高一物理运动和力的关系(培优篇)(Word版 含解析)

一、第四章运动和力的关系易错题培优（难）1．A 、B 两物体用两根轻质细线分别悬挂在天花板上，两细线与水平方向夹角分别为60°和45°，A 、B 间拴接的轻质弹簧恰好处于水平状态，则下列判断正确的是（ ）A ．A 、B 的质量之比为1︰3B ．A 、B 所受弹簧弹力大小之比为3︰2C ．快速撤去弹簧的瞬间，A 、B 的瞬时加速度大小之比为1︰2D ．悬挂A 、B 的细线上拉力大小之比为1︰2 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A ．对AB 两个物体进行受力分析，如图所示，设弹簧弹力为F 。

对物体AA tan 60m gF=对物体BB tan 45m gF=解得A B 3m m 故A 错误；B ．同一根弹簧弹力相等，故B 错误；C ．快速撤去弹簧的瞬间，两个物体都将以悬点为圆心做圆周运动，合力为切线方向。

对物体AA A A sin 30m g m a =对物体Bsin 45B B Bm g m a =联立解得A B 2a a = 故C 正确；D ．对物体A ，细线拉力A cos60FT =对物体B ，细线拉力cos 45B FT =解得A B 2T T = 故D 错误。

故选C 。

【点睛】快速撤去弹簧瞬间，细线的拉力发生突变，故分析时应注意不能认为合外力的大小等于原弹簧的弹力。

2．传送带广泛的应用于物品的传输、分拣、分装等工作中，某煤炭企业利用如图所示的三角形传送带进行不同品质煤的分拣，传送带以6m/s 的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是1m ，且与水平方向的夹角均为37︒。

现有两方形煤块A 、B （可视为质点）从传送带顶端静止释放，煤块与传送带间的动摩擦因数均为0.5，下列说法正确的是（ ）A ．煤块A 、B 在传送带上的划痕长度不相同 B ．煤块A 、B 受到的摩擦力方向都与其运动方向相反C ．煤块A 比煤块B 后到达传送带底端D ．煤块A 运动至传送带底端时速度大小为2m/s 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】B ．煤块A 开始受到的摩擦力方向沿传送带方向向下，与运动方向相同，煤块B 下滑过程中受到的摩擦力方向沿传送带方向向上，与运动方向相反，选项B 错误； CD ．对煤块A 根据牛顿第二定律可得1cos37sin37mg mg ma μ︒+︒=解得2110m/s a =煤块A 达到与传送带共速的时间0116s 0.6s 10v t a === 位移20111.8m 1m 2v x a ==>故不可能与传送带共速，煤块A 一直以1a 向下加速，达到底部的时间设为A t ，则有212A A L a t = 解得A t =达到底端的速度为1A A v a t ==对煤块B 根据牛顿第二定律可得2sin 37cos37mg mg ma μ︒-︒=解得22s 2m/a =煤块B 达到底部的时间设为B t ，则有212B B L a t = 解得1s B A t t =>所以A 先达到底部，选项CD 错误； A ．煤块A 相对于传送带的位移01)m A A x v t L ∆=-=煤块B 相对于传送带的位移0(61)m 5m B B x v t L ∆=-=-=所以煤块A 、B 在传送带上的划痕长度不相同，选项A 正确。

故选A 。

3．如图所示，在竖直平面内有ac 、abc 、adc 三个细管道，ac 沿竖直方向，abcd 是一个矩形。

将三个小球同时从a 点静止释放，忽略一切摩擦，不计拐弯时的机械能损失，当竖直下落的小球运动到c 点时，关于三个小球的位置，下列示意图中可能正确的是（ ）A ．B ．C ．D ．【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】设ac d =，acb α∠=， 设小球沿ab 、bc 、ac 、ad 、dc 下滑的加速度分别为1a 、2a 、3a 、4a 、5a 。

