第三章：运动和力的关系（综合训练）2027年高考物理一轮复习举一反三系列

**基本信息** 以运动和力的关系为核心，整合概念辨析、实际应用、实验探究及综合计算，通过典型情境深化物理观念与科学思维。 **综合设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |概念辨析|1-2题|基础概念判断|惯性、参考系等概念生成与辨析| |实际应用|3-8题|生活科技情境题|力与运动关系原理的实际迁移| |实验探究|13-14题|加速度与力关系实验|科学探究步骤与误差分析逻辑| |综合计算|15-18题|板块/传送带模型题|多对象受力分析与运动过程推导|

第三章：运动和力的关系 （考试时间：90分钟，试卷满分：100分） 考试范围：运动和力 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷(选择题，共48分) 一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。在每个小题给出的四个选项中，第1～8小题，只有一个选项符合题意；第9～12小题，有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对而不全的得2分，错选或不选的得0分) 1.下列关于惯性说法正确的是() A.物体的加速度越大，其惯性越大 B.物体的质量越大，其惯性越大 C.物体的合外力越大，其惯性越大 D.只有物体运动状态改变时，物体才具有惯性 2.中国古代的先哲们在认识自然的过程中提出了很多物理学观点，闪烁着智慧的光芒。下列观点中与你所学的物理学知识吻合的是() A.淮南子齐俗训中指出：“趋舍礼俗，犹室宅之居也，东家谓之西家，西家谓之东家，虽皋陶为之理，不能定其处。”意思是，如果不选定参考点，就不能确定是位于东，还是位于西，这说明任何物体都处于永恒的运动中 B.墨经中指出：“力，形之所以奋也。”意思是力可以使物体由动到静，说明力是改变物体运动状态的原因 C.论衡效力篇中指出：“机不能动发，鲁缟不能穿。”意思是说静止的物体没有惯性 D.韩非子观行中指出：“有乌获之劲，而不得人助，不能自举”意思是力气很大的人也不能把自己举起来，说明一对相互作用力的效果可以相互抵消 3.如图所示，、两小球连在轻质弹簧两端，质量为和，端用细线固定在倾角为的光滑斜面上，斜面是固定的，开始时、处于静止状态，若不计弹簧质量。下列说法正确的是() A.弹簧的弹力大小为 B.球受到细线的拉力为 C.当剪断细线瞬间，球的加速度为，球的加速度为 D.当剪断细线瞬间，球的加速度为，球的加速度为 4.如图所示，水平轻质弹簧一端固定在墙上，另一端连接一小球，用与水平方向成角的光滑木板将小球挡住，使小球保持静止状态，重力加速度大小为，现将木板突然撤离，则木板撤离后瞬间小球的加速度大小为() A. B. C. D. 5.低速下落的小雨滴受到空气粘滞阻力与速度大小成正比，可表示为，其中比例系数用国际单位制的基本单位表示为() A. B. C. D. 6.年月，北京市和张家口市联合举办了第届冬季奥林匹克运动会，让世界瞩目。冰壶是冬奥会上一种投掷性竞赛项目。国家游泳中心又名“水立方”，冬奥会期间转换成为“冰立方”作为冰壶项目的比赛场馆，“水立方”成为国际首个泳池上架设冰壶赛道的场馆。运动员以一定初速度投出冰壶使其在冰面上沿直线自由滑行，图像如图乙所示，则下列说法正确的是() A.冰壶做加速度逐渐增大的减速运动 B.冰壶在秒内运动的位移 C.水平面的动摩擦因数逐渐减小 D.冰壶在位移中点的瞬时速度小于时间中点的瞬时速度 7.如图为深坑打夯机的示意图，当夯杆的下端刚到达坑口时，夯杆被摩擦轮松开并以一定的初速度向上运动，经一定时间后落回坑底，不计空气阻力，取竖直向上为正方向，下列图像能描述夯杆被松开后至落回坑底过程的是() A. B. C. D. 8.