精品解析：山西部分学校2026-2027学年高三上学期9月阶段检测物理试题

高三物理 考生注意： 1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4．本卷命题范围：必修第一册。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中只有一个选项符合题目要求。 1. 足球比赛中，运动员传球时，一脚将球踢起，球在空中划出一道弧线落下，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 运动员踢球时，脚对球的作用力大于球对脚的作用力 B. 脚对球的弹力是球形变产生的 C. 球在上升过程中惯性变大，下降过程中惯性变小 D. 球在上升过程中失重，下降过程中也失重 2. 如图所示，球用轻绳拉着静止在光滑斜面上，斜面的倾角为θ（0<θ<90°），轻绳与斜面间的夹角也为θ，轻绳的拉力为F，斜面对球的支持力为N，则θ越大（　　） A. F越大，N越大 B. F越大，N越小 C. F越小，N越大 D. F越小，N越小 3. 某汽车在平直的公路上匀速行驶，某时刻发现前方有险情，立即刹车，设刹车过程汽车做匀减速直线运动，刹车的时间为3.5 s，则汽车刹车过程中前3 s内位移与最后3 s内位移之比为（　　） A. B. C. D. 4. 某质点在t=0时刻从静止开始沿直线运动，运动的加速度a随时间t变化的规律如图所示，则在0~3t0时间内，下列说法正确的是（　　） A. 质点做往复运动 B. 质点做单向直线运动 C. t=t0时刻质点速度最大 D. t=3t0时刻质点速度最大 5. 如图所示，箱子用轻绳吊在空中，箱子内有质量均为m的A、B、C三个物块如图所示叠放，处于静止状态，A、B、C中心在同一竖直线上，轻弹簧在弹性限度内，重力加速度为g，则剪断轻绳的一瞬间，下列说法正确的是（　　） A. B、C间的作用力为零 B. 弹簧对B的弹力变小 C. B的加速度大小等于0 D. 箱子的加速度大小等于g 6. 如图所示，边长为L的正方形金属板用a、b、c、d、e五根轻绳悬吊在空中处于静止状态，已知a、b、c、d四根绳的长均为，则e、a两根绳上的张力大小之比为（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，一个物块在倾角为的足够长的斜面上下滑，物块与斜面间的动摩擦因数，某时刻给物块施加一个垂直斜面向下的压力，且压力从零开始不断增大，则物块受到斜面的摩擦力f随压力F的关系图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. t=0时刻A、B两物体处在同一位置，此后两物体做同向的直线运动，A的速度平方随位移关系如图甲所示，B的位移与运动的时间之比随运动时间关系如图乙所示，A、B相遇时不相撞，则下列说法正确的是（　　） A. A的加速度是B加速度的1.5倍 B. A追上B之前，A、B间距离最大时A的速度大小为18m/s C. A追上B之前，A、B间的最大距离为8m D. 在时A追上B 9. 如图所示，A、B两物块叠放静止在水平面上，A的质量为，B的质量为，给A施加一个水平向右大小为的拉力，同时对B施加一个水平向左大小为的拉力，A、B保持相对静止并一起向右运动，重力加速度取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A、B间的动摩擦因数为，B与地面间的动摩擦因数为，则下列说法正确的是（ ） A. A、B一定向右做匀加速运动 B. C. 有可能 D. 同时撤去F1、F2，A、B可能发生相对滑动 10. 如图所示，倾斜传送带倾角为θ=37°，以6 m/s的恒定速度沿逆时针转动。一个煤块在传送带上端A无初速度释放，煤块离开传送带下端B时速度为7 m/s，传送带两端AB的长L=5.05 m，重力加速度g取10 m/s2，煤块大小不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则下列说法正确的是（　　） A. 煤块在传送带上先加速运动再匀速运动 B. 煤块与传送带间的动摩擦因数为0.5 C. 煤块在传送带上运动的时间为2 s D. 煤块在传送带上的划痕长为1.8 m 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学用如图甲所示装置做“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验。