1、第四章 運(yùn)動和力的關(guān)系一、選擇題(18為單選，912為多選)1汽車緊急剎車后，車輪在地面上滑動至停止留下的痕跡稱為剎車線，由剎車線的長度可知汽車剎車前的速度已知輪胎與地面間的動摩擦因數(shù)為0.80，測得剎車線長25 m汽車在剎車前瞬間的速度大小為(g取10 m/s2)()A10 m/sB20 m/sC30 m/sD40 m/s2下列說法中正確的是()A物體的質(zhì)量不變，a正比于F，對F與a的單位不限B對于相同的合外力，a反比于m，對m與a的單位不限C在公式Fma中，當(dāng)m和a分別以kg、m/s2做單位時，F(xiàn)必須用N做單位D在公式Fma中，F(xiàn)、m、a三個量可以取不同單位制中的單位3如圖所示，金屬小桶側(cè)

2、面有一小孔A，當(dāng)桶內(nèi)盛水時，水會從小孔A中流出如果讓裝滿水的小桶自由下落，不計(jì)空氣阻力，則在小桶自由下落過程中()A水繼續(xù)以相同的速度從小孔中噴出B水不再從小孔噴出C水將以更大的速度噴出D水將以較小的速度噴出4一個人站在吊臺上，利用如圖所示的定滑輪裝置拉繩，把吊臺和自己提升起來，人的質(zhì)量為55 kg，吊臺的質(zhì)量為15 kg，起動吊臺向上的加速度是0.2 m/s2，這時人對吊臺的壓力為()A700 NB350 NC200 N D275 N5如圖所示，在傾角為30的光滑斜面上放置質(zhì)量分別為m和2m的四個木塊，其中兩個質(zhì)量為m的木塊間用一不可伸長的輕繩相連，木塊間的最大靜摩擦力是fm?，F(xiàn)用平行于斜面

3、的拉力F拉其中一個質(zhì)量為2m的木塊，使四個木塊沿斜面以同一加速度向下運(yùn)動，則拉力F的最大值是()Aeq f(3,5)fmBeq f(3,4)fm Ceq f(3,2)fmDfm6牛頓通過對行星運(yùn)動規(guī)律和地球附近物體做自由落體運(yùn)動的加速度對比思考，提出了著名的萬有引力定律：自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的方向在它們的連線上，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成正比，與它們之間距離r的二次方成反比，即FGeq f(m1m2,r2)，式中G叫作引力常量。則在國際單位制中，G的單位應(yīng)該是()Aeq f(m3,kg2s2) Beq f(m3,kgs2)Ceq f(m3,kgs2) Deq f(

4、m2,kgs2)7一長輕質(zhì)薄硬紙片置于光滑水平地面上，其上放質(zhì)量均為1 kg的A、B兩物塊，A、B與薄硬紙片之間的動摩擦因數(shù)分別為10.3，20.2，水平恒力F作用在A物塊上，如圖所示已知最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10 m/s2.下列說法正確的是()A若F1.5 N，則A物塊所受摩擦力大小為1.5 NB無論力F多大，A與薄硬紙片都不會發(fā)生相對滑動C無論力F多大，B與薄硬紙片都不會發(fā)生相對滑動D若F8 N，則B物塊的加速度為4.0 m/s28如圖所示，靜止在光滑水平面上的物體A的一端固定著處于自然狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧。現(xiàn)對物體作用一水平恒力F，在彈簧被壓縮到最短的過程中，物體的速度和加速度變化的

5、情況是()A速度先增大后減小，加速度先增大后減小B速度先增大后減小，加速度先減小后增大C速度增大，加速度增大D速度增大，加速度減小9如圖所示，甲、乙兩車均在光滑的水平面上，質(zhì)量都是M，人的質(zhì)量都是m，甲車上的人用力F推車，乙車上的人用等大的力F拉繩子(繩與輪的質(zhì)量和摩擦均不計(jì))，人與車始終保持相對靜止下列說法正確的是()A甲車的加速度大小為eq f(F,M)B甲車的加速度大小為0C乙車的加速度大小為eq f(2F,Mm)D乙車的加速度大小為010女航天員王亞平在“天宮一號”目標(biāo)飛行器里通過一個實(shí)驗(yàn)成功展示了失重狀態(tài)下液滴表面張力引起的效應(yīng)。在視頻中可觀察到飄浮的液滴處于相互垂直的兩個橢球之間不

