山东、湖北部分重点中学上册运动和力的关系单元检测(提高,Word版 含解析)
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一、第四章 运动和力的关系易错题培优(难)1. 如图所示,水平面上 O 点的左侧光滑,O 点的右侧粗糙。
有 8 个质量均为 m 的完全相同的小滑块(可视为质点),用轻质的细杆相连,相邻小滑块间的距离为 L ,滑块 1 恰好位 于 O 点左侧,滑块 2、3……依次沿直线水平向左排开。
现将水平恒力 F 作用于滑块 1上。
经观察发现,在第 3 个小滑块完全进入粗糙地带后到第 4 个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,小滑块做匀速直线运动,已知重力加速度为 g ,则下列判断中正确的是( )。
A .粗糙地带与滑块间的动摩擦因数为F mgB .滑块匀速运动时,各段轻杆上的弹力大小相等C .第 2 个小滑块完全进入粗糙地带到第 3 个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,8 个小滑块的加速度大小为12F mD .第 1 个小滑块完全进入粗糙地带到第 2 个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,5 和 6两个小滑块之间的轻杆上的弹力大小为4F 【答案】D【解析】【详解】A.将匀速运动的8个小滑块作为一个整体,有30F mg μ-=,解得3F mgμ=, 故A 项错误; B.当滑块匀速运动时,处在光滑地带上的滑块间的轻杆上的弹力都为零,处在粗糙地带上的滑块间的轻杆上的弹力不为零,且各不相同,故B 项错误;C.对8个滑块,有28F mg ma μ-=,代入3F mgμ=,解得 24F a m=, 故C 项错误;D.对8个滑块,有8F mg ma μ'-=,解得4再以6、7、8三个小滑块作为整体,由牛顿第二定律有34F F ma ''==, 故D 项正确;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 --t 图象如图乙所示,若取重力加速度g =10 m/s 2,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B .小物块与长木板间的动摩擦因数为0.3C .长木板的质量M =1 kgD .小物块的质量m =2 kg【答案】B【解析】【分析】【详解】 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23m/s ,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μ,根据牛顿第二定律可知23m/s m a g μ==解得0.3μ=故B 正确;CD .当3s t >时,以M 为研究对象,根据牛顿第二定律可知F mg Ma μ-=即kt mg Ma μ-=解得3mg a t M Mμ=- 由此可得2M 解得2kg M =在3s 内,以整体为研究对象,可得F M m a =+()即3()1M m =+⨯所以1kg m =故CD 错误。
一、选择题1.如图所示为甲、乙两质点沿同一直线运动的速度时间图像,下列判断正确的是()A.0~6 s内,不存在甲、乙加速度相同的时刻B.0~6 s内,甲的平均速度小于乙的平均速度C.3 s末,甲受到的合力小于乙受到的合力D.若甲、乙在t=0时刻相遇,则它们在0~6 s内还会相遇两次2.如图所示为“摘灯笼”游戏示意图,要求游戏者在规定的时间内将尽可能多的灯笼摘下即可获胜,已知灯笼上下用两根相同的细绳L1、L2连接后悬挂于天花板上,人只能拉下面的细绳L1,若两根细线绳能承受的最大拉力相同,则为了顺利摘下灯笼()A.在细绳L1下端缓慢增加拉力B.在细绳L1下端突然猛一拉C.由于细绳L2中的拉力大于细绳L1中的拉力,故细绳L2一定先断D.细绳L1与细绳L2一定同时断3.如图甲所示,A、B两个物体叠放在水平面上,m A=0.5kg,m B=0.7kg,B的上、下表面均水平,A物体与一拉力传感器相连接,连接拉力传感器和物体A的细绳保持水平。
从t=0时刻起,用一水平向右的力F=2t(N)作用在B的物体上,力传感器的示数随时间变化的图线如图乙所示,已知t1=3s、t2=5s,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
据此可求()A .3s 后,B 开始向右运动 B .A 、B 之间的动摩擦因数AB 45μ=C .5s 后,B 向右做匀加速运动D .B 与水平面间的动摩擦因数56μ=4.如图所示,吊篮A 、物体B 、物体C 的质量分别为m 、6m 、2m ,B 和C 分别固定在轻质弹簧的两端,B 和C 在吊篮的水平底板上处于静止状态,将悬挂吊篮的轻绳剪断的瞬间( )A .吊篮A 的加速度大小为gB .物体B 的加速度大小为gC .物体C 的加速度大小为2gD .A 和C 的加速度大小都为3g5.如图所示,质量为m 的三角形木楔A 置于倾角为θ的固定斜面上,它与斜面间的动摩擦因数μ,一水平力F 作用在木楔A 的竖直平面上,在力F 的推动下,木楔A 以恒定的速度向上滑动,则F 的大小为( )A .()sin cos cos mg θμθθ+ B .()sin cos cos cos mg θμθθμθ+- C .()sin cos mg θμθ+ D .()sin cos cos cos mg θμθθμθ++ 6.磁性车载支架(图甲)使用方便,它的原理是将一个引磁片贴在手机背面,再将引磁片对准支架的磁盘放置,手机就会被牢牢地吸附住(图乙)。
第八章运动和力8.1牛顿第一定律(又叫惯性定律)1、阻力对物体运动的影响:让同一小车从同一斜面的同一高度自由滑下(控制变量法),是为了使小车滑到斜面底端时有相同的速度;阻力的大小用小车在木板上滑动的距离的长短来体现(转化法)。
2、牛顿第一定律的内容:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
3、牛顿第一定律是通过实验事实和科学推理得出的,它不可能用实验来直接验证。
4、惯性⑴定义:物体保持原来运动状态不变的特性叫惯性⑵性质:惯性是物体本身固有的一种属性。
一切物体在任何时候、任何状态下都有惯性。
⑶惯性不是力,不能说惯性力的作用,惯性的大小只与物体的质量有关,与物体的形状、速度、物体是否受力等因素无关。
⑷防止惯性的现象:汽车安装安全气囊,汽车安装安全带。
⑸利用惯性的现象:跳远助跑可提高成绩, 拍打衣服可除尘。
⑹解释现象:例:汽车突然刹车时,乘客为何向汽车行驶的方向倾倒?答:汽车刹车前,乘客与汽车一起处于运动状态,当刹车时,乘客的脚由于受摩擦力作用,随汽车突然停止,而乘客的上身由于惯性要保持原来的运动状态,继续向汽车行驶的方向运动,所以…….8.2二力平衡1、平衡状态:物体处于静止或匀速直线运动状态时,称为平衡状态。
2、平衡力:物体处于平衡状态时,受到的力叫平衡力。
3、二力平衡条件:作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反、作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡。
(同物、等大、反向、同线)4、二力平衡条件的应用:⑴根据受力情况判断物体的运动状态:①当物体不受任何力作用时,物体总保持静止状态或匀速直线运动状态(平衡状态)。
②当物体受平衡力作用时,物体总保持静止状态或匀速直线运动状态(平衡状态)。
