新教材高中物理第四章运动和力的关系单元综合练习含解析新人教版必修第一册
人教版高中物理必修一第四章《运动和力的关系》测试(含答案解析)
一、选择题1．如图所示，木块、、A B C 叠放在光滑水平桌面上，A 的质量为2m ，B C 、质量均为m 。
现有一水平向右的拉力作用在木块C 上，使三木块相对静止一起向右匀加速运动，则下列说法正确的是（ ）A ．A 受到4个力作用B ．B 不受到摩擦力作用C ．木块C 的加速度大小为4F mD ．C 对A 的摩擦力大小为4F 2．2020年6月至8月，我国南方某些地区连日暴雨，共有433条河流发生超警戒线的洪水。
某次无风的情况下，一雨滴在空中下落过程中的速度随时间变化的图像如图所示，则下列说法正确的是（ ）A ．雨滴下落过程中的加速度可能大于重力加速度B ．雨滴下落过程中的加速度方向发生了变化C ．随着雨滴速度的增加，空气阻力逐渐减小D ．当速度等于v 0时，雨滴所受空气阻力等于重力3．如图所示，在饮料瓶的下方扎一个小孔，瓶中灌水，手持饮料瓶，小孔中有水喷出。
现让瓶子做下述几种运动，运动中瓶子没有转动，忽略空气阻力，观察喷水的变化。
下列判断正确的是（ ）A ．放手让瓶子自由下落，小孔仍向下喷水B ．将瓶子竖直向上抛出，瓶子向上运动时小孔不再喷水，瓶子向下运动时小孔向下喷水C ．将瓶子水平抛出，瓶子在空中运动时小孔不再喷水D ．将瓶子斜向上抛出，瓶子在空中运动时小孔仍向下喷水4．如图，箱子内，一物体静止在倾斜固定的木板上。
现将箱子轻放到弹性安全气垫上并由静止释放，在箱子从A 向下压缩气垫至最低点B 的过程中，物体始终相对木板静止。
设木板对物体的支持力和摩擦力分别为N 和f ，则从A 到B 的过程中（ ）A ．N 先增大后减小，f 先减小后增大B ．N 先减小后增大，f 先增大后减小C ．N 和f 都是一直减小D ．N 和f 都是一直增大5．一质量为m 的乘客在高楼内乘坐竖直电梯下楼，其位移s 与时间t 的关系图像如图所示。
乘客所受支持力的大小用F N 表示、速度用v 表示，重力加速度大小为g 。
2020--2021物理新教材必修第一册第4章 运动和力的关系训练及答案
2020--2021物理新教材必修第一册第4章运动和力的关系训练及答案（新教材）人教物理必修第一册第四章运动和力的关系1、某物体质量为1 kg，在水平拉力作用下沿粗糙水平地面做直线运动，其速度—时间图像如图所示，根据图像可知()A．物体所受的拉力总是大于它所受的摩擦力B．物体在第3 s内所受的拉力大于1 NC．在0～3 s内，物体所受的拉力方向可能与摩擦力方向相同D．物体在第2 s内所受的拉力为零2、关于运动和力的关系，下列说法中正确的是()A．物体受到的力越大，速度就越大B．如果物体在运动，那么它一定受到力的作用C．物体不受外力作用时，运动状态可能改变D．物体不受外力作用时，保持静止状态或匀速直线运动状态3、对牛顿第二定律的理解正确的是()A．由F＝ma可知，F与a成正比，m与a成反比B．牛顿第二定律说明当物体有加速度时，物体才受到外力的作用C．加速度的方向总跟合外力的方向一致D．当外力停止作用时，加速度不会消失4、(双选)在研究匀变速直线运动的实验中，取计数点时间间隔为0.1 s，测得相邻相等时间间隔的位移差的平均值Δx＝1.2 cm. 若还测出小车的质量为500 g，则关于加速度、合外力大小及单位，既正确又符合一般运算要求的是()A．a＝1.20.12m/s2＝120 m/s2B．a＝1.2×10－20.12m/s2＝1.2 m/s2C．F＝500×1.2 N＝600 ND．F＝0.5×1.2 N＝0.6 N5、质量为1 kg的物体，受水平恒力F的作用，由静止开始在光滑的水平面上做加速运动，它在1 s内的位移为2 m，则力F的大小为()A．1 N B．2 NC．4 N D．6 N6、如图甲所示，质量为m＝60 kg的同学，双手抓住单杠做引体向上，他的重心的速率随时间变化的图像如图乙所示．g取10 m/s2，由图像可知()A．t＝0.5 s时，他的加速度为3 m/s2B．t＝0.4 s时，他处于超重状态C．t＝1.1 s时，他受到单杠的作用力的大小是620 ND．t＝1.5 s时，他处于超重状态7、物体的运动状态与受力情况的关系是()A．物体受力不变时，运动状态也不变B．物体受力变化时，运动状态才会改变C．物体不受力时，运动状态就不会改变D．物体不受力时，运动状态也可能改变8、关于力的单位“牛顿”的理解，以下说法中正确的是()A．“N”这个单位是由质量1 kg的物体所受重力为9.8 N而规定下来的B．“N”这个单位是由牛顿第二定律F＝kma，当k＝1时规定下来的C．使质量为1 kg的物体产生9.8 m/s2的加速度的力为1 ND．物体所受重力为19.6 N中“N”并不是规定的，而是测出来的9、2018年11月16日第26届国际计量大会通过“修订国际单位制”决议，正式更新包括国际标准质量单位“千克”在内的四项基本单位定义．若以F表示力，a表示加速度，x表示位移，t表示时间，m表示质量，借助单位制可知速度v的表达式，下列可能正确的是()A.2xaB. 2x aC.2xt2 D.Ft2m10、(双选)静止在水平地面上的小车，质量为5 kg，在50 N的水平拉力作用下做直线运动，2 s内匀加速前进了4 m，在这个过程中(g取10 m/s2)()A．动摩擦因数是0.8B．摩擦力的大小是10 NC．小车加速度的大小是1 m/s2D．小车加速度的大小是2 m/s211、如图所示，金属小桶侧面有一小孔A，当桶内盛水时，水会从小孔A中流出．如果让装满水的小桶自由下落，不计空气阻力，则在小桶自由下落过程中()A．水继续以相同的速度从小孔中喷出B．水不再从小孔喷出C．水将以更大的速度喷出D．水将以较小的速度喷出12、为了安全，在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离．已知某高速公路的最高限速v＝120 km/h，假设前方车辆突然停止，汽车司机从发现这一情况，经操控刹车，到汽车开始减速所经历的时间(即反应时间)t＝0.50 s，刹车时汽车受到阻力的大小F阻为汽车重力的0.40倍，则该高速公路上汽车间的安全距离x至少为多少？重力加速度g取10 m/s2.13、(要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)在水平地面上有一个质量为8.0 kg 的物体，物体在水平拉力F 的作用下由静止开始运动.10 s 后拉力大小减小为F 3，并保持恒定．该物体的速度图像如图所示．