通辽上册运动和力的关系单元综合测试(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/s2．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/s2

【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=22

53

m/s2m/s

1

f

F F

m

--

==

解得

3

0.3

10

f

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，0

t=时刻小物体从底端以速度

2

v冲上传送带，t t

=

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 。

3．一物体自0t =

时开始做直线运动，其速度图线如图所示，下列选项正确的是（ ）

A ．在0~6s 内，物体离出发点最远为30m

B ．在0~6s 内，物体经过的路程为40m

C ．在0~4s 内，物体的平均速率为7.5m/s

D ．在5~6s 内，物体所受的合外力为零

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】

A ．0-5s ，物体沿正向运动，5-6s 沿负向运动，故5s 末离出发点最远，最远距离为

1(25)10m 35m 2

s =+?= A 错误；

B ．由“面积法”求出0-5s 的位移

12510m 35m 2

x +=

?= 5-6s 的位移 211(10)m 5m 2

x =??-=- 总路程为

1240m s x x =+=

B 正确；

C ．由面积法求出0-4s 的位移

2410m 30m 2

x +=

?= 平度速度为 30m/s 7.5m/s 4

x v t =

== C 正确； D ．5~6s 内,物体做加速运动，加速度不为零，根据牛顿第二定律，物体所受的合外力不为零，D 错误。

故选BC 。

4．如图所示，质量为M 的三角形斜劈C 放置在水平地面上，左右两侧的斜面与水平地面的夹角分别为37?和53?，斜面光滑且足够长，质量均为m 的两物块A 、B 分别放置在左右两侧的斜面上，两物块用一根跨过斜劈顶端定滑轮的细线拴接，细线绷紧且与对应斜面平行，不计细线与滑轮处的摩擦以及滑轮的质量，重力加速度为g ，两物块由静止释放，斜劈始终保持静止不动，sin370.6?=，cos370.8?=，则在A 、B 两物块开始运动之后的过程中，下列说法正确的是（ ）

A ．物块A 沿斜面向上加速运动的加速度大小为0.1g

B ．细线中的拉力大小为0.7mg

C ．斜劈C 给地面的摩擦力大小为0

D ．斜劈对地面的压力大小为()M m g +

【答案】AB

【解析】

【分析】

【详解】

AB ．设细线上的拉力大小为T ，物块的加速度大小为a ，对B 受力分析

sin 53mg T ma ?-=

对A 受力分析

sin 37T mg ma -?=

解得

0.7T mg =

0.1a g =

故选项AB 正确；

C ．整体分析，物块A 向右上方加速，物块B 向右下方加速，斜劈C 静止不动，所以系统向右的动量增加，地面给斜劈C 的摩擦力方向水平向右，不为0，故选项C 错误；

D ．对C 受力分析，在竖直方向上有

cos37cos37cos53cos53sin37sin53mg mg T T Mg N ??+??+?+?+=

解得

1.98N M m g =+()

故选项D 错误。

故选AB 。

5．如图所示，带有长方体盒子的斜劈A 放在固定的斜面体C 的斜面上，长方体盒子底面水平，在盒子内放有光滑球B ，B 恰与盒子前、后壁P 、Q 相接触。现将斜劈A 在斜面体C 上由静止释放，以下说法正确的是（

）

A ．若C 的斜面光滑，斜劈A 由静止释放，则P 对球

B 有压力

B ．若

C 的斜面光滑，斜劈A 以一定的初速度沿斜面向上滑行，则P 、Q 对球B 均无压力 C ．若C 的斜面粗糙，斜劈A 沿斜面匀速下滑，则P 、Q 对球B 均无压力

D．若C的斜面粗糙，斜劈A沿斜面加速下滑，则Q对球B有压力

【答案】CD

【解析】

【分析】

【详解】

A．当斜面光滑，斜劈A由静止释放，斜劈和球这个整体具有相同的加速度，方向沿斜面向下。根据牛顿第二定律，知B球的合力方向沿斜面向下。所以B球受重力、底部的支持力、以及Q对球的弹力。知P点对球无压力，Q点对球有压力。故A错误；

B．当斜面光滑，斜劈A以一定的初速度沿斜面上滑，斜劈和球这个整体具有相同的加速度，方向沿斜面向下。根据牛顿第二定律，知B球的合力方向沿斜面向下。所以B球受重力、底部的支持力、以及Q对球的弹力，故B错误；

