一、第四章 运动和力的关系易错题培优(难)
1.如图甲所示,轻弹簧竖直固定在水平面上,一质量为m=0.2kg的小球从弹簧上端某高度处自由下落,从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中(弹簧始终在弹性限度内),其速度v和弹簧压缩量?x的函数图象如图乙所示,其中A为曲线的最高点,小球和弹簧接触瞬间的机械能损失不计,取重力加速度g=10m/s2,则下列说法中正确的是( )
A.该弹簧的劲度系数为15N/m B.当?x=0.3m时,小球处于失重状态 C.小球刚接触弹簧时速度最大
D.从接触弹簧到压缩至最短的过程中,小球的加速度先减小后增大 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
AC.由小球的速度图象知,开始小球的速度增大,说明小球的重力大于弹簧对它的弹力,当△x为0.1m时,小球的速度最大,然后减小,说明当△x为0.1m时,小球的重力等于弹簧对它的弹力。则有
k?x?mg
解得
k?选项AC错误;
mg0.2?10?N/m?20.0N/m ?x0.1B.当△x=0.3m时,物体的速度减小,加速度向上,说明物体处于超重状态,选项B错误;
D.图中的斜率表示加速度,则由图可知,从接触弹簧到压缩至最短的过程中,小球的加速度先减小后增大,选项D正确。 故选D。
2.如图甲所示,在光滑的水平面上有质量为M且足够长的长木板,木板上面叠放一个质-t量为m的小物块。现对长木板施加水平向右的拉力F=3t(N)时,两个物体运动的a-图象如图乙所示,若取重力加速度g=10 m/s2,则下列说法中正确的是( )
A.图线Ⅰ是小物块运动的a--t图象 C.长木板的质量M=1 kg 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
B.小物块与长木板间的动摩擦因数为0.3 D.小物块的质量m=2 kg
A.根据乙图可知,在3s以后,m与M开始发生相对运动,m的加速度不变,其大小为3m/s2,所以Ⅰ是长木板的a—t图象,故A错误;
B.设小物块与长木板间的动摩擦因素为?,根据牛顿第二定律可知
am??g?3m/s2
解得
??0.3
故B正确;
CD.当t?3s时,以M为研究对象,根据牛顿第二定律可知
F??mg?Ma
即
kt??mg?Ma
解得
a?由此可得
3?mgt? MM33? M2解得
M?2kg
在3s内,以整体为研究对象,可得
F?(M?m)a
即
3?(M?m)?1
所以
m?1kg
故CD错误。 故选B。
3.一物体自t?0时开始做直线运动,其速度图线如图所示,下列选项正确的是( )
0
A.在0~6s内,物体离出发点最远为30m B.在0~6s内,物体经过的路程为40m C.在0~4s内,物体的平均速率为7.5m/s D.在5~6s内,物体所受的合外力为零 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】
A.0-5s,物体沿正向运动,5-6s沿负向运动,故5s末离出发点最远,最远距离为
1s?(2?5)?10m?35m 2A错误;
B.由“面积法”求出0-5s的位移
x1?5-6s的位移
2?5?10m?35m 21x2??1?(?10)m??5m
2总路程为
s?x1?x2?40m
B正确;
C.由面积法求出0-4s的位移
x?平度速度为
2?4?10m?30m 2v?x30?m/s?7.5m/s t4