(取g ＝10 m/s 2)，求：(1)0～10 s 内物体所受到的水平拉力F 的大小；(2)该物体与地面间的动摩擦因数．2020--2021物理新教材必修第一册第4章 运动和力的关系训练及答案（新教材）人教物理必修第一册 第四章 运动和力的关系1、某物体质量为1 kg ，在水平拉力作用下沿粗糙水平地面做直线运动，其速度—时间图像如图所示，根据图像可知( )A ．物体所受的拉力总是大于它所受的摩擦力B ．物体在第3 s 内所受的拉力大于1 NC．在0～3 s内，物体所受的拉力方向可能与摩擦力方向相同D．物体在第2 s内所受的拉力为零解析：由题图可知，第2 s内物体做匀速直线运动，即拉力与摩擦力平衡，所以选项AD错误；第3 s内物体的加速度大小为1 m/s2，根据牛顿第二定律可知物体所受合外力大小为1 N，故其所受拉力大于1 N，选项B正确；物体运动过程中，拉力方向始终和速度方向相同，摩擦力方向始终和运动方向相反，选项C错误．答案：B2、关于运动和力的关系，下列说法中正确的是()A．物体受到的力越大，速度就越大B．如果物体在运动，那么它一定受到力的作用C．物体不受外力作用时，运动状态可能改变D．物体不受外力作用时，保持静止状态或匀速直线运动状态解析：力与物体的运动状态没有必然的联系，故选项A错误；若物体做匀速直线运动，则物体受到的外力为零或不受力，故选项B错误；物体不受外力时，则运动状态一定不变，故选项C错误；物体不受外力时，一定会保持静止或匀速直线运动状态，故选项D正确．答案：D3、对牛顿第二定律的理解正确的是()A．由F＝ma可知，F与a成正比，m与a成反比B．牛顿第二定律说明当物体有加速度时，物体才受到外力的作用C．加速度的方向总跟合外力的方向一致D．当外力停止作用时，加速度不会消失解析：虽然牛顿第二定律的表达式为F＝ma，但F由外界决定，与a无关，因为a是由m和F共同决定的，即a∝Fm，且a与F同时产生、同时消失、同时存在、同时改变；a与F的方向永远相同．综上所述，可知A、B、D错误，C 正确．答案：C4、(双选)在研究匀变速直线运动的实验中，取计数点时间间隔为0.1 s，测得相邻相等时间间隔的位移差的平均值Δx＝1.2 cm. 若还测出小车的质量为500 g，则关于加速度、合外力大小及单位，既正确又符合一般运算要求的是( )A ．a ＝1.20.12 m/s 2＝120 m/s 2B ．a ＝1.2×10－20.12 m/s 2＝1.2 m/s 2C ．F ＝500×1.2 N ＝600 ND ．F ＝0.5×1.2 N ＝0.6 N解析：在应用公式进行数量运算的同时，也要把单位代入运算．代入单位运算时，单位换算要准确，可以把题中已知量的单位都用国际单位表示，计算结果的单位就是用国际单位表示的．这样在统一已知量的单位后，就不必一一写出各个量的单位，只在数字后面写出正确单位即可．选项A 中Δx ＝1.2 cm ，没换算成国际单位，C 项中的小车质量m ＝500 g ，没换算成国际单位，所以均错误，故正确答案为B 、D.答案：BD5、质量为1 kg 的物体，受水平恒力F 的作用，由静止开始在光滑的水平面上做加速运动，它在1 s 内的位移为2 m ，则力F 的大小为( )A ．1 NB ．2 NC ．4 ND ．6 N解析：由x ＝12at 2得：a ＝2x t 2＝4 m/s 2，对物体由牛顿第二定律得F ＝ma ＝4 N.答案：C6、如图甲所示，质量为m ＝60 kg 的同学，双手抓住单杠做引体向上，他的重心的速率随时间变化的图像如图乙所示．g 取10 m/s 2，由图像可知( )A ．t ＝0.5 s 时，他的加速度为3 m/s 2B ．t ＝0.4 s 时，他处于超重状态C．t＝1.1 s时，他受到单杠的作用力的大小是620 ND．t＝1.5 s时，他处于超重状态解析：根据速度图像斜率表示加速度可知，t＝0.5 s时，他的加速度为0.3 m/s2，A错误；t＝0.4 s时他向上加速运动，加速度方向竖直向上，他处于超重状态，B正确；t＝1.1 s时他的加速度为0，他受到的单杠的作用力刚好等于重力600 N，C错误；t＝1.5 s时他向上做减速运动，加速度方向向下，他处于失重状态，D 错误．答案：B7、物体的运动状态与受力情况的关系是()A．物体受力不变时，运动状态也不变B．物体受力变化时，运动状态才会改变C．物体不受力时，运动状态就不会改变D．物体不受力时，运动状态也可能改变解析：物体受力不变时，加速度不变，若加速度不为零，速度一定在改变，则运动状态一定在改变；若加速度为零，速度不变，运动状态不变，故A错误；物体受力变化时，加速度在变化，速度在改变，运动状态在改变；若物体受力不变时，运动状态也会改变，故B错误；物体不受力时，根据牛顿第一定律可知运动状态不会改变，故C正确、D错误．答案：C8、关于力的单位“牛顿”的理解，以下说法中正确的是()A．“N”这个单位是由质量1 kg的物体所受重力为9.8 N而规定下来的B．“N”这个单位是由牛顿第二定律F＝kma，当k＝1时规定下来的C．使质量为1 kg的物体产生9.8 m/s2的加速度的力为1 ND．物体所受重力为19.6 N中“N”并不是规定的，而是测出来的解析：在国际单位制中力的单位是牛顿，它属于导出单位，是根据牛顿第二定律F＝ma定义的，1 N就是使质量1 kg的物体产生1 m/s2加速度的力，故A、C、D错误，B正确．答案：B9、2018年11月16日第26届国际计量大会通过“修订国际单位制”决议，正式更新包括国际标准质量单位“千克”在内的四项基本单位定义．若以F表示力，a表示加速度，x表示位移，t表示时间，m表示质量，借助单位制可知速度v的表达式，下列可能正确的是()A.2xaB. 2x aC.2xt2 D.Ft2m答案：A10、(双选)静止在水平地面上的小车，质量为5 kg，在50 N的水平拉力作用下做直线运动，2 s内匀加速前进了4 m，在这个过程中(g取10 m/s2)()A．动摩擦因数是0.8B．摩擦力的大小是10 NC．小车加速度的大小是1 m/s2D．小车加速度的大小是2 m/s2答案：AD11、如图所示，金属小桶侧面有一小孔A，当桶内盛水时，水会从小孔A中流出．如果让装满水的小桶自由下落，不计空气阻力，则在小桶自由下落过程中()A ．水继续以相同的速度从小孔中喷出B ．水不再从小孔喷出C ．水将以更大的速度喷出D ．水将以较小的速度喷出 解析：水桶自由下落，处于完全失重状态，故其中的水也处于完全失重状态，对容器壁无压力，故水不会流出，选项B 正确．答案：B12、为了安全，在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离．