内容正文:
专题01 直线运动和力的分析
3大考点概览
考点01 匀变速直线运动及其描述
考点02 运动学实验与力学实验
考点03 相互作用
考点04 牛顿运动定律及其应用
匀变速直线运动及其描述
考点1
1.(2026高三·徐州·一模)如图甲所示为某智能扫地机器人,图乙是该机器人在某段时间内的速度−时间图像。关于该智能机器人,下列说法错误的是( )
A.0.1s时机器人的加速度大小为6.0m/s2
B.0~0.2s和0.2~0.7s过程中,机器人的加速度大小之比为1∶6
C.0~0.7s机器人的位移大小为1.155m
D.0~0.7s机器人的平均速度大小为1.65m/s
【答案】B
【详解】A.根据题图乙可知,0.1s时机器人的加速度大小为,故A正确,不符合题意;
B.0.2~0.7s过程中机器人的加速度大小为
故0~0.2s和0.2~0.7s过程中,机器人的加速度大小之比为,故B错误,符合题意;
C.v−t图像与横轴所围面积表示位移,由题图乙可知0~0.7s内机器人的位移大小为,故C正确,不符合题意;
D.0~0.7s内机器人的平均速度大小为,故D正确,不符合题意。
故选B。
2.(2026·无锡·一模)为了筛选大小大致相同的脐橙,设计如图所示的橙子简易筛选装置。两根直杆处于同一倾斜平面内,上端间距小下端间距大,橙子沿两杆向下运动,大、中、小橙离开杆后,落入不同区域的接收桶中,脐橙可视为球体,不计阻力,则( )
A.离开杆后,橙子在空中做一小段自由落体运动
B.离开杆后,大橙速度变化比小橙的快
C.前后两橙子沿杆运动过程中间距逐渐增大
D.大果在沿杆向下运动过程中弹力对其不做功
【答案】C
【详解】A.离开杆后,橙子速度不为0,故不做自由落体运动,故A错误;
B.离开杆后,橙子的加速度均为重力加速度g,由于加速度
可知大橙速度变化与小橙速度变化一样快,故B错误;
C.前后两橙子沿杆加速运动,前面橙子的速度始终大于后面橙子的速度,故前后两橙子沿杆运动过程中间距随时间而逐渐增大,故C正确;
D.橙子受到每根杆的弹力的方向都与杆垂直,两根直杆处于同一倾斜平面内,上端间距小下端间距大,橙子沿两杆向下运动,橙子的重心垂直于杆向下运动,弹力的方向与橙子重心运动的位移方向不垂直,橙子受到杆的弹力做功不为零,故D错误。
故选C。
3.(2026·江苏·一模)某款无人驾驶汽车在测试时,感应到前方有障碍物后,立刻制动做匀减速直线运动。3s内速度由12m/s减至0。该过程中加速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】根据匀变速直线运动公式有
代入数据解得
所以加速度大小为 ,故选A。
4.(25-26高三上·苏州十中·期中)如图所示,弹丸和足球的初速度均为12m/s,方向水平向右。设它们与木板作用的时间都是0.1s,求:
(1)子弹击穿木板后速度大小变为6m/s,方向不变,求弹丸击穿木板时的加速度;
(2)足球与木板作用后反向弹回的速度大小为6m/s,求足球与木板碰撞反弹时的加速度。
【答案】(1) 60 m/s2,方向与初速度的方向相反;(2) 180 m/s2,方向与初速度的方向相反
【详解】(1)令弹丸初速度方向为正方向,则知子弹的初速度v1=12m/s,末速度v2=6m/s,根据加速度的定义知,此过程中弹丸的加速度
负号表示加速度的方向与初速度的方向相反
(2)令足球初速度方向为正方向,则知足球的初速度v1=12m/s,末速度v3=-6m/s,根据加速度的定义知,此过程中足球的加速度
负号表示加速度的方向与初速度的方向相反
5.(2026·南京·一模)科学家们创造出了许多物理思维方法,如理想实验法、控制变量法、极限思想法、模型法、类比法和比值定义法等等。以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的是( )
A.根据速度定义式,当非常小时,就可以用表示物体在某时刻的瞬时速度,应用了微元法
B.在探究两个互成角度的力的合成规律时,采用了控制变量的方法
C.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点代替物体的方法,采用了等效替代的思想
D.加速度的定义采用的是比值定义法
【答案】D
【详解】A.根据速度定义式,当非常小时,就可以用表示物体在某时刻的瞬时速度,应用了极限法,故A错误;
B.在探究两个互成角度的力的合成规律时,利用合力的效果与分力的效果一样,采用了等效替代的方法,故B错误;
C.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点代替物体的方法,采用了理想模型的思想,故C错误;
D.比值定义的基本特点是被定义的物理量与分子与分母上物理量无关,在数值上等于二者的比值而已,加速度的定义式为采用的是比值定义法,故D正确。
故选D。
6.(25-26高三上·江苏南通海门·一调)一辆汽车在水平面上由A经B运动至C时停下,其v-t图像如图所示,已知两段运动的时间相等,则两段的位移之比为( )
A.4∶1 B.3∶1 C.2∶1 D.1∶1
【答案】B
【详解】v-t图像的面积表示位移,可知。
故选B。
7.(2025-2026·江苏&盐城·二模)蜻蜓在水中“点水”激起的波纹,俗称“蜻蜓点水”,一只蜻蜓在平静的水面上匀速飞行时,两次点水后在水面上激起的波纹,俯视看其形状如图所示,由图可分析出( )
A.蜻蜓向左飞行,蜻蜓飞行速度比水波传播的速度小
B.蜻蜓向右飞行,蜻蜓飞行速度比水波传播的速度大
C.蜻蜓向右飞行,蜻蜓飞行速度比水波传播的速度小
D.蜻蜓向左飞行,蜻蜓飞行速度比水波传播的速度大
【答案】B
【详解】根据图示,蜻蜓连续两次点水过程中激起的波纹,圆圈越小,则时间越短,所以飞行方向则为从大圆到小圆,即蜻蜓的飞行方向向右;若蜻蜓飞行的速度和水波的速度相同,那么蜻蜓的每一次点水的时候都会是在上一个水波的边线上,而第二个水波和第一个水波都在以相同的速度运动,所以每个圆都应该是内切的;然而图中到圆圈边线距离小于半径,说明水波运动了一段时间,水波才到圆心,则说明蜻蜓飞行的速度比水波的速度大。
故选B。
8.(2025·淮安·一模)某质点在0~4s内运动的位移x随时间t的变化关系图像如图所示,下列说法正确的( )
A.第4s末质点回到出发点 B.前4s内质点做单方向直线运动
C.第1s内质点做匀加速直线运动 D.第1s、第2s内质点速度相同
【答案】A
【详解】A.第4s末质点与出发点的位置相同,所以回到出发点,故A正确;
B.前4s内质点做往复运动,故B错误;
C.图像的斜率表示速度,第1s内质点做匀速直线运动,故C错误;
D.第1s、第2s内质点速度方向相反,故D错误。
故选A。
9.(2026·丹阳高级中学·一模)光滑绝缘水平面上固定两个等量点电荷,它们连线的中垂线上有A、B、C三点,如图甲所示。一质量m=1g的带正电小物块由A点静止释放,并以此时为计时起点,沿光滑水平面经过B、C两点(图中未画出),其运动过程的v-t图像如图乙所示,其中图线在B点位置时斜率最大,根据图线可以确定( )
A.中垂线上B点电场强度最小
B.A、B两点之间的位移大小
C.B点是连线中点,C与A点必在连线两侧
D.UBC>UAB
【答案】D
【详解】A.v-t图像的斜率表示加速度,可知小物块在B点的加速度最大,所受的电场力最大,所以B点的电场强度最大。故A错误;
B.v-t图像中图线与坐标轴所围面积表示位移,由乙图可知,小物块从A到B的位移大小不可确定。故B错误;
C.由乙图可知,小物块一直做加速运动,则B、C两点均在A点的上边,且B点离A点较近。故C错误;
D.由动能定理,可得
,
代入数据,可得
UBC>UAB
故D正确。
故选D。
10.(2026·丹阳高级中学·一模)从地面竖直上抛物体甲,与此同时在甲的正上方有一物体乙自由下落,若两物体在空中相遇时速率相等,则( )
A.物体甲的初速度的大小是相遇时物体速率的3倍
B.相遇时甲上升的距离是乙下落距离的2倍
C.甲在空中运动时间是乙在空中运动时间的2倍
D.甲落地时的速度是乙落地时速度的2倍
【答案】C
【详解】A.设两物体从下落到相遇的时间为t,竖直上抛甲物体的初速度为,相遇时速度为v,由
解得
故A错误;
B.乙做自由落体,则
相遇时,甲的位移为
可得
故B错误;
C.由A分析可得,甲到最高点时,乙恰好落地,由对称性可知,甲在空中运动时间是乙在空中运动时间的2倍。故C正确;
D.甲下落时间与乙下落时间相等,则根据速度与时间关系可知甲落地时的速度与乙落地时速度相等,故D错误。
故选C。
11.(2026·江苏·一模)第十五届全运会50m仰泳比赛中,某运动员在一段时间内经历加速、匀速、再加速的运动过程。关于该过程的位移x、速度v随时间t变化关系图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】AB.在图像中,图像的斜率表示物体的速度,某运动员在一段时间内经历加速、匀速、再加速的运动过程, 图像如图所示。
