課時(shí)作業(yè)2力與物體的直線運(yùn)動(dòng)一、選擇題(14題為單項(xiàng)選擇題，57題為多項(xiàng)選擇題)1一輛汽車沿著平直道路行駛，在040 s內(nèi)的xt圖象如圖所示，下列選項(xiàng)正確的是()A汽車離出發(fā)點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離為30 mB汽車沒有行駛的時(shí)間為20 sC汽車在前20 s內(nèi)的平均速度大小為22.5 m/sD汽車在前10 s內(nèi)與后10 s內(nèi)的平均速度大小相同解析：由題圖可知，汽車在010 s的時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)了30 m，在1020 s的時(shí)間內(nèi)停止在距離出發(fā)點(diǎn)30 m處，在2040 s的時(shí)間內(nèi)反向運(yùn)動(dòng)，且在t40 s時(shí)剛好回到出發(fā)點(diǎn)，A正確、B錯(cuò)誤；汽車在前20 s內(nèi)的平均速度大小為1 m/s1.5 m/s，C錯(cuò)誤；汽車在前10 s內(nèi)的平均速度大小為2 m/s3 m/s，汽車在后10 s內(nèi)的平均速度大小為3 m/s1.5 m/s，D錯(cuò)誤答案：A2.2018山東濰坊高三統(tǒng)考如圖所示，等量異種點(diǎn)電荷A、B固定在同一水平線上，豎直固定的光滑絕緣桿與AB的中垂線重合，C、D是絕緣桿上的兩點(diǎn)，ACBD構(gòu)成一個(gè)正方形一帶負(fù)電的小球(可視為點(diǎn)電荷)套在絕緣桿上自C點(diǎn)無初速釋放，由C運(yùn)動(dòng)到D的過程中，下列說法正確的是()A小球的速度先減小后增大B小球的速度先增大后減小C桿對(duì)小球的作用力先減小后增大D桿對(duì)小球的作用力先增大后減小解析：等量異種點(diǎn)電荷中垂線上的場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)樗较蛴?，從C到D場(chǎng)強(qiáng)的大小先變大后變小，并且C、D兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等帶負(fù)電的小球沿光滑桿運(yùn)動(dòng)時(shí)，豎直方向上只受重力，水平方向上受力平衡，則小球的速度越來越大，A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤；桿對(duì)小球的作用力等于電場(chǎng)力，則先變大，后變小，C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確答案：D32017海南卷汽車緊急剎車后，停止運(yùn)動(dòng)的車輪在水平地面上滑動(dòng)直至停止，在地面上留下的痕跡稱為剎車線由剎車線的長(zhǎng)短可知汽車剎車前的速度已知汽車輪胎與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.80，測(cè)得剎車線長(zhǎng)25 m汽車在剎車前的瞬間的速度大小為(重力加速度g取10 m/s2)()A10 m/sB20 m/sC30 m/s D40 m/s解析：剎車后汽車的合外力為摩擦力Ffmg，加速度ag8 m/s2；又有剎車線長(zhǎng)25 m，故可由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律得到汽車在剎車前的瞬間的速度大小v20 m/s，故A、C、D三項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確，故選B項(xiàng)答案：B4甲、乙兩車在平直公路上同向行駛，其中vt圖象如圖所示，已知兩車在t2 s時(shí)恰好并排行駛則()At0時(shí)，甲車在乙車前10 m處Bt1.5 s時(shí)，甲車在乙車之后C前2 s內(nèi)甲車的平均速度小于乙車的平均速度D甲、乙兩車在前2 s內(nèi)的距離是先減小后增大再減小解析：由題可知兩車在t2 s時(shí)并排行駛，前2 s內(nèi)乙車的速度大于甲車的速度，甲車的位移為x甲120 m10 m，乙車的位移x乙2(2010) m30 m，則兩車前2 s內(nèi)的位移不等，由知，甲車的平均速度小于乙車的平均速度，t0時(shí)刻，甲車在乙車前面20 m處，故A錯(cuò)誤、C正確；兩車在t2 s時(shí)恰好并排行駛，t0時(shí)刻，甲車在乙車前面20 m處，則在t1.5 s時(shí)，乙車落后于甲車，甲、乙兩車在前2 s內(nèi)的距離一直減小，故B、D錯(cuò)誤答案：C5汽車A和汽車B(均可視為質(zhì)點(diǎn))在平直的公路上沿兩平行車道同向行駛，A車在后(如圖甲所示)以某時(shí)刻作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，此時(shí)兩車相距x012 m汽車A運(yùn)動(dòng)的xt圖象如圖乙所示，汽車B運(yùn)動(dòng)的vt圖象如圖丙所示則下列說法正確的是()A在t3 s時(shí)，兩車相距最遠(yuǎn)，且最遠(yuǎn)距離為20 mBB車在06 s內(nèi)的位移為23 mC在t8 s時(shí)，兩車相遇D若t1 s時(shí)，A車緊急制動(dòng)(視為勻變速)，要使A車追不上B車，則A車的加速度大小應(yīng)大于 m/s2解析：由圖乙可知A車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度大小為vA4 