第四章 运动和力的关系 综合训练一-2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

运动和力（一） 一、单选题 1．伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展．利用如图所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升．斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3，根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是 A．如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置 B．如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态 C．如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变 D．小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小 2．如图所示，在光滑的水平地面上有两个质量相等的物体，中间用劲度系数为k的轻质弹簧相连，在外力F1、F2作用下运动．已知F1>F2，当运动达到稳定时，弹簧的伸长量为 A． B． C． D． 3．如图所示，是某人站在压力板传感器上，做下蹲--起立的动作时记录的压力随时间变化的图线，纵坐标为力（单位为N），横坐标为时间（单位为s）．由图线可知，该人的体重约为650N，除此之外，还可以得到的信息是 A．该人做了两次下蹲--起立的动作 B．该人做了一次下蹲--起立的动作 C．下蹲过程中人处于失重状态 D．下蹲过程中先处于超重状态后处于失重状态 4．如图所示，质量为10kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面，质量为2.5kg的物体B用细线悬挂起来，A、B紧挨在一起但A、B之间无压力．某时刻将细线剪断，则细线剪断瞬间，B对A的压力大小为（取g=10m/s2）（　　） A．0 B．20N C．25N D．125N 5．两倾斜的平行杆上分别套着a、b两相同圆环，两环上均用细线悬吊着相同的小球，如图所示。当它们都沿杆向下滑动，各自的环与小球保持相对静止时，a的悬线与杆垂直，b的悬线沿竖直方向，下列说法正确的是（　　） A．a环与杆有摩擦力 B．d球处于失重状态 C．杆对a、b环的弹力大小相等 D．细线对c、d球的弹力大小可能相等 二、多选题 6．如图所示,车内绳AB与绳BC拴住一小球,BC水平,车由原来的静止状态变为向右加速直线运动,小球仍处于图中所示的位置,则(　　) A．AB绳拉力FT1不变,BC绳拉力FT2变大 B．AB绳拉力FT1变大,BC绳拉力FT2变小 C．AB绳拉力FT1变大,BC绳拉力FT2不变 D．AB绳拉力FT1不变,BC绳拉力FT2的大小为(FT1sin θ+ma) 7．粗糙水平面上静止放置质量均为m的A、B两物体，它们分别受到水平恒力F1、F2的作用后各自沿水平面运动了一段时间,之后撤去F1、F2,两物体最终都停止，其图象如图所示，下列说法正确的是（ ） A．A、B两物体与地面间的滑动摩擦因数之比为2:1 B．F1与A物体所受摩擦力大小之比为3:1 C．F1和F2大小之比为2:1 D．A、B两物体通过的总位移大小相等 三、填空题 8．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学使用了如图甲所示的装置，打点计时器使用的交流电频率为50Hz。 （1）该同学得到一条纸带，在纸带上取连续的六个点，如图乙所示，自A点起，相邻两点的距离分别为10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm，则打E点时小车的速度为______m/s，小车的加速度为______m/s2。（结果保留两位有效数字） （2）该同学要探究小车的加速度a和质量M的关系，应该保持_____不变；若该同学要探究加速度a和拉力F的关系，应该保持________不变。 （3）该同学通过数据的处理作出了a－F图像，如图丙所示，则图中直线不过原点的原因可能是____。 四、解答题 9．质量m=10kg物块置于粗糙程度一样的水平地面上，若沿水平向右方向施加一恒定的拉力F=60N,使物体由静止开始做匀加速直线运动，并测出了物块在运动过程中,不同时刻的瞬时速度,绘制出v-t 图象,如图所示，取g=10m/s2．求: （1）滑块运动过程中的加速度大小; （2）物块与地面间的动摩擦因数 （3）2s末撤去拉力F，物体还能运动多远？． 10．倾角θ=37°的斜面底端安装有一个弹性挡板P，将一质量为m的小物块从斜面上A点处由静止释放，1s末物块滑到P处，与P碰撞后1.5s末沿斜面上滑的最高点为B，用传感器描绘出滑块的图象如图所示，不计空气阻力及物块与P碰撞的时间，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： （1）物块与斜面间的动摩擦因数； （2）A、B间的距离。 11．一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块，t=0时刻开始，小物块与木板一起以12m/s相同的初速度向右运动，直到小木块刚好停在长木板的右端，小木块的大小忽略不计，小物块与木板间的动摩擦因数，木板与地面间的动摩擦因数，小木块的质量为m1=2kg，木板的质量为m2=4kg，g=10m/s2，求： （1）小木块在木板上滑动时受到的摩擦力的大小； （2）请求出小木块在木板上滑动时木块和木板的加速度大小。 （3）长木板的长度是多大？ 参考答案 1．A【解析】从实验中小球的三种运动情况可以得到，斜面的阻力越小，小球上升的位置越高，根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是：如果不受阻力，就会升到与O点相等的高度，A项符合题意；而其他选项都不是由该实验直接得到的，需要进一步推理或其它实验验证，BCD三项不符合题意． 2．D【分析】对整体分析，求出整体的加速度，再隔离分析，通过牛顿第二定律求出弹簧的弹力，从而通过胡克定律求出弹簧的伸长量． 【解析】以整体为研究对象，此时的加速度为，隔离A，对A受力分析，根据牛顿第二定律有：F1-F=ma，根据胡克定律得：F=kx，解得弹簧的伸长量：，故D正确，ABC错误． 3．B【分析】失重状态：当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时，就说物体处于失重状态，此时有向下的加速度；超重状态：当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，此时有向上的加速度．人下蹲过程分别有失重和超重两个过程，先是加速下降失重，到达一个最大速度后再减速下降超重，起立也是如此． 【解析】人下蹲动作分别有失重和超重两个过程，先是加速下降失重，到达一个最大速度后再减速下降超重对应先失重再超重，起立对应先超重再失重，对应图象可知，该同学做了一次下蹲-起立的动作，A错误，B正确；下蹲过程既有失重又有超重，且先失重后超重，CD均错误；故选B． 4．B【分析】细线剪断瞬间，先考虑AB整体，根据牛顿第二定律求解加速度，再对B受力分析，根据牛顿第二定律列式求解弹力，最后根据牛顿第三定律列式求解B对A的压力． 【解析】剪断细线前，A、B间无压力，则弹簧的弹力为：F=mAg=100N；剪断细线的瞬间，对整体分析，整体加速度为：；隔离对B分析，有：mBg-N=mBa，解得：N=mBg-mBa=25-2.5×2N=20N，根据牛顿第三定律可知B对A的压力为20N，故B正确，ACD错误．故选B． 5．C【解析】A．令倾斜杆与水平面的夹角为，对c球单独进行受力分析，受力分析图如下，c球受重力和绳的拉力F，物体沿杆滑动，因此在垂直于杆的方向加速度和速度都为零，由力的合成及牛顿第二定律可知物体合力 因a和c球相对静止，因此c球的加速度也为，将a和c球以及绳看成一个整体，在只受重力和支持力的情况下加速度为，因此a球和杆的摩擦力为零，故A错误； B．对球d单独进行受力分离，只受重力和竖直方向的拉力，因此球d的加速度为零，因为b和d相对静止，因此b的加速度也为零，故d球处于平衡状态，加速度为零，不是失重状态，故B错； D．细线对c球的拉力 对d球的拉力 因此不相等，故D错误； C．对a和c整体受力分析有 对b和d整体受力分析 因a和b一样的环，b和d一样的球，因此受力相等，故C正确。故选C。 6．AD【解析】对球B受力分析如图，根据牛顿第二定律，有 水平方向：FT2-FT1sinθ=ma 竖直方向：FT1cosθ-G=0 解得：       FT2= FT1sinθ+ma=Gtanθ+ma        故向右加速后，AB绳子的拉力不变，BC绳子的拉力变大，变为FT1sinθ+ma；故选AD． 7．BD【解析】试题分析：A、由图象可知，两个匀减速运动的加速度之比为1：2；由牛顿第二定律可知：A、B受摩擦力大小1：2，故选项A错误；B、对A物体加速（）和减速（）比为1:2，由牛顿第二定律可知，，可得，选项B正确.C、对B物体加速（）和减速（）比为2:1，同理，，联立可得：，则，选项C错误.D、图象面积表示位移为，故选项D正确，故选AD. 8．0.85 5.0 拉力F(沙和沙桶的总质量) 小车质量M 平衡摩擦力过度 【解析】(1)利用匀变速直线运动的推论得 小车的加速度为 (2)该同学要探究小车的加速度a和质量M的关系，应该保持细线对车的拉力F不变；若该同学要探究加速度a和拉力F的关系，应该保持小车的质量M不变 (3)图中当F=0时，a≠0，也就是说当绳子上没有拉力时，小车的加速度不为0，说明小车的摩擦力小于重力的分力，所以原因是实验前木板右端垫得过高即平衡摩擦过度 9．（1）加速度大小2m/s2 （2）动摩擦因数为0.4 （3）还能运动2m 【解析】（1）物体做匀加速直线运动，在v-t图像中斜率代表加速度，则     （2）对物体据牛顿第二定律得：F-f=ma     其中f=μmg   解得：μ=0.4  （3）撤去外力后，摩擦力为物体的合外力，则：  2秒末的速度v2=at=4m/s  根据v末2-v22=2a'S 得  联立解得S =2m 10．（1）0.25；（2）1m 【解析】（1）由图可得物块下滑的加速度大小 则物体下滑过程，根据牛顿第二定律有 解得 （2）由图像可得：下滑过程 上滑过程，根据牛顿第二定律有 又 联立解得 则 11．（1）2N；（2）1m/s2；（3）54m 【解析】（1）小木块在木板上滑动时受到的摩擦力的大小 （2）小木块在木板上滑动时的加速度大小 （3）设木块的加速度为a1，木板的加速度为a2；对木板 解得 a2=4m/s2 则木板的长度 学科网（北京）股份有限公司 $$