低海拔地区大气压强值与海拔高度满足关系，其中，为大于零的常量。小宇在乘坐广州塔电梯过程中，保持与电梯厢相对静止，打开手机中的气压传感器，记录一段时间内大气压强值随电梯运动的变化情况，为直线。下列说法正确的是（） A.，电梯在做匀加速直线运动 B.以后，电梯在做匀速直线运动 C.，小宇处于失重状态 D.，小宇处于超重状态 9.如图所示，水平地面上有一质量为，倾角为的斜面。斜面上有一质量也为的物块，若给物块施加一平行斜面向上的推力图中未画出，物块恰能沿斜面匀速上滑，若将推力反向，大小不变，推动物块沿斜面下滑的加速度大小恰等于重力加速度，斜面一直保持静止，则有() A.斜面倾角 B.推力的大小可能为 C.推动物块沿斜面匀速上滑过程，地面对斜面的支持力可能等于 D.推动物块沿斜面加速下滑过程，斜面对地面可能有向右的静摩擦力 10.如图甲所示，物块的质量，初速度，在一水平向左的恒力作用下从点沿粗糙的水平面向右运动，某时刻突然反向，大小不变，整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图像如图乙所示，。下列说法中正确的是() A.内物块做匀减速运动 B.在时刻，恒力反向 C.恒力大小为 D.物块与水平面间的动摩擦因数为 11.如图所示，质量的足够长的木板放置在光滑水平面。木板上有，的两个物块与。、通过恰好绷直不可伸长的轻绳连接。与木板间的动摩擦因数物块与木板间的动摩擦因数。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取。现对木板施加一个水平拉力，使从静止开始加速运动，下列说法正确的是() A.当时，绳上的拉力为 B.当时，绳上的拉力为 C.当时，绳上的拉力为 D.当时，绳上的拉力为 12.如图，质量为的长木板放在水平地面上，上有一个质量为的木块。木板和木块间的动摩擦因数为，木板和地面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。最初长木板和木块都处于静止状态，现在在木块上施加一个水平向右的恒力，同时在木板上施加一个水平向右的恒力，重力加速度，施加恒力后关于两物体的受力和运动下列判断正确的是() A.加两个恒力后木板一定会向右滑动 B.当大小为时，木块受到的摩擦力水平向左 C.为了木板与木块不产生相对滑动，的最大值为 D.若将方向改成水平向左，也可能使木板与木块不产生相对滑动 第Ⅱ卷(非选择题，共52分) 二、填空题(本题共2小题，共14分) 13.（6分）某兴趣小组设计了探究“加速度与力的关系”的实验方案，如图甲所示。小车的质量为，沙和沙桶的质量为，滑轮和细线质量不计。 对本实验的操作，下列说法中正确的是 。 A.实验中需要测量沙和沙桶的质量 B.实验中需要调节滑轮的高度，使细线与长木板平行 C.实验中为减小误差，一定要保证沙和沙桶的质量远小于小车的质量 D.平衡摩擦力时，先悬挂沙桶，再调整长木板的倾角使小车拖着纸带沿长木板匀速下滑 实验过程中，打出了一条纸带，如图乙所示。打点计时器使用交流电源，纸带上标注的、、、、、、为计数点，相邻两计数点间还有个点未画出。测出，，，则小车加速度大小 ． 以弹簧测力计的示数为横坐标，加速度为纵坐标，作出的图像是一条过原点的直线，如图丙所示。若直线的斜率为，则小车的质量为 用斜率表示。 14.（8分）某实验小组利用气垫导轨、光电门等器材来完成“探究加速度与力的关系”实验，具体装置如图甲所示，实验时先测出遮光条的宽度，由刻度尺读出滑块释放时遮光条最左端到光电门中心的距离，滑块每次从气垫导轨上的同一位置释放，光电门连接的数字计时器记录下遮光条的遮光时间，仅改变槽码质量来进行多组实验。 用游标卡尺测量遮光条宽度，结果如图乙所示，其读数 。 实验中槽码质量填“需要”或“不需要”远小于滑块和遮光条的总质量。 实验中滑块的加速度大小 。用字母、、表示 若考虑遮光条的宽度对实验的影响，则实验中测得的加速度大小与真实值相比 。