已知某高速公路的最高限速v ＝120 km/h ，假设前方车辆突然停止，汽车司机从发现这一情况，经操控刹车，到汽车开始减速所经历的时间(即反应时间)t ＝0.50 s ，刹车时汽车受到阻力的大小F 阻为汽车重力的0.40倍，则该高速公路上汽车间的安全距离x 至少为多少？重力加速度g 取10 m/s 2. 解析：v ＝120 km/h ＝1203.6 m/s ，在反应时间内，汽车做匀速运动，运动的距离x 1＝v t.设刹车时汽车的加速度大小为a ，汽车的质量为m ，有a ＝F 阻m ＝0.40mg m ＝0.40g＝4 m/s 2从刹车到停下，汽车运动的距离x 2＝v 22a ，所求距离x ＝x 1＋x 2＝v t ＋v 22a ＝1203.6×0.50 m ＋⎝ ⎛⎭⎪⎫1203.622×4m ＝156 m. 答案：156 m13、(要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)在水平地面上有一个质量为8.0 kg 的物体，物体在水平拉力F 的作用下由静止开始运动.10 s后拉力大小减小为F 3，并保持恒定．该物体的速度图像如图所示．(取g ＝10 m/s 2)，求：(1)0～10 s 内物体所受到的水平拉力F 的大小；(2)该物体与地面间的动摩擦因数． 解析：(1)物体的运动分为两个过程，由题图可知两个过程的加速度分别为： a 1＝1 m/s 2，a 2＝－0.5 m/s 2对于两个过程，由牛顿第二定律得：F －F f ＝ma 1，F 3－F f ＝ma 2联立以上二式解得F ＝18 N ，F f ＝10 N(2)滑动摩擦力F f ＝μF N ＝μmg解得μ＝0.125.。
新人教版高中物理必修一第四章《运动和力的关系》测试题(含答案解析)(3)
一、选择题1．物块A左端固定一拉力传感器，总质量为M，通过轻细绳与质量为m的物块B连接，A、B与水平面的动摩擦因数相同，给A施加水平恒力F，系统向右运动的过程中拉力传感器显示示数为4N。
当用大小相同的水平恒力F向左拉物块B，系统向左运动的过程中拉力传感器显示示数为6N。
则（）A．m:M=4:3 B．m:M=3:2 C．F=10N D．F=12N2．如图所示为甲、乙两质点沿同一直线运动的速度时间图像，下列判断正确的是（）A．0~6 s内，不存在甲、乙加速度相同的时刻B．0~6 s内，甲的平均速度小于乙的平均速度C．3 s末，甲受到的合力小于乙受到的合力D．若甲、乙在t=0时刻相遇，则它们在0~6 s内还会相遇两次、、，用两根轻弹簧和一根轻绳相连，挂在天3．如图所示，三个质量均为m的物块a b c、之间的轻绳剪断，下列说法正确的是（）花板上，处于静止状态。
现将b cA．在刚剪断轻绳的瞬间，b的加速度大小为gB．在刚剪断轻绳的瞬间，c的加速度大小为2gC．在刚剪断轻绳的瞬间，a的加速度大小为g、下落过程中，两者一直保持相对静止D．剪断轻绳后，a b4．如图所示，A、B两小球分别连在弹簧两端，B端用细线固定在倾角为30°的光滑斜面上，A、B两小球的质量分别为m A=5m、m B=m，重力加速度为g，若不计弹簧质量，在线被剪断瞬间，A、B两球的加速度分别为（）A ．都等于0B ．都等于2gC ．0和3gD ．0和2g 5．如图所示，汽车用跨过定滑轮的轻绳提升物块A ，使汽车沿水平面向右匀速运动，在物块A 到达滑轮之前，下列说法正确的是（ ）A ．物块 A 竖直向上做匀速运动B ．物块A 处于超重状态C ．物块 A 处于失重状态D ．物块 A 竖直向上先加速后减速 6．如图所示，倾角为θ的足够长传送带以恒定的速率0v 沿逆时针方向运行。
0t =时，将质量1kg m =的小物块（可视为质点）轻放在传送带上，物块速度随时间变化的图象如图所示。
新人教版高中物理必修一第四章《运动和力的关系》测试卷(包含答案解析)
一、选择题1．物块A 左端固定一拉力传感器，总质量为M ，通过轻细绳与质量为m 的物块B 连接，A 、B 与水平面的动摩擦因数相同，给A 施加水平恒力F ，系统向右运动的过程中拉力传感器显示示数为4N 。
当用大小相同的水平恒力F 向左拉物块B ，系统向左运动的过程中拉力传感器显示示数为6N 。
则（ ）A ．m :M =4:3B ．m :M =3:2C ．F =10ND ．F =12N2．如图所示，在静止的平板车上放置一个质量为10kg 的物体A ，它被拴在一个水平拉伸的弹簧一端（弹簧另一端固定），且处于静止状态，此时弹簧的拉力为5N 。
若平板车从静止开始向右做加速运动，且加速度逐渐增大，但21m /s a 。
则（ ）A ．物体A 相对于车仍然静止B ．物体A 受到的弹簧的拉力逐渐增大C ．物体A 受到的摩擦力逐渐减小D ．物体A 先相对车静止后相对车向后滑动3．某质量为m 的物体在三个共点力的作用下处于静止状态。
若把其中一个力1F 的方向沿顺时针转过90°而保持其大小不变，其余两个力保持不变，则此时物体的加速度大小为（ ） A ．1F mB ．12F mC ．12F mD ．无法确定4．国产歼-15舰载机以80m/s 的速度降落在静止的“辽宁号”航母水平甲板上，机尾挂钩精准钩住阻拦索，如图所示。
在阻拦索的拉力帮助下，经历2.5s 速度减小为零。
若将上述运动视为匀减速直线运动，根据以上数据不能求出战斗机在甲板上运动的（ ）A ．位移B ．加速度C ．平均速度D ．受到的阻力5．如图所示，汽车用跨过定滑轮的轻绳提升物块A ，使汽车沿水平面向右匀速运动，在物块A 到达滑轮之前，下列说法正确的是（ ）A．物块 A 竖直向上做匀速运动B．物块A处于超重状态C．物块 A 处于失重状态D．物块 A 竖直向上先加速后减速6．如图所示，吊篮A、物体B、物体C的质量分别为m、6m、2m，B和C分别固定在轻质弹簧的两端，B和C在吊篮的水平底板上处于静止状态，将悬挂吊篮的轻绳剪断的瞬间（）A．吊篮A的加速度大小为gB．物体B的加速度大小为gC．物体C的加速度大小为2gD．A和C的加速度大小都为3g7．战斗机以一定的水平初速度着陆甲板时，若飞机勾住阻拦索减速，飞机在甲板上滑行的距离将大大减小。
新人教版高中物理必修一第四章《运动和力的关系》测试卷(包含答案解析)
一、选择题1．如图所示为甲、乙两质点沿同一直线运动的速度时间图像，下列判断正确的是（）A．0~6 s内，不存在甲、乙加速度相同的时刻B．0~6 s内，甲的平均速度小于乙的平均速度C．3 s末，甲受到的合力小于乙受到的合力D．若甲、乙在t=0时刻相遇，则它们在0~6 s内还会相遇两次2．如图甲所示，A、B两个物体叠放在水平面上，m A=0.5kg，m B=0.7kg，B的上、下表面均水平，A物体与一拉力传感器相连接，连接拉力传感器和物体A的细绳保持水平。
从t=0时刻起，用一水平向右的力F=2t（N）作用在B的物体上，力传感器的示数随时间变化的图线如图乙所示，已知t1=3s、t2=5s，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
据此可求（）A．3s后，B开始向右运动B．A、B之间的动摩擦因数AB 4 5μ=C．5s后，B向右做匀加速运动 D．B与水平面间的动摩擦因数56μ=3．如图所示，水平面的物体质量m=1.0kg，与水平面间的动摩擦因数μ=0.50，现受到一斜向上拉力F的作用向右运动，F=10N，与水平面夹角θ=37°，g取10m/s2，下列说法正确的是（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8）（）A．物体一共受到5个力B．物体匀速运动C ．物体受到的支持力大小为6ND ．物体受到各个力的合力大小为6N4．2020年全国蹦床网络赛于5月28日在南京、长沙等7个分赛场举行，共有来自各省市蹦床队的32名运动员参赛。
如图所示的蹦床比赛中，人从空中下落到弹簧床面后，直到向下减速为零，忽略空气阻力，以下说法正确的是（ ）A ．人接触蹦床面到运动至最低点的过程中，人的惯性先增大后减小B ．人接触蹦床时速度最大C ．人起跳时弹簧对他的支持力大于他对弹簧的压力D ．人接触弹簧向下运动的整个过程中，人是先失重后超重5．某同学用图甲的装置探究摩擦力的变化情况。
水平桌面上固定的力传感器，通过水平棉线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上，长木板左端固定的细绳跨过光滑滑轮悬挂一小桶。
高中物理第四章运动和力的关系4力学单位制练习含解析新人教版必修第一册
第4节 力学单位制必备知识基础练进阶训练第一层知识点一基本单位1.A ．在力学范围内,国际单位制规定长度、质量、力为三个基本物理量 B ．后人为了纪念牛顿,把“牛顿”作为力学中的基本单位 C ．1 N ＝1 kg ·m ·s －2D ．“秒”“克”“摄氏度”都属于国际单位制的基本单位2．给出以下物理量或单位,下列说法正确的是( )a ．米b ．牛顿c ．加速度d ．米/秒2e ．质量f ．千克g ．时间h ．秒i ．长度A ．a 、b 、d 、f 属于基本单位B ．a 、f 、h 属于基本单位C ．a 、e 、g 属于基本量D ．b 、g 、i 属于基本量3．2018年11月16日,第26届国际计量大会通过“修订国际单位制”决议,正式更新包括国际标准质量单位“千克”在内的4项基本单位定义．国际单位制中规定,力学量所对应的基本单位是( )A ．米、牛顿、秒B ．米、牛顿、克C ．米、千克、秒D ．米/秒、米、牛顿知识点二国际单位制4.A ．基本单位和导出单位一起组成了单位制 B ．选用的基本单位不同,构成的单位制也不同C ．在物理计算中,如果所有已知量都用同一单位制的单位表示,只要正确应用物理公式,其结果就一定是用这个单位制的单位来表示D ．一般来说,物理公式主要确定各物理量间的数量关系,并不一定同时确定单位关系5．物体所受压力的大小与受力面积之比叫作压强,其定义式为p ＝FS ,单位是帕斯卡(Pa ),是一个导出单位．在国际单位制中,力学的基本单位有:千克(kg )、米(m )、秒(s ),用上述单位表示压强的单位应为( )A ．kg ·m ·s 2B .kgm ·s 2C ．kg ·m 2·s 2D .kgm 2·s26．(多选)关于单位制,下列说法中正确的是( )A ．在力学中,力是基本概念,所以力的单位“牛顿”是力学单位中的基本单位B ．因为力的单位是牛顿,而1 N ＝1 kg ·m /s 2,所以牛顿是导出单位C ．各物理量采用国际单位制中的单位,通过物理公式运算的结果的单位一定为国际单位制中的单位D ．物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系,同时也确定了物理量间的单位关系关键能力综合练进阶训练第二层一、单项选择题1．2018年11月16日第26届国际计量大会通过“修订国际单位制”决议,正式更新包括国际标准质量单位“千克”在内的四项基本单位定义．若以F 表示力,a 表示加速度,x 表示位移,t 表示时间,m 表示质量,借助单位制可知速度v 的表达式,下列可能正确的是( )A .2xaB .2xa C . 2x t 2 D .Ft2m2．由位移和时间求速度时,所用的关系式为v ＝ΔxΔt ,如果位移用米作单位,时间用秒作单位,得出的速度单位就是米每秒．因此,我们说“物理学的关系式确定了物理量的关系”时,也指它确定了物理量的单位之间的关系．由此可以得出,弹簧的劲度系数的国际单位为( )A ．m /kgB ．kg /mC ．m /ND ．N /m3．关于力的单位“牛顿”,下列说法正确的是( )A ．使质量是2 kg 的物体产生2 m /s 2的加速度的力,叫作1 NB ．使质量是0.5 kg 的物体产生1.5 m /s 2的加速度的力,叫作1 NC ．使质量是1 kg 的物体产生1 m /s 2的加速度的力,叫作1 ND ．使质量是2 kg 的物体产生1 m /s 2的加速度的力,叫作1 N4．下列关于单位制的说法中,正确的是( )A ．在国际单位制中,米、千克、秒三个物理量被选作力学的基本物理量B ．力的单位“牛顿”是国际单位制中的一个导出单位C ．在国际单位制中,力学的三个基本单位分别是长度、质量、时间D ．只有国际单位制由基本单位和导出单位组成二、多项选择题5．对国际单位制的应用及意义的理解正确的是( )A ．物理运算时,一定要同时进行数值和单位运算B ．若运算过程中所有物理量均用国际单位制中的单位表示,则运算时可只进行数值运算,而省略单位运算C ．通过分析物理表达式左右两边的单位,可初步检查表达式的正确性D ．位移、加速度与时间的关系式x ＝at 可能是正确的6．导出单位是由基本单位组合而成的,下列说法中正确的是( )A ．加速度的单位是m /s 2,是由m 、s 两个基本单位组合而成的B ．加速度的单位是m /s 2,由公式a ＝v t －v 0t 可知它是由m /s 和s 两个基本单位组合而成的 C ．加速度的单位是m /s 2,由公式a ＝F m可知它是由N 、kg 两个基本单位组合而成的 D ．使质量为1 kg 的物体产生1 m /s 2的加速度的力为1 N三、非选择题7．一辆重4 t 的汽车,从静止开始,在水平路面上行驶,已知发动机的牵引力为1 600 N ,汽车在运动时所受阻力为车重的0.02倍,g 取10 m /s 2,求:(1)汽车在开出后加速度的大小． (2)汽车经过多长时间速度可达10 m /s?8．