高考物理最新力学知识点之牛顿运动定律解析含答案(2)

高考物理最新力学知识点之牛顿运动定律解析含答案(2)
一、选择题
1．如图甲为应用于机场和火车站的安全检查仪，用于对旅客的行李进行安全检查。

其传送
v=的恒定速率运行。

旅客把行装置可简化为如图乙的模型，紧绷的传送带始终保持1m/s
μ=，A、B间的距离为李无初速度地放在A处，设行李与传送带之间的动摩擦因数0.5
2m，g取2
10m/s。

则（）
A．行李从A处到B处的时间为2s
B．行李做匀速直线运动的时间为1.9s
C．行李做匀加速直线运动的位移为1m
D．行李从A处到B处所受摩擦力大小不变
2．如图所示，质量m=1kg、长L=0.8m的均匀矩形薄板静止在水平桌面上，其右端与桌子边缘相平．板与桌面间的动摩擦因数为μ=0.4．现用F=5N的水平力向右推薄板，使它翻下桌子，力F做的功至少为( )（g取10m/s2）
A．1J B．1.6J C．2J D．4J
3．如图所示，A、B两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中B受到的摩擦力
A．方向向左，大小不变
B．方向向左，逐渐减小
C．方向向右，大小不变
D．方向向右，逐渐减小
4．关于一对平衡力、作用力和反作用力，下列叙述正确的是()
A．平衡力应是分别作用在两个不同物体上的力
B．平衡力可以是同一种性质的力，也可以是不同性质的力
C．作用力和反作用力可以不是同一种性质的力
D．作用力施加之后才会产生反作用力，即反作用力总比作用力落后一些
5．如图甲所示，在升降机的顶部安装了一个能够显示拉力大小的传感器，传感器下方挂上
一轻质弹簧，弹簧下端挂一质量为m 的小球，若升降机在匀速运行过程中突然停止， 并以此时为零时刻，在后面一段时间内传 感器显示弹簧弹力F 随时间t 变化的图象 如图乙所示，g 为重力加速度，则（ ）
A ．升降机停止前在向下运动
B ．10t -时间内小球处于失重状态，12t t -时间内小球处于超重状态
C ．13t t -时间内小球向下运动，动能先增大后减小
D ．34t t -时间内弹簧弹性势能变化量小于小球动能变化量
6．下列对教材中的四幅图分析正确的是
A ．图甲：被推出的冰壶能继续前进，是因为一直受到手的推力作用
B ．图乙：电梯在加速上升时，电梯里的人处于失重状态
C ．图丙：汽车过凹形桥最低点时，速度越大，对桥面的压力越大
D ．图丁：汽车在水平路面转弯时，受到重力、支持力、摩擦力、向心力四个力的作用
7．如图所示，倾角为θ的光滑斜面体始终静止在水平地面上,其上有一斜劈A,A 的上表面水平且放有一斜劈B ，B 的上表面上有一物块C ，A 、B 、C 一起沿斜面匀加速下滑。