图像斜率先变大、不变、再变大,AB错误;
CD.图像表示物体速度随时间的变化,某运动员在一段时间内经历加速、匀速、再加速的运动过程,速度先增大、保持不变、再增大,C正确,D错误。
故选C。
运动学实验与力学实验
考点2
1.(2025-2026·无锡澄&宜六校·联考)用图示装置做“探究物体的加速度与力、质量的关系”的实验,下列操作中正确的是( )
A.电火花打点计时器选用8V交流电源
B.平衡摩擦力时将砝码盘通过细线挂在小车上
C.实验中,释放小车与接通打点计时器需同时进行
D.实验中改变小车的质量后,不需要重新平衡摩擦力
【答案】D
【详解】A. 电火花打点计时器选用220V交流电源,故A错误;
B. 平衡摩擦力时,应将绳从小车上拿去,轻轻推动小车,小车沿木板运动,通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动,故B错误;
C. 实验中,应先接通打点计时器,再释放小车,故C错误;
D. 由于平衡摩擦力之后有
故所以无论小车的质量是否改变,小车所受的滑动摩擦力都等于小车的重力沿斜面的分力,改变小车质量后,不需要重新平衡摩擦力,故D正确。
故选D。
2.(25-26高三上·江苏盐城中学·月考)我国三位航天员进入“天宫号”空间站,开展各项科学实验和技术试验,下列实验中不适合在空间站开展的是( )
A.①验证力的平行四边形定则 B.②落体法测空间站重力加速度
C.③向心力演示器探究向心力 D.④静电感应使金属导体带电
【答案】B
【详解】空间站里面的物体处于完全失重状态。
A.在空间站橡皮筋和弹簧测力计均可以正常使用,所以该实验可以完成,故A不符合题意;
B.在空间站里自由释放物体,物体在空中漂浮着,不会下落,所以该实验无法完成,故B符合题意;
C.向心力演示仪通过弹簧形变程度显示向心力的大小,所以该实验可以完成,故C不符合题意;
D.静电感应使物体带电,是在电场的作用下,电荷从导体的一端转移到另一端,所以该实验可以完成,故D不符合题意。
故选B。
3.(2026·江苏南通·一模)某同学用如图甲装置验证机械能守恒定律,上端固定在铁架台顶部,下端系一小球,小球自然下垂位置处固定一光电门,是可移动的夹子,已知当地重力加速度为。
(1)用游标卡尺测得小球的直径如图乙,则 mm;用毫米刻度尺测得夹子下端到小球上端的细线长度为。
(2)将细线水平拉直,使小球从与夹子下端等高处由静止释放,记录小球通过光电门的遮光时间,则小球通过最低点时的速度大小 (用所测物理量符号表示);
(3)本实验中,满足关系式 ,则验证了机械能守恒(用所测物理量符号表示);
(4)移动的位置多次实验,将实验数据描绘在坐标平面上得到如图丙所示的图线。已知图线的纵截距为,当满足 时,则验证了机械能守恒;
(5)实验中发现小球动能的增加量总是大于势能的减少量,可能的原因是 (写出一个即可)。
【答案】(1)19.25
(2)
(3)
(4)g
(5)见解析
【详解】(1)根据游标卡尺的测量原理,
(2)根据光电门的测量原理,小球的瞬时速度为
(3)若机械能守恒,小球下降时的重力势能转化为动能,有
整理后,有
(4)根据公式
当时满足机械能守恒。
(5)可能是光电门放置的位置偏低,根据公式可知,圆周运动时离圆心越远,线速度越大,会使得光电门测得的速度偏大,动能偏大。
4.(25-26高三上·盐城·期中)甲同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。用天平测得遮光条和滑块的总质量为M,用游标卡尺测得遮光条宽度为d。
(1)实验时需将气垫导轨调至水平,下列操作正确的是__________。
A.开启气泵,调节旋钮,使滑块能在导轨上保持静止
B.通过细线将滑块与钩码相连,调节旋钮,使滑块能在导轨上做匀速直线运动
C.通过细线将滑块与钩码相连,开启气泵,调节旋钮,使滑块能在导轨上保持静止
(2)气垫导轨调至水平,并连接好装置后,将滑块由静止释放,测得遮光条通过光电门2的挡光时间为,则遮光条通过光电门2的速度大小为 (用、表示)。
(3)已知滑块刚释放时遮光条到光电门2的距离为,悬挂的钩码质量为,当地的重力加速度为。在滑块从静止释放到运动至光电门2的过程中,误差允许范围内,若关系式 成立,可验证机械能守恒定律(用题中给出的物理量符号表示)。
(4)按上述实验操作,乙同学多次实验发现:系统重力势能减少量总是明显大于动能的增加量。请分析其可能的原因,并给出调整建议
(5)利用上述实验器材及装置,还可以完成的实验有 。
①验证动量定理
②验证动量守恒定律
③探究加速度与力的关系
【答案】(1)A
(2)
(3)
(4)钩码落地时,滑块(遮光门)还未到达光电门2。缩短细线的长度或将光电门2右移到适当的位置,保证钩码落地前滑块已通过光电门2
(5)③
【详解】(1)气垫导轨调水平的正确操作是开启气源,调节旋钮,使滑块能在导轨上保持静止(此时滑块受力平衡,导轨水平)。如果用细线连接钩码,会引入额外的拉力,无法准确判断导轨是否水平,故选A。
(2)遮光条通过光电门的时间极短,可将这段时间内的平均速度近似为瞬时速度,所以遮光条通过光电门2的速度大小为
(3)滑块从静止释放到光电门2的过程中,系统(滑块、遮光条、钩码)的重力势能减少量为
系统动能增加量为
若系统的机械能守恒,有
联立可得
(4)钩码落地时,滑块(遮光门)还未到达光电门2,速度变小;缩短细线的长度或将光电门2右移到适当的位置,保证钩码落地前滑块已通过光电门2。
(5)①验证动量定理需要测量力和时间的冲量、动量变化,本装置难以直接测量冲量,故①错误;
②验证动量守恒定律需要碰撞场景,本装置无碰撞环节,故②错误;
③探究加速度与力的关系:通过改变钩码质量(改变力),用光电门测速度、结合位移求加速度,可完成该实验,故③正确。
故选③。
5.(2026·南京&盐城·一模)某同学利用如图甲所示的实验装置和若干质量为m0的钩码来测量当地的重力加速度和待测物(带有挡光片)的质量,实验操作如下:
①用游标卡尺测量挡光片的挡光宽度d;
②调节配重物的质量,向下轻拉配重物后释放,当配重物能够匀速向下运动时,可认为配重物质量与待测物质量相等;
③将待测物压在地面上,保持系统静止,测量出挡光片到光电门的距离h;
④在配重物下端挂1只钩码,释放待测物,测量挡光时间为Δt,可得加速度a;
⑤依次增加钩码数量n,由相同位置静止释放待测物,测量Δt并得到对应的加速度a。根据以上实验步骤,回答以下问题:
(1)游标卡尺的示数如图乙所示,挡光片的宽度d = mm。
(2)加速度a的表达式为 (用d、h和Δt表示)
(3)该同学作“”图像,若所作图像斜率为k,纵截距为b,则当地重力加速度为 ,待测物质量为 。(选用k、b、m0表示)
(4)实际中滑轮存在着摩擦阻力,若认为该阻力大小恒定,则请判断在上面测量方法中该阻力是否对重力加速度的测量值引起误差,并请简要说明理由。
【答案】(1)4.80
(2)
(3)
(4)该阻力不会对重力加速度的测量值引起误差。
理由如下:根据牛顿第二定律可得,可见图像的纵截距与阻力无关
【详解】(1)挡光片的宽度d =4mm+0.05mm×16=4.80 mm。
(2)根据
其中
解得
(3)[1][2]由题意可知待测物的质量等于配重物的质量,设为M,则根据牛顿第二定律
其中
可得
可知,
解得,
(4)该阻力不会对重力加速度的测量值引起误差。
理由如下:若考虑阻力,则可将阻力等效为加在待测物上的质量为的物体,则根据牛顿第二定律
可得
可见图像的纵截距与阻力无关。
6.(2025·淮安·一模)两学习小组A、B用如图甲所示实验装置验证向心力大小与速度平方成正比。铁架台上安装带有刻度的半圆板,刻度以圆板最低点所在的水平线为“0”等高线,相邻等高线间距相等。轻绳一端在圆心O处与DIS传感器相连(图中未画出),另一端与小球相连,小球平衡时球心恰在等高线0处,用DIS传感器测量小球做圆周运动过程绳中拉力F大小。
(1)为了验证小球的向心力与速度平方的定量关系,控制小球的质量m和做圆周运动的半径r不变。A组同学将绳拉直,球心与距“0”等高线高度为h的刻度线处重合,将小球由静止释放,运动至最低点的速度平方的表达式= (用重力加速度g、h表示);
(2)DIS系统记录某次小球运动过程中绳中的拉力F随时间t的变化关系图像如图乙所示,则 (选填“a”“b”)点的纵坐标表示小球运动至最低点时绳中的拉力大小;
(3)多次改变小球的释放点高度h,记录每次高度h及对应的运动至最低点时绳中的拉力F大小的数据,描绘出图像如图丙所示,图线I的纵轴截距表示 ,试问:根据该图线能否说明小球的向心力与速度平方成正比?请简述理由 ;
(4)实验操作过程中,B组同学每次将小球的最低点与高度为h的等高线相切,其余操作与A组的相同,B组也在丙图中描绘图线,标记为Ⅱ,图中哪个选项可能正确反映图线I、Ⅱ关系的( )