填“偏大”、“偏小”、“相等” 某次实验测得多组数据后，根据实验数据处理结果绘制出的图像如图丙所示，图线不过坐标原点的原因可能是 。 三、计算题(本题共4小题，共38分。要有必要的文字说明和演算步骤。有数值计算的要注明单位) 15.（9分）汽车轮胎与公路路面之间必须要有足够大的动摩擦因数，才能保证汽车安全行驶。为检测某公路路面与汽车轮胎之间的动摩擦因数，需要测量刹车的痕迹。汽车在该公路的水平直道上以的速度行驶时，突然紧急刹车，车轮被抱死后在路面上滑行，直至停下来。量得车轮在公路上摩擦的痕迹长度是，取，则 路面与轮胎之间的动摩擦因数是多少？ 某次在雨天，路面与轮胎的动摩擦因数减小到正常值的倍，要使该汽车仍然在内停下来，汽车的行驶速度不得超过多少？ 16.（9分）年月日时分，搭载神舟十五号载人飞船的长征二号遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，费俊龙、邓清明、张陆三名航天员顺利进入太空。假设在发射火箭过程中，首先由火箭助推器提供推力，使火箭上升到高空时，速度达到，然后助推器脱落，竖直向上匀减速运动后落回地面进行回收。火箭助推器运动过程中所受地球引力可视为不变，且等于在地球表面时的重力，助推器脱落后运动过程中，受到的阻力大小恒为助推器重力的倍，取，求： 助推器能上升到距离地面的最大高度； 助推器落回地面的速度大小。 17.（10分）如图所示，倾角的传送带沿逆时针以的速率匀速运行。将质量的物体可视为质点无初速度放在传送带的顶端，经过运动到传送带的底端。已知物体与传送带之间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，。 求、之间的距离； 若物体漏出黑色粉末粘到传送带表面不影响动摩擦因数，求传送带上黑色痕迹的长度。 18.（10分）如图所示，质量为的足够长木板静置于水平面上，质量均为的物块、均可视为质点静置于上，位于右方处。、间动摩擦因数，、间，与地面间的动摩擦因数。给施加一水平向右的恒力，、第一次相遇的时间为，可得与的关系如图所示。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。求： 物块、的最大加速度、； 图中的大小； 图中区间内，与的关系式。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三章：运动和力的关系 （考试时间：90分钟，试卷满分：100分） 考试范围：运动和力 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷(选择题，共48分) 一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。在每个小题给出的四个选项中，第1～8小题，只有一个选项符合题意；第9～12小题，有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对而不全的得2分，错选或不选的得0分) 1.下列关于惯性说法正确的是() A.物体的加速度越大，其惯性越大 B.物体的质量越大，其惯性越大 C.物体的合外力越大，其惯性越大 D.只有物体运动状态改变时，物体才具有惯性 【答案】B 【解析】惯性是物体的固有属性，一切物体均具有惯性，且惯性与物体的运动状态及是否受力均无关，惯性只与物体的质量有关，质量越大，物体所具有的惯性就越大。 故选B。 2.中国古代的先哲们在认识自然的过程中提出了很多物理学观点，闪烁着智慧的光芒。下列观点中与你所学的物理学知识吻合的是() A.淮南子齐俗训中指出：“趋舍礼俗，犹室宅之居也，东家谓之西家，西家谓之东家，虽皋陶为之理，不能定其处。”意思是，如果不选定参考点，就不能确定是位于东，还是位于西，这说明任何物体都处于永恒的运动中 B.墨经中指出：“力，形之所以奋也。”意思是力可以使物体由动到静，说明力是改变物体运动状态的原因 C.