力与运动的关系高考真题汇编三

专题三 力与运动的关系高考真题汇编1.(单选)(2017•新课标Ⅱ卷T16)如图所示，一物块在水平拉力F 的作用下沿水平桌面做匀速直线运动.若保持F 的大小不变，而方向与水平面成600角，物块也恰好做匀速直线运动.物块与桌面间的动摩擦因数为（ ） A.2-3 B.36 C.33 D.32答案：C解析：当拉力水平时，物体匀速运动，由平衡条件有F=μmg ；当拉力倾斜时，物体受力分析如图所示，由F f =μF N ，F N =mg-Fsin θ可知摩擦力为F f =μ(mg-Fsin θ),由平衡条件有Fcos600=F f ,代入数据为12μmg=μ(mg﹣32F)，联立可得μ=33，C 正确. 2．(单选) (2017·海南卷T3,4分)汽车紧急刹车后，停止运动的车轮在水平地面上滑动直至停止，在地面上留下的痕迹称为刹车线.由刹车线的长短可知汽车刹车前的速度,已知汽车轮胎与地面之间的动摩擦因数为0.80，测得刹车线长25 m.汽车在刹车前的瞬间的速度大小为（重力加速度g 取10m/s 2）A.10m/sB.20m/sC.30m/sD.40m/s 答案：B解析：由牛顿第二定律有μmg=ma ，解得a=8m/s 2，再由运动学公式有0-v 02=-2ax ，解得v=2ax =2×8×25m/s=20m/s ，B 正确.3.(多选)(2017·海南卷T9,4分)如图所示，水平地面上有三个靠在一起的物块P 、Q 和R ，质量分别为m 、2m 和3m ，物块与地面间的动摩擦因数都为μ.用大小为F 的水平外力推动物块P ，记R 和Q 之间相互作用力与Q 与P 之间相互作用力大小之比为k.下列判断正确的是( )A.若μ≠0，则k=56 B.若μ≠0，则k=35C.若μ=0，则k=12D.若μ=0，则k=35答案：BD解析：若μ≠0，对整体由牛顿第二定律有F-μ·6mg=6ma,设R 和Q 之间相互作用力为F 1，隔离R 有F 1—μ·3mg=3ma,联立解得F 1=μ·3mg+3m F-μ·6mg 6m =F2，设Q 与P 之间相互作用力为F 2，隔离Q 与R 有F 2—μ·5mg=5ma,联立解得F 2=μ·5mg+5m F-μ·6mg 6m =56,则k=F 1F 2=35，若μ=0，同理可得k=35,BD 正确.4.(2016•海南单科卷)沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力F 的作用，其下滑的速度-时间图线如图所示.已知物体与斜面之间的动摩擦因数为常数，在0～5s ，5～10s ，10～15s 内F 的大小分别为F 1、F 2和F 3，则（ ）A.F 1＜F 2B.F 2＞F 3C.F 1＞F 3D.F 1=F 3 答案：A解析：由速度时间图象的斜率可知，0～5s 内和10～15s 内物体的加速度大小a 相等.在0～5s 内，物体加速下滑，由牛顿第二定律有mgsin θ-f-F 1=ma ，所以F 1=mgsin θ-f-ma ；在5～10s ，物体匀速下滑，受力平衡，则mgsin θ=f+F 2，所以F 2=mgsin θ-f ；在10～15s 内，物体减速下滑，由牛顿第二定律有F 3+f-mgsin θ=ma ，所以F 3=mgsin θ-f+ma ；由以上分析可得，F 1＜F 2＜F 3；5.（2016•上海单科卷T26，4分）地面上物体在变力F 作用下由静止开始竖直向上运动，力F 随高度随高度x 的变化关系如图所示，物体能上升的最大高为h ，h ＜H ，当物体加速度最大时其高度为 ，加速度的最大值为 ．答案：0或h ，gh 2H-h解析：因作用在物体上的力F 均匀的减小，加速度是先减小至零时在反向增加，开始时与到达最高点时速度都为零，由对称性可知开始时和高度最大时，具有相同的加速度，且为最大，所以当物体加速度最大时其高度为0或h ．因变力F 在均匀的变化，由图中的几何关系可知该过程中的平均作用力为-F=F 0+(H-h)F 0H 2=F 0(2H-h)2H ,在物体能上升到最大高h 的过程中，由功能关系有-Fh=mgh ，联立以上两式解得m=F 0(2H-h)2gH ,在开始时，由牛顿第二定律有F 0-mg=ma,解得a=gh2H-h.6.(2015·全国新课标理综Ⅰ卷T20)如图a 所示，一物块在t=0时刻滑上一固定斜面，其运动的V —t 图线如图b 所示.若重力加速度g 及图中的V 0、V 1、t 1均为已知量，则可求出( )A.斜面的倾角B.