运动和力的关系单元复习练习(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，四个质量、形状相同的斜面体放在粗糙的水平面上，将四个质量相同的物块放在斜面顶端，因物块与斜面的摩擦力不同，四个物块运动情况不同．A物块放上后匀加速下滑，B物块获一初速度后匀速下滑，C物块获一初速度后匀减速下滑，D物块放上后静止在斜面上．若在上述四种情况下斜面体均保持静止且对地面的压力依次为F1、F2、F3、F4，则它们的大小关系是（）

A．F1=F2=F3=F4B．F1＞F2＞F3＞F4C．F1＜F2=F4＜F3D．F1=F3＜F2＜F4

【答案】C

【解析】

试题分析：当物体系统中存在超重现象时，系统所受的支持力大于总重力，相反，存在失重现象时，系统所受的支持力小于总重力．若系统的合力为零时，系统所受的支持力等于总重力，

解：设物体和斜面的总重力为G．

第一个物体匀加速下滑，加速度沿斜面向下，具有竖直向下的分加速度，存在失重现象，则F1＜G；

第二个物体匀速下滑，合力为零，斜面保持静止状态，合力也为零，则系统的合力也为零，故F2=G．

第三个物体匀减速下滑，加速度沿斜面向上，具有竖直向上的分加速度，存在超重现象，则F3＞G；

第四个物体静止在斜面上，合力为零，斜面保持静止状态，合力也为零，则系统的合力也为零，故F4=G．故有F1＜F2=F4＜F3．故C正确，ABD错误．

故选C

【点评】本题运用超重和失重的观点分析加速度不同物体动力学问题，比较简便．通过分解加速度，根据牛顿第二定律研究．

2．如图所示，斜面体A静止放置在水平地面上，质量为m的物体B在外力F（方向水平向右）的作用下沿斜面向下做匀速运动，此时斜面体仍保持静止。若撤去力F，下列说法正确的是（）

A．A所受地面的摩擦力方向向左

B．A所受地面的摩擦力可能为零

C．A所受地面的摩擦力方向可能向右

D ．物体B 仍将沿斜面向下做匀速运动 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】

根据题意可知B 物块在外力F 的作用下沿斜面向下做匀速直线运动，撤去外力F 后，B 物块沿斜面向下做加速运动，加速度沿斜面向下，所以A 、B 组成的系统在水平方向上有向左的分加速度，根据系统牛顿第二定律可知，地面对A 的摩擦力水平向左，才能提供系统在水平方向上的分加速度。 故选A 。

3．如图，在倾角为37θ︒=的角锥体表面上对称地放着可视为质点的A 、B 两个物体，用一轻质绳跨过固定在顶部的光滑的定滑轮连接在一起，开始时绳子绷直但无张力。已知A 、B 两个物体的质量分别为m 和2m ，它们与竖直轴的距离均为r =1m ，两物体与角锥体表面的动摩擦因数为0.8，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g =10m/s 2，某时刻起，圆锥体绕竖直轴缓慢加速转动，加速转动过程中A 、B 两物体始终与角锥体保持相对静止，则下列说法正确的是（ ）

A ．绳子没有张力之前，

B 物体受到的静摩擦力在增加 B ．绳子即将有张力时，转动的角速度15

rad/s ω=

C ．在A 、B 滑动前A 所受的静摩擦力一直在增加

D ．在A 、B 即将滑动时，转动的角速度25

ω= 【答案】AB 【解析】 【分析】 【详解】

A ．绳子没有张力之前，对

B 物体进行受力分析后正交分解，根据牛顿第二定律可得 水平方向

2cos sin 2f N m r θθω-=

竖直方向有

sin cos 2f N mg θθ+=

由以上两式可得，随着ω的增大，f 增大，N 减小，选项A 正确； B ．对B 物体分析其将要发生滑动瞬间的临界状态时的受力可得

水平方向有

21cos sin 2N N m r μθθω-=

竖直方向有

sin cos 2N N mg μθθ+=

代入数据解得

1ω=

选项B 正确；

C ．在ω逐渐增大的过程中，A 物体先有向外滑动的趋势，后有向内滑动的趋势，其所受静摩擦力先沿斜面向上增大，后沿斜面向上减小，再改为沿斜面向下增大，选项C 错误；

D ．ω增大到AB 整体将要滑动时，B 有向下滑动趋势，A 有向上滑动趋势，对A 物体 水平方向有

()22cos sin A A T N N m r μθθω--=

竖直方向有

()sin cos A A T N N mg μθθ-+=

对B 物体 水平方向有

()22cos sin 2B B T N N m r μθθω+-=

竖直方向有

()sin cos 2B B T N N mg μθθ++=

联立以上四式解得

2ω=

选项D 错误。 故选AB 。

4．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 。

5．如图所示，斜面体ABC 放在水平桌面上，其倾角为37º，其质量为M=5kg ．现将一质量