20xx年高中物理必修一第四章运动和力的关系(五).docx

20xx年高中物理必修一第四章运动和力的关系(五)1单选题1、如图所示，木块A的质量为m，木块B的质量为M，叠放在光滑的水平面上，A、B的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，用水平力F用于A则保持A、B相对静止的条件是F不超过（）AmgBMgCmg1+mMDMg1+Mm答案：CA、B以整体为研究对象由牛顿第二定律可知F=M+ma若A、B即将相对滑动，则A、B间摩擦力此时恰好为最大静摩擦力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，以物体B为研究对象由牛顿第二定律可知mg=Ma联立解得F=mg1+mM故C正确。故选C。2、如图所示，有A、B两物体，mA2mB，用细绳连接后放在光滑的固定斜面上，在它们下滑的过程中（）A它们的加速度agsinB它们的加速度am，m具有向上的加速度，设细线的拉力为T，根据牛顿第二定律有T-mg=ma所以细线上的拉力一定大于mg，选项A错误；BM具有向下的加速度，根据牛顿第二定律有Mg-T=Ma所以细线上的拉力一定小于Mg，选项B错误；C对整体分析，根据牛顿第二定律有a=Mg-mgM+m=M-mM+mg再对m有T-mg=ma所以细线上的拉力T=mg+ma=2MmM+mg选项C错误；D对定滑轮有：天花板对滑轮的拉力T=2T=4MmM+mg选项D正确。故选D。10、一个倾角为=37的斜面固定在水平面上，一个质量为m=1.0kg的小物块（可视为质点）以v0=4.0m/s的初速度由底端沿斜面上滑，小物块与斜面的动摩擦因数=0.25。若斜面足够长，已知sin37=0.6，cos37=0.8，g取10m/s2。小物块返回斜面底端时的速度大小为（）A2m/sB22m/sC1m/sD3m/s答案：B物块上滑时，根据牛顿第二定律有mgsin37+mgcos37=ma1设上滑的最大位移为x，根据速度与位移的关系式有v02=2a1x物块下滑时，根据牛顿第二定律有mgsin37-mgcos37=ma2设物块滑到底端时的速度为v，根据速度与位移的关系式有v2=2a2x联立代入数据解得v=22ms故ACD错误B正确。故选B。多选题11、在光滑的水平面上，质量为m的小滑块停放在质量为M、长度为L的静止的长木板的最右端，滑块和木板之间的动摩擦因数为。现用一个大小为F的恒力作用在M上，当小滑块滑到木板的最左端时，滑块和木板的速度大小分别为v1、v2，滑块和木板相对于地面的位移大小分别为s1、s2。下列关系式正确的是（）Amgs1=12mv12BFs2-mgs2=12Mv22CmgL=12mv12DFs2-mgs2+mgs1=12Mv22+12mv12答案：ABDAC滑块在摩擦力作用下前进的距离为s1，故对于滑块mgs1=12mv12故A正确，C错误；B木板前进的距离为s2，对于木板Fs2-mgs2=12Mv22故B正确；D由以上两式得Fs2-mgs2+mgs1=12Mv22+12mv12故D正确。故选ABD。12、如图所示，长木板放置在水平面上，一小物块置于长木板的中央，长木板和物块的质量均为m，物块与木板间的动摩擦因数为，木板与水平面间的动摩擦因数为4，已知最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g。现对物块施加一水平向右的拉力F，则木板加速度a大小可能是（）Aa=0Ba=2g3Ca=g3Da=F2m-g4答案：ACDA水平面对木板的最大摩擦力fm=42mg=12mg若拉力Ffm，则a=0故A项正确；BC若物块相对木板运动，则mg-42mg=ma获得的加速度为a=12g此时加速度为最大值，故B错误，C正确；D若木板相对物块静止，木板和物块一起做匀加速直线运动，整体水平方向的受力为F-fm=2maa=F2m-g4D正确。故选ACD。13、如图甲所示，倾角为的传送带以恒定的速率v0沿逆时针方向运行。t=0时，将质量m=1kg的物体（可视为质点）轻放在传送带上端物体相对地面的v-t图像如图乙所示，2s时滑离传送带。