2024年新高考物理一轮复习专题训练
专题（11）动力学中的典型“模型”
一、单项选择题（本题共7小题，每小题3分，满分21分）
1．（2024届河北省保定市高三第一次模拟）起重机将静止在地面上的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点过程中的v－t图像如图1所示，g=10m/s2，以下说法中正确的是（ ）
图1
A．0~3s内货物处于失重状态 B．3~5s内货物的机械能守恒 C．5~7s内货物受到向上的拉力为重力的0.3倍 D．货物上升的总高度为27m 【答案】D
【解析】货物开始时竖直向上运动，由v－t图像读出0~3s的斜率即加速度为正，表示加速度向上，则货物处于超重状态，故A错误；3~5s内货物做向上的匀速直线运动，一定有除重力以外的拉力对货物做正功，则货物的机械能增加，故B错误；5~7s内的加速度为a??v0?6?m/s2??3m/s2。由牛顿第二定律有?t2FT?mg?ma，可得FT?7m?0.7mg，则有货物受到向上的拉力为重力的0.7倍，故C错误；
v－t图像的面积表示货物上升的总位移，则总高度为h?(2?7)?6m?27m，故D正确。故选D。 22．在民航和火车站可以看到用于对行李进行安全检查的水平传送带。当旅客把行李放到传送带上时，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速运动。随后它们保持相对静止，行李随传送带一起前进如图2所示。设传送带匀速前进的速度为0.25 m/s，把质量为5 kg的木箱静止放到传送带上，由于滑动摩擦力的作用，木箱以6 m/s2的加速度前进，那么这个木箱放在传送带上后，传送带上将留下的摩擦痕迹约为( )
图2 A．5 mm 【答案】A
B．6 mm
C．7 mm
D．10 mm
v2
【解析】木箱加速的时间为t＝v/a，这段时间内木箱的位移为x1＝，而传送带的位移为x2＝vt，传送带上
2a将留下的摩擦痕迹长为l＝x2－x1，联立各式并代入数据，解得l＝5.2 mm，选项A正确。
3.如图3所示，质量分别为2m和3m的两个小球静止于光滑水平面上，且固定在劲度系数为k的轻质弹簧的两端．今在质量为2m的小球上沿弹簧轴线方向施加大小为F的水平拉力，使两球一起做匀加速直线运动，则稳定后弹簧的伸长量为( )
图3
F2F3FFA. B. C. D. 5k5k5kk【答案】C
F
【解析】对整体分析，整体的加速度a＝，对质量为3m的小球分析，根据牛顿第二定律有：F弹＝kx＝
5m3F
3ma，可得x＝，故A、B、D错误，C正确．
5k
4．如图4所示，一长木板在水平地面上运动，在某时刻(t＝0)将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，已知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上。在物块放到木板上之后，木板运动的速度－时间图象可能是下列选项中的( )
图4
【答案】A
【解析】设在木板与物块未达到相同速度之前，木板的加速度为a1，物块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数为μ2。对木板应用牛顿第二定律得： －μ1mg－μ2·2mg＝ma1 a1＝－(μ1＋2μ2)g
设物块与木板达到相同速度之后，木板的加速度为a2，对整体有－μ2·2mg＝2ma2 a2＝－μ2g，可见|a1|＞|a2|
由v－t图象的斜率表示加速度大小可知，图象A正确。
5．如图5所示，足够长的传送带与水平面夹角为θ，以速度v0逆时针匀速转动。在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数μ 图5 【答案】D 【解析】开始阶段，木块受到竖直向下的重力、垂直斜面向上的支持力和沿传送带向下的摩擦力作用，做加速度为a1的匀加速直线运动，由牛顿第二定律得 mgsin θ＋μmgcos θ＝ma1 所以a1＝gsin θ＋μgcos θ 木块加速至与传送带速度相等时，由于μ mgsin θ－μmgcos θ＝ma2 所以a2＝gsin θ－μgcos θ 根据以上分析，有a2 6．（2024届广东省顺德区高三第四次模拟）2024年1月7日23时20分，在西昌卫星发射中心，长征三号 乙运载火箭托举“通信技术试验卫星五号”直冲云霄。随后，卫星被顺利送入预定轨道做匀速圆周运动，发射任务取得圆满成功，为我国2024年宇航发射迎来“开门红”。下列说法正确的是（ ） A．火箭发射瞬间，该卫星对运载火箭的作用力大于自身的重力 B．火箭发射过程中，喷出的气体对火箭的作用力与火箭对喷出的气体的作用力相同 C．卫星绕地匀速圆周运动中处于失重状态，所受地球重力为零 D．由于卫星在高轨道的线速度比低轨道的小，该卫星从低轨道向高轨道变轨过程中需要减速 【答案】A 【解析】由牛顿第二定律可知，火箭发射瞬间，卫星加速度向上，则该卫星对运载火箭的作用力大于自身的重力，A正确；火箭发射过程中，喷出的气体对火箭的作用力与火箭对喷出的气体的作用力大小相等，方向相反，B错误；卫星绕地运动过程中处于失重状态，所受地球重力不为零，C错误；卫星从低轨道向高轨道变轨过程中需要加速，D错误。故选A。 7. 如图6，滑块A置于水平地面上，滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直)，此时A恰好不滑动，B刚好不下滑．已知A与B间的动摩擦因数为μ1，A与地面间的动摩擦因数为μ2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．A与B的质量之比为( ) 图6 1－μ1μ21＋μ1μ21 A. B. C. μ1μ2μ1μ2μ1μ2【答案】B 【解析】对滑块A、B整体在水平方向上有F＝μ2(mA＋mB)g，对滑块B在竖直方向上有μ1F＝mBg，联立解mA1－μ1μ2得：＝，选项B正确. mBμ1μ2 二、多项选择题（本题共4小题，每小题6分，满分24分。每小题有多个选项符合要求。全选对得6分， 2＋μ1μ2 D. μ1μ2 选对但不全得3分，有选错的得0分。） 8．（2024届东北三省四市高三一模）如图7甲所示，水平地面上有足够长平板车M，车上放一物块m，开始时M、m均静止。t=0时，车在外力作用下开始沿水平面向右运动，其v-t图像如图乙所示，已知物块与平板车间的动摩擦因数为0.2，取g=10m/s2。下列说法正确的是（ ） 图7 A．0-6s内，m的加速度一直保持不变 B．m相对M滑动的时间为3s C．0-6s内，m相对M滑动的位移的大小为4m D．0-6s内，m、M相对地面的位移大小之比为3：4 【答案】BD 【解析】物块相对于平板车滑动时的加速度a?若其加速度一直不变，速度时间图像如图所示 ?mgm??g?2m/s2 有图像可以算出t=3s时，速度相等，为6m/s。由于平板车减速阶段的加速度大小为 a1?8m/s2?2m/s2?a 6?2故二者等速后相对静止，物块的加速度大小不变，方向改变。物块相对平板车滑动的时间为3s。故A错误，B正确；有图像可知，0-6s内，物块相对平板车滑动的位移的大小 18?61?x??2?8m??1m??3?6m=6m，故C错误； 222
2024年新高考物理一轮复习专题训练(11)动力学中的典型“模型”
