陕西省西安市西安中学上册运动和力的关系单元测试与练习(word解析版)

一、第四章 运动和力的关系易错题培优（难）1．一物体自0t =时开始做直线运动，其速度图线如图所示，下列选项正确的是（ ）A ．在0~6s 内，物体离出发点最远为30mB ．在0~6s 内，物体经过的路程为40mC ．在0~4s 内，物体的平均速率为7.5m/sD ．在5~6s 内，物体所受的合外力为零 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】A ．0-5s ，物体沿正向运动，5-6s 沿负向运动，故5s 末离出发点最远，最远距离为1(25)10m 35m 2s =+⨯= A 错误；B ．由“面积法”求出0-5s 的位移12510m 35m 2x +=⨯= 5-6s 的位移211(10)m 5m 2x =⨯⨯-=-总路程为1240m s x x =+=B 正确；C ．由面积法求出0-4s 的位移2410m 30m 2x +=⨯= 平度速度为30m/s 7.5m/s 4x v t === C 正确；D ．5~6s 内,物体做加速运动，加速度不为零，根据牛顿第二定律，物体所受的合外力不为零，D 错误。

故选BC 。

2．如图所示，A 、B 两个物体的质量分别为m 1、m 2，两物体之间用轻质弹性细线连接，两物体与水平面的动摩擦因数相等。

现对B 物体施加一水平向右的拉力F ，使A 、B 一起向右做匀加速运动。

下列说法正确的是（ ）A ．若某时刻撒去F ，则撤去F 的瞬间，A 、B 的加速度保持不变 B ．若F 保持不变，水平面改为光滑的，则弹性细线的拉力大小不变C ．若将F 增大一倍，则两物体的加速度将增大一倍D ．若F 逐渐减小，A 、B 依然做加速运动，则在F 减小的过程中，弹性细线上的拉力与F 的比值不变 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】A ．有F 作用时，B 物体水平方向受F 、弹性细绳的拉力和地面对B 的滑动摩擦力作用，撤去F 后，B 物体受弹性细绳的拉力和地面对B 的滑动摩擦力作用，故B 物体的受力情况发生变化，所以B 物体的加速度变化，故A 错误； B ．有F 作用时，水平面粗糙，由牛顿第二定律，得()()1212F m g m g m m a μ-+=+11=F m g m a μ-绳联立解得112=m F F m m +绳若F 保持不变，水平面改为光滑的，由牛顿第二定律，得()12F m m a =+1=F m a 绳联立解得112=m F F m m +绳可知弹性细线的拉力大小不变，故B 正确； C ．有F 作用时，水平面粗糙，由牛顿第二定律，得()()1212F m g m g m m a μ-+=+若将F 增大一倍，滑动摩擦力不变，故两物体的加速度不会增大一倍，C 错误； D ．有F 作用时，水平面粗糙，由牛顿第二定律，得()()1212F m g m g m m a μ-+=+11=F m g m a μ-绳联立解得112=m F F m m +绳可知，F 减小，弹性绳上的拉力与F 的比值不变，故D 正确。

故选BD 。

3．三角形传送带以1m/s 的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是2m 且与水平方向的夹角均为37°。

现有两个小物块A 、B 从传送带顶端都以1m/s 的初速度沿传送带下滑，物块与传送带间的动摩擦因数都是0.5，下列说法正确的是（ ）A ．物块A 、B 同时到达传送带底端 B ．物块A 先到达传送带底端C ．物块A 、B 在传送带上的划痕长度不相同D ．传送带对物块A 无摩擦力作用 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】ABD ．两个小物块A 和B 从传送带顶端都以1m s 的初速度沿传送带下滑，因为sin 37cos37mg mg μ>所以传送带对两小物块的滑动摩擦力分别沿传送带向上，大小相等，那么两小物块沿传送带向下的加速度大小相等，滑到传送带底端时的位移大小相等，因此物块A 、B 同时到达传送带底端，A 正确，B 错误，D 错误；C ．对物块A ，划痕的长度等于A 的位移减去传送带的位移，由牛顿第二定律得sin 37cos37mg mg ma μ-=解得22m s a =由运动学公式得2012L v t at =+解得1st=传送带运动位移1mx v t==A对传送带的划痕长度为12m1m1mx∆=-=对物块B，划痕长度等于B的位移加上传送带的位移，同理得出B对传送带的划痕长度为22m1m3mx∆=+=12x x∆<∆物块A、B在传送带上的划痕长度不相同，C正确。

故选AC。

4．如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为θ，在传送带上某位置轻轻放置一小木块，小木块与传送带间动摩擦因素为μ，小木块速度随时间变化关系如图所示，v0、t0已知，则（）A．传送带一定逆时针转动B．0tancosvgtμθθ=+C．传送带的速度大于v0D．t0后滑块的加速度为2 g sinθ-0vt【答案】AD【解析】【分析】【详解】A．若传送带顺时针转动，当滑块沿传送带下滑时，若mg sinθ>μmg cosθ，滑块将一直加速运动；当滑块沿传送带上滑时，若mg sinθ<μmg cosθ，滑块将先加速到与传送带速度相等时匀速运动。

两种情况的速度图像均不符合题给速度图像，所以传送带一定逆时针转动，选项A正确。

B．传送带逆时针转动，滑块在0~t0时间内，加速度较大，说明滑动摩擦力沿传送带向下，有mg sinθ+μmg cosθ=ma1由速度图像可知1vat=联立解得0co -t s an v gt θμθ=选项B 错误；C ．当滑块速度增大到等于传送带速度时，滑块受到的摩擦力方向变成沿传送带向上，故传送带速度为v 0，选项C 错误；D ．当滑块速度增大到等于传送带速度时，滑块受到的摩擦力方向变成沿传送带向上，有mg sin θ-μmg cos θ=ma 2代入数值得202sin v a g t θ=-选项D 正确。

