1、1课时作业 2 力与物体的直线运动一、选择题(14 题为单项选择题，57 题为多项选择题)1一辆汽车沿着平直道路行驶，在 040 s 内的 x t 图象如图所示，下列选项正确的是( )A汽车离出发点的最远距离为 30 mB汽车没有行驶的时间为 20 sC汽车在前 20 s 内的平均速度大小为 22.5 m/sD汽车在前 10 s 内与后 10 s 内的平均速度大小相同解析：由题图可知，汽车在 010 s 的时间内运动了 30 m，在 1020 s 的时间内停止在距离出发点 30 m 处，在 2040 s 的时间内反向运动，且在 t40 s 时刚好回到出发点，A 正确、B 错误；汽车在前 20
2、s 内的平均速度大小为 1 m/s1.5 m/s，Cv x1t1 3020错误；汽车在前 10 s 内的平均速度大小为 2 m/s3 m/s，汽车在后 10 s 内的v x2t2 3010平均速度大小为 3 m/s1.5 m/s，D 错误v x3t3 1510答案：A2.2018山东潍坊高三统考如图所示，等量异种点电荷 A、 B 固定在同一水平线上，竖直固定的光滑绝缘杆与 AB 的中垂线重合， C、 D 是绝缘杆上的两点， ACBD 构成一个正方形一带负电的小球(可视为点电荷)套在绝缘杆上自 C 点无初速释放，由 C 运动到 D 的过程中，下列说法正确的是( )A小球的速度先减小后增大2B小球
3、的速度先增大后减小C杆对小球的作用力先减小后增大D杆对小球的作用力先增大后减小解析：等量异种点电荷中垂线上的场强方向为水平向右，从 C 到 D 场强的大小先变大后变小，并且 C、 D 两点的场强相等带负电的小球沿光滑杆运动时，竖直方向上只受重力，水平方向上受力平衡，则小球的速度越来越大，A、B 两项错误；杆对小球的作用力等于电场力，则先变大，后变小，C 项错误，D 项正确答案：D32017海南卷汽车紧急刹车后，停止运动的车轮在水平地面上滑动直至停止，在地面上留下的痕迹称为刹车线由刹车线的长短可知汽车刹车前的速度已知汽车轮胎与地面之间的动摩擦因数为 0.80，测得刹车线长 25 m汽车在刹车前的
4、瞬间的速度大小为(重力加速度 g 取 10 m/s2)( )A10 m/s B20 m/sC30 m/s D40 m/s解析：刹车后汽车的合外力为摩擦力 Ff mg ，加速度 a g 8 m/s2；又有刹Ffm车线长 25 m，故可由匀变速直线运动规律得到汽车在刹车前的瞬间的速度大小v 20 m/s，故 A、C、 D 三项错误，B 项正确，故选 B 项2ax答案：B4甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其中 v t 图象如图所示，已知两车在 t2 s时恰好并排行驶则( )A t0 时，甲车在乙车前 10 m 处B t1.5 s 时，甲车在乙车之后C前 2 s 内甲车的平均速度小于乙车的平均速度D甲
5、、乙两车在前 2 s 内的距离是先减小后增大再减小解析：由题可知两车在 t2 s 时并排行驶，前 2 s 内乙车的速度大于甲车的速度，甲车的位移为 x 甲 120 m10 m，乙车的位移 x 乙 2(2010) m30 m，则两车12 12前 2 s 内的位移不等，由 知，甲车的平均速度小于乙车的平均速度， t0 时刻，甲车vxt在乙车前面 20 m 处，故 A 错误、C 正确；两车在 t2 s 时恰好并排行驶， t0 时刻，甲3车在乙车前面 20 m 处，则在 t1.5 s 时，乙车落后于甲车，甲、乙两车在前 2 s 内的距离一直减小，故 B、D 错误答案：C5汽车 A 和汽车 B(均可视为