设沿传送带向下为正方向重力加速度g取10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8。则（）A传送带的倾角=30B传送带上下两端的间距为15mC物体与传送带之间的动摩擦因数=0.5D物体在传送带上留下的痕迹长度为5m答案：CDAC由题图得01s内物体加速度a1=10m/s2根据牛顿第二定律得mgsin+mgcos=ma112s内加速度a2=2m/s2根据牛顿第二定律得mgsin-mgcos=ma2联立解得=37o，=0.5A错误，C正确；B由题可得物体02s内的位移即为传送带上下两端的间距，v-t图像与t轴所围面积表示位移，可知位移l=16mB错误；D由题图知传送带的速率v0=10m/s，则01s内，物体的位移为5m，传送带的位移为10m，故相对位移为5m，物体相对传送带向上运动；12s内物体的位移为11m，传送带的位移为10m，故相对位移为1m，物体相对传送带向下运动；因此物体在传送带上留下的痕迹长度为5m，D正确。故选CD。14、如图所示，质量不等的A、B两个物块分别以大小不同的初速度在水平面上运动，已知两物块与水平面间的动摩擦因数相同，则下列说法正确的是（）。A质量大的物块运动的位移大B质量大的物块运动的时间长C初速度大的物块运动的位移大D初速度大的物块运动的时间长答案：CD物块在水平面上运动时，受到滑动摩擦力即为合力，根据牛顿第二定律有f=mg=ma则产生的加速度大小均为a=g可知物块都做匀减速直线运动，根据匀变速直线运动规律可得，物块的运动时间为t=va=vg物块运动的位移为x=v22a=v22g可知运动的位移和时间与质量无关。由于两物块与水平面间的动摩擦因数相同，则初速度大的物块运动的位移大，初速度大的物块运动的时间长。故选CD。15、跳水运动是一项具有观赏性且难度系数较大的运动，东京奥运会跳水比赛中我国跳水队收获7金5银。图中为我国跳水运动员的飒爽英姿。若只研究运动员竖直方向的运动，针对运动员跳水的整个过程，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A在最高点时其加速度为零B离开跳台前的起跳过程中处于超重状态C离开跳台到手接触水面这一过程中处于完全失重状态D运动员从手接触水面至入水后下落到最低点的过程中一直是减速运动答案：BCA运动员上升至最高点时，只受重力作用，根据牛顿第二定律可知，其加速度为g，故A错误；B离开跳台前，运动员处于加速运动状态，具有向上的加速度，根据牛顿第二定律可知，台面给运动员的弹力大于运动员所受重力，处于超重状态，故B正确；C离开跳台后至入水前，运动员只受重力作用，加速度为g，处于完全失重状态，故C正确；D运动员从手入水开始，受到水向上的浮力和阻力作用，所以合力和加速度先向下后向上，运动员先加速再减速，故D错误。故选BC。16、如图所示，在货车车厢底板上紧密地平整排列着一层油桶，且油桶与车厢前后挡板紧挨着，上面一层只有一只油桶C，自由地摆放在桶A、B之间，没有用绳索固定，所有油桶的规格相同，货车载着油桶一起在平直公路上匀速行驶。从某一时刻起货车开始刹车做匀减速运动，重力加速度为g，在刹车过程中，下列说法正确的是（）A若油桶C相对桶A、B保持静止，则桶A对C的支持力减小B若油桶C相对桶A、B保持静止，则桶B对C的支持力减小C若油桶C相对桶A、B保持静止，则桶A对C支持力的增加量大于桶B对C支持力的减小量D当货车刹车的加速度大小超过33g时，桶C就会脱离B而运动到A的左边，甚至撞击前挡板答案：BDABC对C进行受力分析，如图所示，根据几何关系可知，A和B对C的支持力与竖直方向的夹角均为30，当C处于静止状态时，根据平衡条件，在水平方向上有FBsin30=FAsin30在竖直方向上有FAcos30+FBcos30=mg联立解得FA=FB=33mg设货车刹车的加速度大小为a，对C，在水平方向上根据牛顿第二定律有FAsin30-FBsin30=ma在竖直方向上根据平衡条件有FAcos30+FBcos30=mg联立解得FA=33mg+maFB=33mg-ma比较可知则桶A对C的支持力增大，则桶B对C的支持力减小，且桶A对C支持力的增加量等于桶B对C支持力的减小量，故AC错误，B正确；D当桶B对C的支持力为零时，筒C恰好脱离B，设此时货车的加速度大小为a，根据牛顿第二定律mgtan30=ma解得a=33g所以当货车刹车的加速度大小超过33g时，桶C就会脱离B而运动到A的左边，甚至撞击前挡板，故D正确。