已知A 、B 、C 的质量均为m ，重力加速度为g ，下列说法正确的是
A ．A 、
B 间摩擦力为零
B ．A 加速度大小为cos g θ
C ．C 可能只受两个力作用
D ．斜面体受到地面的摩擦力为零
8．2018 年 11 月 6 日,第十二届珠海航展开幕．如图为某一特技飞机的飞行轨迹，可见该飞
机先俯冲再抬升，在空中画出了一个圆形轨迹，飞机飞行轨迹半径约为 200 米，速度约为300km/h．
A．若飞机在空中定速巡航，则飞机的机械能保持不变．
B．图中飞机飞行时，受到重力，空气作用力和向心力的作用
C．图中飞机经过最低点时，驾驶员处于失重状态．
D．图中飞机经过最低点时，座椅对驾驶员的支持力约为其重力的 4.5 倍．
9．如图所示，小球从高处落到竖直放置的轻弹簧上，则小球从开始接触弹簧到将弹簧压缩至最短的整个过程中（）
A．小球的动能不断减少
B．小球的机械能在不断减少
C．弹簧的弹性势能先增大后减小
D．小球到达最低点时所受弹簧的弹力等于重力
10．如图所示，质量为1.5kg的物体A静止在竖直固定的轻弹簧上，质量为0.5kg的物体B由细线悬挂在天花板上，B与A刚好接触但不挤压.现突然将细线剪断，则剪断细线瞬间A、B间的作用力大小为（g取2
10m/s）（）
A．0B．2.5N C．5N D．3.75N
11．如图所示，A、B两物块质量均为m，用一轻弹簧相连，将A用长度适当的轻绳悬挂于天花板上，系统处于静止状态，B物块恰好与水平桌面接触而没有挤压，此时轻弹簧的伸长量为x．现将悬绳剪断，则（）
A ．悬绳剪断瞬间A 物块的加速度大小为2g
B ．悬绳剪断瞬间A 物块的加速度大小为g
C ．悬绳剪断瞬间B 物块的加速度大小为2g
D ．悬绳剪断瞬间B 物块的加速度大小为g
12．2020年5月5日，长征五号B 运载火箭在海南文昌首飞成功，正式拉开我国载人航天工程“第三步”任务的序幕。

如图，火箭点火后刚要离开发射台竖直起飞时（ ）
A ．火箭处于平衡状态
B ．火箭处于失重状态
C ．火箭处于超重状态
D ．空气推动火箭升空
13．如图所示，传送带保持v 0＝1 m/s 的速度运动，现将一质量m ＝0.5 kg 的物体从传送带左端放上，设物体与传送带间动摩擦因数μ＝0.1，传送带两端水平距离x ＝2.5 m ，则运动时间为（ ）
A ．1s
B ．2s
C ．3s
D ．4s
14．水平面上一质量为m 的物体，在水平恒力F 作用下，从静止开始做匀加速直线运动，经时间t 后撤去外力，又经时间2t 物体停下，则物体受到的阻力应为
A ． 3F
B ．4F
C ．2F
D ．23
F 15．如图所示为某一游戏的局部简化示意图．D 为弹射装置，AB 是长为21m 的水平轨道，倾斜直轨道BC 固定在竖直放置的半径为R =10m 的圆形支架上，B 为圆形的最低点，轨道AB 与BC 平滑连接，且在同一竖直平面内．某次游戏中，无动力小车在弹射装置D 的作用下，以v 0=10m/s 的速度滑上轨道AB ，并恰好能冲到轨道BC 的最高点．已知小车在轨道AB 上受到的摩擦力为其重量的0.2倍，轨道BC 光滑，则小车从A 到C 的运动时间是
（）
A．5s
B．4.8s
C．4.4s
D．3s
16．如图所示，带支架的平板小车沿水平面向左做直线运动，小球A用细线悬挂于支架前端，质量为m的物块B始终相对于小车静止在小车右端。

B与小车平板间的动摩擦因数为μ。

若某时刻观察到细线偏离竖直方向θ角，则此刻小车对物块B产生的作用力的大小和方向为（重力加速度为g）（）
A．mg，竖直向上B．mg2
+，斜向左上方
1μ
C．mg tan θ，水平向右D．mg2
+，斜向右上方
1tanθ
17．如图所示，用平行于光滑斜面的力F拉着小车向上做匀速直线运动。

