人教版物理高一上册运动和力的关系同步单元检测(Word版含答案)

1、一、第四章运动和力的关系易错题培优(难)1. 一足够长的木板B静置于光滑水平面上，如图甲所示，其上放置小滑块A,木板B受到 随时间t变化的水平拉力F作用，木板加速度。随力F变化的a -F图象如图乙所示，g取 10m/s2,下判定错误的是甲乙A,木板8的质量为1kgB.当F=1ON时木板B加速度为4m/s2C,滑块A的质量为4kgD.当F=1ON时滑块A的加速度为2m/s2【答案】C【解析】【分析】【详解】AC.当F等于8N时，加速度为a=2m/s2,对整体分析，由牛顿第二定律有F= ( M+m ) a,代入数据解得/V?+m=4kg当F大于8N时，对8由牛顿第二定律得：尸一 吆1匚 7ga =

2、rM M M由图示图象可知，图线的斜率,1 M 2K = 1M AF 8-6解得，木板8的质量M=lkg,滑块八的质量为m=3kg.故A正确，不符合题意；C错误, 符合题意.B.根据F大于8N的图线知，F=6N时，a=0m/s2,由M M可知：o=1x6 Ax3x1O1 1解得p=0.2由图示图象可知，当F=10N时，滑块与木板相对滑动，8的加速度为1 厂 uniQ 1 ,八 0.2x3x104 ,）aB =a = F= _ xlO= 4m/s“ M M 11故B正确，不符合题意；D.当F=10N时，4、8相对滑动，木块八的加速度%=4 g=2nVs2 M故D正确，不符合题意.故选C .【点睛

3、】本题考查牛顿第二定律与图象的综合，知道滑块和木板在不同拉力作用下的运动规律是解 决本题的关键，掌握处理图象问题的一般方法，通常通过图线的斜率和截距入手分析.2.如图所示，将小硅码置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，硅码 的移动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验。已知硅码和纸板的质量分 别为2m和m,纸板与桌面间的动摩擦因数为，硅码与纸板间的动摩擦因数为2，重力 加速度为g.要使纸板相对硅码运动，所需拉力的大小至少应为（）/A. 7gB. 加mgC.D. 10吆【答案】C【解析】【分析】【详解】硅码和桌面对纸板的摩擦力分别为fi = 2 x 2mg = 吆力=（

4、2? + 7）g=37g设硅码的加速度为6,纸板的加速度为。2,则有fi=F-fi-L=ma2发生相对运动需要满足% > 4代入数据解得F > 9/mg故选C。3.如图所示，一劲度系数为k的轻质弹簧，上端固定，下端连着一质量为m的物块A, A 放在托盘B上，B的质量也为m。初始时在竖直向上的力作用下系统静止，弹簧处于自 然长度。现改变竖直向上的力F的大小，使A匀加速下降。已知重力加速度为g, A的加 速度为a=0.25g,空气阻力不计，弹簧始终在弹性限度内，则在A匀加速下降的过程中， 以下说法正确的是（）A. B对A的支持力可能为0.85mgB.弹簧的最大形变量为经鳖 kC.力F对

5、B的作用力可能为0.9mgD.力F对B的作用力最小值为0.65mg【答案】BC【解析】【分析】【详解】AB.设物块和托盘间的压力为零时弹簧的伸长量为右，以A为研究对象，根据牛顿第二定 律得mg - kxtii = ma = m x 0.25g 解得_ 0.15mg n.K在此之前，以A为研究对象，根据牛顿第二定律得m 可得Fn =0.75mg -kx所以B对A的支持力不可能为0.85mg,选项A错误，B正确；CD,以AB整体为研究对象，根据牛顿第二定律得2mg F kx 八 rua =0 25g2m可得F = .5nig -kx力F对B的作用力范围为0.75/ng < F < 1.