6、斷變化的周期性“脈動”中。假設(shè)液滴處于完全失重狀態(tài)，液滴的上述“脈動”可視為液滴形狀的周期性微小變化(振動)，如圖所示。已知液滴振動頻率的表達(dá)式為fkrxeq sup12(eq f(1,2)eq sup12(eq f(1,2)，其中k為一個無單位的比例系數(shù)，r為液滴半徑，為液體密度，為液滴表面張力系數(shù)(其單位為N/m)，x是待定常數(shù)。則待定常數(shù)x的大小可能是()Aeq f(3,2) Beq f(3,2)C2 D311如圖所示，傳送帶與水平地面的夾角為37，以10 m/s的速率勻速轉(zhuǎn)動，在傳送帶上端輕放一質(zhì)量為0.5 kg的物塊，它與傳送帶的動摩擦因數(shù)為0.5，傳送帶兩輪間的距離高為16 m，則

7、物體從傳送帶上端滑到下端的時間有可能是()A1 sB2 sC3 sD4 s12如圖所示，將兩個相同的木塊a、b置于固定在水平面上的粗糙斜面上，a、b中間用一輕質(zhì)彈簧連接，b的右端用細(xì)繩與固定在斜面上的擋板相連達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時a、b均靜止，彈簧處于壓縮狀態(tài)，細(xì)繩上有拉力下列說法正確的是()A細(xì)繩剪斷瞬間，a所受摩擦力也立刻發(fā)生變化B細(xì)繩剪斷瞬間，b所受摩擦力可能為零Ca所受的摩擦力一定不為零Db所受的摩擦力一定不為零二、非選擇題13光電計(jì)時器是一種研究物體運(yùn)動情況的常見計(jì)時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置。當(dāng)有物體從a、b之間通過時，光電計(jì)時器就可以顯示物體的擋光時間

8、?，F(xiàn)利用圖乙所示的裝置設(shè)計(jì)一個“探究物體的加速度與合外力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，圖中AB是水平桌面，CD是一端帶有定滑輪的長木板，為了平衡小車與木板間的摩擦，將木板C端用木塊墊高。將光電門固定在靠近木板滑輪一端的F點(diǎn)(與之連接的光電計(jì)時器沒有畫出)。小車上固定著用于擋光的窄片K，讓小車從木板上的E點(diǎn)由靜止滑下，與光電門連接的計(jì)時器顯示窄片K的擋光時間。甲乙丙(1)用游標(biāo)卡尺測量窄片的寬度d，用米尺測量E、F兩點(diǎn)間距為L，已知Ld，與光電門連接的計(jì)時器顯示的擋光時間為t，則小車的加速度表達(dá)式a_(結(jié)果用所給字母表示)。(2)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中保持小車質(zhì)量M不變，改變砂與砂桶質(zhì)量m，并將砂和砂桶的重力當(dāng)

9、成小車所受的合外力F，通過多次測量作出aF圖線，如圖丙中實(shí)線所示。試分析圖線不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是_，圖線上部明顯偏離直線的原因是_。14某同學(xué)利用如圖所示的裝置欲探究小車的加速度與合力的關(guān)系具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：按照如圖所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，并測出兩光電小車門之間的距離L；調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車沿長木板向下運(yùn)動，且通過兩個光電門的時間相等；取下細(xì)繩和砂桶，測量砂子和砂桶的總質(zhì)量并記錄；把小車置于靠近滑輪的位置，由靜止釋放小車，并記錄小車先后通過光電門甲和乙的時間，并計(jì)算出小車到達(dá)兩個光電門時的速度和運(yùn)動的加速度；重新掛上細(xì)繩和砂桶，改變砂桶中砂子的質(zhì)量，重復(fù)的步驟(1)用游標(biāo)卡尺測得遮