若之后力F逐渐减小，则对物体在向上继续运动的过程中的描述正确的是（）
A．物体的加速度减小B．物体的加速度增加
C．物体的速度可能不变D．物体的速度增加
18．在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，某同学站在体重计上，体重计示数为50.0kg．若电梯运动中的某一段时间内，该同学发现体重计示数为如图所示的40.0kg，则在这段时间内（重力加速度为g）（）
A ．该同学所受的重力变小了
B ．电梯一定在竖直向下运动
C ．该同学对体重计的压力小于体重计对她的支持力
D ．电梯的加速度大小为0.2g ，方向一定竖直向下
19．如图所示，车沿水平地面做直线运动．一小球悬挂于车顶，悬线与竖直方向夹角为θ，放在车 厢后壁上的物体A ，质量为m ，恰与车厢相对静止．已知物体A 与车厢间动摩擦因数为μ，最 大静摩擦力等于滑动摩擦力．则下列关系式正确的是（ ）
A ．1tan θμ=
B ．tan θμ=
C ．tan g
μ
θ= D ．tan g θμ
= 20．质量为m 的物体从高处静止释放后竖直下落，在某时刻受到的空气阻力为f ，加速度为a ＝
13g ，则f 的大小是( ) A ．f ＝13mg B ．f ＝
23mg C ．f ＝mg
D ．f ＝43mg 21．如图所示，处于自然状态下的轻弹簧一端固定在水平地面上，一质量为m 的小球从弹簧正上方某处自由下落，弹簧的劲度系数为从小球与弹簧接触开始直到弹簧被压缩至最短的过程中，下列说法不正确的是（ ）
A ．小球的速度先增大后减小
B ．小球的加速度先减小后增大
C．弹簧的最大形变量为mg k
D．小球速度最大时弹簧的形变量为mg k
22．按压式圆珠笔内装有一根小弹簧，尾部有一个小帽，压一下小帽，笔尖就伸出来。

如图所示，使笔的尾部朝下，将笔向下按到最低点，使小帽缩进，然后放手，笔将向上弹起至一定的高度。

忽略摩擦和空气阻力。

笔从最低点运动至最高点的过程中
A．笔的动能一直增大
B．笔的重力势能与弹簧的弹性势能总和一直减小
C．弹簧的弹性势能减少量等于笔的动能增加量
D．弹簧的弹性势能减少量等于笔的重力势能增加量
23．研究“蹦极”运动时，在运动员身上装好传感器，用于测量运动员在不同时刻下落的高度及速度。

如图甲所示，运动员及所携带的全部设备的总质量为50kg，弹性绳有一定长度。

运动员从蹦极台自由下落，根据传感器测到的数据，得到如图乙所示的速度－位移(v －x)图像。

不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。

下列判断正确的是（）
A．运动员下落运动轨迹为一条抛物线
B．弹性绳的原长为16m
C．从x=16m到x=30m过程中运动员的加速度逐渐变大
D．运动员下落到最低点时弹性势能为18000J
24．人用绳子通过动滑轮拉物体A，A穿在光滑的竖直杆上，当以速度v0匀速地拉绳，使物体A到达如图所示位置时，绳与竖直杆的夹角为θ，以下说法正确的是（）
A ．A 物体运动可分解成沿绳子方向的直线运动和沿竖直杆向上的运动
B ．A 物体实际运动的速度是v 0cos θ
C ．A 物体实际运动的速度是
0cos v θ D ．A 物体处于失重状态
25．以初速度0v 竖直向上抛出一质量为m 的小物块，假定物块所受的空气阻力f 大小不变。

已知重力加速度为g ，则物块上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为（ ） A ．2021v f g mg ⎛⎫+ ⎪⎝⎭
和v B ．20221v f g mg ⎛⎫+ ⎪⎝⎭
和v C ．20221v f g mg ⎛⎫+ ⎪⎝⎭
和v D ．
20221v f g mg ⎛⎫+ ⎪⎝⎭
和v
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一、选择题
1．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
把行李无初速度地放在A 处，行李做匀加速运动，由牛顿第二定律得
mg ma μ=
解得
25m/s a =
设行李做匀加速运动的时间为t 1，行李加速运动的末速度为v =1m/s ，则有
10.2s v t a
=
= 匀加速运动的位移大小为 2110.1m 2
x at == 行李速度达到v =1m/s 后与传送带共速，不再受摩擦力的作用，做匀速运动，匀速运动的时间为
2 1.9s L x t v
-==
所以行李从A 到B 的时间为
12 2.1s t t t =+=
选项B 正确，ACD 错误。