A. B.
C. D.
【答案】(1)
(2)a
(3) 小球的重力 见详解
(4)C
【详解】(1)小球从静止释放到运动至最低点的过程中,只有重力做功,因此小球的机械能守恒。根据机械能守恒定律,小球在最高点的重力势能等于在最低点的动能
得
(2)设单摆的角度为时,对小球进行受力分析有
则
当时,小球位于最低点,最大,故a点的纵坐标表示小球运动至最低点时绳中的拉力。
(3)[1]当h=0时,即小球释放的高度为零,此时小球并没有获得初速度,因此在最低点时,小球并不需要做圆周运动,也就不会产生向心力。但是,由于绳子的存在,小球在最低点时会受到绳子的拉力,这个拉力就等于小球的重力。所以,图线I的纵轴截距表示的就是小球的重力。
[2]根据向心力公式
可以得
然而,绳中的拉力F并不等于向心力,而是等于向心力加上小球的重力
从这个公式可以看出,拉力F与h之间并不是简单的正比关系,而是线性关系加上一个常数(小球的重力)。因此,仅仅根据这个图线,不能直接得出小球的向心力与速度平方成正比的结论,因为绳中的拉力并不等于向心力,而是与向心力有线性关系加上一个常数。
(4)B组同学每次将小球的最低点与高度为h的等高线相切,设小球半径为,根据能量守恒定则有
得
则绳中的拉力F为
故选C。
7.(25-26高三上·江苏南通海门·一调)某实验小组利用以下装置“探究加速度与力的关系”。
如图,一根轻绳跨过用气凝胶(密度极小)制作的轻薄小滑轮与质量相等的物体A、B相连,物块A的下端与穿过打点计时器的纸带相连,已知当地重力加速度大小为g,打点计时器的打点周期为T。部分实验步骤如下:
(1)在重物B的下面挂上重物C,并同时释放物块A、B、C,得到一条如图所示的纸带,则打点计时器打下点2时系统的瞬时速度为v= ,系统的加速度大小a= (用x1,x2,x3,x4和T表示);
(2)改变重物C的质量m,重复步骤(1),获得多组a与mg数据已描点在下图中,请完成该a-mg图像 ;
(3)图线不过坐标原点的原因是 ;
(4)结合所画图线,根据横坐标为m0g的点,估算物块A的质量(用m0表示)
【答案】(1)
(2)
(3)由于系统受到阻力的原因
(4)(1.6m0~1.9m0)
【详解】(1)[1]打点计时器打下点2时系统的瞬时速度为1、3两点之间的平均速度
[2]逐差法可知
(2)根据图中数据,用一条光滑曲线连接图中各点,作图如下:
(3)图线不过坐标原点,当m增大到一定程度时才有加速度,原因是由于系统受到阻力的原因。
(4)设横坐标每一小格为,纵坐标每一小格为,结合图像可知
设A、B的质量为M,对ABC整体有
整理得,
当时,加速度的表达式变为
加速度a与mg为线性关系,对应图线的直线部分,由表达式可知,斜率为,图像与横轴的交点为
在图线中的直线部分取两点坐标点可得 斜率 ,图像与横轴交点坐标为
综上可得 ,
题图可知当 时, 图线明显变为曲线
把以上坐标点代入
可得
8.(2026·江苏常州前黄高级中学·一模)某同学用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。滑块和遮光条的总质量为,砂和砂桶的总质量为,动滑轮的质量为,不计绳与滑轮之间的摩擦,重力加速度为。
(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d如图所示,则读数为 mm。
(2)下列说法正确的是________。
A.气垫导轨不需要调水平
B.实验中应远大于
C.滑块的加速度大小是砂桶的加速度大小的2倍
D.弹簧测力计的读数始终等于
(3)该同学测得两个光电门间的距离为,遮光条从光电门1运动到光电门2的时间为。保持光电门2的位置及滑块在导轨上释放的位置不变,改变光电门1的位置进行多次测量,经过多次实验测得多组和,作出图像,如图乙所示。已知图像的纵轴截距为,横轴截距为,则表示遮光条通过光电门 (选填“1”或“2”)时的速度大小,滑块的加速度大小 (用字母、表示)。
(4)保持滑块和遮光条的质量不变,改变砂的质量,进行多次实验,以弹簧测力计的示数为横坐标,滑块的加速度为纵坐标,作出的图像如图丙所示,已知直线上某点的坐标为,则对应点时砂和砂桶的质量为 (用、、、表示)。
【答案】(1)3.80
(2)C
(3) 2
(4)
【详解】(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d读数为3mm+16×0.05mm=3.80mm
(2)A.气垫导轨需要调水平,选项A错误;
B.实验中有弹簧测力计测量拉力,则不需要远大于,选项B错误;
C.根据动滑轮的原理可知,滑块的加速度大小是砂桶的加速度大小的2倍,选项C正确;
D.因砂桶加速下降,处于失重状态,则弹簧测力计的读数小于,选项D错误。
故选C。
(3)从光电门1到光电门2做加速运动,若设通过光电门2时的速度为v2,则由逆向思维可得
即
可知图像的纵轴截距为,表示遮光条通过光电门2时的速度大小;
斜率
滑块的加速度大小
(4)对砂桶分析可知
当F=q时a=p,可得
相互作用
考点3
1.(2026·盐城联盟校·二模)如图所示,围棋比赛时的评析棋盘是竖直的,棋盘上布有磁石,而每颗棋子都是一个小磁铁,棋子静止在竖直放置的磁性棋盘上,则下列说法正确的是( )
A.棋子对棋盘的摩擦力和棋盘对棋子的摩擦力是平衡力
B.棋子所受重力与棋子所受摩擦力是平衡力
C.要使棋子不易滑下,一般使用相对光滑的材料作棋盘面
D.棋子不会掉落是因为棋子质量小,重力可以忽略不计
【答案】B
【详解】AB.磁性棋盘是竖直放置的,棋子静止在上面时受到重力、弹力、磁力及摩擦力;弹力和磁力与棋盘垂直,二力为平衡力,重力竖直向下,而摩擦力竖直向上与重力平衡,故A错误,B正确;
C.根据竖直方向上二力平衡知
应不超过最大静摩擦力,则有
一定,要使棋子不滑下,应增大最大静摩擦力,为此应增大,棋盘面应选取较粗糙的材料,故C错误;
D.棋子质量小而重力小时,若没有其他阻力存在,仍会向下运动,棋子不会掉落是因为棋子受到棋盘对它向上的摩擦力,故D错误。
故选B。
2.(2026·江苏连云港·一模)如图所示,负重的机器狗静立在水平地面上,总重力为。下列说法不正确的是( )
A.机器狗所受的合力为零
B.机器狗每条腿受到地面的支持力大小为
C.货物对机器狗的作用力小于机器狗对货物的作用力
D.货物对机器狗的作用力等于机器狗对货物的作用力
【答案】C
【详解】A.机器狗处于静止状态,所受的合力为零,故A正确,不满足题意要求;
B.以机器狗为对象,根据平衡条件可得
解得机器狗每条腿受到地面的支持力大小为
故B正确,不满足题意要求;
CD.货物对机器狗的作用力与机器狗对货物的作用力是一对相互作用力,大小总是相等,故C错误,满足题意要求;D正确,不满足题意要求。
故选C。
3.(2026·镇江·零模)如图所示,倾角为的斜面固定在水平地面上,质量为的小物块在平行于斜面、大小为的拉力作用下,沿斜面向上以速度匀速滑动,物块运动到点时撤去拉力。已知斜面足够长,重力加速度为。求:
(1)物块与斜面间的动摩擦因数;
(2)撤去拉力后,物块上升到最高点时与点的距离大小。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)物块匀速运动时,受力平衡,对物块受力分析有,
其中
联立解得
(2)撤去拉力后,由牛顿第二定律可得
由运动学公式有
可得
4.(2026·南通&泰州·一调)如图所示,在水平面上固定一竖直挡板M,现用水平力F向左推楔形木块B,使球A缓慢上升,所有接触面均光滑。在此过程中( )
A.A对B的压力始终不变
B.A对M的压力逐渐增大
C.水平外力F逐渐增大
D.水平面对B的支持力逐渐增大
【答案】A
【详解】AB.设楔形木块B的倾角为,根据题意,对A受力分析,受重力、的支持力、的支持力力,如图所示
