高一物理运动和力的关系单元综合测试(Word版 含答案)
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一、第四章 运动和力的关系易错题培优（难）
1．如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上受到向右的拉力F的作用向右滑行，长木板处于静止状态，已知木块与木板间的动摩擦因数为1，木板与地面间的动摩擦因数为2，有以下几种说法：
①木板受到地面的摩擦力的大小一定是1mg
②木板受到地面的摩擦力的大小一定是2()mMg
③当2()FmMg时，木板便会开始运动
④无论怎样改变F的大小，木板都不可能运动
则上述说法正确的是（ ）
A．②③ B．①④ C．①② D．②④
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
①②．对木板：水平方向受到木块对它向右的滑动摩擦力f1和地面的向左的静摩擦力f2的作用，由平衡条件得
211ffmg
①正确，②错误；
③④．木块对木板的摩擦力为
11fmg
地面对木板的最大静摩擦力为
2max2()fmMg
所以木块对木板的摩擦力f1不大于地面对木板的最大静摩擦力，当F改变时，f1不变，则木板不可能运动，③错误，④正确。
因此说法正确的是①④，选项B正确，ACD错误。
故选B。
2．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=F4 B．F1＞F2＞F3＞F4 C．F1＜F2=F4＜F3 D．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．
3．如图所示是滑梯简化图，一小孩从滑梯上A点开始无初速度下滑，在AB段匀加速下滑，在BC段匀减速下滑，滑到C点恰好静止，整个过程中滑梯保持静止状态．假设小孩在AB段和BC段滑动时的动摩擦因数分别为1和2，AB与BC长度相等，则
A．整个过程中地面对滑梯始终无摩擦力作用
B．动摩擦因数12+=2tan
C．小孩从滑梯上A点滑到C点先超重后失重
D．整个过程中地面对滑梯的支持力始终等于小孩和滑梯的总重力
【答案】B
【解析】
【详解】
小朋友在AB段做匀加速直线运动，将小朋友的加速度1a分解为水平和竖直两个方向，由
于小朋友有水平向右的分加速度，根据牛顿第二定律知，地面对滑梯的摩擦力方向水平向右；有竖直向下的分加速度，则由牛顿第二定律分析得知：小孩处于失重，地面对滑梯的支持力NF小于小朋友和滑梯的总重力．同理，小朋友在BC段做匀减速直线运动时，小孩处于超重，地面对滑梯的支持力大于小朋友和滑梯的总重力，地面对滑梯的摩擦力方向水平向左，故ACD错误；设AB的长度为L，小孩在B点的速度为v．小孩从A到B为研究对象，由牛顿第二定律可得：11sincosmgmgma，由运动学公式可得：212vaL；小孩从B到C为研究过程，由牛顿第二定律可得：22cossinmgmgma，由运动学公式可得：222vaL；联立解得：122tan，故B正确．
4．如图所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行．初速度大小为v2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，v2>v1，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．
5．如图所示，A、B、C三个物体静止叠放在水平桌面上，物体A的质量为2m，B和C的质量都是m，A、B间的动摩擦因数为μ，B、C间的动摩擦因数为4，B和地面间的动摩擦因数为8.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.现对A施加一水平向右的拉力F，则下列判断正确的是
A．若A、B、C三个物体始终相对静止，则力F不能超过32μmg
B．当力F＝μmg时，A、B间的摩擦力为34mg
C．无论力F为何值，B的加速度不会超过34μg
D．当力F> 72μmg时，B相对A滑动
【答案】AB
【解析】
【分析】
【详解】
A.A与B间的最大静摩擦力大小为：2μmg,C与B间的最大静摩擦力大小为：4mg，B与地面间的最大静摩擦力大小为：8（2m+m+m）=2mg；要使A，B，C都始终相对静止，三者一起向右加速，对整体有：F-2mg=4ma，假设C恰好与B相对不滑动，对C有：4mg=ma，联立解得：a=4g，F=3μ2mg；设此时A与B间的摩擦力为f，对A有：F-f=2ma，解得f=μmg2μmg，表明C达到临界时A还没有，故要使三者始终保持相对静止，则力F不能超过32μmg，故A正确.
B.当力F＝μmg时，由整体表达式F-2mg=4ma可得：a=1μ8g，代入A的表达式可得：f=3μ4mg,故B正确.
C.当F较大时，A,C都会相对B滑动，B的加速度就得到最大，对B有：2μmg-4mg-2mg=maB，解得aB=5μ4g，故C错误.
D.当A恰好相对B滑动时，C早已相对B滑动，对A、B整体分析有:F-2mg-4mg=3ma1，对A有：F-2μmg=2ma1，解得F=92μmg，故当拉力F>92μmg时，B相对A滑动，D错误.胡选：A、B.
6．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45mg
B．剪断轻绳的瞬间，弹簧的弹力大小为85mg
C．剪断轻绳的瞬间，P的加速度大小为815mg
D．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：
3cos535Nmgmg，
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：
82sin535Fmgmg，
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：
3sin534315mgFagm，
故C错误；
D.剪断绳子后对P物体有：
sin53PQmgNma
解得PQ之间的弹力大小为：
8g15PQNm，
故D正确；
7．如图（a），物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平．t=0时，木板开始受到水平外力F的作用，在t=4s时撤去外力．细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图（b）所示，木板的速度v与时间t的关系如图（c）所示．木板与实验台之间的摩擦可以忽略．重力加速度取g=10m/s2．由题给数据可以得出
A．木板的质量为1kg
B．2s~4s内，力F的大小为0.4N
C．0~2s内，力F的大小保持不变
D．物块与木板之间的动摩擦因数为0.2
【答案】AB
【解析】
【分析】
【详解】
结合两图像可判断出0-2s物块和木板还未发生相对滑动，它们之间的摩擦力为静摩擦力，此过程力F等于f，故F在此过程中是变力，即C错误；2-5s内木板与物块发生相对滑动，
摩擦力转变为滑动摩擦力，由牛顿运动定律，对2-4s和4-5s列运动学方程，可解出质量m为1kg，2-4s内的力F为0.4N，故A、B正确；由于不知道物块的质量，所以无法计算它们之间的动摩擦因数μ,故D错误.
8．一物体自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（ ）
0
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)10m35m2s
A错误；
B．由“面积法”求出0-5s的位移
12510m35m2x
5-6s的位移
211(10)m5m2x
总路程为
1240msxx
B正确；
C．由面积法求出0-4s的位移
2410m30m2x