故选B 。

2．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
加速时，对木板受力分析，受到重力、支持力、推力F 和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律，有
F-μmg=ma 1
解得
a 1=1m/s 2
减速时，对木板受力分析，受到重力、支持力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律，有
-μmg =ma 2
解得
a 2=-4m/s 2
木板先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动，到达桌面边缘时，速度减为零，设最大速度为v ，根据位移速度公式，有
2a 1x 1＝v 2
2a 2x 2＝−v 2
122L x x ＝+ 解得
120.32m 5x L =
= W =Fx 1=1.6J
故选B ．
【名师点睛】 本题关键是找出作用时间最短的临界过程，然后先根据牛顿第二定律求解出加速过程和减速过程的加速度，再根据运动学公式列式求出力作用的位移，再根据恒力做功公式求解．
3．A
解析：A
【解析】
试题分析: A 、B 两物块叠放在一起共同向右做匀减速直线运动，对A 和B 整体根据牛顿第二定律有，然后隔离B ，根据牛顿第二定律有：
，大小不变；物体B 做速度方向向右的匀减速运动，故而加速度方向
向左，摩擦力向左；故选A．
考点：本题考查牛顿第二定律、整体法与隔离法．
【名师点睛】1、整体法：整体法是指对物理问题中的整个系统或整个过程进行分析、研究的方法．在力学中，就是把几个物体视为一个整体，作为研究对象，受力分析时，只分析这一整体对象之外的物体对整体的作用力（外力），不考虑整体内部之间的相互作用力（内力）．
整体法的优点：通过整体法分析物理问题，可以弄清系统的整体受力情况和全过程的受力情况，从整体上揭示事物的本质和变体规律，从而避开了中间环节的繁琐推算，能够灵活地解决问题．通常在分析外力对系统的作用时，用整体法．
2、隔离法：隔离法是指对物理问题中的单个物体或单个过程进行分析、研究的方法．在力学中，就是把要分析的物体从相关的物体体系中隔离出来，作为研究对象，只分析该研究对象以外的物体对该对象的作用力，不考虑研究对象对其他物体的作用力．
隔离法的优点：容易看清单个物体的受力情况或单个过程的运动情形，问题处理起来比较方便、简单，便于初学者使用．在分析系统内各物体（或一个物体的各个部分）间的相互作用时用隔离法．
4．B
解析：B
【解析】
平衡力作用在同一物体上，可以是同种性质的力，也可以是不同种性质的力，故A错误，B正确；作用力和反作用力一定是性质相同的力，且同时产生，同时变化、同时消失，所以CD均错误．
5．C
解析：C
【解析】
【详解】
A．初始时刻弹簧伸长，弹力平衡重力，由图象看出，升降机停止运动后弹簧的拉力先变小，即小球向上运动，小球的运动是由于惯性，所以升降机停止前小球是向上运动的，即升降机停止前在向上运动，故A错误；
B．0∼t1时间拉力小于重力，小球处于失重状态，t1∼t2时间拉力也小于重力，小球也处于失重状态，故B错误；
C．t1时刻弹簧的拉力是0，说明t1时刻弹簧处于原长状态，t1时刻之后弹簧的拉力又开始增大说明弹簧开始变长，所以t1∼t3时间小球向下运动，t1∼t3时间内，弹簧对小球的弹力先小于重力，后大于重力，小球所受的合力方向先向下后向上，小球先加速后减速，动能先增大后减小，故C正确；
D．t3∼t4时间内，小球向上运动，重力势能增大，弹簧势能减小，动能增大，根据系统机械能守恒得知，弹簧弹性势能变化量大于小球动能变化量，故D错误。