故选BD。17、如图甲所示，一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，一端固定在墙壁上，另一端拴接物体A，质量均为1kg的物体A、B接触但不粘连。压缩弹簧至某一位置（弹性限度以内）后静止释放A、B，同时给物体B施加水平向右的力F使之做匀加速直线运动，F与作用时间t的关系如图乙所示，则下列说法正确的是（）AA、B分离时，弹簧刚好为原长状态BA、B分离时，B的加速度为2m/s2CA、B分离时，A的速度为0.4m/sD开始有F作用时，弹簧的压缩量为4cm答案：BCA物体A、B分离时，B只受拉力F作用，加速度大于零，此时A的加速度与B的相同，则弹簧弹力大于零，弹簧处于压缩状态，选项A错误；B物体A、B分离后，B的加速度不变，拉力F不变，由图乙可知，此时拉力F为2N，则B的加速度为a=Fm=2m/s2选项B正确；C由图乙可知0.2s物体A、B分离，分离时A、B的速度相同，均为v=at=0.4m/s选项C正确；Dt=0时，对A、B整体由牛顿第二定律得，弹簧弹力为kx1=2ma运动0.2s后，弹簧压缩量为x2=x1-12at2此时弹簧弹力为kx2=ma联立解得x1=0.08m=8cm选项D错误。故选BC。18、质量分别为M和m的物块A和B形状、大小均相同，将它们通过轻绳跨过光滑定滑轮连接，如图甲所示，绳子平行于倾角为的斜面，A恰好能静止在斜面上，不考虑A、B与斜面之间的摩擦，若互换两物块位置，按图乙放置，然后释放A，斜面仍保持静止，则下列说法正确的是（）A轻绳的拉力等于mgB轻绳的拉力等于MgCA运动的加速度大小为(1sin)gDA运动的加速度大小为M-mMg答案：ACD第一次放置时A静止，则由平衡条件可得Mgsinmg第二次按图乙放置时，对整体，由牛顿第二定律得Mgmgsin(Mm)a联立解得a(1sin)gM-mMg对B，由牛顿第二定律有Tmgsinma解得Tmg故ACD正确，B错误。故选ACD。19、如图所示，倾角=37的固定斜面体顶端连一轻质定滑轮，小物体C与长木板B通过轻质细绳跨过定滑轮连接，长木板B上放一物体A。已知三物体的质量均为m=1kg，A、B之间的动摩擦因数1=0.5，B与斜面体之间的动摩擦因数2=0.25，重力加速度为g=10m/s2。现同时由静止释放A、B、C，关于三物体的运动状态分析正确的是（）AA、B以相同加速度沿斜面下滑BA的加速度大小为2m/s2，方向沿斜面向下CB所受摩擦力大小为4N，方向沿斜面向下D斜面体对B的摩擦力大小为4N，方向沿斜面向下答案：BCAB由静止释放三物体时，设A、B、C三物体相对静止，则整体沿斜面下滑的加速度为a0=2mgsin-22mgcos-mg3m0与假设矛盾，所以A、B、C不能一起下滑，A沿长木板下滑的加速度aA=mgsin-1mgcosm=2m/s2故B正确，A错误；D以B、C为研究对象受力分析得mCg-mBgsin-1mAgcos=0可知B、C相对斜面体静止，且斜面体对B的摩擦力为零，故D错误；CB对A的滑动摩擦力为FfBA=1mAgcos=4N方向沿斜面向上，由牛顿第三定律可知，B所受摩擦力大小为4N，方向沿斜面向下，故C正确。故选BC。20、在粗糙水平地面上，有一质量为2kg的物体做直线运动，从t=0时刻起受水平恒力F的作用，经一段时间后撤去力F，物体运动的v-t图像如图所示，取重力加速度大小g=10m/s2，下列说法正确的是（）A物体与水平地面间的动摩擦因数为0.2B物体4s末回到起始位置CF的大小为6NDF在物体上的作用时间为3s答案：ACDA撤去力F后，物体一定做匀减速运动，根据牛顿第二定律mg=ma3根据图像a3=2-04-3解得=0.2A正确；B面积表示位移，04s图像的面积不等于零，所以物体不是4s末回到起始位置，B错误；C13s时间内物体做匀加速运动，根据牛顿第二定律F-mg=ma2根据图像a2=2-03-1解得F=6NC正确；D01s内根据牛顿第二定律F+mg=ma1根据图像a1=5-01-0解得F=6NF在物体上的作用时间为3s，D正确。