5．如图甲所示，为测定物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x 与斜面倾角θ的关系，将某一物体每次以不变的初速率沿足够长的斜面向上推出，调节斜面与水平方向的夹角θ，实验测得x 与斜面倾角θ的关系如图乙所示，g 取10m/s 2，根据图象可求出( )A ．物体的初速率v 0＝3m/sB ．物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.75C ．取不同的倾角θ，物体在斜面上能达到的位移x 的最小值x 小＝1.44mD ．当某次θ＝300时，物体达到最大位移后将不会沿斜面下滑 【答案】BCD 【解析】 【分析】 【详解】ABC ．当=90θ︒ 时a g = 据2012v ax =得0126m/s v gx ==当0θ=︒时，a g μ'= 由2022v a x '=得2020.752v gx μ==设斜面倾角为θ时，沿斜面上升的最大位移达最小1sin cos a g g θμθ=+2012v x a =联立得220022(sin cos )21sin()v x g g g θμθμθα==+++所以min 1.44m x =故A 错误，BC 正确；D ．当某次θ＝300时，物体达到最大位移后，根据sin 30cos30mg mg μ︒<︒重力沿斜面的分力小于最大静摩擦力，将不会沿斜面下滑，故D 正确。

故选BCD 。

6．如图甲所示，水平地面上有足够长平板车M ，车上放一物块m ，开始时M 、m 均静止。

t =0时，车在外力作用下开始沿水平面向右运动，其v -t 图像如图乙所示，已知物块与平板车间的动摩擦因数为0.2，取g =10m/s 2。

下列说法正确的是（ ）A ．0-6s 内，m 的加速度一直保持不变B ．m 相对M 滑动的时间为3sC ．0-6s 内，m 相对M 滑动的位移的大小为4mD ．0-6s 内，m 、M 相对地面的位移大小之比为3：4 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】AB ．物块相对于平板车滑动时的加速度22m /s mga g mμμ===若其加速度一直不变，速度时间图像如图所示有图像可以算出t =3s 时，速度相等，为6m/s 。

由于平板车减速阶段的加速度大小为2218m /s 2m /s 62a a ===- 故二者等速后相对静止，物块的加速度大小不变，方向改变。

物块相对平板车滑动的时间为3s 。

故A 错误，B 正确；C ．有图像可知，0-6s 内，物块相对平板车滑动的位移的大小186128m 1m 36m=6m 222x +∆=⨯⨯+⨯-⨯⨯故C 错误；D ．0-6s 内，有图像可知，物块相对地面的位移大小1166m=18m 2x =⨯⨯平板车相对地面的位移大小2168m=24m 2x =⨯⨯二者之比为3：4，故D 正确。

故选BD 。

7．如图所示，在水平面上有一质量为m 1=1kg 的足够长的木板A ，其上叠放一质量为m 2=2kg 的物块B ，木板与地面间的动摩擦因数1μ=0.1，物块和木板之间的动摩擦因数2μ=0.3，假定最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。

现给物块施加随时间t 增大的水平拉力F =3t (N)，重力加速度大小g =10m/s 2。

则（ ）A ．t =ls 之后，木板将在地面上滑动B ．t =2s 时，物块将相对木板滑动C ．t =3s 时，物块的加速度大小为4m/s 2D ．木板的最大加速度为3m/s 2 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】()1123N F m m g μ≤+=物块和木板都没有动，处于静止状态，根据F =3t (N)可知t =ls 之后，木板将在地面上滑动，故A 符合题意；BD ．两物体刚要相对滑动时，此时木板有最大加速度，根据牛顿第二定律，对木块有222F m g m a μ-=对木板有()221121m g m m g m a μμ-+=解得12N F =23m/s a =根据F =3t (N)可知t =4s 之后，物块将相对木板滑动，故B 不符合题意，D 符合题意；C ．由上分析可知，t =3s 时，物块相对木板静止，一起做匀加速运动，根据牛顿第二定律()()111212F m m g m m a μ-+=+代入数据可得22m/s a =故C 不符合题意。

故选AD 。

8．如图所示，物块A 、B 静止叠放在水平地面上，B 受到大小从零开始逐渐增大的水平拉力F 作用，A 、B 间的摩擦力f 1、B 与地面间的摩擦力f 2随水平拉力F 变化的情况如图乙所示。

已知物块A 的质量m =3kg ，取g =10m/s 2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（ ）A ．当0<F <4N 时，A 、B 保持静止 B ．当4N<F <12N 时，A 、B 发生相对运动C ．A 、B 两物块间的动摩擦因数为0.2D ．物块B 与地面间的动摩擦因数为0.2 【答案】AC 【解析】 【分析】A ．当0<F <4N 时，AB 间没有摩擦力作用，因此AB 处于静止状态，A 正确； B ．当4N<F <12N 时，由图可知，B 与地面间摩擦力是滑动摩擦力，而A 、B 间是静摩擦力，因此B 在地面上滑动，而AB 保持相对静止，B 错误；CD ．当拉力达到12N ，A 、B 恰好将发生相对滑动，此时两者加速度相等，对物体A ，根据牛顿第二定律1A f m a =将A 、B 作为一个整体，根据牛顿第二定律2A B (+)F f m m a -=代入数据，两式联立得B 1kg m =由于发生滑动时1A A f m g μ= 2B A B ()f m m g μ=+可知A =0.2μ ，B =0.1μC 正确，D 错误。