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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.

举一反三
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.

多选题

(多选)曲线运动中(  )

A
物体的位移大小与路程一般是不相等的
B
物体的速度方向跟轨迹的切线方向一致
C
物体的加速度方向跟速度方向在一直线上
D
物体所受的合外力方向跟速度方向一致

题目答案

AB

答案解析

分析:

位移是由初位置指向末位置,是矢量;路程是运动轨迹的长度,是标量.当物体的速度方向和合力的方向不在同一条直线上,物体做曲线运动,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,即物体做曲线运动时,物体所受的合外力方向不可能跟速度方向一致,物体的加速度方向也不可能跟速度方向在一直线上.

解答:

解:A、曲线运动的轨迹是曲线,故曲线运动的路程肯定大于位移大小,故A正确.

B、曲线运动的速度方向时刻改变,轨迹上某一点的速度方向为该点的切线方向,故B正确.

C、D、物体做曲线运动的条件是:物体所受的合外力的方向即加速度的方向与速度方向不在同一直线上,故CD均错误.

故选:AB.

点评:

本题要注意区别位移和路程:位移是由初位置指向末位置,是矢量;路程是运动轨迹的长度,是标量.同时知道当物体的速度方向和合力的方向不在同一条直线上,物体做曲线运动.

多选题

(多选)关于曲线运动的条件,以下说法正确的是(  )

A
物体受变力作用可能做曲线运动
B
物体受恒力作用也可能做曲线运动
C
物体所受合力为零不可能做曲线运动
D
物体所受合外力不为零就一定做曲线运动

题目答案

ABC

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,合外力大小和方向不一定变化,由此可以分析得出结论.

解答:

解:A、B、物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上,物体在恒力作用下,可以做曲线运动,例如平抛运动,所以A,B正确.

C、物体所受合力为零,则物体处于平衡状态,不可能做曲线运动,所以C正确.

D、物体所受合外力不为零,不一定做曲线运动,也可能做直线运动,所以D错误.

故选:ABC.

点评:

本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查,匀速圆周运动,平抛运动等都是曲线运动,对于它们的特点要掌握住.

多选题

(多选)如图所示,恒力作用下的一个物体做曲线运动,某时刻受力和速度方向如图,此后(  )

A
轨迹可能是虚线I
B
轨迹可能是虚线II
C
物体速度会一直减小
D
物体速度会先减小后增大

题目答案

AD

答案解析

分析:

曲线运动的速度方向是切线方向,时刻改变,一定有加速度,合力一定不为零;由于需要向心力,故合力一定指向曲线的内侧.

解答:

解:A、B、曲线运动的速度方向是切线方向,时刻改变,一定有加速度,合力一定不为零;由于需要向心力,故合力一定指向曲线的内侧,故A正确,B错误;

C、D、图示时刻物体受力方向与速度方向的夹角大于90°,合力做负功,故动能减小,当速度与合力夹角小于90 °后,物体会加速,类似斜上抛运动,故C错误,D正确;

故选AD.

点评:

本题关键明确曲线运动的条件,若合力为恒力,速度方向逐渐向合力方向靠拢,但永不平行,不难.

多选题

(多选)水滴自高处由静止开始下落,至落地前的过程中遇到水平方向吹来的风,则(  )

A
风速越大,水滴下落的时间越长
B
风速越大,水滴落地时的瞬时速度越大
C
水滴着地时的瞬时速度与风速无关
D
水滴下落的时间与风速无关

题目答案

BD

答案解析

分析:

将水滴的运动沿水平方向和竖直方向正交分解,水平方向的运动对竖直分运动无影响,两分运动的速度合成可得到合速度.

解答:

解:将水滴的运动沿水平方向和竖直方向正交分解,水平方向随风一起飘动,竖直方向同时向下落;

由于水平方向的分运动对竖直分运动无影响,故落地时间与水平分速度无关,故A错误,D正确;

两分运动的速度合成可得到合速度,故风速越大,落地时合速度越大,故B正确,C错误;

故选BD.

点评:

合运动与分运动同时发生,两个分运动互不干扰.本题中落地时间与风速无关,风速影响合运动的速度.

多选题

(多选)质量为2kg的物体在光滑水平面上以5m/s的速度匀速前进,当它受到一个水平方向的恒力作用,如果此力大小为4N,则(  )

A
5s末速度的大小可能是15m/s,位移大小为50m
B
5s末速度的大小可能是5m/s
C
5s末速度的大小可能是5$\sqrt {5}$m/s
D
5s末的位移可能为零,也可能是5$\sqrt {2}$m

题目答案

ABCD

答案解析

分析:

根据牛顿第二定律可知加速度的大小取决于物体所受合力的大小,而水平方向的力与初速度不一定在同一条直线上,所以有了多种可能性.

解答:

解:A.如果水平恒力F与初速度方向相同:

根据牛顿第二定律,物体的加速:a=$\frac {F}{m}$=$\frac {4}{2}$=2m/s_,

则5s末的速度为:v=v_0+at=5+2×5m/s=15m/s,

位移为:x=$\frac {v_0+v}{2}$t=$\frac {5+15}{2}$×5m=50m.故A正确.

B、如果恒力与初速度方向相反,则v=v_0-at=-5m/s,即物体速度大小为5m/s,方向与初速度方向相反,故B正确;

C、若恒力的方向与初速度方向垂直,则5s末沿恒力方向的速度v$_1$=at=2×5m/s=10m/s,根据平行四边形定则知,5s末的速度为:v=$\sqrt {}$=$\sqrt {25+100}$=5$\sqrt {5}$m/s.故C正确.

D、若恒力的方向与初速度方向相反,则5s内的位移为:x=$\frac {v_0+v}{2}$t=$\frac {5-5}{2}$×5=0m,若恒力的方向与初速度方向垂直,则沿恒力方向上的位移为:x$_1$=$\frac {1}{2}$at_=$\frac {1}{2}$×2×25m=25m,沿初速度方向上的位移为:x$_2$=v_0t=5×5m=25m,则物体的位移为:x=$\sqrt {}$=25$\sqrt {2}$m.若力与初速度方向不平行也不垂直,位移的大小可能为5$\sqrt {2}$m.故D正确.

故选:ABCD.

点评:

本题考查牛顿第二定律和运动学公式,关键是考虑到F方向的多种可能性.

多选题

(多选)在地面上观察下列物体的运动,其中物体做曲线运动的是(  )

A
向东运动的质点受到一个向西的力的作用
B
正在竖直上升的气球突然遭遇一阵北风
C
河水匀速流动,正在河里匀速驶向对岸的汽艇
D
在以速度v行驶的列车上,以相对列车的速度v水平向前抛出的一个小球

题目答案

BD

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,合外力大小和方向不一定变化,由此可以分析得出结论.

解答:

解:A、向东运动的质点受到一个向西的力的作用,此时力的方向与速度的方向相反,物体将做匀减速直线运动,不是曲线运动,所以A错误.

B、正在竖直上升的气球突然遭遇一阵北风,此时物体的速度方向是向上的,而力的方向是水平的,物体受力的方向与速度的方向不在一条直线上,所以物体将做曲线运动,所以B正确.

C、汽艇匀速运动,受到的合力为零,河水也是匀速流动的,所以汽艇还是做匀速运动,故C错误.

D、抛出的一个小球受到重力的作用,重力与速度不在一条直线上,小球将做曲线运动,所以D正确.

故选BD.

点评:

本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查,掌握了做曲线运动的条件,本题基本上就可以解决了.