根据牛顿第二定律得15sin sin mg a a g mαα=== sin(90)24cos mg a a g mαα︒-===3a g =对ab 段有2211111sin sin 22d a t g t αα== 得12dt g=对ac 段有2312d gt =得32d t g=对ad 段有2244411cos cos 22d a t g t αα== 得42dt g=所以有124t t t ==即当竖直下落的小球运动到c 点时，沿abc 下落的小球恰好到达b 点，沿adc 下落的小球恰好到达d 点，故ACD 错误，B 正确。

故选B 。

4．如图所示，斜面体A 静止放置在水平地面上，质量为m 的物体B 在外力F （方向水平向右）的作用下沿斜面向下做匀速运动，此时斜面体仍保持静止。

若撤去力F ，下列说法正确的是（ ）A ．A 所受地面的摩擦力方向向左B ．A 所受地面的摩擦力可能为零C ．A 所受地面的摩擦力方向可能向右D ．物体B 仍将沿斜面向下做匀速运动 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】根据题意可知B 物块在外力F 的作用下沿斜面向下做匀速直线运动，撤去外力F 后，B 物块沿斜面向下做加速运动，加速度沿斜面向下，所以A 、B 组成的系统在水平方向上有向左的分加速度，根据系统牛顿第二定律可知，地面对A 的摩擦力水平向左，才能提供系统在水平方向上的分加速度。

故选A 。

5．如图所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v 1运行．初速度大小为v 2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上滑上传送带，以地面为参考系，v 2>v1，从小物块滑上传送带开始计时，其v-t 图像可能的是( )A． B． C．D．【答案】ABC【解析】如果物体一直减速到达左侧仍有速度，则为图像A；如果恰好见到零，则为图像C；如果在传送带上减速到零并反向加速至传送带速度，则为图像C．图像D 是不可能的．6．如图所示，质量为3 kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面。

质量为2 kg的物体B用细线悬挂起来，A、B紧挨在一起但A、B之间无压力。

某时刻将细线剪断，A、B一起向下运动过程中（弹簧在弹性限度范围内，g取10 m/s2），下列说法正确的是（）A．细线剪断瞬间，B对A的压力大小为12 N B．细线剪断瞬间，B对A的压力大小为8 N C．B对A的压力最大为28 N D．B对A的压力最大为20 N【答案】AC【解析】【分析】【详解】AB．剪断细线前，A、B间无压力，则弹簧的弹力为30NAF m g==剪断细线的瞬间，对整体分析，整体的加速度为()225030m s4m s5A BA Bm m g Fam m+--===+隔离B进行分析有B Bm g N m a-=解得12NN=故A 正确，B 错误；CD ．细线剪断后，整体一起向下运动，先加速后减速，当弹簧被压缩最短时，反向加速度最大，两个物体之间有最大作用力，则有B B N m g m a ''-=根据对称性法则可知24m s a a '==解得28N N '=所以C 正确，D 错误。

故选AC 。

7．如图所示，A 、B 两个物体的质量分别为m 1、m 2，两物体之间用轻质弹性细线连接，两物体与水平面的动摩擦因数相等。

现对B 物体施加一水平向右的拉力F ，使A 、B 一起向右做匀加速运动。

下列说法正确的是（ ）A ．若某时刻撒去F ，则撤去F 的瞬间，A 、B 的加速度保持不变 B ．若F 保持不变，水平面改为光滑的，则弹性细线的拉力大小不变C ．若将F 增大一倍，则两物体的加速度将增大一倍D ．若F 逐渐减小，A 、B 依然做加速运动，则在F 减小的过程中，弹性细线上的拉力与F 的比值不变 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】A ．有F 作用时，B 物体水平方向受F 、弹性细绳的拉力和地面对B 的滑动摩擦力作用，撤去F 后，B 物体受弹性细绳的拉力和地面对B 的滑动摩擦力作用，故B 物体的受力情况发生变化，所以B 物体的加速度变化，故A 错误； B ．有F 作用时，水平面粗糙，由牛顿第二定律，得()()1212F m g m g m m a μ-+=+11=F m g m a μ-绳联立解得112=m F F m m +绳若F 保持不变，水平面改为光滑的，由牛顿第二定律，得()12F m m a =+1=F m a 绳联立解得112=m F F m m +绳可知弹性细线的拉力大小不变，故B 正确； C ．有F 作用时，水平面粗糙，由牛顿第二定律，得()()1212F m g m g m m a μ-+=+若将F 增大一倍，滑动摩擦力不变，故两物体的加速度不会增大一倍，C 错误； D ．有F 作用时，水平面粗糙，由牛顿第二定律，得()()1212F m g m g m m a μ-+=+11=F m g m a μ-绳联立解得112=m F F m m +绳可知，F 减小，弹性绳上的拉力与F 的比值不变，故D 正确。