刻度尺竖直放置，弹簧竖直悬挂，弹簧的上端刚好与刻度尺的零刻度对齐。每个钩码的质量为50 g，重力加速度g取10 m/s2。 （1）不悬挂钩码，弹簧静止时下端指针所指位置如图乙所示，则此时弹簧的长度L0=__________cm； （2）若将（1）中弹簧长度作为原长，依次悬挂1个、2个、3个、…n个相同的钩码分别进行实验，记录每次悬挂钩码后指针所指的位置刻度值，算出每次弹簧的伸长量x，作出x-n图像如图丙所示，则求得弹簧的劲度系数k=__________N/m（结果保留一位小数）； （3）若将弹簧水平自然放置测出弹簧的长度作为弹簧的原长，重复（2）实验，则作出的x-n图像与__________（填“纵轴”或“横轴”）有交点，根据图像求出的弹簧的劲度系数与（2）中求得的弹簧的劲度系数__________（填“相同”或“不相同”）。 12. 某实验小组用如图甲所示装置做“探究加速度与合外力的关系”实验，不计滑轮质量及摩擦。 （1）实验前要平衡摩擦力，_________（填“悬挂”或“不悬挂”）钩码，将长木板没有定滑轮的一端用垫木适当垫高，接通电源，轻推滑块，观察纸带上打点间隔，如果打点间隔越来越大，应将垫木适当向_________（填“左”或“右”）移一些，直至轻推滑块后打点计时器打出的点间隔均匀。 （2）平衡摩擦力后，安装装置时需要注意的事项有__________； A. 滑块开始的位置应离打点计时器近些 B. 调节定滑轮的高度，使牵引滑块的细线水平 C. 钩码的质量应远小于滑块的质量 D. 调节弹簧测力计的位置，使动滑轮两边的细线竖直 （3）某次实验，按正确操作打出一条纸带，在纸带取计数点如图乙所示，相邻两个计数点之间还有4个点未画出，电源频率为50 Hz，由此算出滑块运动的加速度大小a=__________m/s2（结果保留两位有效数字）；改变悬挂钩码质量重复实验多次，记录每次弹簧测力计的示数F，求出对应的滑块运动的加速度a，作出a-F图像，如果图像是一条过原点的__________，则表明质量一定时，加速度与合外力成正比，如果图像的斜率为k，则求得滑块的质量m=__________。 13. 如图所示，足够长光滑斜面倾角为30°，小车以1 m/s2的加速度在水平面上向右做匀减速运动，通过A点时速度大小为6 m/s，通过A点至第一次运动到斜面底端B点用时1 s。小车向右运动到A点时在B点竖直向上抛出一个小球，小车通过B点时，小球恰好落在车内，小车通过斜面底端时速度大小不变，不计小车和小球大小，重力加速度g取10 m/s2，空气阻力不计，求： （1）A、B间的距离； （2）小球在B点抛出时的初速度大小。 14. 如图所示，倾角为θ=37°的斜面体静止在水平面上，斜面体的质量为2 kg，质量为1 kg的物块放在斜面上，用水平推力作用在物块上，使物块保持静止，物块到斜面底端的距离为3 m，物块与斜面体间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g取10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块可视为质点，sin37°=0.6，cos37°=0.8，斜面体始终处于静止状态，求： （1）推力F的大小范围； （2）斜面体与水平面间的动摩擦因数应满足的条件； （3）若将推力瞬间改为水平向左的拉力，使物块沿斜面运动到斜面底端时速度最大，则改变后的拉力多大？物块运动到斜面底端时最大速度为多少？ 15. 如图所示，质量为M=2 kg的长木板A静止在水平面上，质量为m=1 kg的小物块B以大小为8 m/s的水平初速度从A的左端滑上A，同时给A施加一个水平向右、大小为F=11 N的拉力，A与水平面间的动摩擦因数为，B与A间的动摩擦因数为，当B与A第一次共速时撤去F，B没有滑离A，重力加速度g取10 m/s2，不计B的大小，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： （1）开始时A和B的加速度大小； （2）A的长度至少为多少？ （3）若不撤去拉力F，则B在A上运动的时间为多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三物理 考生注意： 1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4．本卷命题范围：必修第一册。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中只有一个选项符合题目要求。 1. 足球比赛中，运动员传球时，一脚将球踢起，球在空中划出一道弧线落下，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 运动员踢球时，脚对球的作用力大于球对脚的作用力 B. 脚对球的弹力是球形变产生的 C. 球在上升过程中惯性变大，下降过程中惯性变小 D. 球在上升过程中失重，下降过程中也失重 【答案】D 【解析】 【详解】A．运动员踢球时，脚对球的作用力与球对脚的作用力是一对相互作用力，根据牛顿第三定律，二者大小相等、方向相反，故A错误； B．弹力是施力物体发生弹性形变产生的，脚对球的弹力的施力物体是脚，因此是脚的形变产生的，故B错误； C．惯性的大小仅由物体的质量决定，足球运动过程中质量不变，因此惯性大小始终不变，故C错误； D．物体加速度竖直向下时处于失重状态，足球在上升和下降过程中都只受重力作用，加速度恒为重力加速度、方向竖直向下，因此两个过程都处于失重状态，故D正确。 故选D。 2. 如图所示，球用轻绳拉着静止在光滑斜面上，斜面的倾角为θ（0<θ<90°），轻绳与斜面间的夹角也为θ，轻绳的拉力为F，斜面对球的支持力为N，则θ越大（　　） A. F越大，N越大 B. F越大，N越小 C. F越小，N越大 D. F越小，N越小 【答案】A 【解析】 【详解】对球受力分析，球受竖直向下的重力mg、垂直斜面向上的支持力N和水平向右的拉力F，根据平衡条件可得， 由此可知，θ越大，tanθ越大，cosθ越小，则F越大，N越大。 故选A。 3. 某汽车在平直的公路上匀速行驶，某时刻发现前方有险情，立即刹车，设刹车过程汽车做匀减速直线运动，刹车的时间为3.5 s，则汽车刹车过程中前3 s内位移与最后3 s内位移之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】取为一个时间单位，末速度为零的匀减速直线运动可以看成初速度为零的匀加速直线运动。根据初速度为零的匀加速直线运动的规律，汽车刹车过程中前3 s内位移与最后3 s内位移之比为 故选B。 4. 某质点在t=0时刻从静止开始沿直线运动，运动的加速度a随时间t变化的规律如图所示，则在0~3t0时间内，下列说法正确的是（　　） A. 质点做往复运动 B. 质点做单向直线运动 C. t=t0时刻质点速度最大 D. t=3t0时刻质点速度最大 【答案】B 【解析】 【详解】AB．0~t0时间内，质点沿正方向做加速度增大的加速直线运动，t0~2t0时间内，质点沿正方向做加速度减小的加速直线运动，2t0~3t0时间内，质点沿正方向做加速度增大的减速直线运动，所以质点做单向直线运动，而不是往复运动，故A错误，B正确； CD．当质点的加速度为零时，速度达到最大，即t=2t0时刻质点速度最大，故CD错误。 故选B。 5. 如图所示，箱子用轻绳吊在空中，箱子内有质量均为m的A、B、C三个物块如图所示叠放，处于静止状态，A、B、C中心在同一竖直线上，轻弹簧在弹性限度内，重力加速度为g，则剪断轻绳的一瞬间，下列说法正确的是（　　） A. B、C间的作用力为零 B. 弹簧对B的弹力变小 C. B的加速度大小等于0 D. 箱子的加速度大小等于g 【答案】C 【解析】 【详解】AB．轻绳剪断前，各物体处于平衡状态，对C受力分析则有 BC整体受力分析则有 剪断细绳的瞬间，弹簧的弹力不变，因此BC整体的受力依然平衡，加速度为0，BC间的作用力不变，即，故AB错误； C．根据上述分析可知，B的加速度大小为0，故C正确； D．设箱子的质量为M，剪断轻绳的瞬间，对箱子和物体A整体受力分析，则有 解得，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，边长为L的正方形金属板用a、b、c、d、e五根轻绳悬吊在空中处于静止状态，已知a、b、c、d四根绳的长均为，则e、a两根绳上的张力大小之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由装置的对称性，设四根斜绳的张力均为，与竖直方向的夹角均为。板的重心在中心，对板和绳组成的整体，绳的拉力与重力必须共线，因此悬点在的正上方。取板的一角为，正方形半对角线长为 悬点、板中心和角点构成的竖直截面如下图所示。 由图示直角三角形及题给斜绳长度，得 四根斜绳的水平分力相互抵消，对悬点沿竖直方向列平衡方程，得 因此 故选B。 7. 如图所示，一个物块在倾角为的足够长的斜面上下滑，物块与斜面间的动摩擦因数，某时刻给物块施加一个垂直斜面向下的压力，且压力从零开始不断增大，则物块受到斜面的摩擦力f随压力F的关系图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】初始状态 不加压力F时，物块向下滑动，受到滑动摩擦力，初始摩擦力不为0；施加压力后，摩擦力为 f与F成一次函数，图像是倾斜直线；沿斜面方向上 当F增大时，合力逐渐减小，物块做减速运动，速度为0时，物块静止，静止后，重力沿斜面方向的分力等于静摩擦力，即，故B符合题意。 故选B。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. t=0时刻A、B两物体处在同一位置，此后两物体做同向的直线运动，A的速度平方随位移关系如图甲所示，B的位移与运动的时间之比随运动时间关系如图乙所示，A、B相遇时不相撞，则下列说法正确的是（　　） A. A的加速度是B加速度的1.5倍 B. A追上B之前，A、B间距离最大时A的速度大小为18m/s C. A追上B之前，A、B间的最大距离为8m D. 在时A追上B 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由于图甲过原点，即时，结合图像可知A的速度平方随位移变化的关系式为 则图甲斜率 解得 由图乙可知B的位移与运动的时间之比随运动时间变化的关系式为 则图乙斜率 可知， 则A的加速度是B加速度的1.25倍，故A错误； BC．A、B速度相等时距离最大，设经过时间，A、B速度相等，则有 解得 则此时A的速度 此时A、B间的距离为 故B错误、C正确； D．由于t=0时刻A、B两物体处在同一位置，经过时间，A、B相遇时不相撞，则有 解得 则在时A追上B，故D正确。 故选CD。 9. 如图所示，A、B两物块叠放静止在水平面上，A的质量为，B的质量为，给A施加一个水平向右大小为的拉力，同时对B施加一个水平向左大小为的拉力，A、B保持相对静止并一起向右运动，重力加速度取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A、B间的动摩擦因数为，B与地面间的动摩擦因数为，则下列说法正确的是（ ） A. A、B一定向右做匀加速运动 B. C. 有可能 D. 同时撤去F1、F2，A、B可能发生相对滑动 【答案】AB 【解析】 【详解】A．A、B整体从静止开始向右运动，说明整体所受向右的合力大于零，由牛顿第二定律可知，整体具有恒定的向右加速度，因此A、B一定向右做匀加速直线运动，故A正确； B．A、B整体水平方向受向右拉力、向左拉力、地面对B向左的滑动摩擦力 整体向右运动的条件为 解得，故B正确； C．对A、B整体应用牛顿第二定律，有 解得 隔离物块A，水平方向受向右的拉力，以及B对A向左的静摩擦力 对A应用牛顿第二定律，有 代入相关数据，解得 A、B保持相对静止，需满足 解得 由于，所以必有，故C错误； D．同时撤去、的瞬间，A、B整体由于惯性继续向右运动，整体在水平方向只受地面向左的摩擦力 此时整体的加速度大小为 此时A需要的摩擦力为 而A、B间的最大静摩擦力为 根据前述推导， 因此，所需摩擦力小于最大静摩擦力，A、B不会发生相对滑动，故D错误。 故选AB。 10. 如图所示，倾斜传送带倾角为θ=37°，以6 m/s的恒定速度沿逆时针转动。一个煤块在传送带上端A无初速度释放，煤块离开传送带下端B时速度为7 m/s，传送带两端AB的长L=5.05 m，重力加速度g取10 m/s2，煤块大小不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则下列说法正确的是（　　） A. 煤块在传送带上先加速运动再匀速运动 B. 煤块与传送带间的动摩擦因数为0.5 C. 煤块在传送带上运动的时间为2 s D. 煤块在传送带上的划痕长为1.8 m 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据煤块离开传送带下端B时速度为，大于传送带速度，说明共速后煤块继续加速，故A错误； B．根据煤块与传送带共速前 煤块的位移为 煤块与传送带共速后， 解得，故B正确； C．煤块在传送带上运动的时间为，故C错误； D．煤块与传送带共速前的划痕长为 煤块与传送带共速后的划痕长为 共速后的划痕与共速前的划痕重叠，则煤块在传送带上的划痕长为1.8 m，故D正确。 