论衡效力篇中指出：“机不能动发，鲁缟不能穿。”意思是说静止的物体没有惯性 D.韩非子观行中指出：“有乌获之劲，而不得人助，不能自举”意思是力气很大的人也不能把自己举起来，说明一对相互作用力的效果可以相互抵消 【答案】B 【解析】A.位置具有相对性，“东家谓之西家，西家谓之东家”如果不选定参考点，就不能确定是位于东，还是位于西，这体现了位置描述的相对性，故A错误； B.“力，形之所以奋也。”意思是力可以使物体由动到静，说明力是改变物体运动状态的原因，故B正确； C.惯性是物体的固有属性，只与质量有关，与运动状态无关，故C错误； D.“有乌获之劲，而不得人助，不能自举”意思是力气很大的人也不能把自己举起来，说明相互作用力不是作用在同一个物体上的，作用效果不会抵消，故D错误。 故选B。 3.如图所示，、两小球连在轻质弹簧两端，质量为和，端用细线固定在倾角为的光滑斜面上，斜面是固定的，开始时、处于静止状态，若不计弹簧质量。下列说法正确的是() A.弹簧的弹力大小为 B.球受到细线的拉力为 C.当剪断细线瞬间，球的加速度为，球的加速度为 D.当剪断细线瞬间，球的加速度为，球的加速度为 【答案】C 【解析】开始、都静止，对、整体有绳子的拉力， 对有弹簧的拉力， 故AB错误； 剪断细线的瞬间，弹簧弹力不变，小球的受力情况不变，所受合力为零，加速度为零；对小球，由牛顿第二定律得， 解得，故C正确，D错误； 故选：。 4.如图所示，水平轻质弹簧一端固定在墙上，另一端连接一小球，用与水平方向成角的光滑木板将小球挡住，使小球保持静止状态，重力加速度大小为，现将木板突然撤离，则木板撤离后瞬间小球的加速度大小为() A. B. C. D. 【答案】D 【解析】解：对小球受力分析可知，弹簧弹力 木板撤离后瞬间小球受弹力和重力的合力提供加速度，根据牛顿第二定律有： 解得，故D正确，ABC错误； 故选：。 5.低速下落的小雨滴受到空气粘滞阻力与速度大小成正比，可表示为，其中比例系数用国际单位制的基本单位表示为() A. B. C. D. 【答案】A 【解析】已知阻力公式为，因此，阻力的单位是牛顿，而由，质量单位，加速度单位速度的单位是。将单位代入的表达式：的单位为，故A正确。 6.年月，北京市和张家口市联合举办了第届冬季奥林匹克运动会，让世界瞩目。冰壶是冬奥会上一种投掷性竞赛项目。国家游泳中心又名“水立方”，冬奥会期间转换成为“冰立方”作为冰壶项目的比赛场馆，“水立方”成为国际首个泳池上架设冰壶赛道的场馆。运动员以一定初速度投出冰壶使其在冰面上沿直线自由滑行，图像如图乙所示，则下列说法正确的是() A.冰壶做加速度逐渐增大的减速运动 B.冰壶在秒内运动的位移 C.水平面的动摩擦因数逐渐减小 D.冰壶在位移中点的瞬时速度小于时间中点的瞬时速度 【答案】C 【解析】A.根据图线的斜率表示加速度，该图线的斜率逐渐减小，可知冰壶做加速度减小的减速运动，故A错误； B.由于速度图线与时间轴围成的面积表示位移，若将该图线与匀减速直线运动的图线比较可知，冰壶在秒内运动的位移，故B错误； C.冰壶运动的加速度是摩擦力产生的，由牛顿第二定律 则，冰壶的加速度逐渐减小，则水平面的动摩擦因数逐渐减小，故C正确； D.冰壶在运动的中点处，两侧的位移大小相等，在图线上找到并标出冰壶在运动中点的瞬时速度和中间时刻的瞬时速度如图 可知冰壶在运动中点的瞬时速度大于中间时刻的瞬时速度，故D错误。 故选C。 7.如图为深坑打夯机的示意图，当夯杆的下端刚到达坑口时，夯杆被摩擦轮松开并以一定的初速度向上运动，经一定时间后落回坑底，不计空气阻力，取竖直向上为正方向，下列图像能描述夯杆被松开后至落回坑底过程的是() A. B. C. D. 【答案】C 【解答】夯杆在上升过程和下降过程都只受重力，加速度都应该为重力加速度，保持不变，故AB错误； 夯杆先匀减速上升再匀加速下落，并且加速度始终保持不变为重力加速度，故C正确，D错误。 故选：。 8.