故选C。

6．C
解析：C
【解析】
试题分析：被推出的冰壶能继续前进是由于惯性．当物体具有向上的加速度时处于超重状态．汽车过凹形桥最低点时，速度越大，对桥面的压力越大．汽车在水平路面转弯时，受到重力、支持力、摩擦力三个力的作用．
图甲：被推出的冰壶能继续前进，是由于惯性．手与冰壶不接触了，不再对冰壶有推力作用，A错误；图乙：电梯在加速上升时，加速度向上，电梯里的人处于超重状态，B错误；图丙：汽车过凹形桥最低点时，加速度向上，处于超重状态，速度越大，所需要的向心力越大，超重越显著，对桥面的压力越大，C正确；图丁：汽车在水平路面转弯时，受到重力、支持力、摩擦力三个力的作用，向心力是重力、支持力、摩擦力的合力，D错误．
7．C
解析：C
【解析】
【分析】
整体一起匀加速下滑，具有相同的加速度；先用整体法结合牛顿第二定律求出整体的加速度，再用隔离法分析个体的受力情况。

【详解】
对B、C整体受力分析，受重力、支持力，B、C沿斜面匀加速下滑，则A、B间摩擦力不为零，BC在水平方向有向左的加速度，则B受A对它的向左的摩擦力，故A错误；选A、B、C整体为研究对象，根据牛顿第二定律可知A加速度大小为gsin θ，故B错误；取C为研究对象，当斜劈B的倾角也为θ时，C只受重力和斜面的支持力，加速度才为a c=gsinθ，故C正确；斜面对A的作用力垂直斜面向上，则A对斜面的作用力垂直斜面向下，这个力可分解为水平和竖直的两个分力，故斜面具有向右相对运动的趋势，斜面受到地面的摩擦力水面向左，故D错误。

故选C。

【点睛】
若一个系统中涉及两个或者两个以上物体的问题，在选取研究对象时，要灵活运用整体法和隔离法。

对于多物体问题，如果不求物体间的相互作用力，我们优先采用整体法，这样涉及的研究对象少，未知量少，方程少，求解简便；很多情况下，通常采用整体法和隔离法相结合的方法。

8．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
若飞机在空中定速巡航，则飞机的动能不变，而重力势能要不断变化，则机械能要变化，选项A错误；图中飞机飞行时，受到重力，空气作用力的作用，选项B错误；图中飞机经过最低点时，加速度向上，则驾驶员处于超重状态，选项C错误．300km/h=83.3m/s，则图中飞机经过最低点时，座椅对驾驶员的支持力
2283.3 4.5200v N mg m mg m mg r =+=+= ，选项D 正确．故选D. 9．B
解析：B
【解析】
【分析】
对小球进行受力分析，应用牛顿运动定律、机械能守恒定律以及做功与能量之间的转化关系解题。

【详解】
A ．小球刚接触弹簧时，弹簧的弹力小于重力，合力仍向下，小球继续向下做加速运动，动能仍增大，A 错误；
B ．接触弹簧后，弹簧的弹力对小球做负功，因此小球的机械能减少，B 正确；
C ．向下运动的过程中，小球始终对弹簧做正功，因此弹性势能一直增大，C 错误；
D ．小球向下运动的过程中，先加速后减速，在减速运动时，弹簧的弹力大于重力，因此在最低点时弹力大于重力，D 错误。

故选B 。

10．D
解析：D
【解析】
【详解】
剪断细线前，只有A 对弹簧有作用力，所以剪断细线前弹簧的弹力15N A F m g ==弹， 将细线剪断的瞬间，根据牛顿第二定律可得
()()A B A B m m g F m m a 弹+-=+，
解得22.5m /s a =，
隔离B ，则有:
N B B m g F m a -=，
代入数据解得N 3.75N B B F m g m a =-=，D 正确。

