新教材2023年秋高中物理第4章运动和力的关系素养提升练5连接体问题临界问题动力学图像问题新人教版必修第一册

素养提升练(五)连接体问题、临界问题、动力学图像问题一、选择题1．某运送物资的列车由40节质量相等的车厢组成，在车头牵引下，列车沿平直轨道匀加速行驶时，第2节对第3节车厢的牵引力为F。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等，则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为()A．F B．19FC．F19 D．2．(多选)(2022·河北衡水高一检测)汽车运送圆柱形工件的示意图如图所示，图中P、Q、N是固定在车体上的压力传感器。假设圆柱形工件表面光滑，汽车静止时，Q传感器示数为零，P、N传感器示数不为零。汽车以加速度a向左匀加速启动，重力加速度g＝10m/s2，下列情况说法正确的是(tan15°＝0.27)()A．当a＝2m/s2时，P有示数，Q无示数B．当a＝2m/s2时，P有示数，Q有示数C．当a＝3m/s2时，P有示数，Q有示数D．当a＝3m/s2时，P无示数，Q有示数3．如图所示，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态。现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动。以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是()ABCD4．(多选)(2022·浙江余姚中学高一期中)如图所示，质量均为M的物块A、B叠放在光滑水平桌面上，质量为m的物块C用跨过轻质光滑定滑轮的轻绳与B连接，且轻绳与桌面平行，A、B之间的动摩擦因数为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，下列说法正确的是()A．物块A受到的摩擦力大小可能为μMgB．物块B受到的拉力大小为mgC．若物块A、B未发生相对滑动，轻绳对B的拉力大小为F＝2MmgD．若增大C的质量，则物块A的加速度必然增加5．(2022·福建省厦门集美中学高一期中)A、B两物体质量均为m＝1kg，静止叠放在光滑的水平地面上，A、B间的动摩擦因数为μ＝0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g＝10m/s2。现对B施加一水平拉力F，下列说法正确的是()A．只有当F>2N，B才会运动B．当F＝3N时，B的加速度大小为1m/s2C．当F>4N时，A相对B滑动D．当F＝5N时，A的加速度大小为2.5m/s26．滑块A的质量为2kg，斜面体B的质量为10kg，斜面倾角θ＝30°，已知A、B间和B与地面之间的动摩擦因数均为μ＝0.27，将滑块A放在斜面B上端的同时，给B施加一水平力F，为使A沿竖直方向落地，拉力F的大小至少为(g取10m/s2)()A．(1003＋27)N B．100NC．1003N D．2002N7．某运动员做跳伞训练，他从悬停在空中的直升机上由静止跳下，跳离飞机一段时间后打开降落伞做减速下落。他打开降落伞后的速度图线如图甲所示。降落伞用8根对称的绳悬挂运动员，每根绳与中轴线的夹角均为α，如图乙所示。已知人的质量为M，不计人所受的阻力，打开伞后伞所受阻力F与速度v成正比，重力加速度为g。则每根悬绳能够承受的拉力至少为()A．Mg8cosαB．Mg8sinα8．(多选)如图所示的装置叫阿特伍德机。绳子两端的物体竖直运动的加速度大小总是小于自由落体的加速度g，这使得实验者可以有较长的时间从容地观测、研究。已知物体A、B的质量均为M，物体C的质量为m。轻绳与轻滑轮间的摩擦不计，轻绳不可伸长且足够长。物体A、B、C由图示位置静止释放后()A．绳子上的拉力大小T＝(M＋m)gB．物体A的加速度a＝m2MC．MmD．Mm9．(多选)(2022·上海市静安高一检测)一个物块放在粗糙的水平面上，现用一个很大的水平力推物块，并且推力不断减小，物块运动中的加速度a随推力F变化的图像如图所示。重力加速g＝10m/s2。下列说法正确的是()A．物块的质量为0.5kgB．物块与水平面间的动摩擦因数为0.2C．当推力F减小为2N时，物块的速度最大D．当推力F减小为0时，物块的速度为零10．(2022·江苏南京市第五高级中学高一期中)斜面上的物体受到平行于斜面向下的拉力F的作用，力F随时间变化的图像及物体运动的v­t图像如图所示。由图像中的信息能够求出的量或可以确定的关系是(g取10m/s2)()A．物体的质量mB．物体与斜面间的动摩擦因数μC．μ＜tanθD．斜面的倾角θ二、非选择题11．如图所示，物块A和B的质量分别为M＝2kg和m＝1kg，它们通过跨过光滑定滑轮的轻绳连接，物块A置于倾角为α(α未知)的光滑固定斜面上，恰好处于静止状态。现互换A、B两物块的位置，然后释放A，物块A、B会加速运动，已知重力加速度g取10m/s2。斜面上方的轻绳始终与斜面平行，则A、B运动过程中，求：(1)A运动的加速度大小；(2)轻绳的拉力大小。12．(2022·江苏淮安市高一检测)如图甲所示，倾角为30°的斜面固定在水平地面上，一个小物块在沿斜面向上的恒定拉力F作用下，从斜面底端A点由静止开始运动，一段时间后撤去拉力F，小物块能达到的最高位置为C点，已知小物块的质量为0.3kg，小物块从A到C的v­t图像如图乙所示，取g＝10m/s2，求：(1)小物块上升过程中加速和减速的加速度比值；(2)小物块与斜面间的动摩擦因数和拉力F的大小；(3)分析小物块是否能静止在C点？如果不能，并计算出回到A点的速度大小。素养提升练(五)1．C2．AD[仅N传感器有示数时，有tan15°＝mamg，得a＝2.7m/s2，当a＝2m/s2<2.7m/s2时，P有示数，Q无示数，当a＝3m/s2>2.7m/s2时，P无示数，Q有示数。故选AD。3．A4．AC[当物块C的质量达到某一大小时，物块A相对B发生滑动，此时物块A受到的摩擦力为滑动摩擦力μMg，故A正确；三个物块都做加速运动，所以绳对于物块C拉力一定小于其重力，物块B受到的拉力也一定小于mg，B错误；若物块A、B未发生相对滑动，A、B、C三者加速度的大小相等，由牛顿第二定律得mg＝(2M＋m)a；对A、B整体，F＝2Ma，解得F＝2Mmg2M+m，故C正确；当A、B发生相对滑动之后，再增大C的质量，物块A的加速度不再增大，故D错误。5．C6．A7．C8．BD[对物体A，由牛顿第二定律得：T－Mg＝Ma，对B、C整体，由牛顿第二定律得：(M＋m)g－T＝(M＋m)a，联立解得T＝Mg＋Mmg2M+m，a＝m2M+mg，故A错误，B正确；由a＝m2M+mg＝12Mm+1g知Mm的取值大一些，则a小一些，便于观测和研究，9．BC[由物块运动中的加速度a随推力F变化的图像可知，当推力F＝2N时，加速度为零，运用牛顿第二定律，F－μmg＝0；当F＝0时，加速度a＝－2m/s2，运用牛顿第二定律，－μmg＝ma，联立解得μ＝0.2，m＝1.0kg。即物块与水平面间的动摩擦因数为0.2，物块的质量为1.0kg，选项A错误、B正确；用一个很大的水平力推物块，并且推力不断减小，物块做加速度逐渐减小的加速运动，当推力F减小为2N时，物块的速度最大，选项C正确；当推力F减小为0时，物块做减速运动，物块的速度不为零，选项D错误。]10．A11．解析：(1)当系统静止时：Mgsinα＝mg解得α＝30°A、B位置互换后，对A、B整体由牛顿第二定律得Mg－mgsinα＝(M＋m)a两式联立解得a＝5m/s2。(2)对物块B由牛顿第二定律得FT－mgsinα＝ma解得FT＝10N。答案：(1)5m/s2(2)10N12．解析：(1)小物块加速时的加速度大小为a1＝Δv1Δt1＝7.5减速时的加速度大小为a2＝Δv2Δt2＝7.5小物块加速时的加速度和减速时加速度大小的比值为1∶3。(2)撤去拉力后，根据牛顿第二定律，有mgsin30°＋μmgcos30°＝ma2即a2＝gsin30°＋μgcos30°得μ＝3在拉力作用下，根据牛顿第二定律，有F