力随时间变化的图线如图所示,根据图线所提供的信息,以下判断正确的是(  )

A
t$_1$时刻消防员的速度最大
B
t$_2$时刻消防员的速度最大
C
t$_3$时刻消防员的速度最小
D
t$_4$时刻消防员的速度最小

题目答案

BD

答案解析

分析:

由F-t图象可知人受力的变化,结合人下落中的过程,可知消防员的所做的运动.

解答:

解:A、B,t$_1$时刻双脚触底,在t$_1$至t$_2$时间内消防员受到的合力向下,其加速度向下,他做加速度减小的加速下落运动;而t$_2$至t$_3$时间内,人所受合力向上,人应做向下的减速运动,t$_2$时刻消防员所受的弹力与重力大小相等、方向相反,合力为零,消防员的速度最大.故A错误,B正确;

C、D,在t$_2$至t$_4$时间内他所受的合力向上,则加速度向上,故消防员做向下的减速运动,t$_4$时刻消防员的速度最小,故C错误,D正确;

故选BD

点评:

本题的关键在于正确分析人的运动过程及学生对图象的认识,要求能将图象中的时间段与运动过程联系起来一起分析得出结论.

多选题

(多选)如图所示,物块放在粗糙斜面上,斜面体在水平力F作用下向左加速运动,加速度减小的过程中物块始终相对斜面静止,则物块受斜面的摩擦力f和支持力N的有关说法正确的是(  )

A
f可能增大
B
f可能减小
C
N一定减小
D
N一定小于物块重力

题目答案

ABC

答案解析

分析:

以物块为研究对象,分析受力情况,将加速度分解为沿斜面方向和垂直于斜面方向,根据牛顿第二定律得出N和f与加速度的关系式,再分析它们的变化

解答:

解:以物块为研究对象,分析受力情况,设物块所受的摩擦力方向沿斜面向上.

将加速度a进行分解如图,根据牛顿第二定律得:

沿斜面方向:mgsinθ-f=macosθ

垂直于斜面方向:N-mgcosθ=masinθ

得到:N=mgcosθ+masinθ,f=mgsinθ-macosθ

可见,当加速度a减小时,N减小,f可能增大,也可能减小.

故选ABC

点评:

本题的技巧是分解加速度,很容易得出N和f与加速度的关系式.也可以采用常规的方法,分解力,不分解加速度进行处理.

多选题

(多选)如图所示,质量为10kg的物体A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端,弹簧的拉力为5N时,物体A处于静止状态.若小车以1m/s_的加速度向右运动稳定后(  )

A
物体A仍相对小车静止
B
物体A受到的摩擦力减小
C
物体A受到的弹力增大
D
物体A受到的摩擦力大小不变,但方向改变

题目答案

AD

答案解析

分析:

根据物体处于平衡得出静摩擦力的大小,从而确定最大静摩擦力的范围,假设物体相对小车静止,根据牛顿第二定律求出物体的合力,确定摩擦力的大小和方向,判断假设是否成立.

解答:

解:物体处于静止状态时,有:f=F=5N,方向向左,可知最大静摩擦力f_m≥5N.

若小车以1m/s_的加速度向右运动稳定后,假设物体相对于小车静止,则物体的合力F_合=ma=10×1N=10N,f′=F_合-F=10-5N=5N,方向向右,可知假设成立.物体A所受的摩擦力大小不变,方向改变,故A、D正确,B、C错误.

故选:AD.

点评:

本题解题的关键是对物体摩擦力的分析,分析其摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力,再根据牛顿第二定律求出合力,最后通过对其进行受力分析得出物块的运动状态,该题难度适中.

多选题

(多选)在电梯的天花板上系有一根细绳,绳的下端系一质量为10kg的铁块,细绳的质量忽略不计.已知细绳能够承受的最大拉力为120N,为使细绳不被拉断,(g取$\frac {10m}{s}$).则关于电梯的运动以下说法正确的是(  )

A
电梯向上做减速运动时,加速度的值最大不得超过$\frac {2m}{s}$
B
电梯向上做加速运动时,加速度的值最大不得超过$\frac {2m}{s}$
C
电梯向下做减速运动时,加速度的值最大不得超过$\frac {2m}{s}$
D
电梯向下做加速运动时,加速度的值最大不得超过$\frac {2m}{s}$

题目答案

BC

答案解析

分析:

根据细绳的最大拉力,结合牛顿第二定律求出加速度的最大值,从而判断出电梯的运动情况.

