考案(四)第四章 运动和力的关系-【成才之路•考案】2025-2026学年高中物理必修第一册同步新课程学习指导(人教版)

新物理必修·弟一#时 3.刹车痕迹是交警判断交通事故中汽车是否 A.F6c0s0-642 B.(Facos) 超速的重要依据之一，在一次交通事故中。 2m 2m 材 习、究、练、测四位一体 考案（四）》 货车司机看到前方道路上突然窜出一头耕 C.(Faco0-6)5-4)2 D.Fos6-)4-4 牛时紧急刹车，但还是发生了事故。交警在 2m 2m 第四章运动和力的关系 现场量得货车的刹车痕迹长为15m,已知货 7.(2025·黑龙江齐齐哈尔高一联考期末)如图甲所示，电梯从高处 (时间：75分钟满分：100分) 车车轮与地面的动摩擦因数是0.6，请你帮 由静止开始下降，至最低点时速度为零，其离最低点的高度x随时 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分，在每小题给出 助交警计算货车的初速度大约为 间变化规律如图乙所示，图中0~山42~与时间内电梯做匀变速运 的四个选项中，只有一个选项符合题意。) A.40 km/h B.50 km/h 动，山~42时间内图像为直线，41=12-4=4-42，则下列判断正确 1.图甲是小李因踩到香蕉皮而摔倒的情景，图乙是小张因被石头绊 C.60 km/h D.70 km/h 的是 到而捧倒的情景，则下列说法正确的是 4.2023年8月4日，辽宁省大连市一家游乐场发生了一起惊险的事 故。一辆火箭蹦极两根弹性缆绳的其中一根在运行中突然断裂， 导致两名游客悬挂在半空中。幸运的是，他们及时被救下，没有造 成人员伤亡。假设两名游客及座椅的总质量为m,缆绳断裂时每 根缆绳与竖直方向的夹角均为60°，张力均为3mg,简化为如图所 示模型，已知重力加速度为g,则其中一根缆绳断裂瞬间，这两名 游客的加速度大小为 A.0一1时间内，电梯处于超重状态 B.4,~时间内，电梯处于超重状态 C0~1:内和2~内电梯的加速度相同 图甲 图乙 D0-111一2、43~3三段时间内的位移之比为1：2：1 A.小李摔倒是因为下半身的速度小于上半身的速度 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分，在每小题给出 B.小张捧倒是因为脚的速度变为0，上半身仍保特原来的运动 的四个选项中有多个选项符合题意，全部选对的得6分，选对但 状态 A.13g B.7g C.g D.0 不全的得3分，错选或不答的得0分。) C人行走越快越容易摔倒.因此速度越大，人的惯性越大 5.质量为m的物块（可视为质点）静止在水平面。当它受到水平力 D,小李摔倒是因为小李的惯性变小了 F作用后开始运动，1时间后撤去F,又经过！时间物块刚好停止运 8.(2025:天津滨海新区高一统考期末如图所二可 示，光滑水平地面上有A,B两个木块，A木块的 2.(2025·安徽安庆统考期未)据报道，2023年10月30日20时37 动。则物块受到的摩擦力F,和撤去F时物块的速度？分别为 质量为2kg,B木块的质量为1kg,在6N的水平推力F作用下 分，神舟十六号载人飞船与空间站组合体成功分离，踏上回家之 ( 起向右运动，则 () 旅。一般空间站的轨道高度是在380~400km左右，飞行速度约 A.F=F.=m F B.F=2.0=m A.A、B运动的加速度为3m/s 为7800m/s,神舟十六号载人飞船全长约8.86m,总质量达到 B.A、B运动的加速度为2m/s2 7.79t。下列说法正确的是 ( CR=品 F CA、,B间的相互作用力大小为3.6N 6.某同学在水平地面上拖地时，沿拖杆方向推拖把，推力F、拖把头 D.AB间的相互作用力大小为2N 所受地面摩擦力「大小随时间的变化可简化为图（甲）、（乙）中的 9.如图甲所示，质量为m=1 kg的物体静止在水平地面 图线。已知拖把头的质量为m,拖杆质量可以忽略，拖杆与地面间 的夹角0保持不变，图中F。0(442均为已知量，则0-42时间 上，用水平拉力F作用于 内拖把头运动的位移为 ( 物体上，作用一段时间后 A.长度、质量和速度都是标量 撤去F,物体滑行一段距离 图甲 B.