物块的质量C.物块与斜面间的动摩擦因数D.物块沿斜面向上滑行的最大高度 答案：ACD解析：小球滑上斜面的初速度V 0已知，向上滑行过程为匀变速直线运动，末速度0，那么平均速度为V 02，所以沿斜面向上滑行的最远距离S=V 02t 1，根据牛顿第二定律，向上滑行过程的加速度V 0t 1=gsin θ+μgcos θ，向下滑行加速度V 1t 1=gsin θ-μgcos θ，整理可得gsin θ=V 0+V 12t 1，从而可计算出斜面的倾斜角度θ以及动摩擦因数μ，选项A 、C 正确；再根据斜面的倾斜角度θ可计算出向上滑行的最大高度S ·sin θ=V 02t 1·V 0+V 12t 1·1g =V 0·V 0+V 14g ，选项D 正确；仅根据速度时间图象，无法求出物块质量，选项B 错误.7.(2015·全国新课标Ⅱ卷T20)在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩链接好的车厢.当机车在东边拉着这列车厢一大小为a 的加速度向东行驶时，链接某两相邻车厢的挂钩P 和Q 间的拉力大小为F ；当机车在西边拉着这列车厢一大小为23a 的加速度向西行驶时，链接某两相邻车厢的挂钩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.8B.10C.15D.18 答案：BC解析：设P 、Q 两节的车厢数为n 、k ，每节车厢的质量为m ，P 节车厢在东边，Q 节车厢在西边，由牛顿第二定律可知：在东边拉这列车厢时F=kma ；在西边拉这列车厢时F=nm 23a ，可得n k =32，即两边的车厢数可能为3和2，或者是6和4，或者是9和6，或者是12和4等等，故这列车厢的节数可能为5，或者是10，或者15，或者是20，是5的整数倍，选项B 、C 正确，选项A 、D 错误.8.(2015·上海单科卷)如图所示，一质量为m 的正方体物块置于风洞内的水平面上，其一面与风速垂直，当风速为V 0时刚好能推动该物块.已知风对物块的推力F 正比于SV 2，其中V 为风速、S 为物块迎风面积.当风速变为2V 0时，刚好能推动用同一材料做成的另一正方体物块，则该物块的质量为( )A.4mB.8mC.32mD.64m 答案：D解析：一质量为m 的正方体的边长为a ，刚好被推动，在水平方向上受到风力和最大静摩擦力，最大静摩擦力与正压力成正比，设比例系数为μ，该二力平衡，设比例系数为k ，则推力F=kSV 2，可得μmg=kSV 02，而m=a 3ρ，即μa 3ρg=k a 2V 02，同理另一块质量为m ´的正方体的边长为b ，刚好被推动时，则有μb 3ρg=k b 2(2V 02），由以上两式可得b=4a ，所以质量为m ´的正方体的体积是质量为m 的正方体的体积64倍，所以m ´=64m ，选项D 正确. 9.(2015·江苏单科卷T6，4分)一人乘电梯上楼,在竖直上升过程中加速度a 随时间t 变化的图线如图所示，以竖直向上为a 的正方向，则人对地板的压力（ ） A.t =2s 时最大B.t =2s 时最小C.t =8.5s 时最大D.t =8.5s 时最小 答案：AD解析：由题意知在上升过程中：F-mg=ma ，所以向上的加速度越大，人对电梯的压力就越大，故A 正确；B 错误；由图知，7s 以后加速度向下，由mg-F=ma 知，向下的加速度越大，人对电梯的压力就越小，所以C 错误；D 正确。

10.(2015·海南单科卷T9)如图所示，升降机内有一固定斜面，斜面上放一物体，开始时升降机做匀速运动，物块相对斜面匀速下滑，当升降机加速上升时（ ） A.物块与斜面间的摩擦力减小B.物块与斜面间的正压力增大C.物块相对于斜面减速下滑D.物块相对于斜面匀速下滑 答案：BD解析：当升降机加速上升时，物体有竖直向上的加速度，则物块与斜面间的正压力增大，根据滑动摩擦力公式F f =μF N 可知接触面间的正压力增大，物体与斜面间的摩擦力增大，选项A 错误，选项B 正确；设斜面的倾角为θ，物体的质量为m ，当匀速运动时有mgsin θ=μmgcos θ，即sin θ=μcos θ，假设物体以加速度a 向上运动时，有N=m(g+a)cos θ，f=μm(g+a)cos θ，因为sin θ=μcos θ，所以m(g+a)sin θ=μm(g+a)cos θ，故物体仍做匀速下滑运动，选项C 错误,选项D 正确. 11.(2015·广东理综卷T14，4分)若货物随升降机运动的V-t 图象如图所示(竖直向上为正).则货物受到升降机的支持力F 与时间t 关系的图象可能是（ ） 答案：B解析：由V-t 图象可知，升降机在①过程向下做匀加速运动，mg-F=ma ，解得F=mg-ma<mg ，在②过程向下匀速运动，mg-F=0,解得F=mg ，在③过程向下做匀减速运动，F=mg=ma ，解得F=mg+ma ，在④过程中向上做匀加速运动，F-mg=ma ，解得F=mg+ma ，在⑤过程中向上做匀速运动，F=mg ，在⑥过程中向上做匀减速运动，mg-F=ma,解得F=mg-ma,因此符合题意的只有向下B 正确.12.(2014·海南卷T7)下列说法中，符合物理学史实的是A.亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体或静止B.牛顿认为，力是物体运动状态改变的原因，而不是物体运动的原因C.麦克斯韦发现了电流的磁效应，即电流可以在其周围产生磁场D.奥斯特发现导线通电时，导线附近的小磁针发生偏转 答案：ABD解析：奥斯特发现了电流的磁效应，即电流可以在其周围产生磁场，选项C 错误。

13.(2013·全国新课标理综Ⅰ卷)2012年11月，“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功.如图a 所示为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图.飞机着舰并成功钩住阻拦索后，飞机的动力系统立即关闭，阻拦系统通过阻拦索对飞机施加—作用力，使飞机在甲板上短距离滑行后停止.某次降落，以飞机着舰为计时零点，飞机在t=0.4s 时恰好钩住阻拦索中间位置，其着舰到停止的速度一时间图线如图b 所示.假如无阻拦索，飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为I000m.已知航母始终静止，重力加速度的大小为g.则( )A.从着舰到停止，飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的110B.在0.4s ～2.5s 时间内，阻拦索的张力几乎不随时问变化C.在滑行过程中，飞行员所承受的加速度大小会超过2.5gD.在0.4～2.5s 时间内，阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变 答案：AC解析：设着舰时舰载机的速度为V,无阻拦索时舰载机加速度大小为a,所以a=V 22X 1 =7022×1000m/s 2=2.45m/s 2，由速度一时间图线面积表示位移，可求舰载机从着舰到停止飞机在甲板上滑行的距离X 2=(70×0.4- 12 ×2.45×0.42+12 ×(70-2.45×0.4+10)×2.1+12 ×10×0.5)m=113.28m, 因此从着舰到停止，飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的110 ，选项A 正确；从图象可知，在0.4s ～2.5s 时间内舰载机做匀减速直线运动，说明阻拦索的张力的合力一定，由合力与分力的关系可知，因阻拉索之间的夹角变小，所以阻拉索的张力变小，选项B错误；由图象可知，0.4s～2.5s时间内飞行员所承受的加速度大小a´=ΔV Δt=70-2.45×0.4-102.1m/s2=28.1m/s2>2.5×9.8m/s2，选项C正确；由P=FV知，在0.4s～2.5s时间内，F、V均减小，因此阻拦索对飞机做功的功率减小，选项D错误.14.(2013·全国新课标理综Ⅱ卷)一物块静止在粗糙的水平桌面上.从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作用，假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，以a表示物块的加速度大小，F表示水平拉力的大小.能正确描述F与a之间的关系的图象是（）答案：C解析：对物体受力分析可知，在水平方向有水平拉力和摩擦力，当0<F<f m时，物块始终静止，加速度为0；当F>f m时，物块做加速运动运动，加速度将随着外力的变化而变化，由牛顿第二定律可得F-f m=ma，又f m=μmg，则有F=ma+μmg，可见选项C正确.15.(2012·全国新课标理综卷)伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础。