天津市运动和力的关系单元试卷(word版含答案)

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4.0NC ．物块与木板之间的动摩擦因数为0.4D ．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 1f F F m --== 解得 30.310f F mg μ=== 故C 错误，D 正确．故选D ．2．如图所示，倾斜传送带以速度1v 顺时针匀速运动，0t =时刻小物体从底端以速度2v 冲上传送带，t t =0时刻离开传送带。

下列描述小物体的速度随时间变化的图像可能正确的是（ ）A ．B ．C ．D ．【答案】ABD【解析】【分析】【详解】 若21v v <且物体与传送带间的动摩擦因数tan μθ≥，即加速度沿传送带向上，则物体传送带向上做匀加速运动至速度为1v 后做匀速向上运动；若21v v <且物体与传送带间的动摩擦因数tan μθ<，则物体沿传送带向上做匀减速运动至速度为0，后沿传送带向下做匀加速运动；若21v v >且物体与传送带间的动摩擦因数tan μθ≥，则物体沿传送带向上做匀减速运动至速度为1v 后向上做匀速运动；若21v v >且物体与传送带间的动摩擦因教tan μθ<，则物体沿传送带向上做匀减速运动，加速度为sin cos a g g θμθ=+至速度为1v 后加速度变为sin cos a g g θμθ=-向上减速运动至速度为零后开始向下做匀加速运动，加速度为sin cos a g g θμθ=-直至离开传送带。

选项C 错误，ABD 正确。

故选ABD 。

3．如图所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v 1运行．初速度大小为v 2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，v 2>v 1，从小物块滑上传送带开始计时，其v-t 图像可能的是( )A ．B ．C ．D ．【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，粗糙的水平地面上有三块材料完全相同的木块A、B、C，质量均为m，B、C之间用轻质细绳连接。

现用一水平恒力F拉C，使三者由静止开始一起做匀加速运动，运动过程中把一块橡皮泥粘在某一块上面，系统仍加速运动，且始终没有相对滑动，则在粘上橡皮泥并达到稳定后，下列说法正确的是（）A．若粘在木块A上面，绳的拉力不变B．若粘在木块A上面，绳的拉力增大C．若粘在木块C上面，A、B间摩擦力增大D．若粘在木块C上面，绳的拉力和A、B间摩擦力都减小【答案】BD【解析】【分析】【详解】因无相对滑动，根据牛顿第二定律都有F﹣3μmg﹣μ△mg=（3m+△m）a可知，运动过程中把一块橡皮泥粘在某一块上面，质量都变化，加速度a都将减小．AB．若粘在A木块上面，以C为研究对象，受F、摩擦力μmg、绳子拉力T，根据牛顿第二定律有F﹣μmg﹣T=ma解得T=F﹣μmg﹣ma因为加速度a减小，F、μmg不变，所以，绳子拉力T增大．故B正确，A错误；CD．若粘在C木块上面，对A，根据牛顿第二定律有f A=ma因为加速度a减小，可知A的摩擦力减小；以AB为整体，根据牛顿第二定律有T﹣2μmg=2ma解得T=2μmg+2ma因为加速度a减小，则绳子拉力T减小，故D正确，C错误。

故选BD。

5．在大型物流货场，广泛的应用着传送带搬运货物。

如图甲所示，与水平面倾斜的传送带以恒定速率运动，皮带始终是绷紧的，将m =1kg 的货物放在传送带上的A 处，经过1.2s 到达传送带的B 端。

用速度传感器测得货物与传送带的速度v 随时间t 变化图像如图乙所示，已知重力加速度g =10m/s 2。

由v —t 图可知（ ）A ．A 、B 两点的距离为2.4mB ．货物与传送带的动摩擦因数为0.5C ．货物从A 运动到B 过程中，传送带对货物做功大小为12.8JD ．货物从A 运动到B 过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为4.8J【答案】BD【解析】【分析】【详解】A ．物块在传送带上先做匀加速直线运动，当速度达到传送带速度，再做加速度运动，所以物块由A 到B 的间距对应所围梯形的“面积”1120.2(24)1 3.2m 22x =⨯⨯++⨯= 故A 错误。

B ．由v ﹣t 图像可知，物块在传送带上先做a 1匀加速直线运动，加速度为2210m /s 0.2v a t ∆===∆ 对物体受力分析受摩擦力，方向向下，重力和支持力，得 1sin mg f ma θ+=即1sin cos mg mg ma θμθ+=同理，做a 2的匀加速直线运动，对物体受力分析受摩擦力，方向向上，重力和支持力，加速度为22422m/s 1.20.2v a t ∆-===∆- 得 2sin mg θf ma =-即2sin cos mg mg ma θμθ-=联立解得cos 0.8θ=，0.5μ=，故B 正确。

