高一物理上册 运动和力的关系专题练习(word版

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和，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

C．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：，由运动学公式可得：；小孩从B到C为研究过程，由牛顿第二定律可得：，由运动学公式可得：；联立解得：，故B正确．

2．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F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0.85mg

B．弹簧的最大形变量为

C．力F对B的作用力可能为0.9mg

D．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xm，以A为研究对象，根据牛顿第二定律得

解得

在此之前，以A为研究对象，根据牛顿第二定律得

可得

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

可得

力F对B的作用力范围为

选项C正确，D错误。

故选BC。

3．如图所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行．初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上滑上传送带，以地面为参考系，v2>v1，从小物块滑上传送带开始计时，其v-t图像可能的是(   )

A． ． ． ．

【答案】ABC

【解析】

如果物体一直减速到达左侧仍有速度，则为图像A；如果恰好见到零，则为图像C；如果在传送带上减速到零并反向加速至传送带速度，则为图像C．图像D 是不可能的．

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 ．可能是b、c ．可能是c、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。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面的分力，整体将沿斜面向下做匀加速运动，且加速度小于gsinθ；如果斜面对箱子的摩擦力恰等于整体的重力沿斜面的分力，整体将沿斜面向下做匀速运动；如果斜面对箱子的摩擦力大于整体的重力沿斜面的分力，整体将沿斜面向下做匀减速运动。

再对小球作受力分析如图，根据牛顿第二定律分析如下：

对oa情况有

mgsinθ+ FTsinβ=ma

必有a>gsinθ，即整体以加速度大于gsinθ沿斜面向下做匀加速运动，所以oa不可能。

对ob情况有

mgsinθ=ma

得a=gsinθ，即整体以加速度等于gsinθ沿斜面向下做匀加速运动，所以ob不可能。

对oc情况有

mgsinθ－ FTsinβ=ma

必有a对od情况有a=0，即整体沿斜面向下做匀速直线运动，所以oc可能。

对oe情况有

FTcosβ－mgcosθ=0

mgsinθ－FTsinβ=ma

因β>θ，所以a<0，加速度沿斜面向上，即整体沿斜面向下做匀减速运动，所以oe可能。

由以上分析可知：绳子在图中的位置处于oa、ob均不可能，处于oc、od、oe均可能。

故选CD。

5．如图甲所示，光滑水平面上停放着一辆表面粗糙的平板车，质量为M，与平板车上表面等高的平台上有一质量为m的滑块以水平初速度v0向着平板车滑来，从滑块刚滑上平板车开始计时，之后他们的速度随时间变化的图像如图乙所示，t0是滑块在车上运动的时间，以下说法正确的是

A．滑块与平板车最终滑离

B．滑块与平板车表面的动摩擦因数为

C．滑块与平板车的质量之比m：M=1:2

D．平板车上表面的长度为

【答案】AB

【解析】

【分析】

根据图线知，铁块在小车上滑动过程中，铁块做匀减速直线运动，小车做匀加速直线运动．根据牛顿第二定律通过它们的加速度之比求出质量之比，以及求出动摩擦因数的大小．根据运动学公式分别求出铁块和小车的位移，从而求出两者的相对位移，即平板车的长度．物体离开小车做平抛运动，求出落地的时间，从而根据运动学公式求出物体落地时与车左端的位移．

【详解】

由图象可知，滑块运动到平板车最右端时，速度大于平板车的速度，所以滑块将做平抛运动离开平板车，故A正确；根据图线知，滑块的加速度大小．小车的加速度大小a2=，知铁块与小车的加速度之比为1：1，根据牛顿第二定律得，滑块的加速度大小为：，小车的加速度大小为：a2=，则滑块与小车的质量之比m：M=1：1．故C错误．滑块的加速度，又，则，故B正确；滑块的位移，小车的位移，则小车的长度L=v0t0-v0t0=v0t0，故D错误．故选AB．

【点睛】

解决本题的关键理清小车和铁块的运动情况，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解．

6．如图（a），物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平．t=0时，木板开始受到水平外力F的作用，在t=4s时撤去外力．细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图（b）所示，木板的速度v与时间t的关系如图（c）所示．木板与实验台之间的摩擦可以忽略．重力加速度取g=10m/s2．由题给数据可以得出

A．木板的质量为1kg

B．2s~4s内，力F的大小为0.4N

C．0~2s内，力F的大小保持不变

D．物块与木板之间的动摩擦因数为0.2

【答案】AB

【解析】

【分析】

【详解】

结合两图像可判断出0-2s物块和木板还未发生相对滑动，它们之间的摩擦力为静摩擦力，此过程力F等于f，故F在此过程中是变力，即C错误；2-5s内木板与物块发生相对滑动，摩擦力转变为滑动摩擦力，由牛顿运动定律，对2-4s和4-5s列运动学方程，可解出质量m为1kg，2-4s内的力F为0.4N，故A、B正确；由于不知道物块的质量，所以无法计算它们之间的动摩擦因数μ,故D错误.