故选BD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学用如图甲所示装置做“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验。刻度尺竖直放置，弹簧竖直悬挂，弹簧的上端刚好与刻度尺的零刻度对齐。每个钩码的质量为50 g，重力加速度g取10 m/s2。 （1）不悬挂钩码，弹簧静止时下端指针所指位置如图乙所示，则此时弹簧的长度L0=__________cm； （2）若将（1）中弹簧长度作为原长，依次悬挂1个、2个、3个、…n个相同的钩码分别进行实验，记录每次悬挂钩码后指针所指的位置刻度值，算出每次弹簧的伸长量x，作出x-n图像如图丙所示，则求得弹簧的劲度系数k=__________N/m（结果保留一位小数）； （3）若将弹簧水平自然放置测出弹簧的长度作为弹簧的原长，重复（2）实验，则作出的x-n图像与__________（填“纵轴”或“横轴”）有交点，根据图像求出的弹簧的劲度系数与（2）中求得的弹簧的劲度系数__________（填“相同”或“不相同”）。 【答案】（1）8.03##8.02##8.04 （2）41.7 （3） ①. 纵轴 ②. 相同 【解析】 【小问1详解】 刻度尺精确到1mm，则图乙读数为，因最后一位为估读位，故读数为均为正确。 【小问2详解】 每个钩码的质量为，在弹簧下端悬挂n个钩码时，有 可得 由x-n图像的斜率 解得弹簧的劲度系数。 【小问3详解】 [1]将弹簧水平自然放置测出弹簧的长度作为弹簧的原长，弹簧竖直时因自重影响，不挂钩码时即时弹簧弹力不为零，则作出的x-n图像与纵轴有交点。 [2]设弹簧自身质量为，根据 则可得 可知x-n图像的斜率与小题（2）中相同，则根据图像求出的弹簧的劲度系数与（2）中求得的弹簧的劲度系数相同。 12. 某实验小组用如图甲所示装置做“探究加速度与合外力的关系”实验，不计滑轮质量及摩擦。 （1）实验前要平衡摩擦力，_________（填“悬挂”或“不悬挂”）钩码，将长木板没有定滑轮的一端用垫木适当垫高，接通电源，轻推滑块，观察纸带上打点间隔，如果打点间隔越来越大，应将垫木适当向_________（填“左”或“右”）移一些，直至轻推滑块后打点计时器打出的点间隔均匀。 （2）平衡摩擦力后，安装装置时需要注意的事项有__________； A. 滑块开始的位置应离打点计时器近些 B. 调节定滑轮的高度，使牵引滑块的细线水平 C. 钩码的质量应远小于滑块的质量 D. 调节弹簧测力计的位置，使动滑轮两边的细线竖直 （3）某次实验，按正确操作打出一条纸带，在纸带取计数点如图乙所示，相邻两个计数点之间还有4个点未画出，电源频率为50 Hz，由此算出滑块运动的加速度大小a=__________m/s2（结果保留两位有效数字）；改变悬挂钩码质量重复实验多次，记录每次弹簧测力计的示数F，求出对应的滑块运动的加速度a，作出a-F图像，如果图像是一条过原点的__________，则表明质量一定时，加速度与合外力成正比，如果图像的斜率为k，则求得滑块的质量m=__________。 【答案】（1） ①. 不悬挂 ②. 右 （2）AD （3） ①. 2.0 ②. 倾斜直线 ③. 【解析】 【小问1详解】 [1]平衡摩擦力时不能让钩码通过细线给滑块施加拉力，因此应不悬挂钩码。 [2]平衡摩擦力的过程要排除钩码重力的作用；若点间隔越来越大，说明木板的倾斜补偿过度，按图示方向向右调节垫木可减小这种趋势。 【小问2详解】 A．滑块从靠近打点计时器处开始运动，可使纸带有足够长度记录运动过程，故A正确； B．平衡摩擦力后木板处于倾斜状态，牵引滑块的细线应与木板平行，不能要求其水平，故B错误； C．实验中直接读取弹簧测力计的示数作为滑块所受合外力，钩码质量不必远小于滑块质量，故C错误； D．应调节弹簧测力计的位置，使动滑轮两侧细线竖直，从而使动滑轮受力对称，故D正确。 故选AD。 【小问3详解】 [1]相邻计数点之间有4个点未画出，所以相邻计数点的时间间隔为 图中六段连续位移依次为，，，，和。由逐差法得 代入数据得 [2]滑块质量一定时，由牛顿第二定律得，所以加速度与合外力成正比，图像应为过原点的倾斜直线。 [3]由直线斜率定义，图像斜率为 因此滑块质量为 13. 如图所示，足够长光滑斜面倾角为30°，小车以1 m/s2的加速度在水平面上向右做匀减速运动，通过A点时速度大小为6 m/s，通过A点至第一次运动到斜面底端B点用时1 s。小车向右运动到A点时在B点竖直向上抛出一个小球，小车通过B点时，小球恰好落在车内，小车通过斜面底端时速度大小不变，不计小车和小球大小，重力加速度g取10 m/s2，空气阻力不计，求： （1）A、B间的距离； （2）小球在B点抛出时的初速度大小。 【答案】（1）5.5m （2）5m/s或15m/s 【解析】 【小问1详解】 设A、B间的距离为s，根据题意 解得 【小问2详解】 小车运动到B点时速度大小 小车在斜面上运动时，加速度大小 小车在斜面上运动的时间 若小车第一次到达B点时小球恰好落在小车内，则小球抛出的初速度大小 若小车第二次到达B点时小球恰好落在小车内，则小球抛出的初速度大小 14. 如图所示，倾角为θ=37°的斜面体静止在水平面上，斜面体的质量为2 kg，质量为1 kg的物块放在斜面上，用水平推力作用在物块上，使物块保持静止，物块到斜面底端的距离为3 m，物块与斜面体间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g取10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块可视为质点，sin37°=0.6，cos37°=0.8，斜面体始终处于静止状态，求： （1）推力F的大小范围； （2）斜面体与水平面间的动摩擦因数应满足的条件； （3）若将推力瞬间改为水平向左的拉力，使物块沿斜面运动到斜面底端时速度最大，则改变后的拉力多大？物块运动到斜面底端时最大速度为多少？ 【答案】（1） （2） （3），10m/s 【解析】 【小问1详解】 当物块刚好不下滑时，根据平衡条件则有， 又因为 解得 当物块刚好不上滑时，根据平衡条件则有，， 解得 因此推力的大小范围是 【小问2详解】 当推力大小等于20 N时，根据题意，由整体法可知 解得 【小问3详解】 物块沿斜面向下运动，F越大，加速度越大，当物块刚好要离开斜面时，沿斜面向下的加速度最大，这时摩擦力为零，则有 解得 设物块沿斜面向下运动的最大加速度为a，则有 解得 则物块运动到斜面底端时的最大速度 15. 如图所示，质量为M=2 kg的长木板A静止在水平面上，质量为m=1 kg的小物块B以大小为8 m/s的水平初速度从A的左端滑上A，同时给A施加一个水平向右、大小为F=11 N的拉力，A与水平面间的动摩擦因数为，B与A间的动摩擦因数为，当B与A第一次共速时撤去F，B没有滑离A，重力加速度g取10 m/s2，不计B的大小，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： （1）开始时A和B的加速度大小； （2）A的长度至少为多少？ （3）若不撤去拉力F，则B在A上运动的时间为多少？ 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 取水平向右为正方向。初始时物块相对木板向右滑动，物块受到向左的滑动摩擦力，木板受到物块向右、地面向左的滑动摩擦力。令地面对木板、木板对物块的滑动摩擦力大小分别为，，则 另一接触面的摩擦力为 两物体此时的受力方向如图，其中为物块与木板间的支持力大小。 设木板向右的加速度大小为，物块向左的加速度大小为。分别对木板、物块应用牛顿第二定律，得 对物块有 代入题给数据，得，。 【小问2详解】 设从开始到第一次共速经历，共速时速度大小为。在此期间木板向右加速、物块向右减速，由速度与时间的关系得 解得，。共速时撤去拉力后，物块仍相对木板向右滑动，故木板所受物块摩擦力向右，地面摩擦力向左。设木板向右运动时的减速加速度大小为，由牛顿第二定律得 解得。木板减速至静止后，物块对它向右的摩擦力小于地面提供的最大静摩擦力，木板保持静止；物块继续向右滑动直至静止。木板在首次共速前的位移为 共速后木板向右运动的位移为 物块从滑上木板到停止，始终受到向左的摩擦力，其向右总位移为 物块相对木板向右的位移持续增大，最大值出现在物块停止时。木板的最小长度为 【小问3详解】 若共速后拉力不撤去，先假设两物体保持相对静止。令表示两物体共同运动时的加速度大小，对整体应用牛顿第二定律得 解得 此时若无相对滑动，使物块具有该加速度所需的静摩擦力为 因最大静摩擦力等于滑动摩擦力，故两物体不能保持共速；木板相对物块向右滑动，两者间的摩擦力方向与首次共速前相反。此时受力方向如图。 设木板、物块此后向右的加速度大小分别为，，对两者分别应用牛顿第二定律，得 对物块有 解得，。首次共速前，物块相对木板向右前进的距离为 设首次共速后再经物块到达木板左端，此时木板相对物块向右移动同样的距离，由相对位移得 解得，物块在木板上运动的总时间为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $