2022高考物理大二輪復(fù)習(xí) 專題一 力與運動 專題能力訓(xùn)練2 力與物體的直線運動一、選擇題(本題共6小題,每小題10分,共60分。在每小題給出的四個選項中,13題只有一個選項符合題目要求,46題有多個選項符合題目要求。全部選對的得10分,選對但不全的得5分,有選錯的得0分)1.如圖所示,在光滑水平面上有一靜止小車,小車質(zhì)量為m0=5 kg,小車上靜止放置一質(zhì)量為m=1 kg的木塊,木塊和小車間的動摩擦因數(shù)為=0.2,用水平恒力F拉動小車,下列關(guān)于木塊的加速度a1和小車的加速度a2,可能正確的是()A.a1=2 m/s2,a2=1 m/s2B.a1=1 m/s2,a2=2 m/s2C.a1=2 m/s2,a2=4 m/s2D.a1=3 m/s2,a2=5 m/s22.右圖為用索道運輸貨物的情景,已知傾斜的索道與水平方向的夾角為37°,重物與車廂地板之間的動摩擦因數(shù)為0.30。當(dāng)載重車廂沿索道向上加速運動時,重物與車廂仍然保持相對靜止?fàn)顟B(tài),重物對車廂內(nèi)水平地板的正壓力為其重力的1.15倍,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,那么這時重物對車廂地板的摩擦力大小為()A.0.35mgB.0.30mgC.0.23mgD.0.20mg3.如圖甲所示,粗糙斜面與水平面的夾角為30°,質(zhì)量為0.3 kg 的小物塊靜止在A點?，F(xiàn)有一沿斜面向上的恒定推力F作用在小物塊上,作用一段時間后撤去推力F,小物塊能達到的最高位置為C點,小物塊從A到C的v-t圖象如圖乙所示。g取10 m/s2,則下列說法正確的是()A.小物塊到C點后將沿斜面下滑B.小物塊加速時的加速度是減速時加速度的C.小物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為D.推力F的大小為6 N4.(2018·全國卷)甲、乙兩汽車在同一條平直公路上同向運動,其速度時間圖象分別如圖中甲、乙兩條曲線所示。已知兩車在t2時刻并排行駛。下列說法正確的是()A.兩車在t1時刻也并排行駛B.在t1時刻甲車在后,乙車在前C.甲車的加速度大小先增大后減小D.乙車的加速度大小先減小后增大5.如圖所示,質(zhì)量均為m的A、B兩球之間系著一根不計質(zhì)量的彈簧,放在光滑的水平面上,A球緊靠豎直墻壁?，F(xiàn)用水平力F將B球向左推壓彈簧,平衡后,突然將F撤去,在這一瞬間,下列說法正確的是()A.B球的速度為0,加速度為0B.B球的速度為0,加速度大小為C.在彈簧第一次恢復(fù)原長之后,A才離開墻壁D.在A離開墻壁后,A、B兩球均向右做勻速運動6.(2018·黑龍江大慶模擬)一物塊放在傾角為30°的粗糙的斜面上,斜面足夠長,物塊受到平行斜面向上的拉力作用,拉力F隨時間t變化關(guān)系如圖甲所示,速度v隨時間t變化關(guān)系如圖乙所示,由圖可知(g取10 m/s2),下列說法正確的是()A.物塊的質(zhì)量為1.0 kgB.01 s物塊受到的摩擦力大小為4 NC.物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為D.若撤去外力F,物塊還能向上運動2 m二、非選擇題(本題共2小題,共40分)7.(17分)某日,一輛警車正停在高速公路邊執(zhí)勤,10時12分50秒,警員發(fā)現(xiàn)有一輛非法改裝的油罐車正以v=20 m/s 的速度從他旁邊勻速駛過,于是他決定開車前去攔截。10時 12分54秒警車從靜止開始以4 m/s2的恒定加速度啟動,警車達到最大速度v0=24 m/s 后,保持該速度勻速行駛。假設(shè)追趕過程中油罐車的速度保持不變。試問:(1)警車在追趕非法改裝油罐車的過程中,兩車間的最大距離是多少?(2)警車啟動后需多長時間才能追上該非法改裝油罐車?8.(23分)(2017·全國卷)為提高冰球運動員的加速能力,教練員在冰面上與起跑線相距s0和s1(s1<s0)處分別放置一個擋板和一面小旗,如圖所示。訓(xùn)練時,讓運動員和冰球都位于起跑線上,教練員將冰球以初速度v0擊出,使冰球在冰面上沿垂直于起跑線的方向滑向擋板;冰球被擊出的同時,運動員垂直于起跑線從靜止出發(fā)滑向小旗。訓(xùn)練要求當(dāng)冰球到達擋板時,運動員至少到達小旗處。假定運動員在滑行過程中做勻加速運動,冰球到達擋板時的速度為v1。重力加速度大小為g。求:(1)冰球與冰面之間的動摩擦因數(shù);(2)滿足訓(xùn)練要求的運動員的最小加速度。答案：1.C解析 本題考查牛頓第二定律的應(yīng)用,意在考查學(xué)生合理選擇研究對象以及應(yīng)用牛頓第二定律解決問題的能力。當(dāng)木塊與小車間的摩擦力恰好達到最大值時,木塊與小車加速度相同,木塊的加速度最大,對木塊,a1=g=2 m/s2為最大值且a1a2,故選項A、D錯誤;當(dāng)木塊的加速度為1 m/s2時,木塊與小車加速度相同,故選項B錯誤;當(dāng)a=2 m/s2時,若木塊相對小車發(fā)生滑動,小車的加速度隨外力F增大而增大,故選項C正確。2.D解析 將a沿水平和豎直兩個方向分解,對重物受力分析如圖水平方向:Ff=max豎直方向:FN-mg=may由三式聯(lián)立解得Ff=0.20mg,D正確。3.B解析 撤去推力F后,物塊在滑動摩擦力作用下做勻減速直線運動,由v-t圖象求得小物塊在加速和減速兩個過程中的加速度大小分別為a1= m/s2,a2=10 m/s2,在勻減速直線運動過程中,由牛頓第二定律可知mgsin 30°+mgcos 30°=ma2,=,選項B正確,C錯誤;由此判斷mgsin 30°=Ffm=mgcos 30°,因此小物塊到達C點后將靜止在斜面上,選項A錯誤;在勻加速階段F-mgsin 30°-mgcos 30°=ma1,F=4 N,選項D錯誤。4.BD解析 假設(shè)兩車在t1時刻也并排(相遇)行駛,由題圖可知,在t1t2內(nèi),甲的速度總是大于乙的速度,則t2時刻甲在乙的前面,與題設(shè)矛盾,選項A錯誤;在t1時刻甲車在后,乙車在前,則在t2時刻兩車才有可能并排行駛,選項B正確;v-t圖象的斜率表示加速度,由題圖可知,甲、乙兩車的加速度都是先減小后增大,選項C錯誤,D正確。5.BC解析 撤去F前,B球受四個力作用,豎直方向的重力和支持力平衡,水平方向推力F和彈簧的彈力平衡,即彈簧的彈力大小為F,撤去F的瞬間,彈簧的彈力仍為F,故B球所受合力為F,則B球加速度為a=,而此時B球的速度為0,B正確,A錯誤;在彈簧恢復(fù)原長前,彈簧對A球有水平向左的彈力使A球壓緊墻壁,直到彈簧恢復(fù)原長時A球才離開墻壁,A球離開墻壁后,由于彈簧的作用,使A、B兩球均做變速運動,C正確,D錯誤。6.AC解析 在勻加速運動階段,加速度的大小為a1= m/s2=4 m/s2,根據(jù)牛頓第二定律得F1-mgsin 30°-mgcos 30°=ma1,勻速運動階段,根據(jù)平衡條件得F2-mgcos 30°-mgsin 30°=0,代入數(shù)據(jù)解得m=1 kg,=,選項A、C正確;在01 s內(nèi)物塊處于靜止,有mgsin 30°=F+Ff,F=4 N,解得摩擦力Ff=1 N,選項B錯誤;根據(jù)牛頓第二定律得,撤去外力后的加速度大小為a2=gsin 30°+gcos 30°=5 m/s2+×10× m/s2=8 m/s2,撤去外力后物塊向上運動的位移為x= m=1 m,選項D錯誤。7.答案 (1)130 m(2)38 s解析 (1)兩車速度相等時,相距最遠(yuǎn),設(shè)此刻警車已加速時間為t1,則at1=v警車位移x1=油罐車位移x2=v(t1+4)兩車最大距離x=x2-x1聯(lián)立解得x=130 m。(2)設(shè)警車經(jīng)過t時間追上該非法改裝的油罐車,則警車的總位移x1'=+v0(t-)油罐車的總位移x2'=v(t+4)追上,則有x1'=x2'聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得t=38 s。8.答案 (1)(2)解析 (1)設(shè)冰球的質(zhì)量為m,冰球與冰面之間的動摩擦因數(shù)為,由動能定理得-mgs0=解得=。(2)冰球到達擋板時,滿足訓(xùn)練要求的運動員中,剛好到達小旗處的運動員的加速度最小。設(shè)這種情況下,冰球和運動員的加速度大小分別為a1和a2,所用的時間為t,由運動學(xué)公式得=2a1s0v0-v1=a1ts1=a2t2聯(lián)立式得a2=。