力与运动的关系高考真题汇编三

专题三 力与运动的关系高考真题汇编

1.(单选)(2017•新课标Ⅱ卷T16)如图所示，一物块在水平拉力F 的作用下沿水平桌面做匀

速直线运动.若保持F 的大小不变，而方向与水平面成600

角，物块也恰好做匀速直线运动.物块与桌面间的动摩擦因数为（ ） A.2-3 B.

36 C.33 D.32

答案：C

解析：当拉力水平时，物体匀速运动，由平衡条件有F=μmg ；当拉力倾斜时，物体受力分析如图所示，由F f =μF N ，F N =mg-Fsin θ可知摩擦力为F f =μ(mg-Fsin θ),由平衡条件有Fcos600

=F f ,代入数据为12μmg=μ(mg

﹣

32F)，联立可得μ=3

3

，C 正确. 2．(单选) (2017·海南卷T3,4分)汽车紧急刹车后，停止运动的车轮在水平地面上滑动直至停止，在地面上留下的痕迹称为刹车线.由刹车线的长短可知汽车刹车前的速度,已知汽车轮胎与地面之间的动摩擦因数为0.80，测得刹车线长25 m.汽车在刹车前的瞬间的速度大小

为（重力加速度g 取10m/s 2

）

A.10m/s

B.20m/s

C.30m/s

D.40m/s 答案：B

解析：由牛顿第二定律有μmg=ma ，解得a=8m/s 2

，再由运动学公式有0-v 02

=-2ax ，解得v=2ax =2×8×25m/s=20m/s ，B 正确.

3.(多选)(2017·海南卷T9,4分)如图所示，水平地面上有三个靠在一起的物块P 、Q 和R ，质量分别为m 、2m 和3m ，物块与地面间的动摩擦因数都为μ.用大小为F 的水平外力推动物块P ，记R 和Q 之间相互作用力与Q 与P 之间相互作用力大小之比为k.下列判断正确的是( )

A.若μ≠0，则k=5

6 B.若μ≠0，则k=3

5

C.若μ=0，则k=12

D.若μ=0，则k=3

5

答案：BD

解析：若μ≠0，对整体由牛顿第二定律有F-μ·6mg=6ma,设R 和Q 之间相互作用力为F 1，隔离R 有F 1—μ·3mg=3ma,联立解得F 1=μ·3mg+3m F-μ·6mg 6m =F

2，设Q 与P 之间相互作用力

为F 2，隔离Q 与R 有F 2—μ·5mg=5ma,联立解得F 2=μ·5mg+5m F-μ·6mg 6m =56,则k=F 1F 2=3

5，若

μ=0，同理可得k=3

5

,BD 正确.

4.(2016•海南单科卷)沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力F 的作用，其下滑的速度-时间图线如图所示.已知物体与斜面之间的动摩擦因数为常数，在0～5s ，5～10s ，10～15s 内F 的大小分别为F 1、F 2和F 3，则（ ）

A.F 1＜F 2

B.F 2＞F 3

C.F 1＞F 3

D.F 1=F 3 答案：A

解析：由速度时间图象的斜率可知，0～5s 内和10～15s 内物

体的加速度大小a 相等.在0～5s 内，物体加速下滑，由牛顿第二定律有mgsin θ-f-F 1=ma ，所以F 1=mgsin θ-f-ma ；在5～10s ，物体匀速下滑，受力平衡，则mgsin θ=f+F 2，所以F 2=mgsin θ-f ；在10～15s 内，物体减速下滑，由牛顿第二定律有F 3+f-mgsin θ=ma ，所以F 3=mgsin θ-f+ma ；由以上分析可得，F 1＜F 2＜F 3；

5.（2016•上海单科卷T26，4分）地面上物体在变力F 作用下由静止开始竖直向上运动，力F 随高度随高度x 的变化关系如图所示，物体能上升的最大高为h ，h ＜H ，当物体加速度最大时其高度为 ，加速度的最大值为 ．

答案：0或h ，

gh 2H-h

解析：因作用在物体上的力F 均匀的减小，加速度是先减小至零时在反向

增加，开始时与到达最高点时速度都为零，由对称性可知开始时和高度最大时，具有相同的加速度，且为最大，所以当物体加速度最大时其高度为0或h ．因变力F 在均匀的变化，由图中的几何关系可知该过程中的平均作用力为-F=F 0+

(H-h)F 0H 2=F 0(2H-h)2H ,在物体能上升到最大高h 的过程中，由功能关系有-Fh=mgh ，联立以上两式解得m=F 0(2H-h)2gH ,在开始时，由牛顿第

二定律有F 0-mg=ma,解得a=gh

2H-h

.

6.(2015·全国新课标理综Ⅰ卷T20)如图a 所示，一物块在t=0时刻滑上一固定斜面，其运动的V —t 图线如图b 所示.若重力加速度g 及图中的V 0、V 1、t 1均为已知量，则可求出( )

A.斜面的倾角

B.物块的质量

C.物块与斜面间的动摩擦因数

D.物块沿斜面向上滑行的最大高度 答案：ACD

解析：小球滑上斜面的初速度V 0已知，向上滑

行过程为匀变速直线运动，末速度0，那么平均速度为V 0

2，所以沿斜面向上滑行的最远距离

S=V 02t 1，根据牛顿第二定律，向上滑行过程的加速度V 0t 1=gsin θ+μgcos θ，向下滑行加速度V 1t 1=gsin θ-μgcos θ，整理可得gsin θ=V 0+V 12t 1，从而可计算出斜面的倾斜角度θ以及动摩擦因

数μ，选项A 、C 正确；再根据斜面的倾斜角度θ可计算出向上滑行的最大高度S ·sin θ=

V 0

2t 1·V 0+V 12t 1·1g =V 0·V 0+V 1

4g ，选项D 正确；仅根据速度时间图象，无法求出物块质量，选项B 错

误.

7.(2015·全国新课标Ⅱ卷T20)在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩链接好的车厢.当机车在东边拉着这列车厢一大小为a 的加速度向东行驶时，链接某两相邻车厢的挂钩P 和Q 间的拉力大小为F ；当机车在西边拉着这列车厢一大小为2

3a 的加速度向西行驶时，

链接某两相邻车厢的挂钩P 和Q 间的拉力大小仍为F.不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为( )