C．斜劈A沿斜面匀速下滑，知B球处于平衡状态，受重力和底部的支持力平衡。所以P、Q对球均无压力。故C正确；

D．斜劈A沿斜面加速下滑，斜劈和球这个整体具有相同的加速度，方向沿斜面向下。根据牛顿第二定律，知B球的合力方向沿斜面向下。所以B球受重力、底部的支持力、以及Q对球的弹力。故D正确。

故选CD。

【点睛】

斜劈A在斜面体C上静止不动，则B受重力和支持力平衡。当斜面光滑，斜劈A和B球具有相同的加速度沿斜面向上减速，通过对B球进行受力分析，判断P、Q对球有无压力。当斜面粗糙，按照同样的方法，先判断出整体的加速度方向，再隔离对B进行受力分析，从而判断P、Q对球有无压力。

6．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a

B．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

2

a

【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

=3

F ma

弹

隔离对M分析

=

f F ma

-

弹

计算得出4

f ma

=

对整体分析

6

F ma

=

撤去F后,对MN整体分析

3

F

a a

m

弹

'==

方向向左。

隔离对N分析

2

f 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。

7．如图所示，物体A和B的质量均为m，分别与跨过定滑轮的轻绳连接（不计绳与轮、滑轮与轴之间的摩擦），用水平变力F拉物体A沿水平方向向右做匀速直线运动。则

（）

A．物体B做匀加速直线运动B．物体B处于超重状态

C．物体B的加速度逐渐增大D．物体B的加速度逐渐减小

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】

ACD．设绳子与水平方向夹角为α，A、B两物体沿着绳子方向的速度相等

cos

B A

v vα

=

随着A向右运动，α逐渐减小，因此B的速度逐渐增大，B做加速运动，当A运动到绳子方向与水平方向夹角很小时，B的速度接近A的速度，但不会超过A的速度，因此B做加速度减小的加速运动，最终加速度趋近于零，AC错误，D正确；

B．由于B做加速运动，合力向上，因此处于超重状态，B正确。

故选BD。

8．用长度为L的铁丝绕成一个高度为H的等螺距螺旋线圈，将它竖直地固定于水平桌面。穿在铁丝上的一小珠子可沿此螺旋线圈无摩擦地下滑(下滑过程线圈形状保持不变），

已知重力加速度为g。这个小珠子从螺旋线圈最高点无初速滑到桌面经历的时间为

（）

A

2H

g

B

2gH

C

gH

D．

2

gH

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

将螺线圈分割为很多小段，每一段近似为一个斜面，由于螺旋线圈等螺距，说明每一小段的斜面倾角相同，设为θ，根据几何关系，有

sin

H

L

θ=

珠子做加速度大小不变的加速运动，根据牛顿第二定律，有

sin

mg ma

θ=

解得

sin

a gθ

=

由于珠子与初速度和加速度大小相同的匀加速直线运动的运动时间完全相同，故根据位移时间关系公式，有

2

1

2

L at

=

联立解得

2

t L

gH

=

选项D正确，ABC错误。

故选D。

9．如图a所示，某研究小组利用此装置探究物体在恒力作用下加速度与斜面倾角的关系．木板OA可绕轴O在竖直平面内转动，物块受到平行于斜面且指向A端、大小为

F＝8.5N的力作用．通过DIS实验，得到如图b所示的加速度与斜面倾角的关系图线，且每次实验过程中木板OA的倾角保持不变．若图b中图线与纵坐标交点a0＝6m/s2，物块的质量m＝lkg，假定物块与木板间的最大静摩擦力始终等于滑动摩擦力．则（）

A ．物块与木板间的动摩擦因数为0.2

B ．图b 中θ2的坐标大于60°

C ．如图b 所示，将斜面倾角由θ1缓慢增加到θ2的过程中，摩檫力一直减小

D ．斜面倾角为37°时，物块所受的摩擦力为2.5N

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

A 、θ=0°时，木板水平放置，物块在水平方向受到拉力F 和滑动摩擦力f 作用，已知F =8.5N ，滑动摩擦力f =μN =μmg ，所以根据牛顿第二定律物块产生的加速度：

206m/s F mg a m

μ-==，解得0.25μ=，故A 错误；B 、当斜面倾角为θ2时，摩擦力沿斜面向上物体处于静止状态即将下滑；22sin cos mg F mg θμθ=+，而倾角为60°时sin 600.16cos60f mg F N mg μ=?-=

【点睛】

图线与纵坐标交点处的横坐标为0，即木板水平放置，此时对应的加速度为a 0，分析此时物块的受力根据牛顿第二定律求出对应的加速度即可；当摩擦力沿斜面向下且加速度为零时木板倾角为θ1，当摩擦力沿斜面向上且加速度为零时木板倾角为θ2，这时物块处于静止状态.