低海拔地区大气压强值与海拔高度满足关系，其中，为大于零的常量。小宇在乘坐广州塔电梯过程中，保持与电梯厢相对静止，打开手机中的气压传感器，记录一段时间内大气压强值随电梯运动的变化情况，为直线。下列说法正确的是（） A.，电梯在做匀加速直线运动 B.以后，电梯在做匀速直线运动 C.，小宇处于失重状态 D.，小宇处于超重状态 【答案】D 【解析】由于大气压强值与海拔高度为线性关系，，在电梯里测得的大气压强值随着时间是均匀变化的，即高度均匀变化，此时电梯在做匀速直线运动，项错误 以后，大气压强值不变，代表电梯高度不变，为静止状态，项错误 通过项分析，∽，电梯做匀速直线运动，即小宇受到的支持力等于自身重力，项错误 ∽，大气压强值依然增加，但增长率逐渐减小，而气压越高，说明电梯的高度越低，故电梯在减速向下运动，故小宇处于超重状态，项正确。 9.如图所示，水平地面上有一质量为，倾角为的斜面。斜面上有一质量也为的物块，若给物块施加一平行斜面向上的推力图中未画出，物块恰能沿斜面匀速上滑，若将推力反向，大小不变，推动物块沿斜面下滑的加速度大小恰等于重力加速度，斜面一直保持静止，则有() A.斜面倾角 B.推力的大小可能为 C.推动物块沿斜面匀速上滑过程，地面对斜面的支持力可能等于 D.推动物块沿斜面加速下滑过程，斜面对地面可能有向右的静摩擦力 【答案】ABD 【解析】A.推力沿斜面向上时，根据平衡条件 推力沿斜面向下时，根据牛顿第二定律 联立解得，，故A正确； B.由以上分析可知，推力的大小为时，摩擦力为，可以满足题意，故B正确； C.由以上分析可知 匀速上滑时，对斜面和物块整体 由此解得，故C错误； D.当物块与斜面间的摩擦力为零时，推动物块沿斜面加速下滑过程，物块对斜面的作用力垂直斜面向下；对斜面，根据平衡条件可知，地面对斜面的摩擦力水平向左；根据牛顿第三定律可知，斜面对地面有向右的静摩擦力，故D正确。 故选ABD。 10.如图甲所示，物块的质量，初速度，在一水平向左的恒力作用下从点沿粗糙的水平面向右运动，某时刻突然反向，大小不变，整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图像如图乙所示，。下列说法中正确的是() A.内物块做匀减速运动 B.在时刻，恒力反向 C.恒力大小为 D.物块与水平面间的动摩擦因数为 【答案】ABD 【解析】内，由，得，由题图乙知，，则，物块做匀减速运动，A正确；由题图乙知，物块的初速度，恒力在处反向，在内物块运动的时间，即在时刻，恒力反向，B正确；内，由，得物块的加速度，由牛顿第二定律得，，联立两式解得，，D正确，C错误。 11.如图所示，质量的足够长的木板放置在光滑水平面。木板上有，的两个物块与。、通过恰好绷直不可伸长的轻绳连接。与木板间的动摩擦因数物块与木板间的动摩擦因数。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取。现对木板施加一个水平拉力，使从静止开始加速运动，下列说法正确的是() A.当时，绳上的拉力为 B.当时，绳上的拉力为 C.当时，绳上的拉力为 D.当时，绳上的拉力为 【答案】ABC 【解析】A.物块滑动临界，滑动临界，则随的增大，先达最大静摩擦力，绳开始产生张力，此时 ，则当时，拉力，故A正确 B.若同时相对于滑动，解得，此时，则时，未相对滑动，，对，，故B正确 C.当时，，，故C正确 D.当时，同时相对于滑动，滑动摩擦力保持不变，则绳上拉力保持不变，故D错误。 故选ABC。 12.如图，质量为的长木板放在水平地面上，上有一个质量为的木块。木板和木块间的动摩擦因数为，木板和地面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。最初长木板和木块都处于静止状态，现在在木块上施加一个水平向右的恒力，同时在木板上施加一个水平向右的恒力，重力加速度，施加恒力后关于两物体的受力和运动下列判断正确的是() A.