质量为10 g 的子弹,以300 m /s 的水平初速度射入一块竖直固定的木板,把木板打穿,子弹射出时的速度是200 m /s .若木板厚度为10 cm ,求木板对子弹的平均作用力的大小．小明同学的做法如下,你同意他的解法吗？若不同意,请做出正确解答． 由运动学公式v 2－v 20＝2ax 得a ＝v 2－v 202x ＝2002－30022×10m /s 2＝－2.5×103 m /s 2,由牛顿第二定律知F ＝ma ＝10×(－2.5×103) N ＝－2.5×104N .学科素养升级练 进阶训练第三层1．雨滴在空气中下落,当速度比较大的时候,它受到的空气阻力与其速度的二次方成正比,与其横截面积成正比,即F f ＝kSv 2,则比例系数k 的单位是( )A ．kg /m 4B ．kg /m 3C ．kg /m 2D ．kg /m2．我们生活中的许多实际现象如果要用物理规律严格地进行求解往往会很复杂,甚至可能无法求解,而有些问题用量纲分析法就简便得多．比如,鸟能够飞起来的必要条件是空气对鸟的升力大于鸟的重力,设空气对鸟的升力为f,它与鸟的翅膀面积S 和飞行速度v 有关,另外鸟是在空气中飞行的,因而可能与空气的密度ρ有关,人们猜测f 与这些有关因素之间的关系式为f ＝CS a v bρc,其中C 为无量纲的常数,根据量纲分析的方法,你认为该公式中的a 、b 、c 应分别为( )A ．a ＝1,b ＝1,c ＝1B ．a ＝1,b ＝2,c ＝1C ．a ＝1,b ＝2,c ＝2D ．a ＝2,b ＝2,c ＝23．牛顿通过对行星运动规律和地球附近物体做自由落体运动的加速度对比思考,提出了著名的万有引力定律:自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的方向在它们的连线上,引力的大小与物体的质量m 1和m 2的乘积成正比,与它们之间距离r 的二次方成反比．即F ＝G m 1m 2r 2,式中“G”叫作引力常量,则在国际单位制中,G 的单位应该是( )A .m 3kg 2·s 2 B .m 3kg ·s 2 C .m 3kg ·s －2 D .m 2kg ·s －24．要判断一个物理关系式是否成立,有时不必进行复杂的推导,只需分析式中各量的单位,就可判定有些表达式是错误的．在下面的实例中,某同学导出了四个不同的关系式,请你根据单位分析,确定其中一定错误的选项．例:光滑水平面上有一质量为M 、倾角为θ的光滑斜面体,其斜面上有一质量为m 的物块沿斜面下滑．关于下滑过程中物块对斜面的压力F N 、斜面体的加速度a M 及物块的加速度a m ,某同学得出的关系式一定错误的是( )A ．F N ＝Mmg cos θM 2＋m 2sin 2θB ．F N ＝Mmg cos θM －m sin 2θC ．a M ＝mg sin θ·cos θM －m sin 2 θ D ．a m ＝Mg sin θ·cos θM －m sin 2θ第4节力学单位制必备知识基础练1．解析:力学中的三个基本物理量为长度、质量、时间,A错误；“牛顿”是为了纪念牛顿而作为力的单位,但不是基本单位,B错误:根据“牛顿”的定义,1 N＝1 kg·m·s－2,C正确:“克”“摄氏度”不是国际单位制的基本单位,D错误．答案:C2．解析:属于国际单位制中基本单位的是米、千克和秒,故a、f、h属于基本单位,故A 错误,B正确；力学中的基本物理量有三个,它们分别是长度、质量、时间,属于基本物理量的是e、g、i,故C、D错误．答案:B3．解析:国际单位制中规定,力学量所对应的基本单位是米、千克、秒,牛顿、米/秒是导出单位,故A、B、D错误,C正确．答案:C4．解析:在物理计算中,物理公式既确定了各物理量间的数量关系,又同时确定了其单位关系,故错误说法为D项．答案:D5．解析:压强定义式为p＝FS,它的单位是帕斯卡(Pa),根据牛顿第二定律知,1 N＝1kg·m/s2,而面积S的单位是m2,所以1 Pa＝1kgm·s2,选项B正确．答案:B6．解析:“力”虽然是力学中的一个基本概念,但它的单位“牛顿”却不是力学中的基本单位,选项A错误．力学中的基本单位是千克、米、秒,其他皆为导出单位；物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系,同时也确定了物理量之间的单位关系；已知量采用国际单位制中的单位,通过物理公式运算的结果的单位一定为国际单位制中的单位,单位制在力学计算中的意义正在于此,选项B、C、D正确．答案:BCD关键能力综合练1．解析:v 单位为m/s,x 单位为m,a 的单位为m/s 2,F 的单位是kg·m/s 2；2ax 单位为m·m/s 2＝m/s,故等号左右单位相同,A 正确； 2xa单位为mm/s2＝s,B 错误；t 的单位是s,2x t 2的单位为ms 2≠m/s ,C 错误；Ft 2m 的单位为s 2·kg·m/s2kg＝m,D 错误． 答案:A2．解析:根据胡克定律可知,F ＝kx ,则可知,k ＝Fx,则可知k 的单位为N/m ；故D 正确,A 、B 、C 错误．答案:D3．解析:使质量是1 kg 的物体产生1 m/s 2的加速度的力是1 N,即F ＝ma ＝1×1 N＝1 N,C 正确．答案:C4．解析:在国际单位制中,力学范围内的三个基本物理量分别为长度、质量和时间；三个基本单位是米、千克和秒；力的单位是导出单位；并非只有国际单位制才由基本单位和导出单位组成．故B 正确,A 、C 、D 错误．答案:B5．解析:若运算过程中所有物理量均用国际单位制中的单位表示,则运算时可只进行数值运算,而省略单位运算,故选项A 错误,选项B 正确；通过分析物理表达式左右两边的单位,可初步检查表达式的正确性,选项C 正确；因为位移x 的单位是m,而右边at 的单位却是m/s.故表达式x ＝at 是错误的,选项D 错误．答案:BC6．解析:v 的单位是m/s,t 的单位是s,根据加速度的定义式a ＝v t －v 0t,知加速度的单位是m/s 2,是由m 、s 两个基本单位组合而成的m/s 是导出单位,故A 正确,B 错误．N 是导出单位,不是基本单位,故C 错误．根据F ＝ma 知,使质量为1 kg 的物体产生1 m/s 2的加速度的力为1 N,故D 正确．答案:AD7．解析:(1)已知F 1＝1 600 NF 2＝4×104×0.02 N＝800 N合力F ＝F 1－F 2＝800 Nm ＝4×103 kg由牛顿第二定律可得加速度a ＝F m ＝8004×103 m/s 2＝0.2 m/s 2. (2)t ＝v －v 0a ＝10－00.2s ＝50 s. 