10．用长度为L 的铁丝绕成一个高度为H 的等螺距螺旋线圈，将它竖直地固定于水平桌面。穿在铁丝上的一小珠子可沿此螺旋线圈无摩擦地下滑（下滑过程线圈形状保持不

变），已知重力加速度为g 。这个小珠子从螺旋线圈最高点无初速滑到桌面（小珠子滑入线圈点到滑出线圈点间的位移为H ）这过程中小珠子的平均速度为（ ）

A 2gH

B 2H

gH L C H

gH L D 2

H

gH L 【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

将螺线圈分割为很多小段，每一段近似为一个斜面，由于螺旋线圈等螺距，说明每一小段的斜面倾角相同，设为θ，根据几何关系，有

sin H L

θ= 珠子做加速度大小不变的加速运动，根据牛顿第二定律，有

sin mg ma θ=

解得

sin a g θ=

由于珠子与初速度和加速度大小相同的匀加速直线运动的运动时间完全相同，故根据位移时间关系公式，有

212

L at = 联立解得

2t L gH

=对珠子，整个过程中小球的位移为H ，故平均速度为 2H gH v L

=

故选D 。

11．如图所示，在倾角37θ=?的光滑斜面上用细绳拴一质量m =2kg 的小球，小球和斜面静止时，细绳平行于斜面。当斜面以5m/s 2的加速度水平向右做匀加速运动时，细绳拉力大小为F 1，当斜面以20m/s 2的加速度水平向右做匀加速运动时，细绳拉力大小为F 2，取210m/s g =，sin370.6?=，cos370.8?=。设上述运动过程中小球与斜面始终保持相对

静止，则12

F F 为（ ）

A

．5 B ．5 C ．5 D ．56

【答案】C

【解析】 【分析】

【详解】

小球刚好离开斜面时的临界条件是斜面对小球的弹力恰好为零，斜面对小球的弹力恰好为零时，设细绳的拉力为F ，斜面的加速度为a 0，以小球为研究对象，根据牛顿第二定律有

0cos F ma θ=，sin 0F mg θ-=

代入数据解得

2013.3m/s a ≈

由于2105m/s a a =<，可知小球仍在斜面上，此时小球的受力情况如图甲所示，以小球为研究对象，根据牛顿第二定律有

1N sin cos 0F F mg θθ+-=，1N 1cos sin F F ma θθ-=

代入数据解得

120N F =

由于22020m/s a a =>，可知小球离开了斜面，此时小球的受力情况如图乙所示，设细绳与水平方向的夹角为α，以小球为研究对象，根据牛顿第二定律有

22cos F ma α=，2sin 0F mg α-=

代入数据解得

2205N F =

则

125F F = 故选C 。

12．下图是某同学站在压力传感器上做下蹲-起立的动作时传感器记录的压力随时间变化的图线，纵坐标为压力，横坐标为时间．由图线可知，该同学的体重约为650N ，除此以外，

还可以得到以下信息

A ．1s 时人处在下蹲的最低点

B ．2s 时人处于下蹲静止状态

C ．该同学做了2次下蹲-起立的动作

D ．下蹲过程中人始终处于失重状态

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

人在下蹲的过程中，先加速向下运动，此时加速度方向向下，故人处于失重状态，最后人静止，故下半段是人减速向下的过程，此时加速度方向向上，人处于超重状态，故下蹲过程中先是失重后超重，选项D 错误；在1s 时人的失重最大，即向下的加速度最大，故此时人并没有静止，它不是下蹲的最低点，选项A 错误；2s 时人经历了失重和超重两个过程，故此时处于下蹲静止状态，选项B 正确；该同学在前2s 时是下蹲过程，后2s 是起立的过程，所以共做了1次下蹲-起立的动作，选项C 错误．