③当物体受非平衡力作用时,物体的运动状态一定发生改变。
⑵根据物体的运动状态判断物体的受力情况。
①当物体处于平衡状态(静止状态或匀速直线运动状态)时,物体不受力或受到平衡力。
注意:在判断物体受平衡力时,要注意先判断物体在什么方向(水平方向还是竖直方向)处于平衡状态,然后才能判断物体在什么方向受到平衡力。
一、第四章 运动和力的关系易错题培优(难)1.如图所示,水平板上有质量m =1.0kg 的物块,受到随时间t 变化的水平拉力F 作用,用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力F f 的大小.取重力加速度g =10m/s 2.下列判断正确的是( )A .5s 内拉力对物块做功为零B .4s 末物块所受合力大小为4.0NC .物块与木板之间的动摩擦因数为0.4D .6s ~9s 内物块的加速度的大小为2.0m/s 2 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A .在0﹣4s 内,物体所受的摩擦力为静摩擦力,4s 末开始运动,则5s 内位移不为零,则拉力做功不为零.故A 错误.B .4s 末拉力为4N ,摩擦力为4N ,合力为零.故B 错误.CD .根据牛顿第二定律得,6s ~9s 内物体做匀加速直线运动的加速度a=2253m/s 2m/s 1fF F m--== 解得30.310f F mgμ=== 故C 错误,D 正确. 故选D .2.一足够长的木板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a 随力F 变化的a ﹣F 图象如图乙所示,g 取10m/s 2,下判定错误的是A .木板B 的质量为1kgB .当F =10N 时木板B 加速度为4m/s 2C .滑块A 的质量为4kgD .当F =10N 时滑块A 的加速度为2m/s 2 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】AC .当F 等于8N 时,加速度为a =2m/s 2,对整体分析,由牛顿第二定律有F =(M +m )a ,代入数据解得M +m =4kg当F 大于8N 时,对B 由牛顿第二定律得:1F mg mga F M M Mμμ-==- 由图示图象可知,图线的斜率12186a k M F ∆====∆- 解得,木板B 的质量M =1kg ,滑块A 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/s 2,由1mg a F M Mμ=- 可知:13100611μ⨯⨯=⨯- 解得μ=0.2由图示图象可知,当F =10N 时,滑块与木板相对滑动,B 的加速度为2110.2310104m/s 11B mg a a F M M μ⨯⨯==-=⨯-= 故B 正确,不符合题意;D .当F =10N 时,A 、B 相对滑动,木块A 的加速度22m/s A Mga g Mμμ===故D 正确,不符合题意. 故选C . 【点睛】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.3.如图所示,在竖直平面内有ac 、abc 、adc 三个细管道,ac 沿竖直方向,abcd 是一个矩形。
一、第四章 运动和力的关系易错题培优(难)1.如图所示,质量为m 的木块在质量为M 的长木板上受到向右的拉力F 的作用向右滑行,长木板处于静止状态,已知木块与木板间的动摩擦因数为1μ,木板与地面间的动摩擦因数为2μ,有以下几种说法:①木板受到地面的摩擦力的大小一定是1mg μ ②木板受到地面的摩擦力的大小一定是2()m M g μ+ ③当2()F m M g μ>+时,木板便会开始运动 ④无论怎样改变F 的大小,木板都不可能运动则上述说法正确的是( ) A .②③ B .①④C .①②D .②④【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】①②.对木板:水平方向受到木块对它向右的滑动摩擦力f 1和地面的向左的静摩擦力f 2的作用,由平衡条件得211f f mg μ==①正确,②错误;③④.木块对木板的摩擦力为11f mg μ=地面对木板的最大静摩擦力为2max 2()f m M g μ=+所以木块对木板的摩擦力f 1不大于地面对木板的最大静摩擦力,当F 改变时,f 1不变,则木板不可能运动,③错误,④正确。
因此说法正确的是①④,选项B 正确,ACD 错误。
故选B 。
2.一足够长的木板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a 随力F 变化的a ﹣F 图象如图乙所示,g 取10m/s 2,下判定错误的是A .木板B 的质量为1kgB .当F =10N 时木板B 加速度为4m/s 2C .滑块A 的质量为4kgD .当F =10N 时滑块A 的加速度为2m/s 2 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】AC .当F 等于8N 时,加速度为a =2m/s 2,对整体分析,由牛顿第二定律有F =(M +m )a ,代入数据解得M +m =4kg当F 大于8N 时,对B 由牛顿第二定律得:1F mg mga F M M Mμμ-==- 由图示图象可知,图线的斜率12186a k M F ∆====∆- 解得,木板B 的质量M =1kg ,滑块A 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/s 2,由1mg a F M Mμ=- 可知:13100611μ⨯⨯=⨯- 解得μ=0.2由图示图象可知,当F =10N 时,滑块与木板相对滑动,B 的加速度为2110.2310104m/s 11B mg a a F M M μ⨯⨯==-=⨯-= 故B 正确,不符合题意;D .当F =10N 时,A 、B 相对滑动,木块A 的加速度22m/s A Mga g Mμμ===故D 正确,不符合题意. 故选C . 【点睛】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.3.如图所示,斜面体A 静止放置在水平地面上,质量为m 的物体B 在外力F (方向水平向右)的作用下沿斜面向下做匀速运动,此时斜面体仍保持静止。
一、第四章运动和力的关系易错题培优(难)1.如图所示,四个质量、形状相同的斜面体放在粗糙的水平面上,将四个质量相同的物块放在斜面顶端,因物块与斜面的摩擦力不同,四个物块运动情况不同.A物块放上后匀加速下滑,B物块获一初速度后匀速下滑,C物块获一初速度后匀减速下滑,D物块放上后静止在斜面上.若在上述四种情况下斜面体均保持静止且对地面的压力依次为F1、F2、F3、F4,则它们的大小关系是()A.F1=F2=F3=F4B.F1>F2>F3>F4C.F1<F2=F4<F3D.F1=F3<F2<F4【答案】C【解析】试题分析:当物体系统中存在超重现象时,系统所受的支持力大于总重力,相反,存在失重现象时,系统所受的支持力小于总重力.若系统的合力为零时,系统所受的支持力等于总重力,解:设物体和斜面的总重力为G.第一个物体匀加速下滑,加速度沿斜面向下,具有竖直向下的分加速度,存在失重现象,则F1<G;第二个物体匀速下滑,合力为零,斜面保持静止状态,合力也为零,则系统的合力也为零,故F2=G.第三个物体匀减速下滑,加速度沿斜面向上,具有竖直向上的分加速度,存在超重现象,则F3>G;第四个物体静止在斜面上,合力为零,斜面保持静止状态,合力也为零,则系统的合力也为零,故F4=G.