答案:(1)0.2 m/s 2(2)50 s8．解析:不同意．由运动学公式v 2－v 20＝2ax 可得:a ＝v 2－v 202x ＝2002－30022×0.1m/s 2＝－2.5×105 m/s 2由牛顿第二定律知F ＝ma ＝10×10－3×(－2.5)×105 N ＝－2.5×103 N负号表示木板对子弹的平均作用力与子弹运动方向相反． 答案:见解析学科素养升级练1．解析:由F f ＝kSv 2得1 kg·m/s 2＝1 k ·m 2·m 2/s 2,k 的单位为kg/m 3. 答案:B2．解析:面积S 的单位是m 2,速度v 的单位是m·s －1,密度ρ的单位是kg·m －3,力f 的单位是N,即kg·m·s －2,把a ＝1,b ＝1,c ＝1代入鸟的升力f ＝CS a v b ρc ,单位为C m 2(m·s－1)·(kg·m －3)＝C kg·s －1,不是力的单位,故A 错误．同理把a ＝1,b ＝2,c ＝1代入f ＝CS a v b ρc,单位为C kg·m·s －2,是力的单位,故B 正确．把a ＝1,b ＝2,c ＝2代入f ＝CS a v b ρc,单位为C kg 2·s －2·m －2,不是力的单位,故C 错误．把a ＝2,b ＝2,c ＝2代入f ＝CS a v b ρc ,单位为C kg 2·s －2,不是力的单位,故D 错误． 答案:B3．解析:质量m 的单位为kg,距离r 的单位为m,引力F 的单位为N,由万有引力定律F ＝G m 1m 2r 2公式推导得出G 的单位为N·m 2/kg 2＝m 3kg·s2,故B 正确． 答案:B4．解析:A 选项,关系式右边cos θ和sin θ没有单位,g 的单位是m/s 2,质量M 和m 的单位为kg,代入得到等式右边的单位是m/s 2,而左边F N 的单位是N,故A 错误；B 选项,关系式右边cos θ和sin θ没有单位,g 的单位是m/s 2,质量M 和m 的单位为kg ,代入得到等式右边的单位是kg·m/s 2,即为N,与等式左边单位相同,故B 可能正确；C 、D 选项,关系式右边cos θ和sin θ没有单位,g 的单位是m/s 2,质量M 和m 的单位为kg,代入得到等式右边的单位是m/s 2,与等式左边单位相同,故C 、D 可能正确．本题选一定错误的,故选A.答案:A。
新教材高中物理第四章运动和力的关系单元专练课件新人教版必修第一册ppt
2．(2020·内蒙古合格考)下列关于超重和失重的说法中，正确的是( ) A．物体向上做匀加速运动时，物体处于失重状态 B．物体处于完全失重状态时，其重力为零 C．物体处于超重或失重状态时，其质量及受到的重力都没有变化 D．物体处于超重或失重状态时，其惯性比物体处于静止状态时增加或减小了
【解析】选 C。当物体向上加速运动时，物体加速度向上，故物体一定处于超重状态， 故 A 错误；物体处于超重或失重状态时，其质量及受到的重力都没有变化，只是对外界 的拉力或压力发生了变化，故 B 错误，C 正确；惯性是物体的固有属性，并不会随物体 的运动状态而改变，故 D 错误。
B．a 甲＝32 g，a 乙＝0
C．a 甲＝0，a 乙＝32 g
D．a 甲＝0，a 乙＝g2
【解析】选 C。剪断轻绳前，对整体分析知绳子对乙物体的弹力大小为 F＝3mg sin θ；剪断轻绳后瞬间，因弹簧弹力不能突变，而轻绳的弹力突然消失，所以剪断轻 绳瞬间，甲物体所受合力为零，加速度为零；剪断轻绳后瞬间，乙物体所受合力 为 3mg sin θ，加速度为 a 乙＝3mgmsin θ ＝3g sin θ＝32 g，故 C 正确，A、B、D 错 误。
m1＋m2 C．若只增大 m2，两物块一起向上匀加速运动时，它们的间距变大 D．若只增大 θ，两物块一起向上匀加速运动时，它们的间距变大
【解析】选 B、C。对整体受力分析，根据牛顿第二定律有 F－(m1＋m2)g sin θ＝(m1＋m2)a，
解得 a＝ F m1＋m2
－g sin θ，故 A 错误；对 m2 受力分析，根据牛顿第二定律有 T－m2g sin θ
3．(2020·山东合格考)如图所示，在倾角为 30°的光滑斜面上，甲、乙两物体通过
轻弹簧连接，乙物体通过轻绳与斜面顶端相连。已知甲的质量是乙质量的 2 倍，
新人教版高中物理必修一第四章《运动和力的关系》检测(包含答案解析)
一、选择题1．某人在静止的湖面上竖直上抛一小铁球（可看成质点），小铁球上升到最高点后自由下落，穿过湖水并陷入湖底的淤泥中一段深度。
不计空气阻力，取竖直向上为正方向，在下列v-t图像中，最能反映小铁球运动过程的图线是（）A．B． C． D．2．如图所示，汽车用跨过定滑轮的轻绳提升物块A，使汽车沿水平面向右匀速运动，在物块A到达滑轮之前，下列说法正确的是（）A．物块 A 竖直向上做匀速运动B．物块A处于超重状态C．物块 A 处于失重状态D．物块 A 竖直向上先加速后减速3．如图所示，水平面的物体质量m=1.0kg，与水平面间的动摩擦因数μ=0.50，现受到一斜向上拉力F的作用向右运动，F=10N，与水平面夹角θ=37°，g取10m/s2，下列说法正确的是（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8）（）A．物体一共受到5个力B．物体匀速运动C．物体受到的支持力大小为6ND．物体受到各个力的合力大小为6N4．在房顶的底部宽度一定情况下，为了使雨滴能尽快地淌离房顶，要设计好房顶的高度，设雨滴沿房顶下淌时做无初速度无摩擦的运动。
那么如图所示的四种情况中符合要求的是（）A．图A B．图B C．图C D．图D5．2020年7月20日消息，近日俄军最新型的图-160M战略轰炸机首飞，飞行过程持续34分钟，飞行高度为1500米，能搭载多达40吨的各型炸药。
在这则新闻中涉及了质量、长度和时间及其单位，在国际单位制中，下列说法中正确的是（）A．新闻中涉及的“34分钟、1500米和40吨”中，只有米是国际单位制中的基本单位B．“千克米每二次方秒”被定义为“牛顿”，所以“牛顿”是国际单位制中的基本单位C．秒是国际单位制中力学三个基本物理量之一，而天只是时间的单位D．两个或更多的符号表示的单位一定是导出单位6．如图所示，在饮料瓶的下方扎一个小孔，瓶中灌水，手持饮料瓶，小孔中有水喷出。
现让瓶子做下述几种运动，运动中瓶子没有转动，忽略空气阻力，观察喷水的变化。
人教版高中物理必修一第四章《运动和力的关系》测试题(包含答案解析)