13．如右图，水平地面上有一楔形物块a ，其斜面上有一小物体b ，b 与平行于斜面的细绳的一端相连，细绳的另一端固定在斜面上，a 与b 之间光滑，a

和b 以共同速度在地面轨道的光滑段向左运动，当它们刚运行至轨道的粗糙段时

A ．绳的张力减小，b 对a 的正压力减小

B ．绳的张力增加，斜面对b 的支持力增加

C ．绳的张力减小，地面对a 的支持力增加

D ．绳的张力增加，地面对a 的支持力减小

【答案】C

【解析】

试题分析：在光滑段运动时，物块a 及物块b 均处于平衡状态，对a 、b 整体受力分析，受重力和支持力，二力平衡

对b 受力分析，如上图，受重力、支持力、绳子的拉力，根据共点力平衡条件，有 N Fcos F sin 0θθ-= ①；

N

Fsin F cos mg0

θθ

+-=②；

由①②两式解得：N

F mgsin F mgcos

θθ

==

，；

当它们刚运行至轨道的粗糙段时，减速滑行，系统有水平向右的加速度，此时有两种可能；

（一）物块a、b仍相对静止，竖直方向加速度为零，由牛顿第二定律得到：

N

Fsin F cos mg0

θθ

+-=③；

N

F sin Fcos ma

θθ

-=④；

由③④两式解得：N

F mgsin macos F mgcos masin

θθθθ

=-=+

，；

即绳的张力F将减小，而a对b的支持力变大；

再对a、b整体受力分析竖直方向重力和支持力平衡，水平方向只受摩擦力，重力和支持力二力平衡，故地面对a支持力不变．

（二）物块b相对于a向上加速滑动，绳的张力显然减小为零，物体具有向上的分加速度，是超重，因此a对b的支持力增大，斜面体和滑块整体具有向上的加速度，也是超重，故地面对a的支持力也增大．

综合上述讨论，结论应该为：绳子拉力一定减小；地面对a的支持力可能增加；a对b的支持力一定增加．故A、B、D错误；

故选C

考点：力的分解与合成，共点力平衡条件

点评：本题关键要熟练运用整体法和隔离法对物体受力，同时要能结合牛顿运动定律求解！解题中还可以运用超重与失重的相关知识

14．如图所示，表面光滑的斜面体固定在匀速上升的升降机上，质量相等的A、B两物体用一轻质弹簧连接着，B的上端用一平行斜面的细线拴接在斜面上的固定装置上，斜面的倾角为30°，当升降机突然处于完全失重状态，则A、B两物体的瞬时加速度大小和方向说法正确的是（）

A．

1

2

A

a g

=，方向沿斜面向下；

B

a g

=，方向沿斜面向下

B．0

A

a=，0

B

a=

C．0

A

a=；

B

a g

=，方向沿斜面向下

D．

3

A

a g

=，方向垂直斜面向右下方；B a g

=方向竖直向下

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

当升降机处于完全失重状态时，物体和斜面之间的作用力变为0，弹簧弹力不发生变化，故A物体只受重力和弹簧弹力，两者合力与原来的支持力大小相等方向相反，故其加速度为

cos3

2

A

mgθ

a g

m

==

方向垂直斜面斜向右下方；

B物体受到重力弹簧弹力和细线拉力作用，完全失重的瞬间，细线拉力变为和弹簧向下拉力相等，两者合力为0，故B物体的加速度为

a g

=

方向竖直向下；

由以上分析可知A、B、C错误，D正确；

故选D。

15．如图所示为粮袋的传送装置，已知A、B间长度为L，传送带与水平方向的夹角为θ，工作时运行速度为v，粮袋与传送带间的动摩擦因数为μ，正常工作时工人在A点将粮袋放到运行中的传送带上，关于粮袋从A到B的运动，以下说法正确的是（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（）

A．粮袋到达B点的速度与v相比较，可能大，也可能相等或小

B．粮袋开始运动的加速度为g（sinθ? μcosθ），若L足够大，则粮袋最后将以速度v做匀速运动

C．若μ≥ tanθ，则粮袋从A到B一定一直做加速运动

D．不论μ大小如何，粮袋从A到B一直做匀加速运动，且a≥ g sinθ

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】

A．粮袋在传送带上可能一直做匀加速运动，到达B点时的速度小于或等于v；可能先匀加速运动，当速度与传送带相同后，做匀速运动，到达B点时速度与v相同；也可能先做加

速度较大的匀加速运动，当速度与传送带相同后做加速度较小的匀加速运动，到达B点时的速度大于v，故A正确；

B．粮袋开始时受到沿斜面向下的滑动摩擦力，大小为μmg cosθ，根据牛顿第二定律得到，加速度a = g（sinθ + μcosθ），若μ < tanθ，则重力沿传送带的分力大于滑动摩擦力，故a 的方向一直向下，粮袋从A到B一直是做加速运动，可能是一直以g（sinθ + μcosθ）的加速度匀加速，也可能先以g（sinθ + μcosθ）的加速度匀加速，后以g（sinθ? μcosθ）匀加速；故B错误；

C．若μ≥ tanθ，粮袋从A到B可能是一直做加速运动，有可能在二者的速度相等后，粮袋做匀速直线运动，故C错误；

D．由上分析可知，粮袋从A到B不一定一直匀加速运动，故D错误。

故选A。

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