6、质点)在平直的公路上沿两平行车道同向行驶， A 车在后(如图甲所示)以某时刻作为计时起点，此时两车相距 x012 m汽车 A 运动的 x t 图象如图乙所示，汽车 B 运动的 v t 图象如图丙所示则下列说法正确的是( )A在 t3 s 时，两车相距最远，且最远距离为 20 mB B 车在 06 s 内的位移为 23 mC在 t8 s 时，两车相遇D若 t1 s 时， A 车紧急制动(视为匀变速)，要使 A 车追不上 B 车，则 A 车的加速度大小应大于 m/s214解析：由图乙可知 A 车做匀速直线运动，速度大小为 vA4 m/s，由图丙分析可知，t3 s 时两车速度相等，相距最远，由位移关
7、系得最远距离为 20 m，选项 A 正确 B 车在06 s 内的位移和 05 s 内的位移相等，为 24 m，选项 B 正确.08 s 内 A 车的位移大小为 32 m， B 车的位移大小为 24 m，位移之差为 8 m，此时 A 车未追上 B 车，选项 C 错误 t1 s 时两车相距 16 m，当 B 车停下来， A 车速度减为零时恰好追上 B 车，此时 A 车的加速度为一临界值，由速度与位移的关系可知，加速度 a m/s2，故要使 A 车追不上14B 车，则 A 车的加速度大小应大于 m/s2，选项 D 正确14答案：AD62018湖南三模如图所示，传送带 AB 与水平面间夹角为 37，物
8、块与传送带之间的动摩擦因数为 0.5，传送带保持匀速运转现将物块由静止放到传送带中部，A、 B 间距离足够大(若物块可与带面等速，则物块与带面等速时，物块尚未到达 A 或B，sin370.6，cos370.8， g10 m/s2)下列关于物块在带面 AB 上的运动情况的分析正确的是( )4A若传送带沿顺时针方向匀速运转，物块沿传送带向上加速滑动B若传送带沿顺时针方向匀速运转，物块沿传送带向下加速滑动C若传送带沿逆时针方向匀速运转，物块加速度的大小先为 10 m/s2，后为 0D若传送带沿逆时针方向匀速运转，物块加速度的大小先为 10 m/s2，后为 2 m/s2解析：若传送带沿顺时针方向匀速运
9、转，对物块受力分析如图甲所示，物块受到沿传送带向上的滑动摩擦力 Ff mg cos ，小于物块受到沿传送带向下的重力分力G mgsin ，由于 G Ff，所以物块将沿传送带向下加速运动，故选项 A 错误、B 正确；若传送带沿逆时针方向匀速运转，对物块受力分析如图乙所示，物块的加速度由物块受到的滑动摩擦力与重力分力的合力提供，所以 a g cos gsin 10 m/s2，方向沿传送带向下；当物块速度与传送带速度达到共同速度时，对物块重新受力分析如图甲所示，此时的加速度为 a gsin g cos 2 m/s2，方向沿传送带向下，故选项 C 错误、D 正确答案：BD72018南通模拟如图所示，空
10、间有竖直方向的匀强电场，一带正电的小球质量为m，在竖直平面内沿与水平方向成 30角的虚线以速度 v0斜向上做匀速运动当小球经过O 点时突然将电场方向旋转一定的角度，电场强度大小不变，小球仍沿虚线方向做直线运动，选 O 点电势为零，重力加速度大小为 g，则( )A原电场方向竖直向下B改变后的电场方向垂直于 ONC电场方向改变后，小球的加速度大小为 g5D电场方向改变后，小球的最大电势能为mv204解析：小球沿虚线做匀速运动，所以电场力与重力平衡，小球带正电，则原电场方向竖直向上，A 选项错误；要小球仍沿虚线方向做直线运动，要求电场力与重力的合力方向与 ON 平行，如图所示，所以改变后的电场方向应
11、与 ON 成 120角，B 选项错误；电场方向改变后，小球所受到的合力 F 合 mg，根据牛顿第二定律得加速度大小为 g，C 选项正确；电场方向改变后，小球沿 ON 向上运动的最大位移 x ，克服电场力做的功为 W 电 ，v202g mv204小球的最大电势能为 ，所以 D 选项正确mv204答案：CD二、非选择题8随着中国女子冰壶队的走俏，该运动项目深受人们的喜爱，某中学物理兴趣实验小组在实验室模拟了冰壶比赛将队员们分成两队，各队的队员从起点 O 开始用一水平恒力推动一质量为 m0.5 kg 的小车，在该恒力作用一段时间后撤走，最后小车停在 MN 区域内算作有效，如图所示，所有队员都完成比赛