由平衡条件可得:,
由题可知,A球慢慢升高,但不变,则B的支持力、的支持力均不变,由牛顿第三定律可知,A对B的压力和A对M的压力始终不变,故A正确,B错误;
CD.对AB的整体受力分析,如图
由平衡条件可得:,
结合题意可知,和均不变,则水平面对B的支持力N不变、水平外力不变,故CD错误。
故选A。
5.(2026高三·徐州·一模)如图所示,一带电的A球用绝缘细线自由悬挂,另一带电的B球在外力(未画出)作用下,从无穷远处缓慢运动到A球的初始位置,此时A球运动到图示位置。在该过程中,下列说法正确的是( )
A.A球的带电荷量大于B球的带电荷量
B.细线的拉力大小和方向均在变化
C.A球对B球做的功小于B球对A球做的功
D.外力对B球做的功小于A球、B球机械能的增加量
【答案】B
【详解】A.力的作用是相互的,无法判定A球、B球带电荷量的大小关系,故A错误;
B.A球在细线的拉力、静电力和重力作用下始终处于平衡状态,三力的合力为零,由于静电力的大小和方向始终在变化,而重力保持不变,则细线的拉力大小和方向均在变化,故B正确;
C.A、B间的相互作用力大小相等,A球的位移小,B球的位移大,所以A球对B球做的功大于B球对A球做的功,故C错误;
D.对系统,根据能量守恒定律可知外力做的功等于系统机械能和电势能增加量之和,则外力对B球做的功大于A球、B球机械能的增加量,故D错误。
故选B。
6.(2026·江苏南通·一模)如图所示,笔记本电脑放在折叠式支架上,支架静置于水平面上。现仅增大角,电脑保持静止,则支架( )
A.对电脑的摩擦力变小 B.对电脑的支持力变小
C.对电脑的作用力变小 D.对水平面的压力变小
【答案】B
【详解】AB.设电脑平面与水平方向的夹角为α,则对电脑分析可知支架对电脑的摩擦力
对电脑的支持力
增大角,则α变大,则f变大,N变小,A错误,B正确;
C.由平衡可知,支架对电脑的作用力与电脑的重力等大反向,可知支架对电脑的作用力不变,C错误;
D.对电脑和支架整体分析可知,水平面对支架的支持力与整体的重力等大反向,则支持力大小不变,由牛顿第三定律可知,支架对水平面的压力不变,D错误。
故选B。
7.(2025·江苏南通·一诊)如图所示, 质量为1kg的小球用一轻绳悬挂, 在恒力F 作用下处于静止状态, 此时悬线与竖直方向的夹角为60°。若把小球换成一质量为2kg的另一小球,仍在该恒力F的作用下处于静止状态, 悬线与竖直方向的夹角变为30°。重力加速度为g=10m/s2,则恒力F的大小为( )
A.10N B.20N C. D.
【答案】A
【详解】分别对两个位置受力分析,并建立如图所示的三角形
设恒力F与竖直方向的夹角为,根据正弦定理可得:
联立解得
故选A。
8.(2025·丹阳高级中学·一模)如图所示,两个质量均为m的小球通过两根轻弹簧A、B连接,在水平外力F作用下,系统处于静止状态,此时弹簧实际长度相等。弹簧A、B的劲度系数未知,且原长相等。弹簧A、B与竖直方向的夹角分别为θ与45°。设A、B中的拉力分别为FA、FB,小球直径相比弹簧长度可以忽略。求:
(1)弹簧A与竖直方向的夹角的正切值;
(2)弹簧A中的拉力FA的大小。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)对下面的小球进行受力分析,如图甲所示
根据平衡条件得
对两个小球及轻弹簧B整体受力分析,如图乙所示
根据平衡条件得
(2)由上一问分析可知
9.(2026·江苏泰州·一模)现代家居常用吊篮美化室内环境。如图所示,三根等长的轻质铁链对称地悬挂在吊篮架上,另一端接在一起,悬挂在支架上。已知吊篮、花和花盆的总质量为3m。下列说法正确的是( )
A.每根铁链的拉力均为mg
B.给花浇水后支架对墙面的作用力变大
C.改变铁链的长度,铁链的拉力大小不变
D.吊篮架对花盆的支持力与花盆的重力是一对相互作用力
【答案】B
【详解】A.设每根绳子和竖直方向的夹角为,则有
解得
A错误;
B.对支架、吊篮、花盆整体进行受力分析可知,给花浇水后整体重力变大,故支架对墙面的作用力变大,B正确;
C.由
可知改变铁链的长度,每根绳子和竖直方向的夹角为发生改变,则铁链的拉力大小改变,C错误;
D.吊篮架对花盆的支持力与花盆的重力是一对平衡力,D错误。
故选B。
10.(2025·淮安·一模)手握手机使其处于图示的倾斜静止状态。手握得越紧,手机受到手的( )
A.弹力越大 B.弹力越小
C.摩擦力越大 D.摩擦力保持不变
【答案】D
【详解】设手机与水平方向的夹角为θ,则
所以手握得越紧,手机受到手的弹力、摩擦力均不变。
故选D。
11.(2026·丹阳高级中学·一模)如图所示,光滑水平地面上放有截面为圆周的柱状物体A,A与墙面之间放一光滑的圆柱形物体B,对A施加一水平向左的力F,整个装置保持静止。若将A的位置向左移动稍许,整个装置仍保持平衡,则( )
A.墙对B的作用力减小
B.墙对B的作用力不变
C.A对B的作用力增大
D.B对A的作用力增大
【答案】A
【详解】AB.对物体B受力分析,有重力G、墙对其向右的弹力FN和A对B的斜向左上的支持力FAB。物体B在三个力的作用下处于平衡状态。设FAB与竖直方向的夹角为,则墙对B的作用力为
当将A的位置向左移动稍许,减小,则FN减小,故A正确,B错误;
CD.A对B的作用力为
当将A的位置向左移动稍许,减小,则FAB减小,即A对B的作用力或B对A的作用力减小,故CD错误。
故选A。
12.(2025·淮安·一模)如图所示,质量分布均匀、不可伸长的绳两端分别固定在竖直杆M、N的P、Q两等高点,两杆间距为d,则( )
A.绳中各点所受拉力大小相等 B.绳中位置越低的点所受拉力越大
C.若d减小,P点所受拉力减小 D.若d减小,最低点所受拉力增大
【答案】C
【详解】AB.因为绳子的自重会导致绳子在不同位置的拉力不同。靠近固定点的绳子段需要支撑更多绳子的重力,因此拉力更大,反之拉力越小,故AB错误;
C.根据平衡条件
可知P点拉力
当两杆间距d减小时,减小,增大,因此P 点处所受拉力减小,C正确;
C.将绳子的一半作为研究对象,受力分析可知,最低点的拉力
当d减小时,由于减小,减小,因此最低点所受的拉力也会减小,D错误。
故选C。
13.(2026·江苏南通·一模)如图所示,一质量为的小滑块A静止在倾角为的足够长斜面上,另一质量为的小滑块B从距A滑块处由静止释放,经过一段时间滑块B与滑块A发生弹性碰撞,碰撞时间极短。已知滑块A与斜面间的动摩擦因数,滑块B与斜面间无摩擦,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为。求:
(1)滑块B与滑块A发生第一次碰撞前瞬间的速度大小;
(2)滑块B与滑块A发生第一次碰撞后两者间的最大距离;
(3)整个过程中滑块A与斜面间摩擦产生的总内能。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)滑块B不受摩擦力,沿着斜面向下做匀加速直线运动,有
解得
(2)B与A发生完全弹性碰撞,取沿斜面向下为正方向,有,
解得,(负号表示速度沿斜面向上)
因,碰后A滑块沿斜面向下做匀减速直线运动到停下,加速度大小为
则滑块A下滑的位移为
滑块B先向上以加速度做匀减速直线运动,速度减为零后再反向以做匀加速直线运动,则当滑块B的速度减为零时,两滑块的距离达到最大,有
(3)滑块A与B在第一次碰撞后,与斜面间的摩擦生热为
滑块B向下加速回到出发点的速度为,再加速到A处的速度设为,有
解得
同理可得第二次碰后A的速度大小为
滑块A第二次下滑的位移为
产生的热量
同理可得
故可知