故选BD 。

8．如图，粗糙的水平地面上有三块材料完全相同的木块A 、B 、C ，质量均为m ，B 、C 之间用轻质细绳连接。

现用一水平恒力F 拉C ，使三者由静止开始一起做匀加速运动，运动过程中把一块橡皮泥粘在某一块上面，系统仍加速运动，且始终没有相对滑动，则在粘上橡皮泥并达到稳定后，下列说法正确的是（ ）A ．若粘在木块A 上面，绳的拉力不变B ．若粘在木块A 上面，绳的拉力增大C ．若粘在木块C 上面，A 、B 间摩擦力增大D ．若粘在木块C 上面，绳的拉力和A 、B 间摩擦力都减小 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】因无相对滑动，根据牛顿第二定律都有F ﹣3μmg ﹣μ△mg =（3m +△m ）a可知，运动过程中把一块橡皮泥粘在某一块上面，质量都变化，加速度a 都将减小． AB ．若粘在A 木块上面，以C 为研究对象，受F 、摩擦力μmg 、绳子拉力T ，根据牛顿第二定律有F ﹣μmg ﹣T =ma解得T=F﹣μmg﹣ma因为加速度a减小，F、μmg不变，所以，绳子拉力T增大．故B正确，A错误；CD．若粘在C木块上面，对A，根据牛顿第二定律有f A=ma因为加速度a减小，可知A的摩擦力减小；以AB为整体，根据牛顿第二定律有T﹣2μmg=2ma解得T=2μmg+2ma因为加速度a减小，则绳子拉力T减小，故D正确，C错误。

故选BD。

9．如图所示，A、B两物块的质量分别为3m和2m，两物块静止叠放在水平地面上A、B间的动摩擦因数为μ，B与地面间的动摩擦因数为12μ(μ≠0)．最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.现对B施加一水平推力F，则下列说法正确的是()A．若F＝μmg，A、B间的摩擦力一定为零B．当F＞7.5μmg时，A相对B滑动C．当F＝3μmg时，A的加速度为μgD．若去掉B上的力，而将F＝3μmg的力作用在A上，则B的加速度为0.1μg 【答案】ABD【解析】【详解】A．B与地面间的最大静摩擦力f B＝12μ×5mg＝52μmg，当F=μmg时，AB处于静止，对A分析，A所受的摩擦力为零，故A正确；B．A发生相对滑动的临界加速度a=μg，对整体分析，F−12μ•5mg＝5ma，解得F=7.5μmg，所以当F＞7.5μmg时，A相对B滑动．故B正确；C．当7.5μmg＞F=3μmg＞52μmg，可知AB保持相对静止，一起做匀加速直线运动，加速度a =2.55F mgmμ-＝0.1μg ，故C 错误；D ．若去掉B 上的力，而将F =3μmg 的力作用在A 上，B 发生相对滑动的临界加速度a ＝13522mg mgmμμ⋅-⋅＝0.25μg ，对A 分析F -μ•3mg =3ma ，解得不发生相对滑动的最小拉力F =3.75μmg ，可知F =3μmg 的力作用在A 上，一起做匀加速直线运动，加速度a =1525F mg mμ-⋅＝0.1μg ， 故D 正确。