m/s，由圖丙分析可知，t3 s時(shí)兩車速度相等，相距最遠(yuǎn)，由位移關(guān)系得最遠(yuǎn)距離為20 m，選項(xiàng)A正確B車在06 s內(nèi)的位移和05 s內(nèi)的位移相等，為24 m，選項(xiàng)B正確.08 s內(nèi)A車的位移大小為32 m，B車的位移大小為24 m，位移之差為8 m，此時(shí)A車未追上B車，選項(xiàng)C錯(cuò)誤t1 s時(shí)兩車相距16 m，當(dāng)B車停下來，A車速度減為零時(shí)恰好追上B車，此時(shí)A車的加速度為一臨界值，由速度與位移的關(guān)系可知，加速度a m/s2，故要使A車追不上B車，則A車的加速度大小應(yīng)大于 m/s2，選項(xiàng)D正確答案：AD62018湖南三模如圖所示，傳送帶AB與水平面間夾角為37，物塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，傳送帶保持勻速運(yùn)轉(zhuǎn)現(xiàn)將物塊由靜止放到傳送帶中部，A、B間距離足夠大(若物塊可與帶面等速，則物塊與帶面等速時(shí)，物塊尚未到達(dá)A或B，sin370.6，cos370.8，g10 m/s2)下列關(guān)于物塊在帶面AB上的運(yùn)動(dòng)情況的分析正確的是()A若傳送帶沿順時(shí)針方向勻速運(yùn)轉(zhuǎn)，物塊沿傳送帶向上加速滑動(dòng)B若傳送帶沿順時(shí)針方向勻速運(yùn)轉(zhuǎn)，物塊沿傳送帶向下加速滑動(dòng)C若傳送帶沿逆時(shí)針方向勻速運(yùn)轉(zhuǎn)，物塊加速度的大小先為10 m/s2，后為0D若傳送帶沿逆時(shí)針方向勻速運(yùn)轉(zhuǎn)，物塊加速度的大小先為10 m/s2，后為2 m/s2解析：若傳送帶沿順時(shí)針方向勻速運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)物塊受力分析如圖甲所示，物塊受到沿傳送帶向上的滑動(dòng)摩擦力Ffmgcos，小于物塊受到沿傳送帶向下的重力分力Gmgsin，由于GFf，所以物塊將沿傳送帶向下加速運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤、B正確；若傳送帶沿逆時(shí)針方向勻速運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)物塊受力分析如圖乙所示，物塊的加速度由物塊受到的滑動(dòng)摩擦力與重力分力的合力提供，所以agcosgsin10 m/s2，方向沿傳送帶向下；當(dāng)物塊速度與傳送帶速度達(dá)到共同速度時(shí)，對(duì)物塊重新受力分析如圖甲所示，此時(shí)的加速度為agsingcos2 m/s2，方向沿傳送帶向下，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤、D正確答案：BD72018南通模擬如圖所示，空間有豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一帶正電的小球質(zhì)量為m，在豎直平面內(nèi)沿與水平方向成30角的虛線以速度v0斜向上做勻速運(yùn)動(dòng)當(dāng)小球經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)突然將電場(chǎng)方向旋轉(zhuǎn)一定的角度，電場(chǎng)強(qiáng)度大小不變，小球仍沿虛線方向做直線運(yùn)動(dòng)，選O點(diǎn)電勢(shì)為零，重力加速度大小為g，則()A原電場(chǎng)方向豎直向下B改變后的電場(chǎng)方向垂直于ONC電場(chǎng)方向改變后，小球的加速度大小為gD電場(chǎng)方向改變后，小球的最大電勢(shì)能為解析：小球沿虛線做勻速運(yùn)動(dòng)，所以電場(chǎng)力與重力平衡，小球帶正電，則原電場(chǎng)方向豎直向上，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；要小球仍沿虛線方向做直線運(yùn)動(dòng)，要求電場(chǎng)力與重力的合力方向與ON平行，如圖所示，所以改變后的電場(chǎng)方向應(yīng)與ON成120角，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；電場(chǎng)方向改變后，小球所受到的合力F合mg，根據(jù)牛頓第二定律得加速度大小為g，C選項(xiàng)正確；電場(chǎng)方向改變后，小球沿ON向上運(yùn)動(dòng)的最大位移x，克服電場(chǎng)力做的功為W電，小球的最大電勢(shì)能為，所以D選項(xiàng)正確答案：CD二、非選擇題8隨著中國(guó)女子冰壺隊(duì)的走俏，該運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目深受人們的喜愛，某中學(xué)物理興趣實(shí)驗(yàn)小組在實(shí)驗(yàn)室模擬了冰壺比賽將隊(duì)員們分成兩隊(duì)，各隊(duì)的隊(duì)員從起點(diǎn)O開始用一水平恒力推動(dòng)一質(zhì)量為m0.5 kg的小車，在該恒力作用一段時(shí)間后撤走，最后小車停在MN區(qū)域內(nèi)算作有效，如圖所示，所有隊(duì)員都完成比賽后，有效次數(shù)多的隊(duì)獲勝已知O、N間的距離為x15 m，M、N間的距離為x21 m，小車與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4，g10 m/s2.