一、选择题1．如图所示，在静止的平板车上放置一个质量为10kg 的物体A ，它被拴在一个水平拉伸的弹簧一端（弹簧另一端固定），且处于静止状态，此时弹簧的拉力为5N 。
若平板车从静止开始向右做加速运动，且加速度逐渐增大，但21m /s a 。
则（ ）A ．物体A 相对于车仍然静止B ．物体A 受到的弹簧的拉力逐渐增大C ．物体A 受到的摩擦力逐渐减小D ．物体A 先相对车静止后相对车向后滑动2．如图所示，在饮料瓶的下方扎一个小孔，瓶中灌水，手持饮料瓶，小孔中有水喷出。
现让瓶子做下述几种运动，运动中瓶子没有转动，忽略空气阻力，观察喷水的变化。
下列判断正确的是（ ）A ．放手让瓶子自由下落，小孔仍向下喷水B ．将瓶子竖直向上抛出，瓶子向上运动时小孔不再喷水，瓶子向下运动时小孔向下喷水C ．将瓶子水平抛出，瓶子在空中运动时小孔不再喷水D ．将瓶子斜向上抛出，瓶子在空中运动时小孔仍向下喷水3．如图，箱子内，一物体静止在倾斜固定的木板上。
现将箱子轻放到弹性安全气垫上并由静止释放，在箱子从A 向下压缩气垫至最低点B 的过程中，物体始终相对木板静止。
设木板对物体的支持力和摩擦力分别为N 和f ，则从A 到B 的过程中（ ）A ．N 先增大后减小，f 先减小后增大B ．N 先减小后增大，f 先增大后减小C ．N 和f 都是一直减小D ．N 和f 都是一直增大4．如图所示，左图为“娃娃跳”娱乐玩具示意图，下图为该玩具结构， 当人抓住扶手用力蹬踏板压缩弹簧后，人就向上弹起，进而带动高跷跳跃。
则下列说法中正确的是（ ）A ．人上升过程处于超重状态B ．人上升过程处于失重状态C ．人下落未压缩弹簧过程处于完全失重状态D ．人下落压缩弹簧过程中处于失重状态 5．两物体甲和乙在同一直线上运动，它们在0~0.50s 时间内的v -t 图像如图所示。
若仅两物体之间存在相互作用，则物体甲与乙的质量之比和图中时间1t 分别为（ ）A ．3:2和0.30sB ．2:3和0.30sC ．1:2和0.28sD ．2:1和0.28s 6．中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”，为国际抗疫贡献了中国力量。
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新教材高中物理含解析新人教版必修第一册：第4章单元综合专题突破专练专题1连接体问题1.(河南漯河2018高三质检)(多选)如图4-1所示,5块质量相同的木块并排放在水平地面上,它们与地面间的动摩擦因数均相同,当用力F推第1块木块使它们共同加速运动时,下列说法中正确的是()。
图4-1A.由右向左,相邻两块木块之间的相互作用力依次变小B.由右向左,相邻两块木块之间的相互作用力依次变大C.第2块木块与第3块木块之间的弹力大小为0.6FD.第3块木块与第4块木块之间的弹力大小为0.6F答案：BC解析：取整体为研究对象,由牛顿第二定律得F-5μmg=5ma。
再选取1、2两块木块为研究对象,由牛顿第二定律得F-2μmg-F N=2ma,联立两式解得F N=0.6F,进一步分析可得,从左向右,相邻两块木块间的相互作用力是依次变小的,选项B、C正确。
2.(湖北团风中学2019高三诊断)在两个足够长的固定的相同斜面体上(其斜面光滑),分别有如图4-2甲、乙所示的两套装置,斜面体B的上表面水平且光滑、长方体D的上表面与斜面平行且光滑,P是固定在B、D上的小柱,完全相同的两根弹簧一端固定在P上,另一端分别连在A 和C上,在A与B、C与D分别保持相对静止状态沿斜面自由下滑的过程中,下列说法正确的是()。
图4-2A.两弹簧都处于拉伸状态B.两弹簧都处于压缩状态C.弹簧L1处于压缩状态,弹簧L2处于原长D.弹簧L1处于拉伸状态,弹簧L2处于压缩状态答案：C解析：A与B保持相对静止,则二者向下的加速度是相等的,设它们的总质量为M,则Ma=Mg sin α,所以a=g sin α,方向沿斜面向下。
以A为研究对象,若A只受重力和支持力,则不会具有沿斜面向下的加速度,故A受到弹簧水平向左的弹力,即弹簧L1处于压缩状态。
同理,若以C、D为研究对象,则C、D整体受到重力、斜面的支持力作用时,合力的大小F合=mg sin α,C受到的重力、斜面的支持力作用提供的加速度为a=g sin α,即C没有受到弹簧的弹力,弹簧L2处于原长状态,故选项C正确,A、B、D错误。
故选C。
3.(江西九江2019高三质检)如图4-3所示,车内轻绳AB与BC拴住一小球,BC水平,开始时车在水平面上向右做匀速直线运动。
现突然刹车做匀减速直线运动,小球仍处于图中所示的位置,则()。
图4-3A.AB绳、BC绳拉力都变小B.AB绳拉力变大,BC绳拉力不变C.AB绳拉力不变,BC绳拉力变小D.AB绳拉力不变,BC绳拉力变大答案：C解析：对球受力分析,可知球受重力、BC绳子的拉力F T2、AB绳子的拉力F T1,如图,根据牛顿第二定律,水平方向:F T2-F T1sin θ=ma,竖直方向:F T1cos θ-mg=0,解得F T1=mm①,F T2=mg tancos mθ+ma②。
匀速运动时加速度为零,刹车后,加速度向左,AB绳子的拉力不变,BC绳子的拉力变小,故C正确,A、B、D错误。
故选C。
4.由同种材料制成的物体A 和B 放在足够长的木板上,随木板一起以速度v 向右做匀速直线运动,如图4-4所示。
已知物体A 的质量大于B 的质量。
某时刻木板突然停止运动,下列说法正确的是( )。
图4-4A.若木板光滑,物体A 和B 之间的距离将增大B.若木板光滑,物体A 和B 之间的距离将减小C.若木板粗糙,物体A 和B 一定会相碰D.无论木板光滑还是粗糙,物体A 和B 之间的距离保持不变答案：D解析：物体A 和B 放在足够长的木板上,随木板一起以速度v 向右做匀速直线运动,若木板光滑,A 和B 仍以速度v 向右做匀速直线运动,物体A 和B 之间的距离保持不变;若木板粗糙,因为物体A 和B 是由同种材料制成的,故在木板突然停止运动时,A 和B 以相同大小的加速度做匀减速直线运动,考虑到它们有相同的初速度,故它们在相同的时间内发生的位移相等,所以A 和B 之间的距离也保持不变,所以D 正确,A 、B 、C 错误。
5.如图4-5所示,一根轻质弹簧上端固定,下端挂一质量为m 0的平盘,盘中有一质量为m 的物体。
当盘静止时,弹簧伸长了l ,现在向下拉盘使弹簧再伸长Δl 后停止,然后松手。
设弹簧总处在弹性限度内,则刚刚松开手时盘对物体的支持力等于( )。
图4-5A.(1+Δm m )(m +m 0)g B.(1+Δm m )mgC.Δm m mgD.Δm m (m +m 0)g答案：B解析：当盘静止时,由平衡条件得kl -(m +m 0)g =0。