加两个恒力后木板一定会向右滑动 B.当大小为时，木块受到的摩擦力水平向左 C.为了木板与木块不产生相对滑动，的最大值为 D.若将方向改成水平向左，也可能使木板与木块不产生相对滑动 【答案】AC 【解析】A.木板和木块间的最大静摩擦力 因为 所以木块会相对木板向右滑动，木块对木板的滑动摩擦力水平向右，大小为。木板和地面间的最大静摩擦力 同时在木板上施加一个水平向右的恒力，由于 故加两个恒力后木板一定会向右滑动，故A正确； B.若木块和木板不相对滑动，对整体由牛顿第二定律 解得 对木块，设木块受到的摩擦力为，由牛顿第二定律 解得，故B错误； C.为了使板块间不产生相对滑动，取最大值时，木块受到向右的最大静摩擦力，对木块由牛顿第二定律得 解得 对木块和木板整体由牛顿第二定律得 解得，故C正确； D.设方向向左且木块对木板最大静摩擦力向右，两者以共同的加速度运动，对木块 解得 对木板，由牛顿第二定律 解得 故方向向右，若将方向改成水平向左，不可能使板块间不产生相对滑动，故D错误。 故选AC。 第Ⅱ卷(非选择题，共52分) 二、填空题(本题共2小题，共14分) 13.（6分）某兴趣小组设计了探究“加速度与力的关系”的实验方案，如图甲所示。小车的质量为，沙和沙桶的质量为，滑轮和细线质量不计。 对本实验的操作，下列说法中正确的是 。 A.实验中需要测量沙和沙桶的质量 B.实验中需要调节滑轮的高度，使细线与长木板平行 C.实验中为减小误差，一定要保证沙和沙桶的质量远小于小车的质量 D.平衡摩擦力时，先悬挂沙桶，再调整长木板的倾角使小车拖着纸带沿长木板匀速下滑 实验过程中，打出了一条纸带，如图乙所示。打点计时器使用交流电源，纸带上标注的、、、、、、为计数点，相邻两计数点间还有个点未画出。测出，，，则小车加速度大小 ． 以弹簧测力计的示数为横坐标，加速度为纵坐标，作出的图像是一条过原点的直线，如图丙所示。若直线的斜率为，则小车的质量为 用斜率表示。 【答案】 【解答】 、本实验可由弹簧测力计直接得出小车受到的拉力大小，不用沙和沙桶的重力代替小车受到的拉力，所以不需要天平测量沙和沙桶的质量，故A错误； B、要保证小车做匀变速直线运动，小车的受力必须恒定不变，因此需要调节滑轮高度，使细线与长木板平行，确保小车受力恒定不变．故B正确； C、因为小车受到的拉力由弹簧秤进行测量，故不必要保证沙和沙桶的质量远小于小车的质量，故C错误； D、平衡摩擦力时，不悬挂沙桶，调整长木板的倾角使小车拖着纸带沿长木板匀速下滑，故D错误。 故选B。 由题意可知，两计数点间时间间隔为，由逐差法可得，小车加速度大小为： ， ，， ，， 代入数据解得：。 由牛顿第二定律可得，则，图线的斜率是，则小车的质量为。 故答案为：；；。 14.（8分）某实验小组利用气垫导轨、光电门等器材来完成“探究加速度与力的关系”实验，具体装置如图甲所示，实验时先测出遮光条的宽度，由刻度尺读出滑块释放时遮光条最左端到光电门中心的距离，滑块每次从气垫导轨上的同一位置释放，光电门连接的数字计时器记录下遮光条的遮光时间，仅改变槽码质量来进行多组实验。 用游标卡尺测量遮光条宽度，结果如图乙所示，其读数 。 实验中槽码质量填“需要”或“不需要”远小于滑块和遮光条的总质量。 实验中滑块的加速度大小 。用字母、、表示 若考虑遮光条的宽度对实验的影响，则实验中测得的加速度大小与真实值相比 。填“偏大”、“偏小”、“相等” 某次实验测得多组数据后，根据实验数据处理结果绘制出的图像如图丙所示，图线不过坐标原点的原因可能是 。 【答案】 需要 偏大 气垫导轨不水平，且左低右高 【解析】图中游标卡尺的最小分度值为，读数为 为了使小车受到的合力近似等于槽码的重力，槽码质量需要远小于滑块和遮光条的总质量； 小车通过光电门的速度为，根据运动学公式有，联立可得。 根据，得到的是挡光条中点到达光电门中心时的速度，由于为滑块释放时挡光条左侧到光电门的距离，但挡光条中点到达光电门中心时，滑块已经比前沿到达光电门中心时多走了，所以中点经过光电门中心的距离为，根据，可知测量值大于真实值。 