假設(shè)某隊(duì)員的水平推力為F20 N，小車整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中始終沿直線ON運(yùn)動(dòng)，小車可視為質(zhì)點(diǎn)求：(1)要想使該小車停在MN區(qū)域，隊(duì)員對(duì)小車作用的最長(zhǎng)時(shí)間；(2)若要使該小車停在MN區(qū)域，隊(duì)員對(duì)小車作用的最小距離解析：(1)要想使小車停在有效區(qū)域，若小車運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)速度正好為零，力作用的時(shí)間最長(zhǎng)，設(shè)最長(zhǎng)作用時(shí)間為t1，有力作用時(shí)小車做勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為a1，t1時(shí)刻小車的速度為v，力停止作用后小車做勻減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)此時(shí)加速度大小為a2，由牛頓第二定律得：Fmgma1mgma2加速運(yùn)動(dòng)過程中的位移x01減速運(yùn)動(dòng)過程中的位移x02位移關(guān)系滿足：x01x02x1又：va1t1由以上各式解得：t1 s(2)要想使小車停在有效區(qū)域，若小車運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)速度正好為零，力作用的距離最小，設(shè)最小距離為d，則：x1x2v22a1d聯(lián)立解得：d0.4 m.答案：(1) s(2)0.4 m9如圖甲所示，固定的光滑平行導(dǎo)軌(電阻不計(jì))與水平面夾角為30，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且間距L0.5 m，底端接有阻值為R4 的電阻，整個(gè)裝置處于垂直于導(dǎo)軌所在平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一質(zhì)量為m1 kg、電阻r1 、長(zhǎng)度也為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒MN垂直導(dǎo)軌放置，現(xiàn)讓MN在沿導(dǎo)軌向上的外力F作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，拉力F與導(dǎo)體棒速率的倒數(shù)的關(guān)系如圖乙所示已知g10 m/s2.求：(1)v5 m/s時(shí)拉力的功率；(2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小；(3)當(dāng)棒的加速度a8 m/s2時(shí)，導(dǎo)體棒受到的安培力的大小解析：(1)由圖乙可知，v5 m/s時(shí)拉力F114 N故拉力的功率PF1F1v145 W70 W.(2)由圖乙知，導(dǎo)體棒達(dá)到最大速率vm10 m/s時(shí)拉力最小，為Fmin7 NFminmgsinF安0，F(xiàn)安代入數(shù)據(jù)得B2 T.(3)由圖乙知F70FmgsinF安maF安由以上三式得v265v3500解得v5 m/s故此時(shí)安培力的大小F安1 N.答案：(1)70 W(2)2 T(3)1 N10如圖甲所示，有一塊木板靜止在足夠長(zhǎng)的粗糙水平面上，木板的質(zhì)量為M4 kg，長(zhǎng)為L(zhǎng)1.4 m；木板右端放一小滑塊，小滑塊的質(zhì)量為m1 kg，可視為質(zhì)點(diǎn)現(xiàn)用水平恒力F作用在木板右端，恒力F取不同數(shù)值時(shí)，小滑塊和木板的加速度分別對(duì)應(yīng)不同數(shù)值，兩者的aF圖象如圖乙所示，取g10 m/s2.(1)求小滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)1以及木板與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)2.(2)若水平恒力F27.8 N，且始終作用在木板上，當(dāng)小滑塊從木板上滑落時(shí)，經(jīng)歷的時(shí)間為多長(zhǎng)？解析：(1)由題圖乙可知，當(dāng)恒力F25 N時(shí)，小滑塊與木板將出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)，以小滑塊為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律得1mgma1代入數(shù)據(jù)解得10.4以木板為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律有F1mg2(mM)gMa2則a2F由圖乙可得 m/s2解得20.1.(2)設(shè)小滑塊在木板上滑動(dòng)的時(shí)間為t時(shí)，小滑塊從木板上滑落，當(dāng)水平恒力F27.8 N時(shí)，小滑塊的加速度為a11g4 m/s2而小滑塊在時(shí)間t內(nèi)的位移為x1a1t2木板的加速度為a2代入數(shù)據(jù)解得a24.7 m/s2而木板在時(shí)間t內(nèi)的位移為x2a2t2由題可知，x2x1L聯(lián)立以上各式解得t2 s.答案：(1)0.1(2)2 s