运动和力的关系综合测试卷(word含答案)

一、第四章 运动和力的关系易错题培优（难）

1．如图所示，水平板上有质量m =1.0kg 的物块，受到随时间t 变化的水平拉力F 作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力F f 的大小．取重力加速度g =10m/s 2．下列判断正确的是（ ）

A ．5s 内拉力对物块做功为零

B ．4s 末物块所受合力大小为4.0N

C ．物块与木板之间的动摩擦因数为0.4

D ．6s ～9s 内物块的加速度的大小为2.0m/s 2

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

A ．在0﹣4s 内，物体所受的摩擦力为静摩擦力，4s 末开始运动，则5s 内位移不为零，则拉力做功不为零．故A 错误．

B ．4s 末拉力为4N ，摩擦力为4N ，合力为零．故B 错误．

CD ．根据牛顿第二定律得，6s ～9s 内物体做匀加速直线运动的加速度

a=

2253m/s 2m/s 1

f F F m --== 解得 30.310

f F m

g μ=

== 故C 错误，D 正确．

故选D ．

2．如图所示，将小砝码置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，砝码的移动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验。已知砝码和纸板的质量分别为2m 和m ，纸板与桌面间的动摩擦因数为μ，砝码与纸板间的动摩擦因数为2μ，重力加速度为g 。要使纸板相对砝码运动，所需拉力的大小至少应为（ ）

A ．7mg μ

B ．8mg μ

C ．9mg μ

D ．10mg μ

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

砝码和桌面对纸板的摩擦力分别为

1224f mg mg μμ=⨯=

()223f m m g mg μμ=+=

设砝码的加速度为a 1，纸板的加速度为a 2，则有

112f ma =

122F f f ma --=

发生相对运动需要满足

21a a >

代入数据解得

9F mg μ>

故选C 。

3．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0.75mg k

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x m ，以A 为研究对象，根据牛顿第二定律得

0.25m mg kx ma m g -==⨯

解得

0.75m mg x k

=

在此之前，以A 为研究对象，根据牛顿第二定律得

0.25N mg F kx a g m

--== 可得 0.75N F mg kx =-

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

20.252mg F kx a g m

--=

= 可得 1.5F mg kx =-

力F 对B 的作用力范围为

0.75 1.5mg F mg ≤≤

选项C 正确，D 错误。

故选BC 。

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

B ．可能是b 、c

C ．可能是c 、d

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g sin θ；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

mg sinθ+ F T sinβ=ma

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

对ob情况有

mg sinθ=ma

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

对oc情况有

mg sinθ－ F T sinβ=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

F T cosβ－mg cosθ=0

mg sinθ－F T sinβ=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．如图所示，质量为3 kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面。质量为2 kg的物体B用细线悬挂起来，A、B紧挨在一起但A、B之间无压力。某时刻将细线剪断，A、B一起向下运动过程中（弹簧在弹性限度范围内，g取10 m/s2），下列说法正确的是（）

A．细线剪断瞬间，B对A的压力大小为12 N B．细线剪断瞬间，B对A的压力大小为8 N C．B对A的压力最大为28 N D．B对A的压力最大为20 N

【答案】AC

【解析】

【分析】

【详解】

AB．剪断细线前，A、B间无压力，则弹簧的弹力为