6、5ing选项C正确，D错误。 故选BC.4.如图所示，在一个倾角未知的、粗糙的、足够长的斜坡上，现给箱子一个沿坡向下的初 速度，一段时间后箱子还在斜而上滑动，箱子和小球不再有相对运动，此时绳子在图中的 位置（图中。b绳与斜坡垂直，”绳沿竖直方向）（）12域图 、A.可能是a、b B.可能是b、c C.可能是c、d D.可能是d、e【答案】CD【解析】【分析】【详解】设斜面的倾角为。，绳子与斜而垂直线的夹角为6。据题意箱子和小球不再有相对运动， 则它们的加速度相同。对箱子和小球整体作受力分析，易知：如果斜面对箱子的摩擦力小 于整体的重力沿斜而的分力，整体将沿斜面向下做匀加速运动，且加速度小于gs

7、in。如果 斜而对箱子的摩擦力恰等于整体的重力沿斜面的分力，整体将沿斜而向下做匀速运动；如 果斜而对箱子的摩擦力大于整体的重力沿斜而的分力，整体将沿斜而向下做匀减速运动。 再对小球作受力分析如图，根据牛顿第二定律分析如下：对。情况有mgsinS+ &sin6 = ma必有agsin。即整体以加速度大于gsinS沿斜面向下做匀加速运动，所以。不可能。 对ob情况有mgsrO=ma得q=gsin8即整体以加速度等于gsin。沿斜面向下做匀加速运动，所以。b不可能。 对oc情况有mgsinS - Fxsn6=ma必有“gsinS,即整体以加速度小于gsin。沿斜面向下做匀加速运动，所以oc可

8、能。对。d情况有a=0,即整体沿斜而向下做匀速直线运动，所以。c可能。对。R情况有Ftcos6 -mgcos&=0mgsinS -Fysr6=ma因60,所以。0,加速度沿斜而向上，即整体沿斜而向下做匀减速运动，所以。可能。 由以上分析可知：绳子在图中的位置处于。、。6均不可能，处于、。或oe均可能故选CD。Ft其速度图线如图所示，下列选项正确的是()A.在06s内，物体离出发点最远为30mB.在06s内，物体经过的路程为40mc.在04s内，物体的平均速率为7.5ni/sD.在56s内，物体所受的合外力为零【答案】BC【解析】【分析】【详解】A. 0-Ss,物体沿正向运动，5-6s沿

9、负向运动，故5s末离出发点最远，最远距离为s = ； (2 + 5) x 10m = 35mA错误：B.由“而枳法”求出0-5s的位移玉=:xl0m = 35m5-6s的位移x2 =x 1x(-10)m = -5 m总路程为s = X| +|x2| = 40mB正确；C.由面积法求出0-4s的位移2 + 4x =x 1 Om = 30m2平度速度为v = - = nVs = 7.5nVs t 4C正确；D. 56s内，物体做加速运动，加速度不为零，根据牛顿第二定律，物体所受的合外力不为 零，D错误。故选BCo 6.在大型物流货场，广泛的应用着传送带搬运货物。如图甲所示，与水平而倾斜的传送带 以

10、恒定速率运动，皮带始终是绷紧的，将m=lkg的货物放在传送带上的A处，经过1.2s到 达传送带的8端。用速度传感器测得货物与传送带的速度v随时间t变化图像如图乙所 示，已知重力加速度g=10m/s2。由v-t图可知()B.货物与传送带的动摩擦因数为0.5C,货物从A运动到8过程中，传送带对货物做功大小为12.8JD.货物从A运动到8过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为48【答案】BD【解析】【分析】【详解】A.物块在传送带上先做匀加速直线运动，当速度达到传送带速度，再做加速度运动，所 以物块由八到8的间距对应所围梯形的“面积”x = x2x0.2 +(2 + 4)xl = 3.2m22故A错误

11、。B.由v-t图像可知，物块在传送带上先做a】匀加速直线运动，加速度为« = - = 1 Oin / s20.2对物体受力分析受摩擦力，方向向下，重力和支持力，得mg sin 8 + f = maxmg sin 0 + "mg cos 0 =同理，做。2的匀加速直线运动，对物体受力分析受摩擦力，方向向上，重力和支持力，加 速度为包=_±二=2例/ 1.2-0.2 mg sin 3-f = ma2mg sin 0 一cos 0 = ma1联立解得cos6 = 0.8, = 0.5,故B正确。C.根据功能关系，由8中可知f =/，?g cos = 0.5 x 10 x

12、 1 x 0.8 = 4N做Q1匀加速直线运动，有知位移为玉=；x 2x0.2 = 0.2m物体受力分析受摩擦力，方向向下，摩擦力做正功为% = fX =4x0.2 = 0.8J同理做s匀加速直线运动，位移为勺=g x (2 + 4) x 1 = 3m物体受力分析受摩擦力，方向向上，摩擦力做负功为叱、=执、=-4x3 = -12J所以整个过程，传送带对货物做功大小为12J -0.8J = 11.21故c错误。D.根据功能关系，货物与传送带摩擦产生的热量等于摩擦力乘以相对位移，由C中可知 f = cos6 = 0.5 x 10x1x0.8 = 4N做s匀加速直线运动，位移为x, = x 2x0.

13、2 = 0.2m1 2皮带位移为% =2x0.2 = 0.4m相对位移为&、= x必一内=0.4-0.2 = 0.2m同理，做。2匀加速直线运动，位移为x2 = x(2 + 4)xl = 3m 2x氏 2 = 2x1 = 2m 相对位移为= x2 -x心=3-2 = Im 故两者之间的总相对位移为Ax = Av】+ Ax2 = 1 + 0.2 = 1.2m 货物与传送带摩擦产生的热量为Q = W =心= 4xl.2 = 4.8J故D正确。故选BD.7 .如图所示，滑块町放置在足够长的木板外的右端，木板置于水平地而上，滑块与板间 动摩擦因数为从，木板与地面间动摩擦因数为42,原来均静止。

14、零时刻用一水平恒力向 右拉木板，使滑块与木板发生相对运动，某时刻撤去该力。滑动摩擦力等于最大静摩擦 力，则从零时刻起，二者的速度一时间图象可能为()【答案】AD【解析】【详解】零时刻用一水平恒力向右拉木板，使滑块与木板发生相对运动，滑块m1和木板m?均做匀 加速直线运动，对滑块mi"Mg = gq加速度为 撤去外力后，木板mz做匀减速直线运动，此时滑块死的速度小于mz,所以滑块m】继续 做匀加速运动，当而者速度相等时：AB.如果必 外，滑块m】和木板m2将保持相对静I匕 在地面摩擦力作用下一起做匀减 速运动。由牛顿第二定律外(? + tn2 )g =( + m2 )a2 加速度变为“

15、2 =2即滑块的加速度变小，故A正确，B错误。CD.如果从工，两物体将发生相对滑动，由牛顿第二定律，此时滑块m1的加速度大 小是从g,即滑块的加速度大小不变，故D正确，C错误。故选ADo8 .如图所示，光滑水平面上放置M、N、P、Q四个木块，其中M、P质量均为m, N、Q 质量均为2m, M、P之间用一轻质弹簧相连.现用水平拉力F拉N,使四个木块以同一加 速度a向右运动，则在突然撤去F的瞬间，下列说法正确的是：A. N的加速度大小仍为aB. PQ间的摩擦力不变C. MN间的摩擦力变小D. M、P的加速度大小变为色2【答案】ABC【解析】【分析】【详解】ACD.撤去F前，对PQ整体分析,知弹簧的

16、弹力%=3ma 隔离对M分析f %.二M 计算得出/= 4山 对整体分析F = 6ma撤去F后，对MN整体分析，= % = a3m方向向左。隔离对N分析f9 = 2ma知MN间的摩擦力发生变化.N的加速度大小不变，方向改变，故AC正确，D错误；B.撤去F的瞬间，弹簧的弹力不变，对PQ整体分析，加速度不变,隔离对P分析,PQ间的 摩擦力不变，所以B选项是正确的。故选ABC。9.质量为m的光滑圆柱体4放在质量也为m的光滑“V型槽B上，如图，a=60。，另有质 量为M的物体C通过跨过定滑轮的不可伸长的细绳与8相连，现将C自由释放，则下列说A.当M二m时，A和B保持相对静止,共同加速度为0.5g B.

17、当M=2m时，4和8保持相对静止，共同加速度为0.5g C.当M=6m时，A和8保持相对静止，共同加速度为0.75g D.当M=5m时，4和8之间的恰好发生相对滑动【答案】B【解析】【分析】【详解】D.当A和8之间的恰好发生相对滑动时，对A受力分析如图根据牛顿运动定律有：7g cot 60。= ?解得 a = g cot 60° = gB与C为绳子连接体，具有共同的运动情况，此时对于B和C有:Mg = (M + 2in)a所以。=O = 一 Q ,即=一M + 2m 3 M + 2m 3解得M = -"广,n仪2.37?3-V3选项D错误：c.当M>2.37m, A和

18、8将发生相对滑动，选项C错误：A.当M<2.37z, 4和8保持相对静止。若A和8保持相对静止，则有Mg = (M + 2m)a所以当时，A和8保持相对静止，共同加速度为4 = 1g,选项A错误;B.当M=2m时，4和8保持相对静|匕 共同加速度为。=Jg = 0.5g ,选项B正确。故选Bo 10.如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平而上，上端卷放两个质量均为M的物体4 8(8物体与弹簧连接)，弹簧的劲度系数为k,初始时物体处于静止状态.现用竖直向上 的拉力F作用在物体4上，使物体4开始向上做加速度为。的匀加速运动，测得两个物体 的vt图像如图乙所示(重力加速度为g),贝IJ()A.

