第四章  运动与力的关系 单元练习-2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

第四章  运动与力的关系 一、单选题 1.下列单位中,都属于国际单位制的基本单位的一组是(　　) A. m　m/s　m/s2 B. m　N　s C. cm　m/s　min D. kg　m　s 2.下列关于力和运动的说法正确的是(　　) A. 人在沿直线匀速前进的车厢内竖直向上跳起后,将落在车厢内的起跳点 B. 两匹马拉车比一匹马拉车跑得快,这说明物体受的力越大,运动速度越大 C. 汽车刹车时,速度大难以刹停,速度小容易刹停,这说明物体的速度越大,惯性越大 D. 一个运动的物体,如果不再受力了,它总会逐渐停下来,这说明运动需要力来维持 3.如图,自由下落的小球下落一段时间后,与弹簧接触,从它接触弹簧开始,到弹簧压缩到最短的过程中,以下说法正确的是(　　) A. 从接触弹簧到速度最大的过程是失重过程 B. 从接触弹簧到加速度最大的过程是超重过程 C. 从接触弹簧到速度最大的过程加速度越来越大 D. 速度达到最大时加速度也达到最大 4.如图所示，一固定斜面上两个质量相同均为m的小物块A和B紧挨着匀加速下滑，A与B的接触面光滑．已知A与斜面之间的动摩擦因数为μ1＝tan α，B与斜面之间的动摩擦因数μ2＝tan α，斜面倾角为α，重力加速度为g.下滑过程中A、B间弹力的大小为(　　) A. 0   B. mgsinα C. mgsinα   D. mgsinα 5.如图，用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上，系统处于平衡状态．现使小车从静止开始向左加速，加速度从零开始逐渐增大到某一值，然后保持此值，小球稳定地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内)．与稳定在竖直位置时相比，小球的高度(　　) A. 一定升高 B. 一定降低 C. 保持不变 D. 升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定 6.如图所示,一车放在水平面上,车内放一质量为2 kg的物块,物块与车厢的右侧壁间有一压缩的弹簧,弹簧压在右侧壁上的力传感器上,车静止时,力传感器的示数为10 N。若车向右做匀加速运动,加速度大小为2 m/s2时,物块与车之间刚好要相对滑动,则物块与车之间的最大静摩擦力大小为(　　) A. 24 N B. 20 N C. 14 N D. 10 N 7.如图,一轻绳跨过光滑定滑轮,绳的一端系物块P,P置于水平桌面上,与桌面间存在摩擦;绳的另一端悬挂一轻盘(质量可忽略),盘中放置砝码。改变盘中砝码总质量m,并测量P的加速度大小a,得到a-m图像。重力加速度大小为g。在下列a-m图像中,可能正确的是(　　) 8.如图所示为某架货机起飞后在竖直方向的速度与时间图像,下列说法正确的是(　　) A. 飞机在1 200 s时位置最高 B. 500 s时飞行员对座椅的压力小于飞行员的重力 C. 1 200 s时飞机开始向下飞行 D. 1 350 s时飞行员处于失重状态 9.如图所示，O点是竖直圆环的顶点，Oc是圆环直径，Oa和Ob是两条不同倾角的弦．在Oc、Oa、Ob弦上各放置一个光滑的面，一个质点从O点由静止释放，先后分别沿Oc、Oa、Ob下滑，关于质点到达a、b、c三点的时间，下列说法正确的是(　　) A. 最短的是a点 B. 最短的是b点 C. 最长的是c点 D. 时间都相同 10.如图所示,物体A放在光滑的水平桌面上用轻绳跨过光滑的定滑轮与B相连,A、B的质量均为m,B离滑轮的距离足够长,重力加速度为g。现对A施加一水平向左的恒力F,使A向左做匀加速运动。则轻绳的张力大小为(　　) A. B. C. D. 二、多选题 11.在加速度大小为a的匀减速下降的电梯中,有一个质量为m的人,下列说法正确的是(　　) A. 此人对地球的吸引力大小为m(g-a) B. 此人受到的重力为m(g+a) C. 此人超重 D. 此人对电梯的压力大小为m(g+a) 12.如图所示,质量分别为mA、mB的A、B两物块用轻细绳连接放在水平面上,用水平拉力F拉A,使它们一起匀加速运动,A、B与水平面的动摩擦因数均为μ,为了增大轻细绳上的拉力,可行的办法是(　　) A. 减小A的质量mA B. 减小B的质量mB C. 增加拉力F D. 增大动摩擦因数μ 13.有一固定斜面的小车在水平面上做直线运动，小球通过细绳与车顶相连，小球某时刻正处于如图7所示状态，设斜面对小球的支持力为FN，细绳对小球的拉力为FT，关于此时小球的受力情况，下列说法正确的是(　　) A. 若小车向左运动，FN可能为0 B. 若小车向左运动，FT可能为0 C. 若小车向右运动，FN不可能为0 D. 若小车向右运动，FT不可能为0 14.如图甲所示,水平传送带顺时针匀速转动,物块以初速度v0滑上水平传送带,从A点运动到B点的v-t图像如图乙所示。下列说法正确的是(　　) A. 物块的初速度v0=4 m/s B. 传送带转动的速度v=4 m/s C. AB两点间的距离为3 m D. 物块留在传送带上摩擦痕迹长为0.5 m 15.如图甲所示，光滑水平地面上停放着一辆表面粗糙的平板车，质量为M，与平板车上表面等高的平台上有一质量为m的滑块以水平初速度v0向着平板车滑来，从滑块刚滑上平板车开始计时，之后它们的速度随时间变化的图像如图乙所示，t0是滑块在车上运动的时间，重力加速度为g，则以下说法正确的是(　　) A. 滑块最终滑离平板车 B. 滑块与平板车上表面间的动摩擦因数为 C. 滑块与平板车的质量之比m∶M＝1∶2 D. 平板车上表面的长度为v0t0 16.在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩连接好的车厢．当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时，连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F；当机车在西边拉着车厢以大小为a的加速度向西行驶时，P和Q间的拉力大小仍为F.不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为(　　) A. 8 B. 10 C. 15 D. 18 17.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＝4 s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10 m/s2.由题给数据可以得出(　　) A. 木板的质量为1 kg B. 2～4 s内，力F的大小为0.4 N C. 0～2 s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 18.如图所示，水平传送带以速度v1匀速运动，小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连，t＝0时刻P在传送带左端具有速度v2，P与定滑轮间的绳水平，t＝t0时刻P离开传送带．不计定滑轮质量和摩擦，绳足够长．正确描述小物体P速度随时间变化的图像可能是(　　) A. B. C. D. 三、填空题 19.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,打点计时器所用电源频率为50 Hz。 (1)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。  (2)该同学通过数据的处理作出了a-F图像,如图乙所示,则 ①图中的图线不过原点的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ②图中的力F理论上指　　　　,而实验中却用　　　　表示(选填字母符号)。  A.砂和砂桶的总重力 B.绳对小车的拉力 ③此图中图线发生弯曲的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  20.某同学利用如图甲所示的装置测量滑块与长木板间的动摩擦因数μ。实验时长木板水平放置,在沙桶中放入适量细沙,释放滑块,滑块可以向左加速运动。实验中,认为细线对滑块的拉力F近似等于沙桶和细沙的总重力。 甲 (1)实验时,必须要进行的操作是　　　　。  A.实验前,先平衡阻力 B.调整滑轮的位置,使细线与长木板平行 C.要保证沙桶和细沙的总质量远小于滑块的质量 D.先释放滑块再接通打点计时器电源 (2)该同学实验中得到如图乙所示的一条纸带,A、B、C、D、E为相邻计数点(相邻两计数点之间还有四个点未画出),电火花计时器使用的交流电源频率为50 Hz;根据纸带可以求出滑块的加速度大小为　　　　m/s2(结果保留3位有效数字)。  乙 (3)通过改变细沙的质量,得到滑块运动的加速度a和拉力F的关系如图丙所示,已知纵截距为-b,当地的重力加速度为g,则滑块和长木板间的动摩擦因数μ=　　　　;滑块的质量M=　　　　(用b、c、g这些字母表示)。  丙 四、计算题 21.如图,一质量M=4 kg的长方体空箱子在水平拉力F作用下沿水平面向右做匀加速直线运动,箱子与水平面间的动摩擦因数μ1=0.4。这时箱子内一个质量m=1 kg的物块恰好能静止在后壁上。物块与箱子内壁间的动摩擦因数μ2=0.5。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。求: (1)箱子对物块弹力的大小; (2)水平拉力F的大小。 22.如图甲所示,质量为14 kg的滑块A轻放在倾角θ=37°的固定斜面上,此时滑块A沿斜面向下做加速度为2 m/s2的匀加速直线运动;若使用水平方向的恒定推力F作用于滑块A上,如图乙所示,能使滑块A沿斜面匀速上滑。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。 (1)求滑块A与斜面的动摩擦因数μ; (2)求恒力F的大小。 23.公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离．当前车突然停止时，后车司机可以采取刹车措施，使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰．通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1 s．当汽车在晴天干燥沥青路面上以108 km/h的速度匀速行驶时，安全距离为120m．设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的.若要求安全距离仍为120 m，求汽车在雨天安全行驶的最大速度． 24.如图所示，质量M＝2.0 kg的薄木板静止在水平桌面上，薄木板上放有质量m＝1.0 kg的小铁块(可视为质点)，它离木板左端的距离为L＝0.25 m，铁块与木块间的动摩擦因数为μ＝0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．现用一水平向右的拉力作用在木板上，使木板和铁块由静止开始运动，g取10 m/s2. (1)若桌面光滑，拉力大小恒为F1＝4.8 N，求小铁块运动的加速度大小； (2)若木板以4.0 m/s2的加速度从铁块下向右抽出，求抽出过程所经历的时间t； (3)若桌面与薄木板间的动摩擦因数也为μ，则拉力F2的大小满足什么条件才能将木板从铁块下抽出？ 25.如图，水平地面上紧靠粗糙水平台依次排放着A、B两木板，A、B的长度均为L＝5 m、质量均为M＝1.5 kg，其上表面与平台相平，A与平台和B均接触但不粘连．现有一质量m＝3 kg、可视为质点的滑块C，从平台上距平台右侧的距离d＝2.5 m处，以大小v0＝8 m/s、方向水平向右的初速度向右滑动．已知C与平台间、C与木板A、B间的动摩擦因数均为μ1＝0.3，A、B与地面间的动摩擦因数均为μ2＝0.1，且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取g＝10 m/s2.求： (1)滑块C刚滑上A板时的速度大小； (2)滑块C刚滑离A板时，B板的速度大小； (3)从滑块C滑上A板到C与B板相对静止的过程中，B板发生的位移大小． 第四章  运动与力的关系 答案 一、单选题 1.D 2.A 3.A 4.D 5.A 6.C 7.D 8.D 9.D 10.B 二、多选题 11.CD 12.AC 13.AB 14.AD 15.AB 16.BC 17.AB 18.BC 三、实验题 19.(1)拉力F　质量M　(2)①平衡阻力过度　②B　A　③砂和砂桶的总质量不再远小于小车的质量 20.(1)BC　(2)1.25　(3)　 四、计算题 21.【解】(1)物块恰好静止在箱子后壁上,竖直方向由力的平衡条件有Ff=mg 又Ff=μ2FN 联立并代入数据得FN=20 N。 (2)对物块,水平方向由牛顿第二定律有FN=ma 对箱子和物块组成的整体,由牛顿第二定律有 F-μ1(M+m)g=(M+m)a 联立并代入数据得F=120 N。 22.【解】(1)滑块A沿斜面向下做加速度为2 m/s2的匀加速直线运动时,根据牛顿第二定律可得mgsin θ-Ff=ma 又Ff=μFN=μmgcos θ 联立解得滑块A与斜面的动摩擦因数为μ=0.5。 (2)使用水平方向的恒定推力F使滑块A沿斜面匀速上滑,根据平衡条件可得 Fcos θ=mgsin θ+Ff' 又Ff'=μFN'=μ(mgcos θ+Fsin θ) 联立解得F=280 N。 23.【解】设路面干燥时，汽车与地面间的动摩擦因数为μ0，刹车时汽车的加速度大小为a0，安全距离为s，反应时间为t0，由牛顿第二定律和运动学公式得 μ0mg＝ma0① s＝v0t0＋② 式中，m和v0分别为汽车的质量和刹车前的速度． 设在雨天行驶时，汽车与地面间的动摩擦因数为μ，依题意有 μ＝μ0③ 设在雨天行驶时汽车刹车的加速度大小为a，安全行驶的最大速度为v，由牛顿第二定律和运动学公式得 μmg＝ma④ s＝vt0＋⑤ 联立①②③④⑤式并代入题给数据得 v＝20 m/s(72 km/h)． 24.【解】(1)小铁块受到的最大静摩擦力Ffmax＝μmg＝0.2×1.0×10 N＝2 N， 小铁块最大加速度为am＝＝μg＝0.2×10 m/s2＝2 m/s2， 假设小铁块相对木板静止，根据牛顿第二定律有 a＝＝ m/s2＝1.6 m/s2<am， 所以小铁块不会相对长木板滑动，小铁块运动的加速度大小a＝1.6 m/s2. (2)木板和小铁块发生相对运动， 对小铁块，根据牛顿第二定律，有 μmg＝ma1 a1＝μg＝2 m/s2 抽出经历时间为t， x1＝a1t2 对木板，x2＝a2t2 L＝x2－x1 解得t＝0.5 s. (3)对木板：根据牛顿第二定律有 F2－μmg－μ(M＋m)g＝Ma板′ 木板从小铁块下抽出的条件：a板′>am， 则a板′＝>2 m/s2 解得F2>12 N. 25.【解】(1)C在水平台上做匀减速直线运动， 由运动学规律有：v12－v02＝－2a1d， 由牛顿第二定律有：μ1mg＝ma1， 代入数据解得：a1＝3 m/s2，v1＝7 m/s； (2)滑块C在木板A上滑动时的加速度仍为a1，设木板A、B的加速度为a2， 对A、B有：μ1mg－μ2(m＋2M)g＝2Ma2， 代入数据得：a2＝1 m/s2， 设C在A上运动的时间为t1， 则：L＝(v1t1－a1t12)－a2t12， 代入数据解得：t1＝1 s或t1＝2.5 s(舍去) C滑上B时，A、B分离．设C离开A时的速度为vC，木板A、B的速度分别为vA和vB， vC＝v1－a1t1＝4 m/s，vA＝vB＝a2t1＝1 m/s； (3)C在B上滑动时，C的加速度仍为a1，设B的加速度为a3， 对B有：μ1mg－μ2(m＋M)g＝Ma3， 代入数据得：a3＝3 m/s2， 设经过时间t2，B、C达到共同速度v， 则有：v＝vC－a1t2＝vB＋a3t2， 代入数据得：t2＝0.5 s，v＝2.5 m/s， B发生的总位移为：xB＝t1＋t2 代入数据解得：xB＝ m＝1.375m 第8页 共11页 学科网（北京）股份有限公司 $