“总质量达到7.79”中的“1”为国际单位制中的导出单位 后停止下来。物体运动的 C在研究神舟十六号从发射到成功入轨的轨迹时，可以将神舟十 速度一时间图像如图乙所示。取g=10m/s2,由图线可以求得水 六号视为质点 平力F和物块与地面之间的动摩擦因数4分别为 () D.“长约8.86m”中的“m”为国际单位制中力学三个基本物理量 A.4=0.3 B.A=0.2 之 C.F=9N D.F=6N 325 326 10.如图所示，传送带与水平地面的夹角为日= B.平衡阻力时要让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤14.(13分)(2025·浙江宁波高一校考期末)如图所示，甲同学需要 37°，AB的长度为16m,传送带以10m/s的速 去砂桶，轻推小车，再接通打点计时器的电源，从打出的纸 用平板车搬运学习用品，经过一段校园道路。平板车和用品的 度沿逆时针方向转动，在传送带上端A点无初 带判断小车是否做匀速运动 总质量为30kg,道路可以简化为一段长为13.5m的水平道路 速度地放上一个质量为2kg的物体（可视为 C.实验过程中，向砂桶内加砂时，必须保证砂和砂桶的总质 AB和一段倾角为37°的斜坡BC组成。甲同学拉动平板车由静 质点)，它与传送带之间的动摩擦因数为0.5 量m远小于小车的总质量M 止从A点出发，经9s时间运动至B点，然后冲上斜坡。甲同学 (sin37°=0.6.cos37°=0.8，g=10m/s2),则物体从A点运动到 D.准确地平衡阻力后，小车受到的合外力为实验过程中拉力 的拉力大小恒定，且拉力方向始终沿若小车的运动方向。当车 B点过程中，以下说法正确的是 传感器的示数的2倍 刚滑上斜坡运动，乙同学在后面帮助推车，其推力大小为104N, A.一直做匀加速运动 (2)如图是实验中选择的一条合适的纸带（纸带上相邻的两个计 方向沿斜面向上。已知平板车所受摩擦阻力为其对接触面压力 B.先匀加速运动再匀速运动 数点之间还有4个计时点没有画出)，相关的测量数据已标 的0.3倍，求： C.物块在传送带上运动的时间为2s 在纸带上，已知打点计时器的打点频率为50Hz,则打B点时 D.物块到达B点时速率为12m/s 的速度为= m/s,小车的加速度a= 三、非选择题（本题共5小题，共54分。） m/s:(结果保留两位有效数字) 11.(6分)在“探究加速度与力、质量的关系 的实验中，采用如图所示的实验装置，小 单位 ■ 车及车中钩码的质量用M表示，盘及盘中 2887 (1)平板车到达B点时的速度大小： 砝码的质量用m表示，小车的加速度可由m (3)保持小车的质量不变，改变砂桶中砂的质 小车后面拉动的纸带经打点计时器打出的点计算得到。 量，记录多组传感器的读数F和对应纸40 (1)当M与m的大小关系满足 时，才可以认为绳对小 带的加速度a的数值，并根据这些数据， 车的拉力大小等于盘及盘中砝码的总重力： 绘制出如图所示的a-F图像，分析此图 0052.5 →FN (2)甲同学的拉力大小： (2)一组同学在探究加速度与质量的关系时，保持盘及盘中砝码 像不过原点原因可能是 实验用小车的质量 的质量一定，改变小车及车中钩码的质量，测出相应的加速 的 kga 度，采用图像法处理数据，为了比较容易地得出加速度a与 13.(10分)如图所示，质量M=5,0×103kg的直 质量M的关系，应作出a与 图像： 升机用缆绳吊着质量m=1.5×10kg的汽 (3)平板车刚滑上斜面时的加速度大小和方向。 (3)甲同学在探究加速度与力的关系时，根据测量数·1 车，从静止开始一起竖直加速上升。已知缆 据作出的a一F图线，如图所示，则实验存在的问 绳对汽车的拉力F,=1.59×10N,求： 题是 ；0 (1)汽车向上加速运动时的加速度大小a: 15.(16分)如图所示，长L=4m、质量M=2 (4)乙，丙两同学用同一装置探究加速度与力的关系“叶 kg的薄木板（厚度不计）静置于水平面 时，画出了各自得到的a-F图线，如图所示，则 上，质量m=1kg的小物块放在木板的右端，所有接触面的动摩 是两同学做实验时取值不同造成的： 擦因数4=0.2。现对木板施加一水平向右的恒定拉力F=16N, (5)随着F的增大，：-F图线最后会略微向 弯 取g=10m/g2。