19、施加外力前，弹簧的形变量为至 kB.外力施加的瞬间4、8间的弹力大小为M(g-a)C. 4 8在b时刻分离，此时弹簧弹力恰好为零D.弹簧恢复到原长时，物体8的速度达到最大值【答案】B【解析】【分析】【详解】A.施加F前，物体八8整体平衡，根据平衡条件有: 2Mg=kx 解得：X三k故A错误:B.施加外力的瞬间，对8物体，根据牛顿第二定律有：F Mg Fab =Ma其中F 帅=2Mg 解得：故B正确：C.物体4、8在“时刻分离，此时入、8具有共同的v与a：且518=。：对8：F # Mg = Ma解得：F%="（g a）弹力不为零，故c错误：D.而弹簧恢复到原长时，8受到的合力为重力，

20、已经减速一段时间：速度不是最大值：故 D错误。故选B.【点睛】本题关键是明确A与B分离的时刻，它们间的弹力为零这一临界条件；然后分别对AB整 体和B物体受力分析，根据牛顿第二定律列方程及机械能守恒的条件进行分析。11 .用长度为L的铁丝绕成一个高度为H的等螺距螺旋线圈，将它竖直地固定于水平桌 而。穿在铁丝上的一小珠子可沿此螺旋线圈无摩擦地下滑（下滑过程线圈形状保持不 变），已知重力加速度为g。这个小珠子从螺旋线圈最高点无初速滑到桌面（小珠子滑入 线圈点到滑出线圈点间的位移为）这过程中小珠子的平均速度为（）【答案】D【解析】【分析】【详解】将螺线圈分割为很多小段，每一段近似为一个斜而，由于螺旋线

21、圈等螺距，说明每一小段 的斜而倾角相同，设为。，根据几何关系，有珠子做加速度大小不变的加速运动，根据牛顿第二定律，有 mg sin 0 = ma解得ci = g sin 3由于珠子与初速度和加速度大小相同的匀加速直线运动的运动时间完全相同，故根据位移 时间关系公式，有L = at2联立解得对珠子，整个过程中小球的位移为H，故平均速度为-H而故选Do12 .如图甲所示，足够长的木板8静置于光滑水平而上，其上放置小滑块4。小滑块A受 到随时间t变化的水平拉力F作用时，用传感器测出小滑块A的加速度。，得到如图乙所 示的图象，已知g取10m/$2,则（）F(N)A.小滑块4的质量为3kgB.木板8的质

22、量为1kgC.当F=6N时木板8加速度为2m/s?D.小滑块A与木板8间动摩擦因数为0.1【答案】B【解析】【分析】【详解】ABD.刚开始两者相对静止一起在水平面上运动，当F=3N时有F =mA+mB)a之后F再增大，两者发生相对运动，此过程中对A分析有 F-nAg=mAa变形可得F="g之后图像的斜率女=-,故有,1211ir mA 5 - 3 2所以%=2kg,当F=5N时有c 52 = 5"g解得 = 0.05,将叫i= 2kg代入3 = (1%+"%)xl得=现B正确AD错误：C.厂3N过程中8在A给的摩擦力作用下向右加速运动，所以对8分析可得 g=%优解

23、得“llWC错误；故选:Bo13.如图所示，表而光滑的斜而体固定在匀速上升的升降机上，质量相等的A、B两物体 用一轻质弹簧连接着，B的上端用一平行斜面的细线拴接在斜而上的固定装置上，斜而的 倾角为30。，当升降机突然处于完全失重状态，则A、B两物体的瞬时加速度大小和方向说 法正确的是()A. % = ； g ,方向沿斜而向下：8 = g，方向沿斜而向下B. %=。，%=0C. q*=0：方向沿斜面向下D. aA = g f方向垂直斜而向右下方；方向竖直向下【答案】D【解析】【分析】【详解】当升降机处于完全失重状态时，物体和斜面之间的作用力变为0,弹簧弹力不发生变化， 故囚物体只受重力和弹簧弹力，两者合力与原来的支持力大小相