12、后，有效次数多的队获胜已知 O、 N 间的距离为 x15 m， M、 N 间的距离为 x21 m，小车与水平面间的动摩擦因数为 0.4， g10 m/s2.假设某队员的水平推力为 F20 N，小车整个运动过程中始终沿直线 ON 运动，小车可视为质点求：(1)要想使该小车停在 MN 区域，队员对小车作用的最长时间；(2)若要使该小车停在 MN 区域，队员对小车作用的最小距离解析：(1)要想使小车停在有效区域，若小车运动到 N 点速度正好为零，力作用的时间最长，设最长作用时间为 t1，有力作用时小车做匀加速运动，设加速度为 a1， t1时刻小车的速度为 v，力停止作用后小车做匀减速运动，设此时加速
13、度大小为 a2，由牛顿第二定律得：F mg ma1mg ma26加速运动过程中的位移 x01v22a1减速运动过程中的位移 x02v22a2位移关系满足： x01 x02 x1又： v a1t1由以上各式解得： t1 s16(2)要想使小车停在有效区域，若小车运动到 M 点速度正好为零，力作用的距离最小，设最小距离为 d，则： x1 x2v 22a1 v 22a2v 22 a1d联立解得： d0.4 m.答案：(1) s (2)0.4 m169如图甲所示，固定的光滑平行导轨(电阻不计)与水平面夹角为 30，导轨足够长且间距 L0.5 m，底端接有阻值为 R4 的电阻，整个装置处于垂直于导轨所在
14、平面向上的匀强磁场中，一质量为 m1 kg、电阻 r1 、长度也为 L 的导体棒 MN 垂直导轨放置，现让 MN 在沿导轨向上的外力 F 作用下由静止开始运动，拉力 F 与导体棒速率的倒数的关系如图乙所示已知 g10 m/s 2.求：(1)v5 m/s 时拉力的功率；(2)匀强磁场的磁感应强度的大小；(3)当棒的加速度 a8 m/s 2时，导体棒受到的安培力的大小解析：(1)由图乙可知， v5 m/s 时拉力 F114 N故拉力的功率 PF1 F1v145 W70 W.(2)由图乙知，导体棒达到最大速率 vm10 m/s 时拉力最小，为 Fmin7 NFmin mgsin F 安 0， F 安
15、 B2L2vmR r代入数据得 B2 T.7(3)由图乙知 F701vF mgsin F 安 maF 安 B2L2vR r由以上三式得 v265 v3500解得 v5 m/s故此时安培力的大小 F 安 1 N.B2L2vR r答案：(1)70 W (2)2 T (3)1 N10如图甲所示，有一块木板静止在足够长的粗糙水平面上，木板的质量为 M4 kg，长为 L1.4 m；木板右端放一小滑块，小滑块的质量为 m1 kg，可视为质点现用水平恒力 F 作用在木板右端，恒力 F 取不同数值时，小滑块和木板的加速度分别对应不同数值，两者的 a F 图象如图乙所示，取 g10 m/s 2.(1)求小滑块与
16、木板之间的动摩擦因数 1以及木板与地面之间的动摩擦因数 2.(2)若水平恒力 F27.8 N，且始终作用在木板上，当小滑块从木板上滑落时，经历的时间为多长？解析：(1)由题图乙可知，当恒力 F25 N 时，小滑块与木板将出现相对滑动，以小滑块为研究对象，根据牛顿第二定律得 1mg ma1代入数据解得 10.4以木板为研究对象，根据牛顿第二定律有F 1mg 2(m M)g Ma2则 a2 F1M 1mg 2 m M gM由图乙可得 m/s2 1mg 2 m M gM 94解得 20.1.(2)设小滑块在木板上滑动的时间为 t 时，小滑块从木板上滑落，当水平恒力 F27.8 N 时，小滑块的加速度为 a1 1g4 m/s 2而小滑块在时间 t 内的位移为 x1 a1t2128木板的加速度为 a2F 1mg 2 m M gM代入数据解得 a24.7 m/s 2而木板在时间 t 内的位移为 x2 a2t212由题可知， x2 x1 L联立以上各式解得 t2 s.答案：(1)0.1 (2)2 s