求： 曲（填“上”或“下”）。 (2)直升机从静止开始向上运动1.2m时的速率#： (1)刚开始时物块和薄木板的加速度各多大： 12.(9分)实验小组做探究在质量不变的情况下物体的加速度与所 受合外力关系的实验，如图所示为实验装置示意图。 小 打点甘时器 (2)施加力后多长时间小物块滑掉： 拉力传感器 上纸常 (3)加速上升时，空气对直升机和汽车整体作用力F的大小。 (3)当小物块滑停时小物块和薄木板的距离。 (1)关于该实验以下说法正确的是 A.安装实验器材时，细线与长木板不必平行 327 32846.B以物体为研究对象，根据作图法可知，当拉力F与悬线垂 码后插针所指的标尺刻度和对应的御码总重，放C情误，B正确：尖验结束后，应拆除实 50N 直时最小，根据平衡条件得最小值为F=Gsmn30°=5× 验装置，整理并复原尖验器材，故D正确。故选D。 子N=25N,放逃B (2)设攀餐的原长为L,根据胡克定律，外力F与单黄总张度L的关系为F=k(L-) =丛一丛。，外力F与第簧总长度L的关系图线如图乙所示，斜毕为弹餐的劲度系数，园 7.C根据题意可知，绳子的拉力等于沙桶和沙的承力之和，所 10.0-0 以在缓慢的往沙桶中加沙子的过程中，绳子的拉力不斯地增 馨图乙得技弹黄的动度系气为本"30-0X0NV细：50.0Vm 大。期始时刻，由于C的重力不计，所以B物体受到的静摩擦力沿着斜面向上，当B例 (3)如园丙所示弹簧籽，最小刻度为0.2N,则弹黄科的示数为3,0N。 向上运动时，书受到的静摩擦力沿着斜面向下，且达到最大。当初始时刻B受到的静厚 13.(1)1000N/m(2)6N8N 所以物块B受到沿斜面向下的静摩银力F,由平衡条件可得T。■mgsn37°+F 擦力沿面向上时.根据平衡条件有mg加8=T+P,垂直于斜面方向有F、m= 解析：(1)由胡克定律F■红 解得F=20N 网gs,当绳子拉力T逐渐增大时，静摩擦力先逐渐诚小，后反向增大，直到增大到等 方向沿外面岗下 于最大静摩擦力，但AB之间的压力始终不变。故A,B错误：对AB整体进行受力分析如 图所示，根据平衡条件有Tes8=F,Tsn0+F、=G、+G,当绳子批力增大的过程中，A (2)受力分析如下图 (2)对A,BC缴整体分析，由于三者均保持静止，恩据平衡条件，水平方向有F'=T, 与地面的摩擦力F,逐渐增大与地面的操力F,逐渐减小，故G正确，D错误。故选C。 整直方向有(m1+网+m,)g=F、 解得F'■40N F =180 N 根据牛顿第三定律可知，斜面体C对地面的压力为8网N,方向坚直句下，斜面体C对 地面的摩擦力为40N,方向水平句左。 由平衡条件可知，水平绳上拉力T=P加37°=6N 4F 8BCF,和乃，是一对作用力和反作用力，大小相等，方向相反，作用在同一直线上，同时 小球的重力G=%379=8N 产生，同时消失，故A错误，B正确：运动员静止在跳板上，跳板对运动员的作用力与运动 14.(1)200N(2)120N60N(3)0.5 员的重力是一对平衡力，二者大小相等，故C正确：F和F:是一对作用力和反作用力 解析：(1)沿看整直方向缓慢拉升镜算时，绳子拉力等于装满煤块的簸箕的总重力，则 作用物体不同，无法进行合成，故D错误。做选BC。 绳子中的拉力为F=g=0N。 m,+,+限 9.BC由图乙可知，在1.0-1.2s时间内，摩擦力随外力受化面变化，则摩擦力为静摩据 (2)镜箕修好被拉动时，对薇箕受力分析，如图所示 力.此段时间内物块与木板是静止的，故A错误，C正确：由图乙可知，在1=22：之后 根据平衡条件有，策其格好被拉动时地面对藏箕的支持力为 考案（四） 木块的摩擦力保持不变.谢为滑动摩擦力，约为2,0N,故D错误.正确。故选C。 F=g-Ti8=200N-100N×0.8=120N .B小李辣倒是因为小李的脚受到的摩擦力突然变小，鼻不能立刻停下来，抑向前滑，由 10CD因人后退后人和物体仍保持静止，故此时人所受合力仍为零，绳的拉力大小仍等 薇箕恰好被拉动时地面对城箕的摩擦力为 于惯性，上半身还要保持原来的运动状态，人下半身的递度大于上半身的速度，所以人会 于物体所受重力，选项A,B均错风：人后迅后，人所拉的轻绳与竖直方向的夹角减小 F=Tcw8=I00N×0.6=60N。 因地面对人的摩擦力F,=mgn8,故地面对人的摩擦力变小，因人对地面的压力F、= 向后倾倒，故A错误：小张摔倒是因为小张的脚被石头锌到后立即静止，小张的上半身由 (3)根据滑动摩擦力公式有片=uF g-mg8,人对电面的压力变小，进项C,D均正确。故选CD 于惯性仍保持原来的运动状态，小张向前摔倒，故B正确：惯性只与物体的质量有关，与 11.(1)4.00250(2)CD(3)FF 对续其和地面之同的动摩弗因装为以一长-05。 速度无关，故C,D错误。故选B。 解析：(1)图a中架餐测力计甲的读数为4.00N,举簧测力计乙的读数为250N 15.(1)20N,方向沿斜面向下(2)180N,方向经直向下40N,方向水平向左 2,C长度和质址为标量速度既有大小又有方向，为失量，A错误：“，“是质量的一个常用 (2)任何一次操作不需要保持两细绳套的角度相同，只害要在合适的范国内即可，放A 解析：(1)选取0点为研究对象，进行受力分析并建立正交抽正交分解，如图所示 单位制，但不是倒际单位制中质量的单位，B错误：在研究神舟十大号从发射到成功入轨 错误：任何一次操作不雾要将结点拉到同一位0三，只需要保证同一组实验中单独 的轨迹时，由于神舟十六号的形状和大小与整个轨迹相比，可忽略不计，故可以视为质 个力作用和两个力作用对找到的结点位置相同即可，不一定非得是固宠的0点，故B 点，C正确：国际单位制中力学三个基本物理量为长度，质量和时间.面“m”是长度的单 蜡误：为保证实险的准确性，读数时应正视弹簧测力计的示数，故C正确：实酸中验证力 位，D错误。故远C 的平行四边形法则，任何一次操作都应记承妇绳的方询来表示力的方闻，故D正确。栽 3B汽车到车其受地面摩擦力，由牛顿第二定律-g=,解得：=-心=-6m/公，由 选D。 (3)理论催是通过平行四故形法筹得到的，数是F,实际值是单独一个力作用时的效采 根据平衡条件可得T,53=m: 运动学规律2将=0，a=-6=15m带人可部得一民56-50 方向必定与A0共线，版是 Tosin 539=T kam,故A.C,D错误，B正确。放选B 12(1)BD(2)50.0(3)3.0 解得T。=50N 4B缆绳断裂瞬间两名游客及座椅受到重力和其中一根统绳的作用力，且其夹角为 解析：(1)为了消除弹簧自重的彩响，实险前，应该先把弹黄坚直放亚测量共原长，故A T,=40N 120°，改合力大小为F,根据牛顿第二定律及余弦定理可得F=m,=(mg)己+(3mg)月 错误：为了更好地我出弹力与形变量之间的妮律，应逐一增挂钩码，记下每增加一只售 选取物块B作为研究对象，B所受的重力沿斜面向下的分力大小为mgn37°=30N< -2mg,3mg·cs60°，解得a=7g.枚远B 333 334 5.D依题意，根据牛顿第二定律可科未撒去F时，有F-F,=mm,搬去F时物块的速度= 对M 解得F=689×10N。 业，指去上后，根据牛顿第二定律有=，=，联立可求得=宁=名，放选D Fm Mu 14(1)3m/(2)100N(3)1,6m/2,方向沿斜面向下 6C经分析可知，0一4，时间内，兹把处于静止状态为最大静摩擦力：出~与时间内，拖 解析：(1)从A底到B点，由匀加逃直线定动规煤=号1 把在力F。作用下做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得F8-。=ma,根据匀变速 解得平版车到法B点时的速度大小=3m/s 当m时，即小车的质量远大于砝码和查的总质量，绳子的拉力近缸整于砝码和生的 位移公式=，联立得=寸m-6.6-=任m-6=,故 (2)从A点到B点，由匀加速直虽运动规律 总重力。 2m (2)根据牛领第二定律F=血，a与M成反比，而反比例函数图像是曲线，而根据面线 选C。 7.Dx-1图像的斜率表示速度，由图可知，0~（时间内电梯向下的速度增加，加速度向 很难判定出白克量和固支量之同的关系，故不能作a一M图徽：但a=立，款口身立或 由年顿第二定律F-0.3g=ma 解得甲同学的拉力大小为F=1ODN。 下，则电梯处于失承状态，故A错误4一与时阿内电梯数匀速直线运动，则电梯处于平 正比，而正比例函数图像是过坐标原点的一条直战，就此较容易判定自变量和因变量之 (3)平板车刑滑上料面时，由牛领第二定律 衡状态，放B错误：设电梯在，一与时间内匀速运动的速度为，期0一4内，5~4内的 何的关系，故应作一留像。 F+F-mgsin 8-0.3mgoos 8 ma 加度分别为号所以0内内电的建度大 (3)根据园像可知，当F等于零，但是加速度不为零，如平衡组力过度。 解得a=-1.6m/2 所以平版车用清上斜而时的加速度大小为1.6m2,方句沿斜面句下。 小相等，方向相反.故C错误：04,4~45三段时间内的位移分为=， (4)根据F=恤可得a=,即a-F田缘的鲜率等于物体的质量倒数，所以青小车的 15.(1)2m/s24m/42(2)2￥(3)24m 质量不问。 西=（名4）=两=之5-)=可知0-4444三段时每内的位移 解析：(1)附开始时物块的加速度 (5)随着F的增大，不端是fm对，a一F图规最后会路微湖下香曲。 之比为1：2：I,故D正确。放选D a1=g==2m/日 12.(1)D(2)0.722.4(3)未平衡阻力或平衡阻力不够1.0 8.BD将A,B整体做受力分析，结合牛顿第二定律有F=(m+m,),代人数据解得a= 解析：(1)安装实融器材时，要使加线与长木板平行，保证拉力与远动方向一致，A错误： 缥木板的加速度 2m/:,侧A,B运动的加速度为2m/:,A错误，B正确：A,B间的相互作用力大小为 应先接通打点计时容的电源再释放小车，B错误：由于有拉力传感器，所以不用保证 4=一mg(m+E=4m公 Fa,对B,由牛顿第二定律有F=ma=I×2N=2N,故C错误，D正确。放选D 和砂能的总质量远小于小车总质量，C错误：实验中有两根绳子，所以小车受到的合外 (2)当物块滑高木板时 9.AC由图乙可知物体在1-3：内数匀减速运动，由题可知此时撤去拉力F,对此时物体 力为拉力传感器示数的2倍，D正确。故选D 有片-gm,由周可知此时加速度大小为a一兰-学，3公，联立可得么一 (②)B点的装度为-芳=8m二60X00.2 2ul-zuf=L 2×0.1 解得1=28如 0.3,故A正确，B错误：由图乙可知物休在0-1s内数匀加速运动，由题可知此时有F作 根搭谡姜法，小车的加速度为 (3)出物扶滑青木板时物块和木额的速度分附为 用，测此时对物体有F一g=心，由罔可知此时如述度大小为。=多。 。7s81-96196x02m=2.4m =at=4 m/s 47 4×0.12 与=4=8m/s 6m/。3,联立解得F=9N,故C正确，D错误。故选AC。 (3)根据图像分析可知，当所挂重指达到一定重量时，才有加速度，说明未平衡阻力或 小物扶滑落后弹木板的加地促为 10.CD第一个加速阶段：由牛頫第二定律可知mgsm37+mgeos37=mm1,a,= 平衡阻力不够。 0,设物休销对地位移为斯酷到与传适香共老过程中一云5。<16说阴 根据华顿第二定律，有2F-F,= 45-若g=6m 鉴理得a:品号 小翡块清落到清停位移 物休仍燃在传送带上：接着物体摩擦力反向，沿者斜面向上，由于mgn37>从g37, 物体合力沿着鲜面向下，物体继续加速，由牛顿第二定律可知mg=in37°-mgos37°= 可得斜率为：品 爱n ,=2m/,所以物体先以较大的加速度匀加速运动，再以较小的加速度匀加速运 板据胆像有=2投5-20 时同为r=女=2。 动，放A,B错误：第一个加速阶段时间为与，由4=。=1$，第二个加迷阶段时间为， 小物块滑落到滑停时长木板位移 联立解得M=.0kg 由米m-￥■2+4，可得4■1s,物块在传送带上运动的总时间为4+4=2，到13.(1)0.6m/公(2)1.2m/:(3)6,89×10N =+了，2=28m 解析：(I)根据题老，对汽车，出牛顿第二定律有F,一昭■m 达B点的速度g=+a山=12m/s,故C,D正确。故选①D 最后两者之同的距离为 解得a=0.6m/2 4=1-x1=24m。 1.(1)M≥m(2)7(3)平衡阳力过度(4)M(5)下 (2)由运动学公式=2世可博.直升机从静止开始岗上运动1.2m时的速率型=2ax 解析：(1)根据牛顿第二定律得：对m =1.2m/8 mg-Fs =ma (3)对鉴体，由牛顿第二定律有F-(M+m)g=(M+m)n 335 336