当弹簧再伸长Δl 时,刚放手瞬间,由牛顿第二定律得k (l +Δl )-(m +m 0)g =(m +m 0)a ,F N -mg =ma ,联立解得F N =(1+Δm m )mg 。
6.(多选)如图4-6所示,质量为2m 的物块A 与质量为m 的物块B 放在水平地面上,在已知水平推力F 的作用下,A 、B 做加速运动( )。
图4-6A.若F 作用在A 上,且A 、B 与地面的摩擦不计,则A 对B 的作用力为m 3B.若F 作用在B 上,且A 、B 与地面的摩擦不计,则A 对B 的作用力为2m 3C.若F 作用在A 上,且A 、B 与地面的动摩擦因数均为μ,则A 对B 的作用力为m +2mmm 3D.若F 作用在A 上,且A 、B 与地面的动摩擦因数均为μ,则A 对B 的作用力为m 3答案：ABD解析：选项A:对AB 整体由牛顿第二定律得 F =3ma , ①设A 对B 的作用力为F 1,对B 由牛顿第二定律得F 1=ma , ②由①②得F 1=m 3,A 正确;选项B:设B 对A 的作用力为F 2,对A 由牛顿第二定律得F 2=2ma , ③由①③得F 2=23F ,由牛顿第三定律知A 对B 的作用力为F 2'=F 2=23F ,B 正确; 选项C 、D:对AB 整体由牛顿第二定律得F -μ·3mg =3ma', ④设A 对B 的作用力为F 3,对B 由牛顿第二定律得F 3-μmg =ma', ⑤由④⑤得F 3=m 3,C 错误,D 正确。
专题2临界极值问题7.(福建师大附中2018期中考试)如图4-7所示,质量都为m 的A 、B 两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止,用大小等于mg 的恒力F 向上拉B ,运动距离为h 时B 与A 分离。
下列说法正确的是( )。
图4-7A.B和A刚分离时,弹簧为原长B.B和A刚分离时,它们的加速度为gC.弹簧的劲度系数等于mmmD.在B与A分离之前,它们做匀加速运动答案：C解析：解答本题的关键在于A、B间的弹力为零时,两物体开始分离。
开始时,A和B一起向上做加速运动,对A和B组成的整体有F+kΔx-2mg=2ma,因F=mg,Δx逐渐减小,故加速度a变小,即在B和A分离前,它们做加速度减小的变加速运动。
当A和B间的作用力为零时,B和A将要分离,此时B和A的加速度相等,对物体B有F-mg=ma B,得a B=0,故a A=0,对物体A有F弹2-mg=ma A,故F弹2=mg。
开始时弹力F弹1=2mg,B和A刚分离时弹簧弹力F弹2=mg,故弹簧的劲度系数k=m弹1-m弹2m=mmm,选项C正确。
8.(东北育才学校2018期中考试)如图4-8所示,完全相同的磁铁A、B分别位于铁质车厢竖直面和水平面上,A、B与车厢间的动摩擦因数均为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,小车静止时,A恰好不下滑。
现使小车加速运动,为保证A、B无滑动,则()。
图4-8A.加速度可能向右,大小小于μgB.加速度一定向右,大小不能超过(1+μ)gC.加速度一定向左,大小不能超过μgD.加速度一定向左,大小不能超过(1+μ)g答案：D解析：解答本题的关键是把握“恰好”两个字,即可得出A与小车之间的弹力不能减小,得出加速度的方向,然后根据要保证B无滑动,则受到的摩擦力不能超过最大静摩擦力,根据牛顿第二定律列式求解。
当小车静止时,A恰好不下滑,此时mg=f=μF N,要保证A恰好不下滑,则A与小车之间的弹力不能减小,所以加速度一定向左,B在水平方向上受到摩擦力,竖直方向上受到小车的支持力、重力和吸引力,要保证B无滑动,则受到的摩擦力不能超过最大静摩擦力,即ma=μ(mg+F N),解得a=(1+μ)g,故选项D正确。
9.(湖北黄冈2019高一诊断)如图4-9所示,一个质量为M、长为L的圆管竖直放置,顶端塞有一个质量为m的弹性小球,M=4m,球和管间的滑动摩擦力与最大静摩擦力大小均为4mg,管下端离地面高度H=5 m。
现让管自由下落,运动过程中管始终保持竖直,落地时向上弹起的速度与落地时速度大小相等。
若管第一次弹起上升过程中,球恰好没有从管中滑出,不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2。
求:图4-9(1)管第一次落地弹起刚离开地面时,管与球各自的加速度大小;答案：管第一次落地弹起时,管的加速度大小为a1,球的加速度大小为a2,由牛顿第二定律对管:Mg+4mg=Ma1,对球:4mg-mg=ma2,解得a1=20 m/s2,方向向下;a2=30 m/s2,方向向上。
(2)从管第一次落地弹起到球与管达到相同速度时所用的时间;答案：管第一次碰地时,v0=√2mm,碰后管速v1=√2mm,方向向上;碰后球速v2=√2mm,方向向下。
设经过时间t,球、管速度相同,球刚好没有从管中滑出,则有对管:v=v1-a1t,对球:v=-v2+a2t,联立并代入数值,解得t=0.4 s。
(3)圆管的长度L。
a1t2,答案：管经时间t上升的高度h1=v1t-12a2t2,球下降的高度h2=v2t-12代入数据,解得管长L=h1+h2=4 m。
10.(河北衡水中学2019高一月考)如图4-10所示,倾角为α的光滑斜面体上有一个小球m被平行于斜面的细绳系于斜面上,斜面体放在水平面上。
图4-10(1)要使小球对斜面无压力,求斜面体运动的加速度范围,并说明其方向;答案：当系统加速度向右时,小球对斜面可能没有压力。
当小球对斜面恰好没有压力时,对球,由牛顿第二定律得mg cot α=ma1,解得a1=g cot α,方向水平向右,则当加速度a≥a1=g cot α,方向水平向右时,小球对斜面没有压力。
(2)要使小球对细绳无拉力,求斜面体运动的加速度范围,并说明其方向;答案：当系统加速度向左时,小球对绳子可能没有拉力。
当小球对细绳恰好没有拉力时,对球,由牛顿第二定律得mg tan α=ma2,解得a2=g tan α,方向水平向左,则当a≥a2=g tan α,方向水平向左时,小球对细绳无拉力。
(3)若已知α=60°,m=2 kg,当斜面体以a=10 m/s2的加速度向右做匀加速运动时,绳对小球的拉力有多大?(g取10 m/s2)答案：α=60°,斜面体以a=10 m/s2的加速度向右做匀加速运动时,临界加速度为a0=g cot m/s2<10 m/s2,则小球飘起来,与斜面不接触,设此时绳子与水平方向夹角为θ,由牛60°=10√33=20√2 N。