7．如图所示，质量为M的三角形斜劈C放置在水平地面上，左右两侧的斜面与水平地面的夹角分别为和，斜面光滑且足够长，质量均为的两物块A、B分别放置在左右两侧的斜面上，两物块用一根跨过斜劈顶端定滑轮的细线拴接，细线绷紧且与对应斜面平行，不计细线与滑轮处的摩擦以及滑轮的质量，重力加速度为，两物块由静止释放，斜劈始终保持静止不动，，，则在A、B两物块开始运动之后的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．物块A沿斜面向上加速运动的加速度大小为

B．细线中的拉力大小为

C．斜劈C给地面的摩擦力大小为0

D．斜劈对地面的压力大小为

【答案】AB

【解析】

【分析】

【详解】

AB．设细线上的拉力大小为，物块的加速度大小为，对B受力分析

对A受力分析

解得

故选项AB正确；

C．整体分析，物块A向右上方加速，物块B向右下方加速，斜劈C静止不动，所以系统向右的动量增加，地面给斜劈C的摩擦力方向水平向右，不为0，故选项C错误；

D．对C受力分析，在竖直方向上有

解得

故选项D错误。

故选AB。

8．如右图，木箱内有一竖直放置的弹簧，弹簧上方有一物块；木箱静止时弹簧处于压缩状态且物块压在箱顶上．若在某一段时间内，物块对箱顶刚好无压力，则在此段时间内，木箱的运动状态可能为

A．加速下降 ．加速上升

C．减速上升 ．减速下降

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】

木箱静止时物块对箱顶有压力，则物块受到箱顶向下的压力，当物块对箱顶刚好无压力时，物体受到的合力向上，所以系统应该有向上的加速度，是超重，物体可能是向上加速，也可能是向下减速，所以B正确．

【点睛】

当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，此时有向上的加速度；当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时，就说物体处于失重状态，此时有向下的加速度；

9．如图甲所示，倾角为θ的足够长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，物体相对地面的v﹣t图像如图乙所示。设沿传送带向下为正方向，取重力加速度g＝10m/s2。则（   ）

A．传送带的速率v0＝10m/s

B．传送带的倾角θ＝30°

C．物体与传送带之间的动摩擦因数µ＝0.5

D．0~2.0s内物体在传送带上留下的痕迹为6m

【答案】AC

【解析】

【详解】

A．由图知，物体先做初速度为零的匀加速直线运动，速度达到传送带速度后（在t＝1.0s时刻），由于重力沿斜面向下的分力大于摩擦力，物块继续向下做匀加速直线运动，从图像可知传送带的速度为v0＝10m/s，故A正确；

BC．在0~1.0s内，物体摩擦力方向沿斜面向下，匀加速运动的加速度为：

由图可得：

在1.0~2.0s，物体的加速度为：

由图可得：

联立解得：，，故B错误，C正确；

D．根据“面积”表示位移，可知0~1.0s物体相对于地的位移：

传送带的位移为：

x2＝v0t1＝10×1m＝10m

物体对传送带的位移大小为：

方向向上。1.0~2.0s物体相对于地的位移：

传送带的位移为：

x4＝v0t1＝10×1m＝10m

物体对传送带的位移大小为：

方向向下，故留下的痕迹为5m，故D错误。

故选：AC。

10．质量为m的光滑圆柱体A放在质量也为m的光滑“ V”型槽B上，如图，α=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B相连，现将C自由释放，则下列说法正确的是(　 )

A．当M= m时，A和B保持相对静止，共同加速度为0.5g

B．当M=2m时，A和B保持相对静止，共同加速度为0.5g

C．当M=6m时，A和B保持相对静止，共同加速度为0.75g

D．当M=5m时，A和B之间的恰好发生相对滑动

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

D.当A和B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：

解得

B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：

所以，即

解得

选项D错误；

C.当，A和B将发生相对滑动，选项C错误；

A. 当，A和B保持相对静止。若A和B保持相对静止，则有

解得

所以当M= m时，A和B保持相对静止，共同加速度为，选项A错误；

B. 当M=2m时，A和B保持相对静止，共同加速度为，选项B正确。

故选B。

11．来到许愿树下，练老师把许的心愿用绸带系在两个小球上并抛到树上，这一情景可以简化为如图所示，质量分别为M和m的物体A、B用细线连接，悬挂在定滑轮上，定滑轮固定在天花板上，已知M>m，滑轮质量及摩擦均不计，重力加速度为g，则下列说法正确的是(  ）

A．细线上的拉力一定等于 mg ．细线上的拉力一定小于Mg

C．细线上的拉力等于 ．天花板对定滑轮的拉力等于(M+ m)g

【答案】B

【解析】

【详解】

A. 因为M>m，m具有向上的加速度，设绳子的拉力为T，根据牛顿第二定律有：，所以细线上的拉力一定大于 mg，选项A错误；

B. M具有向下的加速度，根据牛顿第二定律有：，所以细线上的拉力一定小于Mg，选项B正确； 

C. 对整体分析，根据牛顿定律有：。再对m有，所以细线上的拉力，选项C错误；

D. 对定滑轮有：天花板对定滑轮的拉力，选项D错误。

故选B。

12．如图所示，在置于水平地面上的盛水容器中，用一端固定于容器底部的细线拉住一个空心的塑料球，使之静止地悬浮在深水中，此时容器底部对地面的压力记为；某时刻拉紧球的细线突然断开后，球便在水中先加速后匀速地竖直上升，若球在此加速运动阶段和匀速运动阶段对应着容器底部对地面的压力分别记作和，则（    ）

A．球加速上升时， ．球加速上升时，

C．球匀速上升时， ．球匀速上升时，

【答案】B

【解析】

【详解】

球的加速上升和匀速上升可以认为与球等体积的水在加速下降和匀速下降．把杯子、水和球作为一个整体，塑料球静止和匀速运动时，系统处于平衡状态，地面对物体的支持力等于系统的重力．当球加速上升时，水加速下降，系统整体有向下的加速度，重力和支持力的合力提供加速度，所以重力大于支持力．故FN1=FN3＞FN2。故选：B

13．如图甲所示，质量为的小车放在光滑水平面上，小车上用细线悬吊一质量为的小球，，用一力水平向右拉小球，使小球和车一起以加速度向右运动时，细线与竖直方向成角，细线的拉力为．若用一力水平向左拉小车，使小球和车一起以加速度向左运动时，细线与竖直方向也成角，如图乙所示，细线的拉力为，则（　　）

A． ．

C． ．

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

(1)对甲图中小车和小球作为整体根据牛顿第二定律，有

再对甲图中情况下的小球受力分析，如图

根据牛顿第二定律

对小球有

对小车有

由以上三式可解得

(2)对乙图中小车和小球作为整体根据牛顿第二定律，有

再对乙图中小球受力分析，如图

由几何关系得

对小球有

解得

可知

又由于，所以。

选项D正确，ABC错误。

故选B。

14．下图是某同学站在压力传感器上做下蹲-起立的动作时传感器记录的压力随时间变化的图线，纵坐标为压力，横坐标为时间．由图线可知，该同学的体重约为650N，除此以外，还可以得到以下信息

A．1s时人处在下蹲的最低点

B．2s时人处于下蹲静止状态

C．该同学做了2次下蹲-起立的动作

D．下蹲过程中人始终处于失重状态

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

人在下蹲的过程中，先加速向下运动，此时加速度方向向下，故人处于失重状态，最后人静止，故下半段是人减速向下的过程，此时加速度方向向上，人处于超重状态，故下蹲过程中先是失重后超重，选项D错误；在1s时人的失重最大，即向下的加速度最大，故此时人并没有静止，它不是下蹲的最低点，选项A错误；2s时人经历了失重和超重两个过程，故此时处于下蹲静止状态，选项B正确；该同学在前2s时是下蹲过程，后2s是起立的过程，所以共做了1次下蹲-起立的动作，选项C错误．

15．如图，放置于水平面上的楔形物体，两侧倾角均为30°，左右两表面光滑且足够长，上端固定一光滑滑轮，一根很长且不可伸长的轻绳跨过定滑轮分别与左右两侧斜面平行，绳上系着三个物体A、B、C，三物体组成的系统保持静止.A物体质量为m，B物体质量为3m，现突然剪断A物体和B物体之间的绳子，不计空气阻力(重力加速度为g)，三物体均可视为质点，则

A．绳剪断瞬间，A物体的加速度为

B．绳剪断瞬间，C物体的加速度为

C．绳剪断瞬间，楔形物体对地面的压力不变

D．绳剪断瞬间，A、C间绳的拉力为2mg

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】

ABD．设C的质量为m′．绳剪断前，由平衡条件知：

（3m+m）gsin30°=m′gsin30°

得 

m′=4m

绳剪断瞬间，以A为研究对象，根据牛顿第二定律得：

T-mgsin30°=ma

以C为研究对象，根据牛顿第二定律得：

4mgsin30°-T=4ma

联立解得：

即绳剪断瞬间，A、C物体的加速度大小均为，A、C间绳的拉力为，故A正确，BD错误．

C．绳剪断前，A、C间绳的拉力为：

T′=（3m+m）gsin30°=2mg

绳剪断瞬间，A、C间绳的拉力为，则AC间绳对定滑轮的压力发生改变，而三个物体对楔形物体的压力不变，可知，绳剪断瞬间，楔形物体对地面的压力发生变化，故C错误．