C ．根据功能关系，由B 中可知cos 0.51010.84N f μmg θ==⨯⨯⨯=做a 1匀加速直线运动，有知位移为1120.20.2m 2x =⨯⨯= 物体受力分析受摩擦力，方向向下，摩擦力做正功为f1140.20.8J W fx ==⨯=同理做a 2匀加速直线运动，位移为21(24)13m 2x =⨯+⨯= 物体受力分析受摩擦力，方向向上，摩擦力做负功为f 224312J W fx ==⨯=﹣﹣﹣所以整个过程，传送带对货物做功大小为12J 0.8J 11.2J =﹣故C 错误。

D ．根据功能关系，货物与传送带摩擦产生的热量等于摩擦力乘以相对位移，由C 中可知cos 0.51010.84N f μmg θ==⨯⨯⨯=做a 1匀加速直线运动，位移为1120.20.2m 2x =⨯⨯= 皮带位移为20.20.4m x =⨯=皮相对位移为11Δ0.40.20.2m x x x ===皮-﹣同理，做a 2匀加速直线运动，位移为21(24)13m 2=x ⨯+⨯= 2212m x =⨯=皮相对位移为222Δ321m x x x ==-=-皮故两者之间的总相对位移为12ΔΔΔ10.2 1.2m x x x =+=+=货物与传送带摩擦产生的热量为Δ4 1.2 4.8J Q W f x ===⨯=故D 正确。

故选BD 。

6．如图所示，一质量为M 、带有挂钩的小球套在倾角为θ的细杆上，恰能沿杆匀速下滑，小球所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力.若在小球下滑过程中在挂钩上加挂质量为m 的物体或改变倾角θ，则下列说法正确的是（ ）A ．仅增大θ（θ<90°）时，小球被释放后仍能沿杆匀速下滑B ．仅增大θ（θ<90°）时，小球被释放后将沿杆加速下滑C ．θ不变，仅在挂钩上加挂物体时，小球被释放后将沿杆加速下滑D ．θ不变，仅在挂钩上加挂物体时，挂钩对物体的拉力等于物体的重力【答案】BD【解析】【分析】【详解】AB ．当球形物体沿细杆匀速下滑时，由力的平衡条件可知cos sin cos N F Mg Mg Mg θθμθ==解得 tan μθ=仅增大θ（θ<90°），则有球形物体的重力沿杆的分力大于杆对球形物体的摩擦力，小球被释放后沿杆加速下滑，选项A 错误，B 正确；CD ．当挂上一质量为m 的物体时，以两物体整体为研究对象，沿杆向下的重力分力为1()sin F M m g θ=+当挂上一质量为m 的物体时，球形物体所受的摩擦力即沿杆向上的力，大小为2()cos f F F M m g μθ==+摩擦力增大，分析可知12F F =，因此球形物体仍沿细杆匀速下滑。

所以挂钩对物体的拉力等于物体的重力。

选项C 错误，D 正确。

故选BD 。

7．如图所示，光滑水平面上放置M 、N 、P 、Q 四个木块，其中M 、P 质量均为m ，N 、Q 质量均为2m ，M 、P 之间用一轻质弹簧相连．现用水平拉力F 拉N ，使四个木块以同一加速度a 向右运动，则在突然撤去F 的瞬间，下列说法正确的是：A ．N 的加速度大小仍为aB ．PQ 间的摩擦力不变C ．MN 间的摩擦力变小D．M、P的加速度大小变为2a【答案】ABC【解析】【分析】【详解】ACD．撤去F前，对PQ整体分析,知弹簧的弹力=3F ma弹隔离对M分析=f F ma-弹计算得出4f ma=对整体分析6F ma=撤去F后,对MN整体分析3Fa am弹'==方向向左。

隔离对N分析2f ma'=知MN间的摩擦力发生变化.N的加速度大小不变,方向改变,故AC正确，D错误；B．撤去F的瞬间，弹簧的弹力不变，对PQ整体分析，加速度不变,隔离对P分析,PQ间的摩擦力不变，所以B选项是正确的。

故选ABC。

8．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co-tsanvgtθμθ=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v0，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 sinθ-μmg cosθ=ma2代入数值得22sinva gtθ=-选项D正确。