14.(2025-2026高三·江苏·联考)如图所示,截面为等腰三角形的楔形木块ABC固定在水平地面上,AB面和BC面的粗糙程度处处相同。一小物块以初速度v0沿斜面AB向上运动,经时间t0到达顶点B,速度恰好减为零;紧接着小物块由静止开始沿斜面BC下滑。在小物块从A运动到C的过程中,其速度大小v与时间t的关系图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】设物块上滑与下滑的加速度大小分别为a1和a2,等腰三角形的底角为α,根据牛顿第二定律得,
解得,
则知
而v-t图像的斜率等于加速度,所以上滑段图线的斜率绝对值大于下滑段图线斜率的绝对值,上滑过程的位移大小等于下滑过程的位移大小,上滑的加速度较大,由知,上滑过程时间较短,因上滑过程中,物块做匀减速运动,下滑过程做匀加速直线运动,两段图像都是直线,由于小物块运动过程中受到滑动摩擦力的作用,所以小物块到达C点的速度小于v0。
故选C。
15.(2025·南航苏州附中·一模)如图所示,在倾角为的光滑斜面上,劲度系数为的轻质弹簧一端连接在固定挡板上,另一端连接一质量为的物体,一轻细绳通过定滑轮,一端系在物体上,另一端与质量也为的小球相连,细绳与斜面平行,斜面足够长,用手托住球使绳子刚好没有拉力,然后由静止释放,不计一切摩擦,取.则( )
A.A、B组成的系统在运动过程中机械能守恒
B.弹簧恢复原长时细绳上的拉力为
C.A沿斜面向上运动的最远距离为
D.如果把斜面倾角改为,上滑到最高点时间不变
【答案】D
【详解】A.因AB系统运动过程中有弹簧的弹力对A做功,则A、B组成的系统在运动过程中机械能不守恒,选项A错误;
B.弹簧恢复原长时,对A,
对B,
解得细绳上的拉力为
选项B错误;
C.开始时弹簧压缩量
当到达平衡位置时
解得
由对称性可知A沿斜面向上运动的最远距离为
选项C错误;
D.因AB系统做简谐振动,则振动周期与斜面倾角无关,即如果把斜面倾角改为,系统的周期不变,则上滑到最高点时间不变,选项D正确。
故选D。
牛顿第一定律及其应用
考点4
1.(2026高三上·镇江·期中)如图所示,长为4l的轻杆一端连接在水平固定铰链O上,另一端连接一个质量为2m小球P。轻绳穿过水平固定轻质滑轮,一端与小球P相连接,另一端系着质量为m的小球Q。开始时对小球P施加竖直向上拉力F,使小球P处于静止,静止时轻杆与水平方向夹角为37°,轻绳与水平方向夹角为53°。撤去拉力F,小球P、Q带动轻杆绕O转动。不计一切摩擦,取sin37°=0.6,sin53°=0.8,重力加速度取g,求:
(1)竖直拉力F的大小;
(2)撤去拉力瞬间小球P的加速度a;
(3)撤去拉力后,当小球P运动到O点正下方时,小球Q的动能Ek。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)球Q处于平衡状态,则
对球P受力分析,如图所示
根据平衡条件可得
解得
(2)对球Q,根据牛顿第二定律可得
对球P,沿绳子方向
球P、Q沿绳子方向加速度
解得
(3)球P下落高度为
球Q上升高度为
根据系统的机械能守恒
即
如图所示
小球P运动到O点正下方时,球P的速度和球Q的速度关系
解得小球Q的动能
2.(2026·南京&盐城·一模)如图所示,水平地面上固定有两个相同的倾角θ=37°的斜面体(顶端固定有小滑轮),两滑轮间的距离d=12cm。两根等长的细线绕过滑轮,一端与放在斜面上的质量均为M=5kg的物块相连,另一端与质量m=3kg的小球连接。初始时刻,用手竖直向下拉住小球,使系统保持静止,此时两细线与竖直方向间的夹角均为α=37°,松手后,小球将在竖直方向上运动。忽略一切摩擦,取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)开始时手对小球的拉力大小F;
(2)小球能够上升的最大高度h;
(3)小球回到初始位置时的加速度大小a。
【答案】(1)18N
(2)8cm
(3)m/s2
【详解】(1)初始时刻系统静止,对物块T =Mgsinθ=30N
假设F方向向下,对小球
解得F=18N
(2)小球上升到最大高度时,系统的动能为0。设此时连接小球的细线与竖直方向间的夹角为β。对系统
解得β 90°
可见小球上升到最大高度时绳子水平,小球上升的最大高度为h=8cm
(3)对物块Mg sin- T1 = MaM
对小球2T1cos- mg =ma
加速度关系aM = a cosα
联立方程解得m/s2
3.(25-26高三上·江苏南通海门·一调)足够长的传送带以速度v顺时针转动。两质量均为m的物块A、B用一根轻弹簧连接,A、B与传送带的动摩擦因数均为μ。开始弹簧处于原长,零时刻将两物块轻放在传送带上,且给物块A一个向右的初速度2v,t时刻物块A与传送带第一次共速,弹簧的压缩量为。求:
(1)零时刻,A、B的加速度大小之比;
(2)t时刻,B的速度;
(3)t时刻,弹簧弹性势能。
【答案】(1)1∶1
(2)v
(3)
【详解】(1)t=0时刻,A、B受到的合力均为滑动摩擦力,有μmg=ma
所以加速度之比aA:aB=1∶1
(2)在t时刻前,A的加速度μmg+kx=maA
B的加速度 μmg+kx=maB
加速度大小相等aA=aB
根据
在t时间内的速度变化量相同,即2v-v=vB-0
解得vB=v
(3)在t时间内,弹簧的压缩量即为A、B物体运动距离之差
对AB和弹簧组成的系统,外力做功之和为机械能的变化
解得
4.(2026高三下·江苏·二调)一倾角为足够大的光滑斜面固定于水平地面上,在斜面上建立Oxy直角坐标系,如图甲所示。从开始,将一可视为质点的物块从O点由静止释放,同时对物块施加沿x轴正方向的力和,其大小与时间t的关系如图乙所示。已知物块的质量为1kg,重力加速度g取,,,不计空气阻力,则( )
A.物块始终做匀变速曲线运动
B.时,物块的加速度为
C.时,物块速度大小为
D.到时间内,和对物块做的总功为144J
【答案】C
【详解】A.根据题图乙可得,,故两力的合力为
物块在y轴方向受到的力不变,为,x轴方向受到的力在改变,合力在改变,故物块做的不是匀变速曲线运动,故A错误;
B.时,,则,,
故B错误;
C.时,沿x轴正方向,对物块根据动量定理得
由于与时间t成线性关系,故可得,
此时y轴方向速度大小为
故此时物块的速度大小为
故C正确;
D.前两秒物体沿y运动
重力做功为
根据动能定理
解得
故D错误。
故选C。
5.(2026·连云港·一模)如图甲所示,电动机驱动水平传送带以的速度匀速穿过固定竖直光滑挡板,挡板与传送带边缘间的夹角。质量的圆柱形物块从传送带左端由静止释放,经一段时间做匀速直线运动,接着撞击挡板,撞击挡板前后沿挡板的分速度不变、垂直挡板的分速度减为零,撞击后紧贴挡板运动滑离传送带,俯视图如图乙所示。已知物块与传送带间的动摩擦因数,g取。求:
(1)物块由静止开始做加速运动的时间t;
(2)物块紧贴挡板运动时所受摩擦力的大小和方向;
(3)上述过程中,因传送该物块电动机多消耗的电能E。
【答案】(1)
(2)5N,方向见解析
(3)18.5J
【详解】(1)物块做加速运动过程,根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
则物块由静止开始做加速运动的时间为
(2)物块紧贴挡板运动时,受到传送带的滑动摩擦力作用,则大小为
由于撞击挡板前后沿挡板的分速度不变、垂直挡板的分速度减为零,如图所示
则物块紧贴挡板运动时,物块相对传送带的运动方向垂直于挡板,与方向相反,故物块所受摩擦力的方向垂直于挡板与方向相同。
(3)物块紧贴挡板运动时,对物块进行受力分析,水平面内受到垂直挡板方向的摩擦力和挡板支持力作用,竖直方向受到重力和传送带的支持力作用,可知物块沿挡板做匀速直线运动;物块由静止加速到与传送带共速过程,发生的相对位移为
根据能量守恒可知,物块由静止加速到与传送带共速过程,电动机多消耗的电能为
物块与挡板撞击后紧贴挡板运动滑离传送带,该过程所用时间为
该过程物块与传送带发生的相对位移为
该过程电动机多消耗的电能为
则整个过程因传送该物块电动机多消耗的电能为
6.(2025·盐城联盟校·二模)2024年8月5日,江苏南京部分地区出现短时强降水,局部地区出现冰雹。无风的时候,由静止竖直下落的冰雹,受到的空气阻力随下落速度的增大而增大,若冰雹下落过程中所受重力保持不变(不计下落时质量的减少),则下列四幅图像中可能正确反映冰雹整个下落过程运动情况的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由题意,对冰雹根据牛顿第二定律有
可得冰雹的加速度
速度增大,阻力增大,加速度减小,冰雹做加速度减小的加速运动;当加速度减小到零,冰雹做匀速直线运动。
故选A。
1 / 2
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$
专题01 直线运动和力的分析
3大考点概览
考点01 匀变速直线运动及其描述
考点02 运动学实验与力学实验
考点03 相互作用
考点04 牛顿运动定律及其应用
匀变速直线运动及其描述
考点1
1.(2026高三·徐州·一模)如图甲所示为某智能扫地机器人,图乙是该机器人在某段时间内的速度−时间图像。关于该智能机器人,下列说法错误的是( )
A.0.1s时机器人的加速度大小为6.0m/s2
B.0~0.2s和0.2~0.7s过程中,机器人的加速度大小之比为1∶6
C.0~0.7s机器人的位移大小为1.155m
D.0~0.7s机器人的平均速度大小为1.65m/s
2.(2026·无锡·一模)为了筛选大小大致相同的脐橙,设计如图所示的橙子简易筛选装置。两根直杆处于同一倾斜平面内,上端间距小下端间距大,橙子沿两杆向下运动,大、中、小橙离开杆后,落入不同区域的接收桶中,脐橙可视为球体,不计阻力,则( )
A.离开杆后,橙子在空中做一小段自由落体运动
B.离开杆后,大橙速度变化比小橙的快
C.前后两橙子沿杆运动过程中间距逐渐增大
D.大果在沿杆向下运动过程中弹力对其不做功
3.(2026·江苏·一模)某款无人驾驶汽车在测试时,感应到前方有障碍物后,立刻制动做匀减速直线运动。3s内速度由12m/s减至0。该过程中加速度大小为( )
A. B. C. D.
4.(25-26高三上·苏州十中·期中)如图所示,弹丸和足球的初速度均为12m/s,方向水平向右。设它们与木板作用的时间都是0.1s,求:
(1)子弹击穿木板后速度大小变为6m/s,方向不变,求弹丸击穿木板时的加速度;
(2)足球与木板作用后反向弹回的速度大小为6m/s,求足球与木板碰撞反弹时的加速度。
5.(2026·南京·一模)科学家们创造出了许多物理思维方法,如理想实验法、控制变量法、极限思想法、模型法、类比法和比值定义法等等。以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的是( )
A.根据速度定义式,当非常小时,就可以用表示物体在某时刻的瞬时速度,应用了微元法
B.在探究两个互成角度的力的合成规律时,采用了控制变量的方法
C.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点代替物体的方法,采用了等效替代的思想
D.加速度的定义采用的是比值定义法
6.(25-26高三上·江苏南通海门·一调)一辆汽车在水平面上由A经B运动至C时停下,其v-t图像如图所示,已知两段运动的时间相等,则两段的位移之比为( )
A.4∶1 B.3∶1 C.2∶1 D.1∶1
7.(2025-2026·江苏&盐城·二模)蜻蜓在水中“点水”激起的波纹,俗称“蜻蜓点水”,一只蜻蜓在平静的水面上匀速飞行时,两次点水后在水面上激起的波纹,俯视看其形状如图所示,由图可分析出( )
A.蜻蜓向左飞行,蜻蜓飞行速度比水波传播的速度小
B.蜻蜓向右飞行,蜻蜓飞行速度比水波传播的速度大
C.蜻蜓向右飞行,蜻蜓飞行速度比水波传播的速度小
D.蜻蜓向左飞行,蜻蜓飞行速度比水波传播的速度大
8.(2025·淮安·一模)某质点在0~4s内运动的位移x随时间t的变化关系图像如图所示,下列说法正确的( )
A.第4s末质点回到出发点 B.前4s内质点做单方向直线运动
C.第1s内质点做匀加速直线运动 D.第1s、第2s内质点速度相同
9.(2026·丹阳高级中学·一模)光滑绝缘水平面上固定两个等量点电荷,它们连线的中垂线上有A、B、C三点,如图甲所示。一质量m=1g的带正电小物块由A点静止释放,并以此时为计时起点,沿光滑水平面经过B、C两点(图中未画出),其运动过程的v-t图像如图乙所示,其中图线在B点位置时斜率最大,根据图线可以确定( )
A.中垂线上B点电场强度最小
B.A、B两点之间的位移大小
C.B点是连线中点,C与A点必在连线两侧
D.UBC>UAB
10.(2026·丹阳高级中学·一模)从地面竖直上抛物体甲,与此同时在甲的正上方有一物体乙自由下落,若两物体在空中相遇时速率相等,则( )
A.物体甲的初速度的大小是相遇时物体速率的3倍
B.相遇时甲上升的距离是乙下落距离的2倍
C.甲在空中运动时间是乙在空中运动时间的2倍
D.甲落地时的速度是乙落地时速度的2倍
11.(2026·江苏·一模)第十五届全运会50m仰泳比赛中,某运动员在一段时间内经历加速、匀速、再加速的运动过程。关于该过程的位移x、速度v随时间t变化关系图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
运动学实验与力学实验
考点2
1.(2025-2026·无锡澄&宜六校·联考)用图示装置做“探究物体的加速度与力、质量的关系”的实验,下列操作中正确的是( )
A.电火花打点计时器选用8V交流电源
B.平衡摩擦力时将砝码盘通过细线挂在小车上
C.实验中,释放小车与接通打点计时器需同时进行
D.实验中改变小车的质量后,不需要重新平衡摩擦力
2.(25-26高三上·江苏盐城中学·月考)我国三位航天员进入“天宫号”空间站,开展各项科学实验和技术试验,下列实验中不适合在空间站开展的是( )
A.①验证力的平行四边形定则 B.②落体法测空间站重力加速度
C.③向心力演示器探究向心力 D.④静电感应使金属导体带电
3.(2026·江苏南通·一模)某同学用如图甲装置验证机械能守恒定律,上端固定在铁架台顶部,下端系一小球,小球自然下垂位置处固定一光电门,是可移动的夹子,已知当地重力加速度为。
(1)用游标卡尺测得小球的直径如图乙,则 mm;用毫米刻度尺测得夹子下端到小球上端的细线长度为。
(2)将细线水平拉直,使小球从与夹子下端等高处由静止释放,记录小球通过光电门的遮光时间,则小球通过最低点时的速度大小 (用所测物理量符号表示);
(3)本实验中,满足关系式 ,则验证了机械能守恒(用所测物理量符号表示);
(4)移动的位置多次实验,将实验数据描绘在坐标平面上得到如图丙所示的图线。已知图线的纵截距为,当满足 时,则验证了机械能守恒;
(5)实验中发现小球动能的增加量总是大于势能的减少量,可能的原因是 (写出一个即可)。
4.(25-26高三上·盐城·期中)甲同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。用天平测得遮光条和滑块的总质量为M,用游标卡尺测得遮光条宽度为d。
(1)实验时需将气垫导轨调至水平,下列操作正确的是__________。
A.开启气泵,调节旋钮,使滑块能在导轨上保持静止
B.通过细线将滑块与钩码相连,调节旋钮,使滑块能在导轨上做匀速直线运动
C.通过细线将滑块与钩码相连,开启气泵,调节旋钮,使滑块能在导轨上保持静止
(2)气垫导轨调至水平,并连接好装置后,将滑块由静止释放,测得遮光条通过光电门2的挡光时间为,则遮光条通过光电门2的速度大小为 (用、表示)。
(3)已知滑块刚释放时遮光条到光电门2的距离为,悬挂的钩码质量为,当地的重力加速度为。在滑块从静止释放到运动至光电门2的过程中,误差允许范围内,若关系式 成立,可验证机械能守恒定律(用题中给出的物理量符号表示)。
(4)按上述实验操作,乙同学多次实验发现:系统重力势能减少量总是明显大于动能的增加量。请分析其可能的原因,并给出调整建议
(5)利用上述实验器材及装置,还可以完成的实验有 。
①验证动量定理
②验证动量守恒定律
③探究加速度与力的关系
5.(2026·南京&盐城·一模)某同学利用如图甲所示的实验装置和若干质量为m0的钩码来测量当地的重力加速度和待测物(带有挡光片)的质量,实验操作如下:
①用游标卡尺测量挡光片的挡光宽度d;
②调节配重物的质量,向下轻拉配重物后释放,当配重物能够匀速向下运动时,可认为配重物质量与待测物质量相等;
③将待测物压在地面上,保持系统静止,测量出挡光片到光电门的距离h;
④在配重物下端挂1只钩码,释放待测物,测量挡光时间为Δt,可得加速度a;
⑤依次增加钩码数量n,由相同位置静止释放待测物,测量Δt并得到对应的加速度a。根据以上实验步骤,回答以下问题:
(1)游标卡尺的示数如图乙所示,挡光片的宽度d = mm。
(2)加速度a的表达式为 (用d、h和Δt表示)
(3)该同学作“”图像,若所作图像斜率为k,纵截距为b,则当地重力加速度为 ,待测物质量为 。(选用k、b、m0表示)
(4)实际中滑轮存在着摩擦阻力,若认为该阻力大小恒定,则请判断在上面测量方法中该阻力是否对重力加速度的测量值引起误差,并请简要说明理由。
6.(2025·淮安·一模)两学习小组A、B用如图甲所示实验装置验证向心力大小与速度平方成正比。铁架台上安装带有刻度的半圆板,刻度以圆板最低点所在的水平线为“0”等高线,相邻等高线间距相等。轻绳一端在圆心O处与DIS传感器相连(图中未画出),另一端与小球相连,小球平衡时球心恰在等高线0处,用DIS传感器测量小球做圆周运动过程绳中拉力F大小。
(1)为了验证小球的向心力与速度平方的定量关系,控制小球的质量m和做圆周运动的半径r不变。A组同学将绳拉直,球心与距“0”等高线高度为h的刻度线处重合,将小球由静止释放,运动至最低点的速度平方的表达式= (用重力加速度g、h表示);
(2)DIS系统记录某次小球运动过程中绳中的拉力F随时间t的变化关系图像如图乙所示,则 (选填“a”“b”)点的纵坐标表示小球运动至最低点时绳中的拉力大小;
(3)多次改变小球的释放点高度h,记录每次高度h及对应的运动至最低点时绳中的拉力F大小的数据,描绘出图像如图丙所示,图线I的纵轴截距表示 ,试问:根据该图线能否说明小球的向心力与速度平方成正比?请简述理由 ;
(4)实验操作过程中,B组同学每次将小球的最低点与高度为h的等高线相切,其余操作与A组的相同,B组也在丙图中描绘图线,标记为Ⅱ,图中哪个选项可能正确反映图线I、Ⅱ关系的( )
A. B.
C. D.
7.(25-26高三上·江苏南通海门·一调)某实验小组利用以下装置“探究加速度与力的关系”。
如图,一根轻绳跨过用气凝胶(密度极小)制作的轻薄小滑轮与质量相等的物体A、B相连,物块A的下端与穿过打点计时器的纸带相连,已知当地重力加速度大小为g,打点计时器的打点周期为T。部分实验步骤如下:
(1)在重物B的下面挂上重物C,并同时释放物块A、B、C,得到一条如图所示的纸带,则打点计时器打下点2时系统的瞬时速度为v= ,系统的加速度大小a= (用x1,x2,x3,x4和T表示);
(2)改变重物C的质量m,重复步骤(1),获得多组a与mg数据已描点在下图中,请完成该a-mg图像 ;
(3)图线不过坐标原点的原因是 ;
(4)结合所画图线,根据横坐标为m0g的点,估算物块A的质量(用m0表示)
8.(2026·江苏常州前黄高级中学·一模)某同学用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。滑块和遮光条的总质量为,砂和砂桶的总质量为,动滑轮的质量为,不计绳与滑轮之间的摩擦,重力加速度为。
(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d如图所示,则读数为 mm。
(2)下列说法正确的是________。
A.气垫导轨不需要调水平
B.实验中应远大于
C.滑块的加速度大小是砂桶的加速度大小的2倍
D.弹簧测力计的读数始终等于
(3)该同学测得两个光电门间的距离为,遮光条从光电门1运动到光电门2的时间为。保持光电门2的位置及滑块在导轨上释放的位置不变,改变光电门1的位置进行多次测量,经过多次实验测得多组和,作出图像,如图乙所示。已知图像的纵轴截距为,横轴截距为,则表示遮光条通过光电门 (选填“1”或“2”)时的速度大小,滑块的加速度大小 (用字母、表示)。
(4)保持滑块和遮光条的质量不变,改变砂的质量,进行多次实验,以弹簧测力计的示数为横坐标,滑块的加速度为纵坐标,作出的图像如图丙所示,已知直线上某点的坐标为,则对应点时砂和砂桶的质量为 (用、、、表示)。
相互作用
考点3
1.(2026·盐城联盟校·二模)如图所示,围棋比赛时的评析棋盘是竖直的,棋盘上布有磁石,而每颗棋子都是一个小磁铁,棋子静止在竖直放置的磁性棋盘上,则下列说法正确的是( )
A.棋子对棋盘的摩擦力和棋盘对棋子的摩擦力是平衡力
B.棋子所受重力与棋子所受摩擦力是平衡力
C.要使棋子不易滑下,一般使用相对光滑的材料作棋盘面
D.棋子不会掉落是因为棋子质量小,重力可以忽略不计
2.(2026·江苏连云港·一模)如图所示,负重的机器狗静立在水平地面上,总重力为。下列说法不正确的是( )
A.机器狗所受的合力为零
B.机器狗每条腿受到地面的支持力大小为
C.货物对机器狗的作用力小于机器狗对货物的作用力
D.货物对机器狗的作用力等于机器狗对货物的作用力
3.(2026·镇江·零模)如图所示,倾角为的斜面固定在水平地面上,质量为的小物块在平行于斜面、大小为的拉力作用下,沿斜面向上以速度匀速滑动,物块运动到点时撤去拉力。已知斜面足够长,重力加速度为。求:
(1)物块与斜面间的动摩擦因数;
(2)撤去拉力后,物块上升到最高点时与点的距离大小。
4.(2026·南通&泰州·一调)如图所示,在水平面上固定一竖直挡板M,现用水平力F向左推楔形木块B,使球A缓慢上升,所有接触面均光滑。在此过程中( )
A.A对B的压力始终不变
B.A对M的压力逐渐增大
C.水平外力F逐渐增大
D.水平面对B的支持力逐渐增大
5.(2026高三·徐州·一模)如图所示,一带电的A球用绝缘细线自由悬挂,另一带电的B球在外力(未画出)作用下,从无穷远处缓慢运动到A球的初始位置,此时A球运动到图示位置。在该过程中,下列说法正确的是( )
A.A球的带电荷量大于B球的带电荷量
B.细线的拉力大小和方向均在变化
C.A球对B球做的功小于B球对A球做的功
D.外力对B球做的功小于A球、B球机械能的增加量
6.(2026·江苏南通·一模)如图所示,笔记本电脑放在折叠式支架上,支架静置于水平面上。现仅增大角,电脑保持静止,则支架( )
A.对电脑的摩擦力变小 B.对电脑的支持力变小
C.对电脑的作用力变小 D.对水平面的压力变小
7.(2025·江苏南通·一诊)如图所示, 质量为1kg的小球用一轻绳悬挂, 在恒力F 作用下处于静止状态, 此时悬线与竖直方向的夹角为60°。若把小球换成一质量为2kg的另一小球,仍在该恒力F的作用下处于静止状态, 悬线与竖直方向的夹角变为30°。重力加速度为g=10m/s2,则恒力F的大小为( )
A.10N B.20N C. D.