解答:

解:根据牛顿第二定律得,F-mg=ma,解得最大加速度a=$\frac {F-mg}{m}$=$\frac {120-100}{10}$m/s_=2m/s_,方向向上.知电梯向上加速运动时,或向下减速运动时,加速度的值最大不能超过2m/s_.故B、C正确,A、D错误.

故选BC.

点评:

本题考查了牛顿第二定律的基本运用,知道加速度的方向与合力的方向相同.

多选题

(多选)一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动.小球通过细绳与车顶相连.小球某时刻正处于图示状态.设斜面对小球的支持力为N,细绳对小球的拉力为T.关于此时刻小球的受力情况,下列说法正确的是(  )

A
若小车向左运动,N可能为零
B
若小车向左运动,T可能为零
C
若小车向右运动,N不可能为零
D
若小车向右运动,T不可能为零

题目答案

AB

答案解析

分析:

对小球受力分析,根据车的运动情况可知小球受拉力及支持力的情况.

解答:

解:A、若小车向左做减速运动,则加速度向右,小球受重力及绳子的拉力可以使小球的加速度与小车相同,故此时N为零,故A正确;

B、若小球向左加速运动,则加速度向左,此时重力与斜面的支持力可以使合力向左,则绳子的拉力为零,故B正确;

同理可知当小球向右时,也可能做加速或减速运动,故加速度也可能向右或向左,故N和T均可以为零,故CD均错误;

故选AB.


点评:

力是改变物体运动状态的原因,故物体的受力与加速度有关,和物体的运动方向无关,故本题应讨论向左加速和减速两种情况.

多选题

(多选)如图所示,轻质弹簧的一端固定在地面上,另一端连接质量为m的物体B,B物的上面放一质量为M的物体A(A、B不粘连),此时A、B都静止时的位置称为原位置.今从原位置用一竖直向下的力F压物体A,待系统静止后撤除F,则A、B开始向上运动,则物体在向上运动的过程中 (  )

A
物体A、B到达到原位置时的速度最大
B
物体A、B到达弹簧自然长度位置时速度最大
C
物体A、B到达弹簧自然长度位置时将开始分离
D
物体A、B到达弹簧自然长度位置时的加速度都为重力加速度g

题目答案

ACD

答案解析

分析:

无初速释放后,物体在弹力和重力作用下向上运动,弹力逐渐减小,速度逐渐增大,当弹力等于重力时,加速度为零,速度最大,物体继续上升,此后重力比弹力大,物体向上做减速运动,加速度增大,速度逐渐减小,当弹力等于零后,A只受重力,B受重力和弹力,所以B的加速度大,AB开始分离.

解答:

解:A、无初速释放后,物体在弹力和重力作用下向上运动,弹力逐渐减小,速度逐渐增大,当弹力等于重力时,加速度为零,速度最大,物体继续上升,此后重力比弹力大,物体向上做减速运动,加速度增大,速度逐渐减小,故A正确,B错误;

C、物体A、B到达弹簧自然长度位置时,弹力等于零,此时AB只受重力,加速度都为g,此后A只受重力,B受重力和弹力,所以B的加速度大,AB开始分离,故CD正确;

故选ACD

点评:

解决本题的关键知道根据合力的大小和方向可知加速度的大小和方向,以及知道加速度与速度同向,速度增加,加速度与速度反向,速度减小.

多选题

(多选)如图所示,在倾角为θ的光滑斜劈P的斜面上有两个用轻质弹簧相连的物块A、B,C为一垂直固定在斜面上的挡板.A、B质量均为m,弹簧的劲度系数为k,系统静止于光滑水平面.现开始用一水平力F从零开始缓慢增大作用于P,(物块A一直没离开斜面,重力加速度g)下列说法正确的是(  )

A
力F从零开始增加时,A相对斜面就开始向上滑行
B
力F较小时A相对于斜面静止,F增加到某一值,A相对于斜面向上滑行
C
B刚要离开挡板C时,弹簧的伸长量为$\frac {mgsinθ}{k}$
D
B刚要离开挡板C时,系统的加速度为gtanθ

题目答案

AD

答案解析

分析:

以A为研究对象,根据加速度方向分析,由牛顿第二定律分析A的运动情况.以AB整体为研究对象,求出B刚离开挡板C时的加速度,再对B研究,求解弹簧的弹力,确定弹簧的状态.

解答:

解:A、B用水平力F作用于P时,A向左加速运动,具有水平向左的加速度,设加速度大小为a,将加速度分解如图,

根据牛顿第二定律得

mgsinθ-kx=macosθ

当加速度a增大时,x减小,即弹簧的压缩量减小,物体A相对斜面开始向上滑行.故A正确,B错误.