10、光片的寬度為a，某次實(shí)驗(yàn)時通過光電門甲和乙的時間分別為t1和t2.則小車加速度的表達(dá)式為_(2)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的說法，正確的是_A平衡摩擦力時需要取下細(xì)繩和砂桶B平衡摩擦力時不需要取下細(xì)繩和砂桶C砂桶和砂子的總質(zhì)量必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量D小車的質(zhì)量必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于砂桶和砂子的總質(zhì)量(3)若想利用該裝置測小車與木板之間的動摩擦因數(shù)，某次實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)測得平衡摩擦力后斜面的傾角；砂和砂桶的總質(zhì)量m，以及小車的質(zhì)量M，則可推算出動摩擦因數(shù)的表達(dá)式_(表達(dá)式中含有m、M、)15一個原來靜止在光滑水平桌面上的物體，質(zhì)量為7 kg，在21 N的水平恒力作用下，5秒末的速度是多大？5秒內(nèi)通過的路程是多少？16如圖所示

11、，一木塊沿傾角37的光滑固定斜面自由下滑(g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.)(1)求木塊的加速度大?。?2)若木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)0.5，求木塊加速度的大小17如圖所示,長L=1.4 m、質(zhì)量M=10 kg的長方體木箱,在水平面上向右做直線運(yùn)動,木箱上表面光滑,下表面與地面的動摩擦因數(shù)=0.2。當(dāng)木箱的速度v0=3.8 m/s時,立即對木箱施加一個F=50 N水平向左的恒力,并同時將一個質(zhì)量m=3 kg的小物塊輕放在距木箱右端0.25 m處的P點(diǎn)(小物塊可視為質(zhì)點(diǎn),放在P點(diǎn)時相對于地面的速度為零),經(jīng)過一段時間,小物塊脫離木箱落到地面。g取10 m/s2,求:(

12、1)從小物塊放在P點(diǎn)開始,木箱向右運(yùn)動的最大距離;(2)小物塊離開木箱時木箱的速度大小。18如圖所示，有兩個高低不同的水平面，高水平面光滑，低水平面粗糙一質(zhì)量為M4 kg、長度為L2 m的長木板，放置在低水平面上且靠在高水平面邊緣的A點(diǎn)，其上表面恰好與高水平面平齊，長木板與低水平面之間的動摩擦因數(shù)10.1.在距A點(diǎn)s3 m處，放置一質(zhì)量m2 kg可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊，現(xiàn)用一水平向右、大小F12 N的拉力拉滑塊，當(dāng)滑塊運(yùn)動到A點(diǎn)時撤去拉力，滑塊滑上長木板已知滑塊與長木板間的動摩擦因數(shù)20.5，重力加速度g取10 m/s2.(1)求滑塊滑動到A點(diǎn)時的速度大小；(2)求滑塊滑上長木板時，滑塊、長木板的加

13、速度的大?。?3)通過計(jì)算判斷滑塊能否從長木板的右端滑出參 考 答 案一、選擇題(18為單選，912為多選)1B.解析：由牛頓第二定律可得汽車在剎車過程中加速度的大小為ag8 m/s2，再由速度與位移的關(guān)系式有02v22(a)x，解得veq r(2ax)20 m/s，B正確2C.解析：牛頓第二定律表明，物體的加速度與施加的合外力成正比，與物體的質(zhì)量成反比因此選項(xiàng)A和B的前半句話沒錯，錯在后半句關(guān)于單位的敘述，因?yàn)榕ｎD第二定律表達(dá)式中的三個物理量必須是相互統(tǒng)一的，這樣公式才有意義，若使用國際單位，力、加速度、質(zhì)量的單位分別規(guī)定為牛頓(N)、米每二次方秒(m/s2)，千克(kg)，這樣牛頓第二定律

14、可表達(dá)為：Fma，其意義為施加1牛頓的力于質(zhì)量為1千克的物體，可以使此物體的加速度為1 m/s2；故C正確，A、B、D錯誤3B解析：水桶自由下落，處于完全失重狀態(tài)，故其中的水也處于完全失重狀態(tài)，對容器壁無壓力，故水不會流出，選項(xiàng)B正確4C解析：設(shè)人拉繩的力為F，人的質(zhì)量為M，吊臺質(zhì)量為m，對整體由牛頓第二定律得2F(Mm)g(Mm)a，解得F350 N。對人，設(shè)板對人的彈力為FN，由牛頓第二定律得FFNMgMa，解得FN200 N5C解析：當(dāng)下面質(zhì)量為2m的木塊所受摩擦力達(dá)到最大值時，拉力F達(dá)到最大值。將四個木塊看成整體，由牛頓第二定律有F6mgsin 306ma，將兩個質(zhì)量為m的木塊及斜面上

15、靠上的質(zhì)量為2m的木塊看成整體，由牛頓第二定律有fm4mgsin 304ma，解得Feq f(3,2)fm。故選C6B解析：根據(jù)萬有引力定律FGeq f(m1m2,r2)，知Geq f(Fr2,m1m2)，其中質(zhì)量m的單位為kg，距離r的單位為m，引力F的單位為N，由公式推導(dǎo)得出G的單位是eq f(Nm2,kg2)eq f(m3,kgs2)，故B正確7B.解析：A與紙片間的最大靜摩擦力為fAmAg0.3110 N3 N，B與紙片間的最大靜摩擦力為fBmBg0.2110 N2 N若F1.5 NfA，A、B與紙片保持相對靜止，整體在F作用下向左勻加速運(yùn)動，根據(jù)牛頓第二定律得FfmAa，所以A物塊所

16、受摩擦力fF1.5 N，故A錯誤；當(dāng)B剛要相對于紙片滑動時靜摩擦力達(dá)到最大值，由牛頓第二定律得fBmBa0，又fBmBg得a02 m/s2；對整體，有F0(mAmB)a022 N4 N，即達(dá)到4 N后，B將相對紙片運(yùn)動，此時B受到的摩擦力f2 N對A受力分析，A受到的摩擦力也為2 N，所以A的摩擦力小于最大靜摩擦力，故A和紙片間不會發(fā)生相對運(yùn)動當(dāng)拉力為8 N時，B與紙片間的摩擦力即為滑動摩擦力為2 N，此后增大拉力，不會改變B的受力，其加速度大小均為2 m/s2，無論力F多大，A和紙片之間不會發(fā)生相對滑動，故B正確，C、D錯誤8B解析：對物體進(jìn)行受力分析：豎直方向物體受力平衡，水平方向受向左的

17、推力F和向右的彈簧的彈力，剛開始F大于彈力，加速度方向向左，根據(jù)牛頓第二定律得：a eq f(Fkx,m) ，而由于物體向左運(yùn)動，x逐漸增大，加速度a逐漸減小，但加速度方向與速度方向相同，故物體速度逐漸增大，當(dāng)F等于彈力時，加速度為0，速度達(dá)到最大值，繼續(xù)向左運(yùn)動時，彈力繼續(xù)增大，加速度方向改變且逐漸增大，而速度逐漸減小，最后速度減為0，所以速度先增大后減小，加速度先減小后增大，故B正確。9BC.解析：對甲：以整體為研究對象，水平方向不受力，所以甲車的加速度大小為0；對乙：以整體為研究對象，水平方向受向左的2F的拉力，故乙車的加速度大小為eq f(2F,Mm).10B解析：從物理單位的量綱來考

18、慮，代入A選項(xiàng)數(shù)據(jù)，meq sup12(eq f(3,2)eq blc(rc)(avs4alco1(f(kg,m3)eq sup12(eq f(1,2)eq blc(rc)(avs4alco1(f(N,m)eq sup12(eq f(1,2)m3s1，故A錯誤；代入B選項(xiàng)數(shù)據(jù)，meq sup12(eq f(3,2)eq blc(rc)(avs4alco1(f(kg,m3)eq sup12(eq f(1,2)eq blc(rc)(avs4alco1(f(N,m)eq sup12(eq f(1,2)s1，故B正確；代入C選項(xiàng)數(shù)據(jù)，m2eq blc(rc)(avs4alco1(f(kg,m3)eq

19、sup12(eq f(1,2)eq blc(rc)(avs4alco1(f(N,m)eq sup12(eq f(1,2)meq sup12(eq f(7,2)s1，故C錯誤；代入D選項(xiàng)數(shù)據(jù)，m3eq blc(rc)(avs4alco1(f(kg,m3)eq sup12(eq f(1,2)eq blc(rc)(avs4alco1(f(N,m)eq sup12(eq f(1,2)meq sup12(eq f(3,2)s1，故D錯誤11BD.解析：當(dāng)傳送帶順時針轉(zhuǎn)動時，物體一直以加速度agsin gcos 2 m/s2勻加速運(yùn)動到傳送帶的末端，歷時t eq r(f(2L,a)4 s；當(dāng)傳送帶逆時針轉(zhuǎn)

20、動時，物體先做加速度為agsin gcos 10 m/s2的勻加速運(yùn)動，當(dāng)速度增加到與皮帶等速時t1eq f(v,a)1 s，seq f(v2,2a)5 m，之后再以10 m/s的初速度、2 m/s2的加速度通過其余路程，由Lsvteq f(1,2)at2可得t1 s或t11 s(舍去)，總時間為2 s，故B、D正確12BC.解析：細(xì)繩剪斷瞬間，彈簧彈力不能突變，故a受力情況不變，故摩擦力不變，A錯誤；細(xì)繩剪斷瞬間，拉力消失，但若重力的分力與彈簧的彈力大小相等、方向相反，摩擦力可能變?yōu)榱悖珺正確；對a受力分析，彈簧被壓縮，對a的彈力沿斜面向下，故一定受摩擦力，且摩擦力沿斜面向上，C正確；當(dāng)兩拉

21、力合力和重力沿斜面方向的分量相等時，b所受摩擦力可能為零，D錯誤二、非選擇題13(1)eq f(d2,2Lt2)(2)木塊墊得太高(或平衡摩擦力過度)不滿足砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M解析：(1)小車沿斜面做勻加速直線運(yùn)動，經(jīng)過光電門的瞬時速度為veq f(d,t)，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律有Leq f(v2,2a)，即aeq f(v2,2L)eq f(d2,2Lt2)。(2)由題圖丙可知，當(dāng)拉力為零時，小車加速度不為零，原因是木塊墊得太高(或平衡摩擦力過度)；圖線明顯偏離直線的原因是不滿足砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M。14(1)eq f(blc(rc)(avs4alco1(f(a

22、,t2)sup12(2)blc(rc)(avs4alco1(f(a,t1)sup12(2),2L)(2)B(3)eq f(Msinm,Mcos)解析：(1)小車經(jīng)過光電門時的速度：v1eq f(a,t1)，v2eq f(a,t2)，由勻變速直線運(yùn)動的速度位移公式可知，加速度：aeq f(v22v12,2L)eq f(blc(rc)(avs4alco1(f(a,t2)sup12(2)blc(rc)(avs4alco1(f(a,t1)sup12(2),2L).(2)本實(shí)驗(yàn)中，砂桶和砂子的總重力即為小車做勻加速運(yùn)動的合力，所以不需要“砂桶和砂子的總質(zhì)量必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量”的實(shí)驗(yàn)條件，平衡摩擦力時

23、不需要取下細(xì)繩和砂桶，故A、C、D三項(xiàng)錯誤，B項(xiàng)正確(3)對小車，由牛頓第二定律得：MgsinmgMgcos，動摩擦因數(shù)eq f(Msinm,Mcos).15【替換】15 m/s37.5 m解析：根據(jù)牛頓第二定律得Fma即物體產(chǎn)生的加速度為aeq f(F,m)eq f(21,7) m/s23 m/s2所以物體在5秒末的速度是vat35 m/s15 m/s5秒內(nèi)通過的路程是seq f(1,2)at2eq f(1,2)352 m37.5 m。16【答案】(1)6 m/s2(2)2 m/s2解析：(1)分析木塊的受力情況如圖甲所示，木塊受重力mg、支持力FN兩個力作用，合外力大小為mgsin ，根據(jù)牛頓第二定律得mgsin ma1所以a1gsin 100.6 m/s26 m/s2.(2)若斜面粗糙，木塊的受力情況如圖乙所示，建立直角坐標(biāo)系在x軸方向上mgsin Ffma2在y軸方向上FNmgcos 又因?yàn)镕fFN由得a2gsin gcos (100.60.5100.