8.(2025·丹阳高级中学·一模)如图所示,两个质量均为m的小球通过两根轻弹簧A、B连接,在水平外力F作用下,系统处于静止状态,此时弹簧实际长度相等。弹簧A、B的劲度系数未知,且原长相等。弹簧A、B与竖直方向的夹角分别为θ与45°。设A、B中的拉力分别为FA、FB,小球直径相比弹簧长度可以忽略。求:
(1)弹簧A与竖直方向的夹角的正切值;
(2)弹簧A中的拉力FA的大小。
9.(2026·江苏泰州·一模)现代家居常用吊篮美化室内环境。如图所示,三根等长的轻质铁链对称地悬挂在吊篮架上,另一端接在一起,悬挂在支架上。已知吊篮、花和花盆的总质量为3m。下列说法正确的是( )
A.每根铁链的拉力均为mg
B.给花浇水后支架对墙面的作用力变大
C.改变铁链的长度,铁链的拉力大小不变
D.吊篮架对花盆的支持力与花盆的重力是一对相互作用力
10.(2025·淮安·一模)手握手机使其处于图示的倾斜静止状态。手握得越紧,手机受到手的( )
A.弹力越大 B.弹力越小
C.摩擦力越大 D.摩擦力保持不变
11.(2026·丹阳高级中学·一模)如图所示,光滑水平地面上放有截面为圆周的柱状物体A,A与墙面之间放一光滑的圆柱形物体B,对A施加一水平向左的力F,整个装置保持静止。若将A的位置向左移动稍许,整个装置仍保持平衡,则( )
A.墙对B的作用力减小
B.墙对B的作用力不变
C.A对B的作用力增大
D.B对A的作用力增大
12.(2025·淮安·一模)如图所示,质量分布均匀、不可伸长的绳两端分别固定在竖直杆M、N的P、Q两等高点,两杆间距为d,则( )
A.绳中各点所受拉力大小相等 B.绳中位置越低的点所受拉力越大
C.若d减小,P点所受拉力减小 D.若d减小,最低点所受拉力增大
13.(2026·江苏南通·一模)如图所示,一质量为的小滑块A静止在倾角为的足够长斜面上,另一质量为的小滑块B从距A滑块处由静止释放,经过一段时间滑块B与滑块A发生弹性碰撞,碰撞时间极短。已知滑块A与斜面间的动摩擦因数,滑块B与斜面间无摩擦,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为。求:
(1)滑块B与滑块A发生第一次碰撞前瞬间的速度大小;
(2)滑块B与滑块A发生第一次碰撞后两者间的最大距离;
(3)整个过程中滑块A与斜面间摩擦产生的总内能。
14.(2025-2026高三·江苏·联考)如图所示,截面为等腰三角形的楔形木块ABC固定在水平地面上,AB面和BC面的粗糙程度处处相同。一小物块以初速度v0沿斜面AB向上运动,经时间t0到达顶点B,速度恰好减为零;紧接着小物块由静止开始沿斜面BC下滑。在小物块从A运动到C的过程中,其速度大小v与时间t的关系图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
15.(2025·南航苏州附中·一模)如图所示,在倾角为的光滑斜面上,劲度系数为的轻质弹簧一端连接在固定挡板上,另一端连接一质量为的物体,一轻细绳通过定滑轮,一端系在物体上,另一端与质量也为的小球相连,细绳与斜面平行,斜面足够长,用手托住球使绳子刚好没有拉力,然后由静止释放,不计一切摩擦,取.则( )
A.A、B组成的系统在运动过程中机械能守恒
B.弹簧恢复原长时细绳上的拉力为
C.A沿斜面向上运动的最远距离为
D.如果把斜面倾角改为,上滑到最高点时间不变
牛顿第一定律及其应用
考点4
1.(2026高三上·镇江·期中)如图所示,长为4l的轻杆一端连接在水平固定铰链O上,另一端连接一个质量为2m小球P。轻绳穿过水平固定轻质滑轮,一端与小球P相连接,另一端系着质量为m的小球Q。开始时对小球P施加竖直向上拉力F,使小球P处于静止,静止时轻杆与水平方向夹角为37°,轻绳与水平方向夹角为53°。撤去拉力F,小球P、Q带动轻杆绕O转动。不计一切摩擦,取sin37°=0.6,sin53°=0.8,重力加速度取g,求:
(1)竖直拉力F的大小;
(2)撤去拉力瞬间小球P的加速度a;
(3)撤去拉力后,当小球P运动到O点正下方时,小球Q的动能Ek。
2.(2026·南京&盐城·一模)如图所示,水平地面上固定有两个相同的倾角θ=37°的斜面体(顶端固定有小滑轮),两滑轮间的距离d=12cm。两根等长的细线绕过滑轮,一端与放在斜面上的质量均为M=5kg的物块相连,另一端与质量m=3kg的小球连接。初始时刻,用手竖直向下拉住小球,使系统保持静止,此时两细线与竖直方向间的夹角均为α=37°,松手后,小球将在竖直方向上运动。忽略一切摩擦,取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)开始时手对小球的拉力大小F;
(2)小球能够上升的最大高度h;
(3)小球回到初始位置时的加速度大小a。
3.(25-26高三上·江苏南通海门·一调)足够长的传送带以速度v顺时针转动。两质量均为m的物块A、B用一根轻弹簧连接,A、B与传送带的动摩擦因数均为μ。开始弹簧处于原长,零时刻将两物块轻放在传送带上,且给物块A一个向右的初速度2v,t时刻物块A与传送带第一次共速,弹簧的压缩量为。求:
(1)零时刻,A、B的加速度大小之比;
(2)t时刻,B的速度;
(3)t时刻,弹簧弹性势能。
4.(2026高三下·江苏·二调)一倾角为足够大的光滑斜面固定于水平地面上,在斜面上建立Oxy直角坐标系,如图甲所示。从开始,将一可视为质点的物块从O点由静止释放,同时对物块施加沿x轴正方向的力和,其大小与时间t的关系如图乙所示。已知物块的质量为1kg,重力加速度g取,,,不计空气阻力,则( )
A.物块始终做匀变速曲线运动
B.时,物块的加速度为
C.时,物块速度大小为
D.到时间内,和对物块做的总功为144J
5.(2026·连云港·一模)如图甲所示,电动机驱动水平传送带以的速度匀速穿过固定竖直光滑挡板,挡板与传送带边缘间的夹角。质量的圆柱形物块从传送带左端由静止释放,经一段时间做匀速直线运动,接着撞击挡板,撞击挡板前后沿挡板的分速度不变、垂直挡板的分速度减为零,撞击后紧贴挡板运动滑离传送带,俯视图如图乙所示。已知物块与传送带间的动摩擦因数,g取。求:
(1)物块由静止开始做加速运动的时间t;
(2)物块紧贴挡板运动时所受摩擦力的大小和方向;
(3)上述过程中,因传送该物块电动机多消耗的电能E。
6.(2025·盐城联盟校·二模)2024年8月5日,江苏南京部分地区出现短时强降水,局部地区出现冰雹。无风的时候,由静止竖直下落的冰雹,受到的空气阻力随下落速度的增大而增大,若冰雹下落过程中所受重力保持不变(不计下落时质量的减少),则下列四幅图像中可能正确反映冰雹整个下落过程运动情况的是( )
A. B.
C. D.
1 / 2
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$