故选ACD。填空题21、某同学计算一个物体运动的位移时，得到的表达式为：s=2Fmt1+t2，用单位制进行检查，这个结果_（选填“正确”或“错误”），理由是：_。答案：错误等号右侧单位为m/s，等号左侧单位为m，单位不一致12根据导出单位可推导2Fmt1+t2=Nkgs=kgm/s2kgs=m/s位移的单位是m，所以等号右侧单位为m/s，等号左侧单位为m，单位不一致，则这个结果是错误的。22、在同一水平面上的几个力同时作用于质量为m的物体，物体处于静止状态，如果其中一个大小为F的力顺时针转动60后（不计转动时间），物体的加速度大小为_，物体运动t时间的位移为_。答案：FmFt22m1根据平衡条件，除了F外的其他力的合力与F等大反向，则将F的力顺时针转动60后，F与其他力的合力方向夹角为180-60=120根据平行四边形定则，可知，物体所受外力的合力大小仍然为F，根据牛顿第二定律有a=Fm2根据位移公式，物体运动t时间的位移x=12at2=Ft22m23、如图所示，两个物体A、B叠放在一起，接触面粗糙。（1）若将它们同时自由释放，不计空气阻力，在空中运动的过程中，两个物体始终保持图中位置关系没有分离，则物体B_（填选项前的字母）。（2）若将它们同时竖直向上抛出，不计空气阻力，在空中运动的过程中，两个物体始终保持图中位置关系没有分离，则物体B_（填选项前的字母）。（3）若将它们同时水平抛出，不计空气阻力，在空中运动的过程中，两个物体始终保持图中位置关系没有分离，则物体B_（填选项前的字母）。A只受重力B受重力和A对它的压力C受重力和A对它的摩擦力D受重力、A对它的压力和摩擦力答案：AAA（1）1以两物体整体为研究对象，两个物体A、B同时由静止释放，由于不计空气阻力，两个物体都只受重力作用，根据牛顿第二定律，它们的加速度等于重力加速度，方向竖直向下，两物体都处于完全失重状态，故在空中运动的过程中，物体A、B都只受到重力，故选A。（2）2以两物体整体为研究对象，两个物体A、B同时竖直上抛，由于不计空气阻力，两个物体都只受重力作用，根据牛顿第二定律，它们的加速度等于重力加速度，方向竖直向下，两物体都处于完全失重状态，故在空中运动的过程中，物体A、B都只受到重力，故选A。（3）3以两物体整体为研究对象，两个物体A、B同时以相同的速度水平抛出，由于不计空气阻力，两个物体都只受重力作用，根据牛顿第二定律，它们的加速度等于重力加速度，方向竖直向下，两物体都处于完全失重状态，故在空中运动的过程中，物体A、B都只受到重力，故选A。24、三个木块a、b、c和两个劲度系数均为500N/m的相同轻弹簧p、q用轻绳连接如图，a放在光滑水平桌面上，a、b质量均为1kg，c的质量为2kg。开始时p弹簧处于原长，木块都处于静止。现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端，直到c木块刚好离开水平地面为止。则当c木块刚好离开水平时q弹簧的形变量大小为_cm，该过程p弹簧的左端向左移动的距离_cm。（不计滑轮摩擦，g取10m/s2）答案：41212开始未用水平力拉p弹簧时，弹簧q处于压缩状态，受到的压力等于b物体的重力，由胡克定律得弹簧q压缩的长度为x1=mbgk=10500m=0.02m=2cm当c木块刚好离开水平地面时，弹簧q处于伸长状态，受到的拉力为等于c物体的重力，根据胡克定律得弹簧q伸长的长度当c木块刚好离开水平地面时，弹簧q处于伸长状态，受到的拉力为等于c物体的重力，根据胡克定律得弹簧q伸长的长度x2=mcgk=20500m=0.04m=4cm此时，弹簧p处于伸长状态，受到的拉力等于b、c的总重力，则弹簧p伸长的长度为x3=mb+mcgk=30500m=0.06m=6cm根据几何关系得到，该过程p弹簧的左端向左移动的距离为s=x1+x2+x3=12cm25、关于运动和力的关系，亚里士多德的观点是_；而伽利略的观点是_。答案：力是维持物体运动的原因物体的运动不需要力来维持1关于运动和力的关系，亚里士多德的观点是：力是维持物体运动的原因；2伽利略的观点：物体的运动不需要力来维持。23