故有F1<F2=F4<F3.故C正确,ABD错误.故选C【点评】本题运用超重和失重的观点分析加速度不同物体动力学问题,比较简便.通过分解加速度,根据牛顿第二定律研究.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--t 图象如图乙所示,若取重力加速度g=10m/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B.小物块与长木板间的动摩擦因数为0.3C .长木板的质量M =1 kgD .小物块的质量m =2 kg【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】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23m/s ,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μ,根据牛顿第二定律可知23m/s m a g μ==解得0.3μ=故B 正确;CD .当3s t >时,以M 为研究对象,根据牛顿第二定律可知F mg Ma μ-=即kt mg Ma μ-=解得3mg a t M M μ=- 由此可得332M = 解得2kg M =在3s 内,以整体为研究对象,可得F M m a =+()即3()1M m =+⨯所以1kg m =故CD 错误。
第四章单元检测卷(时间:90分钟总分值:100分)一、选择题(此题共10小题,每题4分。
在每题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求。
全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)1.(2021湖北高一期末)春秋战国时期齐国的著作?考工记?中有“马力既竭,辀犹能一取焉〞,意思是:(马拉车时)即使马力已经用尽(马不对车施加拉力),车还能促使马前进好几步。
以下相关说法正确的选项是()A.该现象说明力是使物体运动的原因B.马对车不施加拉力时,车将做匀速直线运动C.马对车不施加拉力时,车由于惯性并未立即停止运动D.该现象说明马的惯性比车的惯性小,即使马力已经用尽(马不对车施加拉力),车还能促使马前进好几步,说明没有力物体还能运动,故A错误;由题意可知,马对车不施加拉力时,车将做减速运动,最后停止,故B错误;即使马不对车施加拉力,车还能促使马前进好几步,说明车由于惯性并未立即停止运动,故C正确;此现象不能说明马的惯性与车的惯性的大小关系,故D错误。
2.(2021安徽合肥高一期末)如下图,一轻质弹簧竖直固定在水平面上,一物块自弹簧正上方自由下落,当物块与弹簧接触并将弹簧压至最短(在弹性限度内)的过程中,以下说法正确的选项是()A.物块接触弹簧后立即做减速运动B.物块接触弹簧后先加速后减速C.当物块的速度最大时,它所受的合力不为零D.当弹簧被压缩至最短时,物块的加速度等于零,弹簧形变较小,此时弹力小于重力,物体仍然做加速运动,故A错误;物体接触弹簧后,到弹簧压至最短这一过程中,弹簧弹力先小于重力,后等于重力,最后大于重力,故物块先加速后减速,B正确;当物块速度最大时,加速度为零,此时必有合力为零,即弹力等于重力,故C错误;弹簧压缩到最短时,弹力大于重力,此时加速度向上,故D错误。
3.(2021云南昆明高一期末)如下图,在电梯的地板上放置一台电子秤,电子秤上放了一个质量为100 g的砝码,在某次电梯运行过程中小明在电梯内按时间顺序依次拍了三张照片,电子秤的读数分别为87.9 g、100.0 g、122.7 g,那么关于电梯的运动以下判断正确的选项是()A.拍第1张照片时小明处于失重状态B.拍第2张照片时电梯在匀速运动C.从第3张照片分析可知电梯在向下运动D.从3张照片分析可知,砝码受的重力在发生变化1张照片时砝码所受的支持力小于砝码重力,砝码处于失重状态,所以小明处于失重状态,A正确;拍第2张照片时砝码所受支持力等于砝码重力,砝码加速度为0,所以电梯匀速运动或者处于静止状态,B错误;从第3张照片分析可知砝码所受支持力大于砝码重力,砝码加速度向上,电梯可能加速向上运动,也可能减速向下运动,C错误;砝码的重力为mg,与电梯的运动状态无关,D错误。
一、选择题、、,用两根轻弹簧和一根轻绳相连,挂在天1.如图所示,三个质量均为m的物块a b c、之间的轻绳剪断,下列说法正确的是()花板上,处于静止状态。
现将b cA.在刚剪断轻绳的瞬间,b的加速度大小为gB.在刚剪断轻绳的瞬间,c的加速度大小为2gC.在刚剪断轻绳的瞬间,a的加速度大小为g、下落过程中,两者一直保持相对静止D.剪断轻绳后,a b2.如图所示,吊篮A、物体B、物体C的质量分别为m、6m、2m,B和C分别固定在轻质弹簧的两端,B和C在吊篮的水平底板上处于静止状态,将悬挂吊篮的轻绳剪断的瞬间()A.吊篮A的加速度大小为gB.物体B的加速度大小为gC.物体C的加速度大小为2gD.A和C的加速度大小都为3g3.在房顶的底部宽度一定情况下,为了使雨滴能尽快地淌离房顶,要设计好房顶的高度,设雨滴沿房顶下淌时做无初速度无摩擦的运动。
那么如图所示的四种情况中符合要求的是()A .图AB .图BC .图CD .图D4.从地面上以初速度v 0竖直上抛一质量为m 的小球,若运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比,球运动的速率随时间变化的规律如图所示,t 1时刻到达最高点,再落回地面,落地速率为v 1,且落地前小球已经做匀速运动,则下列说法中正确的是( )A .小球加速度在上升过程中逐渐减小,在下降过程中也逐渐减小B .小球抛出瞬间的加速度大小为011g v v ⎛⎫+ ⎪⎝⎭C .小球被抛出时的加速度值最大,最高点的加速度值最小D .小球上升过程的平均速度等于02v 5.如图所示,质量为m 的三角形木楔A 置于倾角为θ的固定斜面上,它与斜面间的动摩擦因数μ,一水平力F 作用在木楔A 的竖直平面上,在力F 的推动下,木楔A 以恒定的速度向上滑动,则F 的大小为( )A .()sin cos cos mg θμθθ+ B .()sin cos cos cos mg θμθθμθ+- C .()sin cos mg θμθ+ D .()sin cos cos cos mg θμθθμθ++ 6.磁性车载支架(图甲)使用方便,它的原理是将一个引磁片贴在手机背面,再将引磁片对准支架的磁盘放置,手机就会被牢牢地吸附住(图乙)。
一、第四章 运动和力的关系易错题培优(难)1. 如图所示,水平面上 O 点的左侧光滑,O 点的右侧粗糙。
有 8 个质量均为 m 的完全相同的小滑块(可视为质点),用轻质的细杆相连,相邻小滑块间的距离为 L ,滑块 1 恰好位 于 O 点左侧,滑块 2、3……依次沿直线水平向左排开。
现将水平恒力 F 作用于滑块 1上。
经观察发现,在第 3 个小滑块完全进入粗糙地带后到第 4 个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,小滑块做匀速直线运动,已知重力加速度为 g ,则下列判断中正确的是( )。
A .粗糙地带与滑块间的动摩擦因数为F mgB .滑块匀速运动时,各段轻杆上的弹力大小相等C .第 2 个小滑块完全进入粗糙地带到第 3 个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,8 个小滑块的加速度大小为12F mD .第 1 个小滑块完全进入粗糙地带到第 2 个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,5 和 6两个小滑块之间的轻杆上的弹力大小为4F 【答案】D【解析】【详解】A.将匀速运动的8个小滑块作为一个整体,有30F mg μ-=,解得3F mgμ=, 故A 项错误; B.当滑块匀速运动时,处在光滑地带上的滑块间的轻杆上的弹力都为零,处在粗糙地带上的滑块间的轻杆上的弹力不为零,且各不相同,故B 项错误;C.对8个滑块,有28F mg ma μ-=,代入3F mgμ=,解得 24F a m=, 故C 项错误;D.对8个滑块,有8F mg ma μ'-=,解得4ga μ'=再以6、7、8三个小滑块作为整体,由牛顿第二定律有34F F ma ''==, 故D 项正确;2.沿平直公路匀速行驶的汽车上,固定着一个正四棱台,其上、下台面水平,如图为俯视示意图。
在顶面上四边的中点a 、b 、c 、d 沿着各斜面方向,同时相对于正四棱台无初速释放4个相同小球。
设它们到达各自棱台底边分别用时T a 、T b 、T c 、T d ,到达各自棱台底边时相对于地面的机械能分别为E a 、E b 、E c 、E d (取水平地面为零势能面,忽略斜面对小球的摩擦力)。
一、第四章 运动和力的关系易错题培优(难)1.如图所示,水平板上有质量m =1.0kg 的物块,受到随时间t 变化的水平拉力F 作用,用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力F f 的大小.取重力加速度g =10m/s 2.下列判断正确的是( )A .5s 内拉力对物块做功为零B .4s 末物块所受合力大小为4.0NC .物块与木板之间的动摩擦因数为0.4D .6s ~9s 内物块的加速度的大小为2.0m/s 2 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A .在0﹣4s 内,物体所受的摩擦力为静摩擦力,4s 末开始运动,则5s 内位移不为零,则拉力做功不为零.故A 错误.B .4s 末拉力为4N ,摩擦力为4N ,合力为零.故B 错误.CD .根据牛顿第二定律得,6s ~9s 内物体做匀加速直线运动的加速度a=2253m/s 2m/s 1fF F m--== 解得30.310f F mgμ=== 故C 错误,D 正确. 故选D .2.A 、B 两物体用两根轻质细线分别悬挂在天花板上,两细线与水平方向夹角分别为60°和45°,A 、B 间拴接的轻质弹簧恰好处于水平状态,则下列判断正确的是( )A .A 、B 的质量之比为13B .A 、B 32C .快速撤去弹簧的瞬间,A 、B 的瞬时加速度大小之比为12D .悬挂A 、B 的细线上拉力大小之比为12【答案】C【解析】【分析】【详解】A.对AB两个物体进行受力分析,如图所示,设弹簧弹力为F。
对物体AAtan60m gF=对物体BBtan45m gF=解得AB3mm故A错误;B.同一根弹簧弹力相等,故B错误;C.快速撤去弹簧的瞬间,两个物体都将以悬点为圆心做圆周运动,合力为切线方向。
对物体AA A Asin30m g m a=对物体Bsin45B B Bm g m a=联立解得AB2aa=故C正确;D.对物体A,细线拉力A cos60FT=对物体B,细线拉力cos45BFT=解得AB2TT=故D错误。
一、第四章 运动和力的关系易错题培优(难)1. 如图所示,水平面上 O 点的左侧光滑,O 点的右侧粗糙。
有 8 个质量均为 m 的完全相同的小滑块(可视为质点),用轻质的细杆相连,相邻小滑块间的距离为 L ,滑块 1 恰好位 于 O 点左侧,滑块 2、3……依次沿直线水平向左排开。
现将水平恒力 F 作用于滑块 1上。
经观察发现,在第 3 个小滑块完全进入粗糙地带后到第 4 个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,小滑块做匀速直线运动,已知重力加速度为 g ,则下列判断中正确的是( )。
A .粗糙地带与滑块间的动摩擦因数为F mgB .滑块匀速运动时,各段轻杆上的弹力大小相等C .第 2 个小滑块完全进入粗糙地带到第 3 个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,8 个小滑块的加速度大小为12F mD .第 1 个小滑块完全进入粗糙地带到第 2 个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,5 和 6两个小滑块之间的轻杆上的弹力大小为4F 【答案】D【解析】【详解】A.将匀速运动的8个小滑块作为一个整体,有30F mg μ-=,解得3F mgμ=, 故A 项错误; B.当滑块匀速运动时,处在光滑地带上的滑块间的轻杆上的弹力都为零,处在粗糙地带上的滑块间的轻杆上的弹力不为零,且各不相同,故B 项错误;C.对8个滑块,有28F mg ma μ-=,代入3F mgμ=,解得 24F a m=, 故C 项错误;D.对8个滑块,有8F mg ma μ'-=,解得4ga μ'=再以6、7、8三个小滑块作为整体,由牛顿第二定律有34F F ma ''==, 故D 项正确;2.沿平直公路匀速行驶的汽车上,固定着一个正四棱台,其上、下台面水平,如图为俯视示意图。
在顶面上四边的中点a 、b 、c 、d 沿着各斜面方向,同时相对于正四棱台无初速释放4个相同小球。
设它们到达各自棱台底边分别用时T a 、T b 、T c 、T d ,到达各自棱台底边时相对于地面的机械能分别为E a 、E b 、E c 、E d (取水平地面为零势能面,忽略斜面对小球的摩擦力)。
一、第四章 运动和力的关系易错题培优(难)1.如图所示,质量为m 的木块在质量为M 的长木板上受到向右的拉力F 的作用向右滑行,长木板处于静止状态,已知木块与木板间的动摩擦因数为1μ,木板与地面间的动摩擦因数为2μ,有以下几种说法:①木板受到地面的摩擦力的大小一定是1mg μ ②木板受到地面的摩擦力的大小一定是2()m M g μ+ ③当2()F m M g μ>+时,木板便会开始运动 ④无论怎样改变F 的大小,木板都不可能运动则上述说法正确的是( ) A .②③ B .①④C .①②D .②④【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】①②.对木板:水平方向受到木块对它向右的滑动摩擦力f 1和地面的向左的静摩擦力f 2的作用,由平衡条件得211f f mg μ==①正确,②错误;③④.木块对木板的摩擦力为11f mg μ=地面对木板的最大静摩擦力为2max 2()f m M g μ=+所以木块对木板的摩擦力f 1不大于地面对木板的最大静摩擦力,当F 改变时,f 1不变,则木板不可能运动,③错误,④正确。
因此说法正确的是①④,选项B 正确,ACD 错误。
故选B 。
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 --t 图象如图乙所示,若取重力加速度g =10 m/s 2,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B .小物块与长木板间的动摩擦因数为0.3C .长木板的质量M =1 kgD .小物块的质量m =2 kg【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】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23m/s ,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μ,根据牛顿第二定律可知23m/s m a g μ==解得0.3μ=故B 正确;CD .当3s t >时,以M 为研究对象,根据牛顿第二定律可知F mg Ma μ-=即kt mg Ma μ-=解得3mg a t M M μ=- 由此可得332M = 解得2kg M =在3s 内,以整体为研究对象,可得F M m a =+()即3()1M m =+⨯所以1kg m =故CD 错误。
一、第四章 运动和力的关系易错题培优(难)1.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 --t 图象如图乙所示,若取重力加速度g =10 m/s 2,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B .小物块与长木板间的动摩擦因数为0.3C .长木板的质量M =1 kgD .小物块的质量m =2 kg【答案】B【解析】【分析】【详解】 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23m/s ,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μ,根据牛顿第二定律可知23m/s m a g μ==解得0.3μ=故B 正确;CD .当3s t >时,以M 为研究对象,根据牛顿第二定律可知F mg Ma μ-=即kt mg Ma μ-=解得3mg a t M Mμ=- 由此可得 332M = 解得2kg M =在3s 内,以整体为研究对象,可得F M m a =+()即3()1M m =+⨯所以1kg m =故CD 错误。
故选B 。
2.一足够长的木板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a 随力F 变化的a ﹣F 图象如图乙所示,g 取10m/s 2,下判定错误的是A .木板B 的质量为1kgB .当F =10N 时木板B 加速度为4m/s 2C .滑块A 的质量为4kgD .当F =10N 时滑块A 的加速度为2m/s 2【答案】C【解析】【分析】【详解】AC .当F 等于8N 时,加速度为a =2m/s 2,对整体分析,由牛顿第二定律有F =(M +m )a ,代入数据解得M +m =4kg当F 大于8N 时,对B 由牛顿第二定律得:1F mg mg a F M M Mμμ-==- 由图示图象可知,图线的斜率 12186a k M F ∆====∆- 解得,木板B 的质量M =1kg ,滑块A 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/s 2,由1mg a F M Mμ=- 可知:13100611μ⨯⨯=⨯- 解得μ=0.2由图示图象可知,当F =10N 时,滑块与木板相对滑动,B 的加速度为2110.2310104m/s 11B mg a a F M M μ⨯⨯==-=⨯-= 故B 正确,不符合题意; D .当F =10N 时,A 、B 相对滑动,木块A 的加速度22m/s A Mg a g M μμ===故D 正确,不符合题意.故选C .【点睛】 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.3.如图,在倾角为37θ︒=的角锥体表面上对称地放着可视为质点的A 、B 两个物体,用一轻质绳跨过固定在顶部的光滑的定滑轮连接在一起,开始时绳子绷直但无张力。
一、第四章 运动和力的关系易错题培优(难)1.如图所示是滑梯简化图,一小孩从滑梯上A 点开始无初速度下滑,在AB 段匀加速下滑,在BC 段匀减速下滑,滑到C 点恰好静止,整个过程中滑梯保持静止状态.假设小孩在AB 段和BC 段滑动时的动摩擦因数分别为1μ和2μ,AB 与BC 长度相等,则A .整个过程中地面对滑梯始终无摩擦力作用B .动摩擦因数12+=2tan μμθC .小孩从滑梯上A 点滑到C 点先超重后失重D .整个过程中地面对滑梯的支持力始终等于小孩和滑梯的总重力【答案】B【解析】【详解】小朋友在AB 段做匀加速直线运动,将小朋友的加速度1a 分解为水平和竖直两个方向,由于小朋友有水平向右的分加速度,根据牛顿第二定律知,地面对滑梯的摩擦力方向水平向右;有竖直向下的分加速度,则由牛顿第二定律分析得知:小孩处于失重,地面对滑梯的支持力N F 小于小朋友和滑梯的总重力.同理,小朋友在BC 段做匀减速直线运动时,小孩处于超重,地面对滑梯的支持力大于小朋友和滑梯的总重力,地面对滑梯的摩擦力方向水平向左,故ACD 错误;设AB 的长度为L ,小孩在B 点的速度为v .小孩从A 到B 为研究对象,由牛顿第二定律可得:11sin cos mg mg ma θμθ-=,由运动学公式可得:212v a L =;小孩从B 到C 为研究过程,由牛顿第二定律可得:22cos sin mg mg ma μθθ-=,由运动学公式可得:222v a L =;联立解得:122tan μμθ+=,故B 正确.2.一足够长的木板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a 随力F 变化的a ﹣F 图象如图乙所示,g 取10m/s 2,下判定错误的是A .木板B 的质量为1kgB .当F =10N 时木板B 加速度为4m/s 2C .滑块A 的质量为4kgD .当F =10N 时滑块A 的加速度为2m/s 2【答案】C【解析】【分析】【详解】AC .当F 等于8N 时,加速度为a =2m/s 2,对整体分析,由牛顿第二定律有F =(M +m )a ,代入数据解得M +m =4kg当F 大于8N 时,对B 由牛顿第二定律得:1F mg mg a F M M Mμμ-==- 由图示图象可知,图线的斜率 12186a k M F ∆====∆- 解得,木板B 的质量M =1kg ,滑块A 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/s 2,由1mg a F M Mμ=- 可知: 13100611μ⨯⨯=⨯- 解得μ=0.2由图示图象可知,当F =10N 时,滑块与木板相对滑动,B 的加速度为2110.2310104m/s 11B mg a a F M M μ⨯⨯==-=⨯-= 故B 正确,不符合题意; D .当F =10N 时,A 、B 相对滑动,木块A 的加速度22m/s A Mg a g M μμ===故D 正确,不符合题意.故选C .【点睛】 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.3.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面上滑动,箱子和小球不再有相对运动,此时绳子在图中的位置(图中ob绳与斜坡垂直,od绳沿竖直方向)()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θ,绳子与斜面垂直线的夹角为β。
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/s 2,则下列说法中正确的是( )A .该弹簧的劲度系数为15N/mB .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0.210N/m 20.0N/m 0.1mg k x ⨯===∆ 选项AC 错误; B .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.如图所示,将小砝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,砝码的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验。
已知砝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μ,砝码与纸板间的动摩擦因数为2μ,重力加速度为g 。
要使纸板相对砝码运动,所需拉力的大小至少应为( )A .7mg μB .8mg μC .9mg μD .10mg μ【答案】C【解析】【分析】【详解】砝码和桌面对纸板的摩擦力分别为 1224f mg mg μμ=⨯=()223f m m g mg μμ=+=设砝码的加速度为a 1,纸板的加速度为a 2,则有112f ma =122F f f ma --=发生相对运动需要满足21a a >代入数据解得9F mg μ>故选C 。
一、第四章 运动和力的关系易错题培优(难)1.如图所示,质量为m 的木块在质量为M 的长木板上受到向右的拉力F 的作用向右滑行,长木板处于静止状态,已知木块与木板间的动摩擦因数为1μ,木板与地面间的动摩擦因数为2μ,有以下几种说法:①木板受到地面的摩擦力的大小一定是1mg μ ②木板受到地面的摩擦力的大小一定是2()m M g μ+ ③当2()F m M g μ>+时,木板便会开始运动 ④无论怎样改变F 的大小,木板都不可能运动则上述说法正确的是( ) A .②③ B .①④C .①②D .②④【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】①②.对木板:水平方向受到木块对它向右的滑动摩擦力f 1和地面的向左的静摩擦力f 2的作用,由平衡条件得211f f mg μ==①正确,②错误;③④.木块对木板的摩擦力为11f mg μ=地面对木板的最大静摩擦力为2max 2()f m M g μ=+所以木块对木板的摩擦力f 1不大于地面对木板的最大静摩擦力,当F 改变时,f 1不变,则木板不可能运动,③错误,④正确。
因此说法正确的是①④,选项B 正确,ACD 错误。
故选B 。
2.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/s 2,则下列说法中正确的是( )A .该弹簧的劲度系数为15N/mB .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。
一、第四章 运动和力的关系易错题培优(难)1.如图所示是滑梯简化图,一小孩从滑梯上A 点开始无初速度下滑,在AB 段匀加速下滑,在BC 段匀减速下滑,滑到C 点恰好静止,整个过程中滑梯保持静止状态.假设小孩在AB 段和BC 段滑动时的动摩擦因数分别为1μ和2μ,AB 与BC 长度相等,则A .整个过程中地面对滑梯始终无摩擦力作用B .动摩擦因数12+=2tan μμθC .小孩从滑梯上A 点滑到C 点先超重后失重D .整个过程中地面对滑梯的支持力始终等于小孩和滑梯的总重力 【答案】B 【解析】 【详解】小朋友在AB 段做匀加速直线运动,将小朋友的加速度1a 分解为水平和竖直两个方向,由于小朋友有水平向右的分加速度,根据牛顿第二定律知,地面对滑梯的摩擦力方向水平向右;有竖直向下的分加速度,则由牛顿第二定律分析得知:小孩处于失重,地面对滑梯的支持力N F 小于小朋友和滑梯的总重力.同理,小朋友在BC 段做匀减速直线运动时,小孩处于超重,地面对滑梯的支持力大于小朋友和滑梯的总重力,地面对滑梯的摩擦力方向水平向左,故ACD 错误;设AB 的长度为L ,小孩在B 点的速度为v .小孩从A 到B 为研究对象,由牛顿第二定律可得:11sin cos mg mg ma θμθ-=,由运动学公式可得:212v a L =;小孩从B 到C 为研究过程,由牛顿第二定律可得:22cos sin mg mg ma μθθ-=,由运动学公式可得:222v a L =;联立解得:122tan μμθ+=,故B 正确.2.传送带广泛的应用于物品的传输、分拣、分装等工作中,某煤炭企业利用如图所示的三角形传送带进行不同品质煤的分拣,传送带以6m/s 的速度逆时针匀速转动,两边的传送带长都是1m ,且与水平方向的夹角均为37︒。
现有两方形煤块A 、B (可视为质点)从传送带顶端静止释放,煤块与传送带间的动摩擦因数均为0.5,下列说法正确的是( )A .煤块A 、B 在传送带上的划痕长度不相同B .煤块A 、B 受到的摩擦力方向都与其运动方向相反C .煤块A 比煤块B 后到达传送带底端D .煤块A 运动至传送带底端时速度大小为2m/s 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】B .煤块A 开始受到的摩擦力方向沿传送带方向向下,与运动方向相同,煤块B 下滑过程中受到的摩擦力方向沿传送带方向向上,与运动方向相反,选项B 错误; CD .对煤块A 根据牛顿第二定律可得1cos37sin37mg mg ma μ︒+︒=解得2110m/s a =煤块A 达到与传送带共速的时间0116s 0.6s 10v t a === 位移20111.8m 1m 2v x a ==>故不可能与传送带共速,煤块A 一直以1a 向下加速,达到底部的时间设为A t ,则有212A A L a t = 解得A t =达到底端的速度为1A A v a t ==对煤块B 根据牛顿第二定律可得2sin 37cos37mg mg ma μ︒-︒=解得22s 2m/a =煤块B 达到底部的时间设为B t ,则有212B B L a t = 解得1s B A t t =>所以A 先达到底部,选项CD 错误; A .煤块A 相对于传送带的位移0(60.21)m A A x v t L ∆=-=-煤块B 相对于传送带的位移0(61)m 5m B B x v t L ∆=-=-=所以煤块A 、B 在传送带上的划痕长度不相同,选项A 正确。
一、第四章 运动和力的关系易错题培优(难)1.如图所示,水平板上有质量m =1.0kg 的物块,受到随时间t 变化的水平拉力F 作用,用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力F f 的大小.取重力加速度g =10m/s 2.下列判断正确的是( )A .5s 内拉力对物块做功为零B .4s 末物块所受合力大小为4.0NC .物块与木板之间的动摩擦因数为0.4D .6s ~9s 内物块的加速度的大小为2.0m/s 2 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A .在0﹣4s 内,物体所受的摩擦力为静摩擦力,4s 末开始运动,则5s 内位移不为零,则拉力做功不为零.故A 错误.B .4s 末拉力为4N ,摩擦力为4N ,合力为零.故B 错误.CD .根据牛顿第二定律得,6s ~9s 内物体做匀加速直线运动的加速度a=2253m/s 2m/s 1fF F m--== 解得30.310f F mgμ=== 故C 错误,D 正确. 故选D .2.如图,在倾角为37θ︒=的角锥体表面上对称地放着可视为质点的A 、B 两个物体,用一轻质绳跨过固定在顶部的光滑的定滑轮连接在一起,开始时绳子绷直但无张力。
已知A 、B 两个物体的质量分别为m 和2m ,它们与竖直轴的距离均为r =1m ,两物体与角锥体表面的动摩擦因数为0.8,认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g =10m/s 2,某时刻起,圆锥体绕竖直轴缓慢加速转动,加速转动过程中A 、B 两物体始终与角锥体保持相对静止,则下列说法正确的是( )A .绳子没有张力之前,B 物体受到的静摩擦力在增加 B .绳子即将有张力时,转动的角速度15rad/s ω=C .在A 、B 滑动前A 所受的静摩擦力一直在增加D .在A 、B 即将滑动时,转动的角速度25ω= 【答案】AB 【解析】 【分析】 【详解】A .绳子没有张力之前,对B 物体进行受力分析后正交分解,根据牛顿第二定律可得 水平方向2cos sin 2f N m r θθω-=竖直方向有sin cos 2f N mg θθ+=由以上两式可得,随着ω的增大,f 增大,N 减小,选项A 正确; B .对B 物体分析其将要发生滑动瞬间的临界状态时的受力可得 水平方向有21cos sin 2N N m r μθθω-=竖直方向有sin cos 2N N mg μθθ+=代入数据解得15ω=选项B 正确;C .在ω逐渐增大的过程中,A 物体先有向外滑动的趋势,后有向内滑动的趋势,其所受静摩擦力先沿斜面向上增大,后沿斜面向上减小,再改为沿斜面向下增大,选项C 错误;D .ω增大到AB 整体将要滑动时,B 有向下滑动趋势,A 有向上滑动趋势,对A 物体 水平方向有()22cos sin A A T N N m r μθθω--=竖直方向有()sin cos A A T N N mg μθθ-+=对B 物体 水平方向有()22cos sin 2B B T N N m r μθθω+-=竖直方向有()sin cos 2B B T N N mg μθθ++=联立以上四式解得2165rad/s 28ω=选项D 错误。
一、第四章运动和力的关系易错题培优(难)1.如图所示,将质量为2m的长木板静止地放在光滑水平面上,一质量为m的小铅块(可视为质点)以水平初速v0由木板A端滑上木板,铅块滑至木板的B端时恰好与木板相对静止。
已知铅块在滑动过程中所受摩擦力始终不变。
若将木板分成长度与质量均相等的两段后,紧挨着静止放在此水平面上,让小铅块仍以相同的初速v0由左端滑上木板,则小铅块将()A.滑过B端后飞离木板B.仍能滑到B端与木板保持相对静止C.在滑到B端前就与木板保持相对静止D.以上三答案均有可能【答案】C【解析】【分析】【详解】在第一次在小铅块运动过程中,小铅块与木板之间的摩擦力使整个木板一直加速,第二次小铅块先使整个木板加速,运动到B部分上后A部分停止加速,只有B部分加速,加速度大于第一次的对应过程,故第二次小铅块与B木板将更早达到速度相等,所以小铅块还没有运动到B的右端,两者速度相同。
故选C。
考点:牛顿第二定律。
2.如图所示,水平板上有质量m=1.0kg的物块,受到随时间t变化的水平拉力F作用,用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力F f的大小.取重力加速度g=10m/s2.下列判断正确的是()A.5s内拉力对物块做功为零B.4s末物块所受合力大小为4.0NC.物块与木板之间的动摩擦因数为0.4D.6s~9s内物块的加速度的大小为2.0m/s2【答案】D【解析】【分析】【详解】A .在0﹣4s 内,物体所受的摩擦力为静摩擦力,4s 末开始运动,则5s 内位移不为零,则拉力做功不为零.故A 错误.B .4s 末拉力为4N ,摩擦力为4N ,合力为零.故B 错误.CD .根据牛顿第二定律得,6s ~9s 内物体做匀加速直线运动的加速度a=2253m/s 2m/s 1f F F m --== 解得 30.310f F mg μ=== 故C 错误,D 正确.故选D .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 。
一、第四章 运动和力的关系易错题培优(难)1.如图所示,质量为m 的木块在质量为M 的长木板上受到向右的拉力F 的作用向右滑行,长木板处于静止状态,已知木块与木板间的动摩擦因数为1μ,木板与地面间的动摩擦因数为2μ,有以下几种说法:①木板受到地面的摩擦力的大小一定是1mg μ ②木板受到地面的摩擦力的大小一定是2()m M g μ+ ③当2()F m M g μ>+时,木板便会开始运动 ④无论怎样改变F 的大小,木板都不可能运动则上述说法正确的是( ) A .②③ B .①④C .①②D .②④【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】①②.对木板:水平方向受到木块对它向右的滑动摩擦力f 1和地面的向左的静摩擦力f 2的作用,由平衡条件得211f f mg μ==①正确,②错误;③④.木块对木板的摩擦力为11f mg μ=地面对木板的最大静摩擦力为2max 2()f m M g μ=+所以木块对木板的摩擦力f 1不大于地面对木板的最大静摩擦力,当F 改变时,f 1不变,则木板不可能运动,③错误,④正确。
因此说法正确的是①④,选项B 正确,ACD 错误。
故选B 。
2.如图所示,四个质量、形状相同的斜面体放在粗糙的水平面上,将四个质量相同的物块放在斜面顶端,因物块与斜面的摩擦力不同,四个物块运动情况不同.A 物块放上后匀加速下滑,B 物块获一初速度后匀速下滑,C 物块获一初速度后匀减速下滑,D 物块放上后静止在斜面上.若在上述四种情况下斜面体均保持静止且对地面的压力依次为F 1、F 2、F 3、F 4,则它们的大小关系是( )A .F 1=F 2=F 3=F 4B .F 1>F 2>F 3>F 4C .F 1<F 2=F 4<F 3D .F 1=F 3<F 2<F 4【答案】C 【解析】试题分析:当物体系统中存在超重现象时,系统所受的支持力大于总重力,相反,存在失重现象时,系统所受的支持力小于总重力.若系统的合力为零时,系统所受的支持力等于总重力,解:设物体和斜面的总重力为G .第一个物体匀加速下滑,加速度沿斜面向下,具有竖直向下的分加速度,存在失重现象,则F 1<G ;第二个物体匀速下滑,合力为零,斜面保持静止状态,合力也为零,则系统的合力也为零,故F 2=G .第三个物体匀减速下滑,加速度沿斜面向上,具有竖直向上的分加速度,存在超重现象,则F 3>G ;第四个物体静止在斜面上,合力为零,斜面保持静止状态,合力也为零,则系统的合力也为零,故F 4=G .故有F 1<F 2=F 4<F 3.故C 正确,ABD 错误. 故选C【点评】本题运用超重和失重的观点分析加速度不同物体动力学问题,比较简便.通过分解加速度,根据牛顿第二定律研究.3. 如图所示,水平面上 O 点的左侧光滑,O 点的右侧粗糙。
有 8 个质量均为 m 的完全相同的小滑块(可视为质点),用轻质的细杆相连,相邻小滑块间的距离为 L ,滑块 1 恰好位 于 O 点左侧,滑块 2、3……依次沿直线水平向左排开。
现将水平恒力 F 作用于滑块 1上。
经观察发现,在第 3 个小滑块完全进入粗糙地带后到第 4 个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,小滑块做匀速直线运动,已知重力加速度为 g ,则下列判断中正确的是( )。
A .粗糙地带与滑块间的动摩擦因数为F mgB .滑块匀速运动时,各段轻杆上的弹力大小相等C .第 2 个小滑块完全进入粗糙地带到第 3 个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,8 个小滑块的加速度大小为12F mD .第 1 个小滑块完全进入粗糙地带到第 2 个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,5 和 6两个小滑块之间的轻杆上的弹力大小为4F 【答案】D【解析】 【详解】A.将匀速运动的8个小滑块作为一个整体,有30F mg μ-=,解得3Fmgμ=, 故A 项错误;B.当滑块匀速运动时,处在光滑地带上的滑块间的轻杆上的弹力都为零,处在粗糙地带上的滑块间的轻杆上的弹力不为零,且各不相同,故B 项错误;C.对8个滑块,有28F mg ma μ-=,代入3Fmgμ=,解得 24Fa m=, 故C 项错误; D.对8个滑块,有8F mg ma μ'-=,解得4ga μ'=再以6、7、8三个小滑块作为整体,由牛顿第二定律有34F F ma ''==, 故D 项正确;4.传送带广泛的应用于物品的传输、分拣、分装等工作中,某煤炭企业利用如图所示的三角形传送带进行不同品质煤的分拣,传送带以6m/s 的速度逆时针匀速转动,两边的传送带长都是1m ,且与水平方向的夹角均为37︒。
现有两方形煤块A 、B (可视为质点)从传送带顶端静止释放,煤块与传送带间的动摩擦因数均为0.5,下列说法正确的是( )A .煤块A 、B 在传送带上的划痕长度不相同 B .煤块A 、B 受到的摩擦力方向都与其运动方向相反C .煤块A 比煤块B 后到达传送带底端D .煤块A 运动至传送带底端时速度大小为2m/s 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】B .煤块A 开始受到的摩擦力方向沿传送带方向向下,与运动方向相同,煤块B 下滑过程中受到的摩擦力方向沿传送带方向向上,与运动方向相反,选项B 错误; CD .对煤块A 根据牛顿第二定律可得1cos37sin37mg mg ma μ︒+︒=解得2110m/s a =煤块A 达到与传送带共速的时间0116s 0.6s 10v t a === 位移20111.8m 1m 2v x a ==>故不可能与传送带共速,煤块A 一直以1a 向下加速,达到底部的时间设为A t ,则有212A A L a t = 解得A t =达到底端的速度为1A A v a t ==对煤块B 根据牛顿第二定律可得2sin 37cos37mg mg ma μ︒-︒=解得22s 2m/a =煤块B 达到底部的时间设为B t ,则有212B B L a t = 解得1s B A t t =>所以A 先达到底部,选项CD 错误; A .煤块A 相对于传送带的位移01)m A A x v t L ∆=-=煤块B 相对于传送带的位移0(61)m 5m B B x v t L ∆=-=-=所以煤块A 、B 在传送带上的划痕长度不相同,选项A 正确。
故选A 。
5.如图所示,倾角θ=60°、高为h 的粗糙斜面体ABC 固定在水平地面上,弹簧的一端固定在BC 边上距B 点3h高处的D 点,可视为质点的小物块Q 与弹簧另一端相连,并静止于斜面底端的A 点,此时小物块Q 恰好不接触地面且与斜面间的摩擦力为0。
已知小物块Q 与斜面间的动摩擦因数μ=33,小物块Q 所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g ,下列说法正确的是( )A .小物块Q 静止于点A 时弹簧一定处于伸长状态B .小物块Q 静止于点A 时所受的弹力与其重力大小相等C .若要拉动小物块Q ,使之沿斜面向上运动,支持力与滑动摩擦力的合力方向是水平的D .若刚要拉动小物块Q ,使之沿斜面向上运动,则拉力的最小值为3mg 【答案】ABC 【解析】 【分析】 【详解】A .小物块Q 静止于斜面底端的A 点,此时小物块Q 恰好不接触地面且与斜面间的摩擦力为0。
对小物块Q 受力分析如图此时弹簧一定处于伸长状态,选项A 正确 B .由几何关系可知∠DAB =30°则三个力互成120°角,可知三力大小相等,即小物块Q静止于A点时所受的弹力与其重力大小相等,选项B正确;C.因在A点时,滑块所受的摩擦力和地面的支持力均为零,可知要想拉动小物块Q,使之沿斜面向上运动,若拉力的方向与斜面成α角时,如图所示沿斜面方向有()()cos sin sinF N N F mg Fαμμαμα''''==-=-整理可得222cos sin111mg mgFμμαμαμααμμ'==+⎫⎪++⎪++⎭令23sin1βμ==+β=60°所以21sin()Fμβα'=++当α+β=90°,即α=30°时F′最小,即拉力的最小值为min2121F mgμ==+此时拉力沿竖直方向向上,支持力与滑动摩擦力的合力方向是水平的。
选项C正确,D错误。
故选ABC。
6.如图所示,A、B、C三个物体静止叠放在水平桌面上,物体A的质量为2m,B和C的质量都是m,A、B间的动摩擦因数为μ,B、C间的动摩擦因数为4μ,B和地面间的动摩擦因数为8μ.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g.现对A施加一水平向右的拉力F,则下列判断正确的是A .若A 、B 、C 三个物体始终相对静止,则力F 不能超过32μmg B .当力F =μmg 时,A 、B 间的摩擦力为34mg μ C .无论力F 为何值,B 的加速度不会超过34μg D .当力F >72μmg 时,B 相对A 滑动 【答案】AB 【解析】 【分析】 【详解】A.A 与B 间的最大静摩擦力大小为:2μmg,C 与B 间的最大静摩擦力大小为:4mgμ,B 与地面间的最大静摩擦力大小为:8μ(2m+m+m )=2mgμ;要使A ,B ,C 都始终相对静止,三者一起向右加速,对整体有:F-2mgμ=4ma ,假设C 恰好与B 相对不滑动,对C有:4mgμ=ma ,联立解得:a=4g μ,F=3μ2mg ;设此时A 与B 间的摩擦力为f ,对A 有:F-f=2ma ,解得f=μmg 2μ<mg ,表明C 达到临界时A 还没有,故要使三者始终保持相对静止,则力F 不能超过32μmg ,故A 正确. B.当力F =μmg 时,由整体表达式F-2mgμ=4ma 可得:a=1μ8g ,代入A 的表达式可得:f=3μ4mg,故B 正确. C.当F 较大时,A,C 都会相对B 滑动,B 的加速度就得到最大,对B 有:2μmg -4mgμ-2mgμ=ma B ,解得a B =5μ4g ,故C 错误. D.当A 恰好相对B 滑动时,C 早已相对B 滑动,对A 、B 整体分析有:F-2mgμ-4mgμ=3ma 1,对A 有:F-2μmg=2ma 1,解得F=92μmg ,故当拉力F>92μmg 时,B 相对A 滑动,D 错误.胡选:A 、B.7.如图所示,光滑水平桌面放置着物块 A ,它通过轻绳和轻质滑轮 悬挂着物块 B ,已知 A的质量为 m,B 的质量为 3m,重力加速度大小为 g,静止释放物块 A、B 后()A.相同时间内,A、B 运动的路程之比为 2:1B.物块 A、B 的加速度之比为 1:1C.细绳的拉力为67 mgD.当 B 下落高度 h 时,速度为2 5 gh【答案】AC【解析】【分析】【详解】同时间内,图中A向右运动h时,B下降一半的距离,即为h/2,故A、B运动的路程之比为2:1,故A正确;任意相等时间内,物体A、B的位移之比为2:1,故速度和加速度之比均为2:1,故B错误;设A的加速度为a,则B的加速度为0.5a,根据牛顿第二定律,对A,有:T=ma,对B,有:3mg-2T=3m•0.5a,联立解得:T=67mg,a=67g,故C正确;对B,加速度为a′=0.5a=37g,根据速度位移公式,有:v2=2•a′•h,解得:v=67gh,故D错误;故选AC.【点睛】本题考查连接体问题,关键是找出两物体的位移、速度及加速度关系,结合牛顿第二定律和运动学公式列式分析,也可以结合系统机械能守恒定律分析.8.将一质量为M的光滑斜劈固定在水平面上,一质量为m的光滑滑块(滑块可以看成质点)从斜面顶端由静止自由滑下。