11．A
解析：A
【解析】
【分析】
先求出悬绳剪断前弹簧的拉力，再根据牛顿第二定律求出悬绳剪断瞬间A 和B 的瞬时加速度．
【详解】
剪断悬绳前，对B 受力分析，B 受到重力mg 和弹簧的弹力F ，则 F=mg ．剪断悬绳瞬间，弹簧的弹力不变，对A 分析知，A 的合力为
，根据牛顿第二定律得：，可得。

故A 正确，B 错误；悬绳剪断瞬间，A 向下运动，弹簧的拉力
减小，B压向桌面，桌面对B的支持力突然增大，B物块静止不动，合力为0，加速度大小为0，故CD错误。

故选A。

【点睛】
解决本题关键知道剪断悬绳的瞬间，弹簧的弹力不变，根据牛顿第二定律可以求出瞬时加速度．
12．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
A．火箭点火后刚要离开发射台竖直起飞时，火箭向上得到的反冲力大于其本身的重力，火箭具有向上的加速度，不是处于平衡状态，A错误；
BC．当物体做向下加速运动或向上减速运动时，物体处于失重状态；当物体做向上加速运动或向下减速运动时，物体处于超重状态。

火箭刚要离开发射台时，是在向上做加速运动，此时火箭处于超重状态，B错误，C正确；
D．火箭点火后，火箭向下喷出高速大量气体，根据反冲运动，火箭本身获得向上的很大反冲力来推动火箭升空，D错误。

故选C。

13．C
解析：C
【解析】
【详解】
物体的运动过程分为匀加速运动过程和匀速运动过程，当物体的速度等于传送带的速度后，物体开始匀速运动，在加速过程中受到向右的滑动摩擦力，所以
，则，，所以匀速过程的时间
，所以总时间为，故C正确，A、B、D错误；
故选C。

【点睛】
根据牛顿第二定律求出物体的加速度，物块在传送带上先做匀加速直线运动，判断出物块速度达到传送带速度时，位移与L的关系，若位移大于L，则物体一直做匀加速直线运动，若位移小于L，则物体先做匀加速直线运动再做匀速直线运动，根据匀变速直线运动的公式求出运动的时间。

14．A
解析：A
【解析】
【分析】
【详解】
设ts 末的速度为v ，则匀加速运动的加速度1v a t =，匀减速直线运动的加速度大小22v a t =，则12
:2:1a a =，根据牛顿第二定律得，1F f ma -=，2f ma =，联立解得3
F f =
，故选项A 正确BCD 错误． 故选A 。

15．A
解析：A
【解析】
【分析】
分两个阶段求解时间，水平阶段和斜面阶段，根据动能定理求出B 点的速度，然后根据运动学规律求解AB 段上的运动时间；在斜面阶段需要根据几何知识求解斜面的倾斜角，然后根据牛顿第二定律求解在斜面上的运动加速度，从而求解在斜面上的运动时间．
【详解】
设小车的质量为m ，小车在AB 段所匀减速直线运动，加速度
210.20.22/f mg a g m s m m
====，在AB 段，根据动能定理可得2201122
AB B fx mv mv -=-，解得4/B v m s =，故110432t s s -==； 小车在BC 段，根据机械能守恒可得212
B CD mv mgh =，解得0.8CD h m =，过圆形支架的圆心O 点作B
C 的垂线，根据几何知识可得12BC BC CD
x R x h =，解得4BC x m =，
1sin 5
CD BC h x θ==，故小车在BC 上运动的加速度为22sin 2/a g m s θ==，故小车在BC 段的运动时间为22422B v t s s a =
==，所以小车运动的总时间为125t t t s +==，A 正确．
【点睛】
本题的难点在于求解斜面上运动的加速度，本题再次一次提现了数物相结合的原则，在分析物理时涉及几何问题，一定要动手画画图像．
16．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
以A 为研究对象，分析受力如图：
根据牛顿第二定律得
tan A A m g m a θ=
解得
tan a g θ=
方向水平向右。

小车对B 的摩擦力为
tan f ma mg θ==
方向水平向右
小车对B 的支持力大小为
N =mg
方向竖直向上
则小车对物块B 产生的作用力的大小为
2221+tan F N f θ=+=方向斜向右上方
选项D 正确，ABC 错误。

故选D 。

17．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
AB ．当F 减小，小车的加速度为
sin mg F a m
θ-= 方向沿斜面向下。

加速度随F 的减小而增大。

选项A 错误，B 正确；
CD ．小车速度沿斜面向上，加速度方向沿斜面向下，所以小车速度逐渐减小，选项CD 错误。

故选B 。

18．D
解析：D
【解析】
【详解】
A 、同学在这段时间内处于失重状态，是由于他对体重计的压力变小了，而她的重力没有改变，故A 错误；
BD 、以竖直向下为正方向，有：mg-F=ma ，即50g-40g=50a ，解得a=0.2g ，方向竖直向下，但速度方向可能是竖直向上，也可能是竖直向下，故B 错误，故D 正确； C 、对体重计的压力与体重计对她的支持力是一对作用力与反作用力，大小一定相等，故C 错误；
故选D ．
【点睛】
熟练超重和失重概念的理解及牛顿第二定律在超重和失重中的应用，不论处于超重还是失重状态，重力均不会变化．
19．A
解析：A
【解析】
【分析】
物体A 跟车箱相对静止，小球、物体A 和车厢具有相同的加速度，隔离对小球分析，由牛顿第二定律求出加速度的大小和方向，再对A 运用牛顿第二定律求出摩擦力的大小；则可求得动摩擦因数．
【详解】 小球所受的合力应水平向右，则加速度F mgtan a gtan m m
θθ===；A 与小球具有相同的加速度，则A 所受的压力N=ma=mgtan θ，方向向右。

由滑动摩擦力公式可知，f=μN=mg ；联立解得：tanθ=
1μ；故选A 。

【点睛】
解决本题的关键知道球、物体A 与 车厢具有相同的加速度，要灵活选择研究对象，通过牛顿第二定律进行求解． 20．B
解析：B
【解析】
【分析】
对物体受力分析，受重力和阻力，根据牛顿第二定律列式求解即可；【详解】
对物体受力分析，受重力和阻力，根据牛顿第二定律，有：
1
3 mg f ma m g -==⋅
解得：
2
3
f mg
=，故选项B正确，选项ACD错误．
【点睛】
本题关键是对物体受力分析后，根据牛顿第二定律列式求解．
21．C
解析：C
【解析】
【详解】
AB．在小球将弹簧压缩到最短的过程中，小球受到向下的重力和向上的弹簧弹力，开始时弹力小于重力，小球的合力向下，向下加速运动，由于弹力增大，合力减小，故加速度减小，物体做加速度减小的加速运动。

当弹力大于重力，小球的合力向上，向下减速运动，由于弹力增大，合力增大，故加速度增大，物体做加速度增大的减速运动。

因此，小球的速度先增大后减小，小球的加速度先减小后增大，故AB正确，AB项不合题意；
D．当弹力等于重力时，加速度为零速度达最大，则有
mg=kx，
得
mg
x
k
=
，故D正确，D项不合题意。

C．小球速度最大时弹簧的形变量为mg
k
，小球要继续向下压缩弹簧，所以弹簧的最大形
变量大于mg
k
，根据运动的对称性知，弹簧的最大形变量将大于
2mg
k
，故C错误，C项符
合题意。

本题选不正确的，故选C。

22．D
解析：D
【解析】
【详解】
开始时弹力大于笔的重力，则笔向上做加速运动；当弹力等于重力时加速度为零，速度最大；然后弹力小于重力，笔向上做减速运动，当笔离开桌面时将做竖直上抛运动，直到速度减为零到达最高点；
A．笔的动能先增大后减小，选项A错误；
B．因只有弹力和重力做功，则笔的重力势能、动能和弹簧的弹性势能守恒；因动能先增。