图像不过原点可能是因为气垫导轨不水平且左低右高，导致滑块在没有外力作用时就已经有了一定的加速度。 三、计算题(本题共4小题，共38分。要有必要的文字说明和演算步骤。有数值计算的要注明单位) 15.（9分）汽车轮胎与公路路面之间必须要有足够大的动摩擦因数，才能保证汽车安全行驶。为检测某公路路面与汽车轮胎之间的动摩擦因数，需要测量刹车的痕迹。汽车在该公路的水平直道上以的速度行驶时，突然紧急刹车，车轮被抱死后在路面上滑行，直至停下来。量得车轮在公路上摩擦的痕迹长度是，取，则 路面与轮胎之间的动摩擦因数是多少？ 某次在雨天，路面与轮胎的动摩擦因数减小到正常值的倍，要使该汽车仍然在内停下来，汽车的行驶速度不得超过多少？ 【答案】解：设加速度大小为，由题意可知初速度，刹车距离，对刹车过程有 代入数据解得 对汽车，根据牛顿第二定律可知 联立解得。 汽车的行驶速度不得超过，根据题意有 因为 联立解得。 16.（9分）年月日时分，搭载神舟十五号载人飞船的长征二号遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，费俊龙、邓清明、张陆三名航天员顺利进入太空。假设在发射火箭过程中，首先由火箭助推器提供推力，使火箭上升到高空时，速度达到，然后助推器脱落，竖直向上匀减速运动后落回地面进行回收。火箭助推器运动过程中所受地球引力可视为不变，且等于在地球表面时的重力，助推器脱落后运动过程中，受到的阻力大小恒为助推器重力的倍，取，求： 助推器能上升到距离地面的最大高度； 助推器落回地面的速度大小。 【答案】根据题意可知火箭加速上升的高度，助推器脱落时的速度，助推器脱落后向上做匀减速运动，，由牛顿第二定律可得 解得向上做匀减速运动的加速度大小 由位移速度公式可得 解得 助推器上升的最大高度为 助推器从最高点下落过程中，有 解得下落过程中的加速度大小 由位移速度公式可得 解得。 17.（10分）如图所示，倾角的传送带沿逆时针以的速率匀速运行。将质量的物体可视为质点无初速度放在传送带的顶端，经过运动到传送带的底端。已知物体与传送带之间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，。 求、之间的距离； 若物体漏出黑色粉末粘到传送带表面不影响动摩擦因数，求传送带上黑色痕迹的长度。 【答案】设物体从点释放时加速度大小为，根据牛顿第二定律 解得 物体的速度达到所用的时间 解得 运动的距离 解得 物体继续加速，设加速度大小为，运动时间为，则 根据牛顿第二定律有 解得 运动的距离 解得 、之间的距离 解得； 在的时间内，物体与传送带的相对位移大小物体相对传送带向上运动 解得 在的时间内，物体与传送带的相对位移大小物体相对传送带向下 解得 则黑色痕迹的长度。 18.（10分）如图所示，质量为的足够长木板静置于水平面上，质量均为的物块、均可视为质点静置于上，位于右方处。、间动摩擦因数，、间，与地面间的动摩擦因数。给施加一水平向右的恒力，、第一次相遇的时间为，可得与的关系如图所示。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。求： 物块、的最大加速度、； 图中的大小； 图中区间内，与的关系式。 【答案】解：物块、的加速度由对其的摩擦力提供，最大加速度对应滑动摩擦力，根据牛顿第二定律、 解得， 当时，，说明无穷大，表示、相对均未滑动 由于，当达到时，恰好开始滑动，系统加速度为 根据牛顿第二定律有 解得 当时，不变，说明不变，表示、均与相对滑动 因此当时，恰好开始滑动，、系统加速度为 根据牛顿第二定律有 解得 当达到后，相遇时间为，有 解得 图中区间内，是的一次函数关系，代入和可得 ， 则与的关系式为 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $