运动和力的关系达标检测卷(Word版 含解析)

一、第四章 运动和力的关系易错题培优（难）1． 如图所示,水平面上 O 点的左侧光滑,O 点的右侧粗糙。

有 8 个质量均为 m 的完全相同的小滑块(可视为质点),用轻质的细杆相连,相邻小滑块间的距离为 L ,滑块 1 恰好位 于 O 点左侧,滑块 2、3……依次沿直线水平向左排开。

现将水平恒力 F 作用于滑块 1上。

经观察发现,在第 3 个小滑块完全进入粗糙地带后到第 4 个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,小滑块做匀速直线运动,已知重力加速度为 g ,则下列判断中正确的是( )。

A ．粗糙地带与滑块间的动摩擦因数为F mgB ．滑块匀速运动时,各段轻杆上的弹力大小相等C ．第 2 个小滑块完全进入粗糙地带到第 3 个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,8 个小滑块的加速度大小为12F mD ．第 1 个小滑块完全进入粗糙地带到第 2 个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,5 和 6两个小滑块之间的轻杆上的弹力大小为4F 【答案】D 【解析】 【详解】A.将匀速运动的8个小滑块作为一个整体，有30F mg μ-=，解得3Fmgμ=， 故A 项错误；B.当滑块匀速运动时，处在光滑地带上的滑块间的轻杆上的弹力都为零，处在粗糙地带上的滑块间的轻杆上的弹力不为零，且各不相同，故B 项错误；C.对8个滑块，有28F mg ma μ-=，代入3Fmgμ=，解得 24Fa m=， 故C 项错误； D.对8个滑块，有8F mg ma μ'-=，解得4ga μ'=再以6、7、8三个小滑块作为整体，由牛顿第二定律有34F F ma ''==， 故D 项正确;2．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 、bB ．可能是b 、cC ．可能是c 、dD ．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 sin θ+ F T sin β=ma必有a>g sin θ，即整体以加速度大于g sin θ沿斜面向下做匀加速运动，所以oa 不可能。

对ob 情况有mg sin θ=ma得a=g sin θ，即整体以加速度等于g sin θ沿斜面向下做匀加速运动，所以ob 不可能。

对oc 情况有mg sin θ－ F T sin β=ma必有a<g sin θ，即整体以加速度小于g sin θ沿斜面向下做匀加速运动，所以oc 可能。

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=0mg 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。

3．如图所示，不可伸长的轻绳上端固定，下端与质量为m的物块P连接；轻弹簧下端固定，上端与质量为2m的物块Q连接，系统处于静止状态．轻绳轻弹簧均与固定光滑斜面平行，已知P、Q间接触但无弹力，重力加速度大小为g，取sin53°＝0.8，cos53°＝0.6．下列说法正确的是A．剪断轻绳前，斜面对P的支持力大小为45 mgB．剪断轻绳的瞬间，弹簧的弹力大小为85 mgC．剪断轻绳的瞬间，P的加速度大小为815mgD．剪断轻绳的瞬间，P、Q间的弹力大小为815mg【答案】BD【解析】【分析】【详解】A.剪断轻绳前，对P进行受力分析如图所示：则根据平衡条件可知，斜面对P 的支持力为：3cos535N mg mg =︒=，故A 错误；B.剪断轻绳前，对Q 进行受力分析如图所示：根据平衡条件可知，弹簧的弹力为：82sin 535F mg mg =︒=，轻绳剪断瞬间，弹簧的弹力不发生突变，即为85mg ，故B 正确； C.剪断轻绳瞬间PQ 一起向下加速，对PQ 整体进行受力分析如图所示：根据牛顿第二定律可得其加速度为：3sin 534315mg F a g m ︒-==，故C 错误；D.剪断绳子后对P 物体有：sin 53PQ mg N ma ︒-=解得PQ 之间的弹力大小为：8g 15PQ N m =， 故D 正确；4．如图所示，质量为M 的木板放在光滑的水平面上，木板的右端有一质量为m 的木块（可视为质点），在木板上施加一水平向右的恒力F ，木块和木板由静止开始运动并在最后分离。

设分离时木块相对地面运动的位移为x ，保证木块和木板会发生相对滑动的情况下，下列方式可使位移x 增大的是（ ）A ．仅增大木板的质量MB ．仅减小木块的质量mC ．仅增大恒力FD ．仅增大木块与木板间的动摩擦因数 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】设木板长为L ，当木块与木板分离时，运动时间为t ，对于木板1F mg Ma μ-=211'2x a t =对于木块2mg ma μ=2212x a t =当木块与木板分离时，它们的位移满足22121122L a t a t =-解得122Lt a a =-则木块相对地面运动的位移为2221122=2=11a L L a a a x a t a --=A ．仅增大木板的质量M ，1a 变小，2a 不变，x 增大，故A 正确；B ．仅减小木块的质量m ，1a 变大，2a 不变，x 减小，故B 错误；C ．仅增大恒力F ，1a 变大，2a 不变，x 减小，故C 错误；D ．仅稍增大木块与木板间的动摩擦因数，1a 变小，2a 增大，x 增大，故D 正确。

故选AD 。

5．如图所示，A 、B 两物块的质量分别为3m 和2m ，两物块静止叠放在水平地面上A 、B间的动摩擦因数为μ，B与地面间的动摩擦因数为12μ(μ≠0)．最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.现对B施加一水平推力F，则下列说法正确的是()A．若F＝μmg，A、B间的摩擦力一定为零B．当F＞7.5μmg时，A相对B滑动C．当F＝3μmg时，A的加速度为μgD．若去掉B上的力，而将F＝3μmg的力作用在A上，则B的加速度为0.1μg【答案】ABD【解析】【详解】A．B与地面间的最大静摩擦力f B＝12μ×5mg＝52μmg，当F=μmg时，AB处于静止，对A分析，A所受的摩擦力为零，故A正确；B．A发生相对滑动的临界加速度a=μg，对整体分析，F−12μ•5mg＝5ma，解得F=7.5μmg，所以当F＞7.5μmg时，A相对B滑动．故B正确；C．当7.5μmg＞F=3μmg＞52μmg，可知AB保持相对静止，一起做匀加速直线运动，加速度a=2.55F mgmμ-＝0.1μg，故C错误；D．若去掉B上的力，而将F=3μmg的力作用在A上，B发生相对滑动的临界加速度a＝13522mg mgmμμ⋅-⋅＝0.25μg，对A分析F-μ•3mg=3ma，解得不发生相对滑动的最小拉力F=3.75μmg，可知F=3μmg的力作用在A上，一起做匀加速直线运动，加速度a=1525F mgmμ-⋅＝0.1μg，故D 正确。

故选ABD 。

【点睛】本题考查了摩擦力的计算和牛顿第二定律的综合运用，解决本题的突破口在于通过隔离法和整体法求出A 、B 不发生相对滑动时的最大拉力．6．如图，三个质量均为m 的物块a 、b 、c ，用两个轻弹簧和一根轻绳相连，挂在天花板上，处于静止状态，现将b 、c 之间的轻绳剪断（设重力加速度为g ），下列说法正确的是（ ）A ．刚剪断轻绳的瞬间，b 的加速度大小为2gB ．刚剪断轻绳的瞬间，c 的加速度大小为gC ．剪断轻绳后，a 、b 速度相等时两者相距一定最近D ．剪断轻绳后，a 、b 下落过程中加速度相同的瞬间，两者加速度均为g 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】AB ．剪断弹簧的瞬间，绳的弹力立即消失，而弹簧弹力瞬间不变；对b 根据牛顿第二定律可得2b mg ma =解得2b a g =，方向向下；c 上面的弹簧在绳子剪断前的弹力等于总重，即为3mg ，剪断细线后对c 根据牛顿第二定律可得3b C ma mg mg ma =-=解得2c a g =，方向向上；故A 正确，B 错误；C ．剪断轻绳后，a 、b 下落过程中，二者在开始的一段时间内加速度不同，所以两者不会保持相对静止，先是b 相对靠近a ，速度相等时两者的距离最近，后a 相对b 远离，速度再次相等时两者距离最远，故C 错误；D ．剪断轻绳后，a 、b 下落过程中加速度相等的瞬间，对整体分析由牛顿第二定律可知加速度为g ，且两者之间的轻弹簧一定处于原长状态，故D 正确。

故选AD 。

7．如图甲所示，水平地面上有足够长平板车M ，车上放一物块m ，开始时M 、m 均静止。

t =0时，车在外力作用下开始沿水平面向右运动，其v -t 图像如图乙所示，已知物块与平板车间的动摩擦因数为0.2，取g =10m/s 2。

下列说法正确的是（ ）A ．0-6s 内，m 的加速度一直保持不变B ．m 相对M 滑动的时间为3sC ．0-6s 内，m 相对M 滑动的位移的大小为4mD ．0-6s 内，m 、M 相对地面的位移大小之比为3：4 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】AB ．物块相对于平板车滑动时的加速度22m /s mga g mμμ===若其加速度一直不变，速度时间图像如图所示有图像可以算出t =3s 时，速度相等，为6m/s 。

由于平板车减速阶段的加速度大小为2218m /s 2m /s 62a a ===- 故二者等速后相对静止，物块的加速度大小不变，方向改变。

物块相对平板车滑动的时间为3s 。

故A 错误，B 正确；C ．有图像可知，0-6s 内，物块相对平板车滑动的位移的大小186128m 1m 36m=6m 222x +∆=⨯⨯+⨯-⨯⨯故C 错误；D ．0-6s 内，有图像可知，物块相对地面的位移大小1166m=18m 2x =⨯⨯平板车相对地面的位移大小2168m=24m 2x =⨯⨯二者之比为3：4，故D 正确。