2023年高考物理一轮复习核心知识点提升-运动和力的关系综合练

3.5运动和力的关系综合练一、单选题1.物理学的发展推动了社会的进步。关于物理学上一些事件和科学方法，下列说法正确的是（ ）A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法B.在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这是采用了极限思想法C.伽利略用理想斜面实验推翻了“力是维持物体运动的原因"的错误结论，该实验把实验和逻辑推理和谐地结合起来，对牛顿第一定律的建立作出了较大的贡献D.a=半是用两个物理量（△■和△，）之比定义了一个新的物理量（。），这个式子说明加速度。与速度变化量Av成正比【答案】C【解析】A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫理想化模型法，选项A错误：B.在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这是采用了微元法，选项B错误：C.伽利略用理想斜面实验推翻了"力是维持物体运动的原因"的错误结论，该实验把实验和逻辑推理和谐地结合起来，对牛顿第一定律的建立作出了较大的贡献，选项C正确；D.。=?是用两个物理量（Av和△/）之比定义了一个新的物理量（a）,这种定义方法为比值定义法，因为速度变化的同时时间也在变化，不能说加速度。与速度变化量成正比，选项D错误。故选C.2.我国古代典籍中记录了很多物理现象和规律，体现了古人对自然的思考探索。根据所学知识分析，下列说法正确的是（ ）A.“力，刑（形）之所以奋也"，力使物体的运动状态发生了改变，说明力是改变物体运动状态的原因B."强努之末，势不能穿鲁编也"，说明弓箭的惯性随速度减小而减小C.“劝登马力，马力既竭，耨犹能一取焉”，说明力是维持物体运动的原因，没有力物体就会停止运动D."有乌获之劲而不得人助，不能自举"，意思是力气很大的人也不能把自己举起来，说明一对相互作用力的效果可以相互抵消【答案】A【解析】A.力是改变物体运动状态的原因，故A正确：B.物体的惯性只与质量有关，与速度无关，故B错误；C.力不是维持物体运动的原因，故C错误；D.相互作用力不是作用在同一个物体上的，作用效果不会抵消，故D错误。故选Ao3."神舟十三号"在"长征二号"运载火箭的推动下顺利进入太空，如图所示为“长征二号"运载火箭，下列关于它在竖直方向加速起飞过程的说法，正确的是（ ）瞰A.火箭加速上升时，航天员对座椅的压力小于自身重力rqB.保温泡沫塑料从箭壳上自行脱落后做自由落体运动C.火箭喷出的热气流对火箭的作用力大小等于火箭对热气流的作用力D.燃料燃烧推动空气，空气反作用力推动火箭升空【答案】C【解析】A.火箭加速上升时，航天员处于超重状态，对座椅的压力大于自身重力，A错误；B.保温泡沫塑料从箭壳上自行脱落时，因为惯性，有向上的速度，所以做竖直上抛运动,B错误：C.火箭喷出的热气流对火箭的作用力与火箭对热气流的作用力是作用力与反作用的关系,大小相等，C正确：D.火箭受到重力、空气阻力以及内部燃料喷出时的作用力，燃料燃烧向下喷气，喷出的气体的反作用力推动火箭升空，不是外界空气的作用力，D错误。故选C4.如图所示，质量为机的小球用一根细线和一根轻弹簧悬挂起来，小球静止时，细线水平，而弹簧与竖直成。角。现将弹簧从与小球连接处剪断，则下列判断正确的是

〃〃〃〃/777777777A.剪断弹簧前，细线中张力为〃〃〃〃/777777777A.剪断弹簧前，细线中张力为mgsin6B.剪断弹簧前，弹簧弹力大小为机gtan。C.剪断弹簧瞬间，小球的加速度大小为gD.剪断弹簧瞬间，小球的加速度大小为gtan。【答案】C【解析】AB.剪断弹簧前，对小球由平衡条件可得tan0= ,cos0=mg F解得细线中张力为弹簧弹力大小为F=」与AB错误：cost/CD.剪断弹簧瞬间，弹簧对小球的弹力瞬间消失，细线中的张力突变为零，小球只受重力作用，故加速度大小为g,C正确，D错误。故选C。.如图所示，质量为2kg的物体A静止在竖直固定的轻弹簧上，质量为0.5kg的物体B由细线悬挂在天花板上，B与A刚好接触但不挤压，现突然将细线剪断，则剪断细线瞬间〃〃/〃//A、B间的作用力大小为（g取lOm/s?）（A.4N B.2.5N【答案】A【解析】

细线剪断前，以物体A为对象，弹簧的弹力与物体A的重力平衡，则有辱=z„Ag=20N剪断细线瞬间，以A、B为整体，根据牛顿第二定律可得（"、+mti）g-F#=（wA+mB）a解得a=2m/s?以物体B为对象，设A、B间的作用力大小为N,根据牛顿笫二定律可得，"Bg-N=""a解得N=4NA正确，BCD错误。故选A。A.0.24g B.1.2g C.2.4g.在航空领域，作用在飞行器竖直方向的气动力（升力）与重力的比值称为飞行器的过载，常用g的倍数表示。能承受足够大的过载，是对航天员身体素质的基本要求。小明在收看神舟十四号发射直播时，分别在火箭点火前、点火7s时截图，如图甲、乙所示。已知火箭最大起飞总质量约A.0.24g B.1.2g C.2.4gD.4g【答案】B【解析】由题知，在点火后的7s内火箭上升约58m,由人二g〃/解得火箭的加速度为a= m/s2=2.4m/s2又由牛顿第二定律t7'F-mg=ma航天员承受的过载约为£=巡士丝=12g故acd错误，b正确。故选B..如图所示，竖直平面内蜘蛛网上/、B、C三点的连线构成正三角形，三根蜘蛛丝队

6、c的延长线过三角形的中心，蜘蛛丝c沿竖直方向，c中有张力。则（ ）A.蜘蛛静止在网中央时，a中张力大于6中张力.蜘蛛在网中央由静止向上加速，b中张力变大C.蜘蛛在网中央由静止沿人方向向上加速，b中张力变小D.蜘蛛网在水平风吹拂下晃动，。中张力大小不变【答案】B【解析】A.以网和蜘蛛为研究对象，受力分析如图所示7；sin(9=7；sin。可得[=7；故A错误；B.根据牛顿第二定律的同向性qcosO+qcosd-zng-T；=ma7；sine=7；sine可知蜘蛛在网中央由静止向上加速7；与7；均增大，故B正确;C.同理，根据牛顿第二定律的同向性可知蜘蛛在网中央由静止沿b方向向上加速，〃中张力变大，故C错误;D.蜘蛛网在水平风吹拂下晃动，［与。以及T在垂直蜘蛛网的方向均有分力，根据力的合成可知，a中张力大小发生变化，故D错误。故选Bo8.如图所示：一宇航员在太空用跑步机跑步，宇航员与跑步机垂直，宇航员将橡皮绳一端系在腰间，另一端固定于舱体，橡皮绳与跑步机的夹角为60。，跑步过程中橡皮绳的长度及橡皮绳与跑步机的夹角不变。宇航员在太空中完全失重，设宇航员的质量为70kg,在橡皮绳的作用下，宇航员有与在地面跑步完全一样的体验。已知橡皮绳的劲度系数为3500N/m,取地球表面的重力加速度大小g=10m/s2,则下列说法正确的是（ ）O4 A.橡皮绳被拉长了0.2m♦二.跑步机对宇航员的静摩擦力大小为350NC.跑步机对宇航员的支持力大小为700ND.宇航员对跑步机的静摩擦力方向向左【答案】C【解析】A.宇航员处于完全失重状态，由于他在跑步机上跑步与在地面跑步有完全一样的体验，可知去5皿60"=3可得弹簧的伸长量为乂=笔111A错误；BC.对宇航员进行受力分析可知，所受摩擦力为f=fcrcos60"=736n所受支持力为%=fcrsin6（T=700NB错误，C正确；D.宇航员受到跑步机的静摩擦力方向向左，根据牛顿第三定律，他对跑步机的静摩擦力方向向右，D错误。故选C,

二、多选题.如图所示，在游乐场的两个相邻滑冰道上有甲、乙两同学坐在冰车上进行游戏。当甲从倾角为。的光滑冰道顶端Z由静止开始自由下滑时，在斜面底部8处的乙通过冰钎作用于冰面，从静止开始沿光滑的水平冰道向右做匀加速直线运动，加速度为:g。已知甲、乙和冰车均可视为质点，甲通过斜面与水平面的交接处（8处）时，速度的方向改变、大小不变，且最终甲刚好在C处能追上乙，则（ ）A.斜面A.斜面Z8长度与水平面长度相等B.斜面倾角。=30°C.甲运动至8处时，乙运动至8c中点处D.若甲从4有初速度下滑，则甲乙相遇位置不可能在C点右侧【答案】BD【解析】根据题意，设甲由/点运动到8点的时间为乙，由8点运动到C点的时间为G，乙由8点运动到C点的时间为，，则有％+%设乙到C点时速度为叭则可知，甲到8点时速度也为叭由公式％=风芦1有%可得又由丫=%+〃可得。甲4=&/可得%=2%=；gA.根据题意，由公式x= 可得，斜面长度x.水平面8c长度故A错误；OB.在斜面上，对甲由牛顿第二定律有叫1gsinJ=咻分可得sin^=—则26=30。故B正确;C.当甲运动至8处时，乙的位移为x= '可知，乙未运动至8c中点，故C错误：D.若甲从/有初速度下滑，则甲的平均速度变大，则会更快的追上乙，则追上乙的位置一定在C点左侧，即甲乙相遇位置不可能在C点右侧，故D正确。故选BDo10.如图甲为高层建筑配备的救生缓降器材，发生火灾时，使用者先将安全钩挂在室内窗户、管道等可以承重的物体上，然后将安全带系在人体腰部，通过缓降绳索安全落地。某学校进行火灾逃生演练，一质量为60kg的同学（可视为质点）利用缓降器材逃生，图乙为该同学整个运动过程的v-f图像，以竖直向下为正方向。不计空气阻力，重力加速度大小为g=10m/s2。下列说法正确的是（）甲高度为13.5mB.0〜2s内，安全带对该同学的拉力大小为690NC.在整个运动过程中，该同学所受重力做的功为810JD.t=5s时，该同学所受重力的瞬时功率为1200W【答案】AD【解析】丫一，图像的图线与坐标轴所围成的面积表示位移大小，则h（3x2x—+3x2+3x3x—）m=13.5mA正确；2 20〜2s内，由牛顿第二定律有mg-T=ma,a=1.5m/s2解得安全带对该同学的拉力大小为r=510NB错误；C.在整个运动过程中，该同学所受重力做的功为力=mg6=8100JC错误；D./=5s时a*=-lm/s2,v=3+a't\t'=Is有v=2m/s则该同学所受而力的瞬时功率为mgv=1200WD正确。故选ADo11.神州五号载人飞船的返回舱总质量约为3100kg。返回舱在距地面10km时开始启动降落伞装置，速度减为10m/s后在大气中保持这个速度竖直降落。快到地面时，返回舱的四台缓冲发动机开始向下喷气，舱体再次减速，到达地面时速度恰好为0,返回舱降落过程的最后一秒的速度（v）-时间（，）图像如图，重力加速度取10m/s2,对这一秒的描述正确的是（ ）B.返回舱距离地面1.2m时，缓冲发动机启动C.返回舱减速过程中，航天员处于失重状态D.四台缓冲发动机共对返回舱提供约为3.2x105n的作用力【答案】AB【解析】A.由图像可得最后一秒下降高度为x=10x0.76+，x（1.00-0.76）m=8.8m故A正确；B.由图像可得缓冲发动机启动时，返回舱到地面距离为x'=¥x（I.00-0.76）m=1.2m故B正确;

C.返回舱减速过程中，加速度向上，航天员处于超甫状态，故c错误D.由图像可得缓冲发动机启动时，返回舱的加速度大小为a- - m/s2=^^m/s2由牛顿第二定律1.00-0.76 3/-mg=.可得四台缓冲发动机共对返回舱提供约为尸=1.6x10^故D错误。故选ABo12.如图所示，质量为"，的人站在倾角为。的自动扶梯的水平踏板上，随扶梯一起以加速的大小心和摩擦力的大小6•应为（C.=/jmg度。斜向上运动，的大小心和摩擦力的大小6•应为（C.=/jmgFn=masin0B. =tng4-masin6D.Ff=macos0【答案】BD【解析】以人为研究对象，受重力mg、扶梯的支持力”和摩擦力人的加速度斜向左上方向,将加速度分解到水平和竖直方向得方向水平向左。产asin。方向竖直向上，（H是扶梯的倾角），根据牛顿第二定律得竖直方向FN-mg=〃?asin8水平方向F尸macosO解得F后m（g+asin?）故BD正确，AC错误。13.图甲为北方传统房屋的屋顶样式，可将其简化为如图乙所示的模型。下雨时雨滴沿室顶的斜面下滑，雨滴的下滑过程视为质点做无初速度无摩擦的直线运动。若屋顶的底边水平且长度L不变。屋顶的倾角为e(sin2e=2sin6»-cose)。则。越大( )甲 乙B.雨滴对屋顶的压力越大C.雨滴从屋顶下滑至屋檐的速度越大D.雨滴从屋顶下滑至屋檐的时间越短【答案】AC【解析】AB.根据题意有屋顶的倾角为。，底边的长度为心设雨滴下滑时加速度为小雨滴质量为m,对雨滴进行受力分析，雨滴只受重力mg和屋顶对雨滴的支持力N,垂直于屋顶方向mgcose=N平行于屋顶方向，由牛顿第二定律有mgsin8=ma则倾角。越大，N越小，由牛顿第三定律知雨滴对屋顶的压力N'=N即倾角e越大，雨滴对屋顶压力越小，雨滴下滑的加速度a=gsin。则倾角。越大，雨滴下滑时的加速度越大，故B错误A正确：CD.设雨滴从。运动到M的时间为，，由几何关系可知位移为工=h:由位移与时间公式得2cos夕x=―----at1=-psin0r2则2cos。2 2'二J一977当夕=45。时，用时最短，雨滴从顶端。下滑至屋檐M时的速度为\gsin20v=\/2ax=12gsin8 =J^Ltan0故倾用。越大，雨滴从顶端O下滑至.屋椎A7时的V2cos。速度越大，故D错误C正确。故选ACo.全红婵在东京奥运会女子单人10米跳台比赛中〃一战成名"，五个动作，三个满分，获得奥运会的金牌，并打破女子10米跳台的世界纪录。以水面为起始位置，取向上为正方向，假设水的阻力恒定，全红婵可等效为一圆柱体。以下是描述全红婵身体入水后浮力尸、加速度。与位移x的关系图像可能正确的是（ ）【答案】BC【解析】AB.设全红婵等效为圆柱体的底面积为S,水的密度为0,重力加速度为g,全红婵入水后到全身进入水的过程中受到的浮力F=QSg可知前一阶段浮力尸与位移x成正比关系，当全红婵全身入水后排开水的体积不变，受到的浮力大小不变，故A错误，B正确；CD.取向上为正方向，设全红的质量为小，水的阻力为/；根据牛顿第二定律F+ = 可得全红婵入水后到全身进入水的过程中a=.x+2-guI知加速度“弓位移x成线性关系，当全身入水后加速度向上保持不变,mm故C正确，D错误。故选BC,三、实验题.如图所示，为探究“质量一定时，物体的加速度与所受合外力的关系"的实验装置。

轻滑轮长小板细线滑块纸带17酿 拉力传感器轻滑轮长小板细线滑块纸带17酿 拉力传感器托盘和祛码单位:cm0123~4 5打点计时器1.103.095.127.109.1311.09某同学的实验步骤如下：①用天平测量并记录滑块和拉力传感器的总质量M；②调整长木板和滑轮，使长木板水平，细线与长木板平行；③在托盘中放入适当的祛码，接通电源，释放滑块，记录拉力传感器的读数月根据相对应的纸带，求出滑块的加速度a；④多次改变托盘中祛码的质量，重复步骤③。请按要求回答下列问题:（1）图是该同学实验得到的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器用的是频率为50Hz的（选填"直流电"或"交流电"），根据纸带求出滑块的加速度大小为m/s?（结果保留三位有效数字）；（2）该同学由实验得到的数据，画出如图所示的/一a图线，图线不通过原点的原因是（3）该实验还可测量滑块与长木板之间的动摩擦因数，其值可用〃、Fo、g表示为〃=（其中〃为滑块和拉力传感器的总质量，片为图中的纵截距，g为重力加速度），与真实值相比，测得的动摩擦因数（选填"偏大"或"偏小【答案】 交流电2.00未平衡摩擦力##平衡摩擦力不充分兽偏大Mg【解析】（1）⑴打点计时器用的是交流电。[2]利用逐差法处理实验数据可得"小+犷旺$+&+动代入数据可得a=2.00m/s2（2）[3]由图丙可知，当绳子上有拉力时，物体的加速度却为零，由此可知实验之前该同学未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分。（3）⑷根据牛顿第二定律F-/jMg=Ma解得F=Ma-pMg故F-a图线的斜率&=知从纵截距求动摩擦因素”[5]由丁・纸带与限位孔间的摩擦力或空气阻力，使求得的加速度偏小，导致摩擦力偏大，摩擦因数偏大。.某同学想通过用手机高速拍照的功能来探究加速度与力的关系，采用如图甲的实验装置。/////////（1）/////////（1）按照该示意图安装好器材重物工/////////////////////////////////////后，进行如下的实验：①长木板一端垫高，平衡小车的摩擦；②将小车停放在长木板的顶端，使其指针对准刻度尺的0刻度；③开启手机高速拍照，再启动电子计时器同时释放小车，让小车加速下滑，改变重物的质量”1,重复操作几遍。（2）打开手机录制好的视频，通过慢动作播放，记录弹簧测力计的读数P，然后，通过电子计时器，找出小车运动0.1s的位移演=2.10cm,运动o.2s的位移七=5.72cm,运动0.3s的位移三=10.86cm,运动Q4s的位移匕=17.54cm,则小车的加速度为。（计算结果保留三位有效数字）（3）该实验中，弹簧测力计的读数尸（"等于"或"不等于"）小车所受合外力，小车的质量M和重物的质量加（"需要"或"不需要"）满足河》机。（4）以弹簧测力计的示数厂为横坐标，加速度。为纵坐标，画出a-尸图像，如图乙，该产图线是一条直线，则可得到的结论是。（5）若直线与横坐标的夹角为a,则该小车的质量M为。【答案】1.53等于不需要在小车质量M-定的情况下，加速度”与力产成正比—tana【解析】（2）⑴小车的加速度a=（王子?一七="笥:::F.72xICT2mzs2=L53m/s2（3）⑵⑶该实验中，弹簧测力计的读数尸即为绳子拉小车的拉力，由于已经平衡摩擦，所以弹簧测力计的读数?等于小车所受合外力；小车的质量M和重物的质量加不需要满足M»机。）[4]图乙/图像中图线是一条直线，说明加速度。与尸成正比，所以可以得到结论在小车质量M一定的情况下，加速度。与力F成正比。（5）⑸根据牛顿第二定律有F=Ma整理得若直线与横坐标的夹角为a,则MFtana=9■所以Ftana=」则该小车的质量M为MM=」一四、解答题17.如图是6月返校期间，沈老师在运光路辉河路路口看到的情tana景。楼上的工人将包裹（推测为建筑垃圾）通过图示装置逐包运到楼下。（1）若假定下滑过程为准稳态，即包裹加均视为三力平衡状态，且上段绳的方向近似认为不变（本题处理中，上段视为一根绳）。试分析地面上工人所施加的拉力大小变化情况。（2）若窗口的两根木杆左右对称，且杆上弹力沿杆方向，试分析在（1）条件下，窗口处，连接窗户的绳上的弹力大小变化情况。（3）根据沈老师的观察，实际上，该包裹的运动为加速减速交替发生。若忽略水平方向的加减速，地面工人如何施加控制以完成上述过程？（4）沈老师只顾拍照片（以及想着出题），而忘记去询问工人这一装置的目的。请分析推测使用该装置处理建筑垃圾的优势有哪些（答出两点即可）？

【答案】【答案】（1）先减小后增加；（2）逐渐减小；（3）见解析；（4）见解析【解析】（1）画出重物的受力图如图和方向也不变，则当重物下降时，由力的平行四边形法则可知，地面上工人所施加的拉力大小先减小后增加；上段绳子的拉力逐渐减小。（2）由于上段绳子的拉力方向不变，拉力大小逐渐减小，由力矩知识可知，在窗口处，连接窗户的绳上的弹力逐渐减小。（3）因重物向下时而加速，时而减速，则重物时而失重，时而超重，当重物失重时，则需要下面的人的拉力减小些；当重物超重时，则需要下面的人的拉力增大些。（4）优势：a.省工方便快捷；b.安全省力。18.如图甲所示，一倾角为6=37。的足够长斜面上，一质量为加=lkg的物体在沿斜面向上的拉力厂作用下，由斜面底端从静止开始运动，2s后撤去凡前2s内物体运动的M图像如图乙所示。已知物体与斜面间的动摩擦因数为"=05sin37-=0.6,8537。=0.8,重力加速度g取lOm/s?。求：（1）拉力尸的大小:（2）撤去力尸后物体经多长时间到达斜面最高点。甲 乙【解析】（1）由图像知，前2s内，物体的加速度大小a=孚=4m/s?由牛顿第二定律可得△tF-mgsin37°-,mgcos37°=mq解得F=14N（2）撤去拉力尸时，速度大小为匕=8m/s撤去拉力尸后，有-mgsin37°-/jmgcos37°=ma2解得%=-10m/s2设经q时间速度减为0,由运动学公式0=匕+砧解得t2=0.8s19.如图所示，质量M=5m的一只长方体空铁箱，在与水平面成。=37。角的拉力尸=10mg作用下沿水平面向右匀加速运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数〃1=0.3。这时铁箱内一个质量机的木块恰好静止在后壁上。减小拉力尸，经过一段时间，木块沿铁箱左侧壁落到底部且不反弹；当铁箱的速度为6m/s时撤去拉力，又经1s时间木块从左侧到达右侧，木块