C、D设B刚离开挡板C时AB的加速度为a,弹簧对B的弹力大小为f,此时挡板C对B没有弹力.以AB整体为研究对象,分析受力如图1,根据牛顿第二定律得

(m_A+m_B)gtanθ=(m_A+m_B)a

得a=gtanθ

再以B为研究对象,分析受力如图2所示,由牛顿第二定律

水平方向:m_Bgtanθ-fcosθ=m_Ba

代入解得f=0,则弹簧为原长.

故C错误,D正确.

故选:AD

点评:

本题运用牛顿第二定律物体的运动状态和受力情况,要灵活选择研究的对象,几个物体的加速度相同时,可以运用整体法研究加速度.

多选题

(多选)如图所示,在光滑水平面上放着质量相等且紧靠在一起的A、B两物体,B受到水平向右的恒力F_B=2N,A受到的水平力F_A=(9-2t)N(t的单位是s).从t=0开始计时,则(  )

A
A物体在3.5s末时刻的加速度是初始时刻的$\frac {3}{11}$倍
B
t>3.5s后,B物体做匀加速直线运动
C
t=4.5s时,A物体的速度为零
D
t>4.5s后,A、B的加速度方向相反

题目答案

BD

答案解析

分析:

在最开始时,A与B是一起向右运动的,所以A与B的速度是相同的;由于F_A逐渐减小,A、B刚好分离的状态就是A与B的加速度相同,而后A的加速度就小于B的加速度,所以A、B刚要分离时,有a_A=a_B,且A,B间的弹力为0.

解答:

解:AB、对于A、B整体据牛顿第二定律有:F_A+F_B=(m_A+m_B)a

设A、B间的作用为F_N,则对B据牛顿第二定律可得:F_N+F_B=m_Ba.

解得:F_N=m_B$\frac {F_A+F_B}{m_A+m_B}$-F_B=$\frac {7-2t}{2}$N.

当t=3.5s时,F_N=0,两物体开始分离.以后B受恒力作用,做匀加速直线运动.t=0时,加速度a=$\frac {11}{2m}$,在t=3.5s末,加速度a′=$\frac {2}{m}$=$\frac {4}{11}$a.故A错误,B正确.

C、当t=4.5s时,A所受的合力为零,加速度为零,物体一直做加速运动,知速度不为零.故C错误.

D、t>4.5s后,A所受的合力反向,则加速度方向反向,而B的加速度方向不变.则A、B加速度方向相反.故D正确.

故选BD.

点评:

考查连接体问题,会选择研究对象并对其受力分析,明确两物体分离的力学特征是两者弹力为0.

多选题

(多选)关于力和运动的关系,下列说法中正确的是(  )

A
做直线运动的物体一定受到外力的作用
B
做曲线运动的物体一定受到外力的作用
C
物体受到的外力越大,其运动的速度越大
D
物体受到的外力越大,其运动的速度的变化越快

题目答案

BD

答案解析

分析:

当合力与速度方向共线时,物体做加速运动;当合力与速度方向不共线时,物体做曲线运动.

解答:

解:A、做匀速直线运动的物体,速度不变,加速度为零,故合力为零,可能不受外力,故A错误;

B、做曲线运动的物体速度方向是切线方向,时刻改变,一定具有加速度,合力一定不为零,故B正确;

C、D、物体受到的外力越大,加速度越大,加速度大说明速度改变快,但速度不一定大,故C错误,D正确;

故选BD.

点评:

本题关键明确曲线运动的运动学特点以及物体做曲线运动的条件,同时要明确加速度与速度的关系,知道加速度大,速度变化快,但速度不一定大.

多选题

(多选)质点做曲线运动时,其轨迹上某一点的加速度方向(  )

A
在通过该点的曲线的切线方向上
B
与通过该点的曲线的切线垂直
C
与通过在该点所受合外力的方向相同
D
与该点瞬时速度方向成一定夹角

题目答案

CD

答案解析

分析:

物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上,加速度方向与合外力方向相同,速度的方向与该点曲线的切线方向相同.物体做曲线运动时,轨迹夹在速度方向和合力方向之间,合力大致指向轨迹凹的一向.

解答:

解:A、C、D、做曲线运动的物体,所受加速度与速度方向不在同一条直线上,速度的方向与该点曲线的切线方向相同,所以加速度方向不可能在切线方向上,而是与速度方向之间有一定的夹角,故A错误、CD正确.

B、加速度方向指向曲线的凹侧,但不一定垂直于切线方向,故B错误.

故选:CD.

点评:

本题关键是要知道物体做曲线运动的条件,知道加速度方向与合外力方向相同,速度的方向与该点曲线的切线方向相同.