高中物理人教版 (2019)必修 第一册第四章 运动和力的关系综合与测试综合训练题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册第四章 运动和力的关系综合与测试综合训练题，共22页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
2021-2022学年度高一物理第四章运动和力的关系单元过关（暑期衔接练习二）（人教版2019）
未命名


一、单选题
1．汽车拉着拖车在平直的公路上运动，下列说法中正确的是（　　）
A．汽车拉着拖车前进时，汽车对拖车的拉力大于拖车对汽车的拉力
B．汽车先对拖车施加拉力，然后才产生拖车对汽车的拉力
C．匀速前进时，汽车对拖车的拉力等于拖车向后拉汽车的力；加速前进时，汽车对拖车的拉力大于拖车向后拉汽车的力
D．拖车不管是匀速前进，还是加速前进或减速前进，汽车对拖车的拉力的大小都等于拖车对汽车的拉力
2．如图所示，压缩的轻弹簧将金属块卡在矩形箱内，在箱的上顶板和下底板均安有压力传感器，箱可以沿竖直轨道运动。当箱静止时，上顶板的传感器显示的压力F1=2N，下底板传感器显示的压力F2=6N，重力加速度g=10m/s2。下列判断正确的是（　　）

A．若加速度方向向上，随着加速度缓慢增大，F1逐渐减小，F2逐渐增大
B．若加速度方向向下，随着加速度缓慢增大，F1逐渐增大，F2逐渐减小
C．若加速度方向向上，且大小为5m/s2时，F1的示数为零
D．若加速度方向向下，且大小为5m/s2时，F2的示数为零
3．物理学发展史群星璀璨，伽利略、牛顿、法拉第等许多物理学家为物理学的发展做出了巨大贡献，以下说法正确的是（　　）
A．伽利略理想斜面实验证明运动不需要力来维持，牛顿用扭秤实验测得万有引力常量
B．法拉第提出“场”的概念，并发现了电流的磁效应
C．库仑研究了静止点电荷之间的相互作用的规律，并测定了静电力常量
D．焦耳研究了电流生热的相关规律，牛顿在前人的基础上总结出了牛顿三定律
4．如图所示，质量为m的小球用水平轻弹簧系住，并用倾角为450的光滑AB木板托住小球恰好处于静止状态。已知重力加速度大小为g；当木板AB突然向下撤离的瞬间，小球的如速度大小为( )

A．g B．0 C．g D．g/2
5．甲、乙两物体从同一时刻出发沿同一直线运动的x－t图象如图所示，下列判断正确的是（ ）

A．甲做匀速直线运动，乙做匀变速直线运动
B．两物体两次分别在1 s末和4 s末到达同一位置
C．乙在前2 s内做匀加速直线运动，2 s后做匀减速直线运动
D．0—6s内，乙的位移比甲大
6．如图，叠放在一起的质量为 M = 4 kg,m = 1 kg 的两个物块，用手从静止的沿竖直方向迅速抬起， 已知手对物块的作用力 F 恒为 60 N（不计空气阻力），两物块始终相对静止，则在此过程中

A．m 处于失重状态
B．m 受到重力，支持力和推力 F 三个力的作用
C．m 受到 M 对它的支持力大小为 12 N
D．M 的机械能可能不变
7．物体A的质量为1 kg，置于水平地面上，物体与地面的动摩擦因数为μ＝0.2．从t＝0开始物体以一定初速度v0向右滑行的同时，受到一个水平向左的恒力F＝1 N的作用，则下图中能反映物体受到的摩擦力f随时间变化的图象是（取向右为正方向，g＝10 m/s2）（     ）
A． B．
C． D．
8．下列情景中，关于力的大小关系，说法正确的是 (   )
A．跳高运动员起跳，地对人的支持力大于人对地的压力
B．火箭加速上升时，火箭发动机的推力大于火箭的重力
C．鸡蛋撞击石头，鸡蛋破碎，鸡蛋对石头的作用力小于石头对鸡蛋的作用力
D．钢丝绳吊起货物加速上升时，钢丝绳对货物的拉力大于货物对钢丝绳的拉力
9．一枚礼花弹由地面竖直向上发射，它的速度和时间的关系图线如图所示，下列说法中正确的是（　　）

A．t2时刻，礼花弹距地面最远
B．t2~t3时间内，礼花弹在向下降落
C．t1~t2时间内，礼花弹处于超重状态
D．t2~t3时间内，礼花弹处于超重状态
10．一轻弹簧上端固定，下端挂一重物，平衡时弹簧伸长了5cm，再将重物向下拉3cm，然后放手，则在刚释放的瞬间重物的加速度大小是（g=10m/s2）
A．4m/s2 B．5m/s2 C．6m/s2 D．8m/s2

二、多选题
11．如图所示，A，B，C，D四个物体的质量相等，与传送带间的动摩擦因数也相同。A，B，C随传送带一起匀速运动，运动方向如图中箭头所示，将D轻轻地放在正在运动的传送带上。最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则在D刚开始运动时，下列叙述正确的是（　　）

A．A受到的摩擦力为零
B．D受到的摩擦力最大
C．B受到的摩擦力大于C受到的摩擦力
D．B、C受到的摩擦力大小相等，方向相同
12．关于自由落体运动，下列说法正确的是（　　）
A．静止下落的运动就是自由落体运动
B．自由落体运动是竖直方向上的匀加速直线运动
C．自由落体运动在开始连续三个2s内的路程之比为1：3：5
D．自由落体运动在开始连续三个2s末的速度之比为1：3：5
13．某蹦极运动员身系弹性绳由高空P点自由下落，图中A点是弹性绳的原长位置，B点是运动员静止悬吊时的平衡位置，C点是运动员所能到达的最低点。运动员从P点落下到最低点C的过程中，以下说法正确的是（ ）

A．运动员在A点达到最大速度 B．运动员在AB段处于失重状态
C．运动员在BC段做匀减速直线运动 D．运动员在C点的速度为零，其加速度不为零
14．如图甲所示，平行于光滑斜面的轻弹簧劲度系数为k，一端固定在倾角为θ的斜面底端，另一端与物块A连接，两物块A、B质量均为m，初始时均静止，现用平行于斜面向上的力F拉动物块B，使B做加速度为a的匀加速运动，A、B两物块在开始一段时间内的v-t关系分别对应图乙中A、B图线，t1 时刻 A、B 的图线相切，t2 时刻对应A图线的最高点，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）

A．t1时刻，弹簧的形变量为
B．t1时刻，A、B刚分离时的速度为
C．t2时刻，弹簧形变量为0
D．从开始到t2时刻，拉力F先逐渐增大后不变
15．2010年10月1日18时59分57秒，搭载着嫦娥二号卫星的长征三号丙运载火箭在西昌卫星发射中心点火发射.“嫦娥二号”奔月飞行约112小时，在此期间进行了若干次轨道修正.当卫星到达月球附近特定位置时，实施第一次近月制动，进入近月点100公里、周期12小时的月球椭圆轨道，关于嫦娥二号下列说法正确的是 ( )
A．“18时59分57秒”和“112小时”前者表示“时刻”后者表示“时间”；
B．卫星绕月球飞行一圈，它的位移和路程都为0；
C．地面卫星控制中心在对卫星进行飞行姿态调整时可以将卫星看成质点；
D．卫星绕月球飞行一圈平均速度为0，但它在每一时刻的瞬时速度都不为0


三、填空题
16．如图所示，质量为M的斜面体放在粗糙地板上，质量为m的木块匀速下滑时，M保持静止，则M对地板的压力为________________，地板对M的静摩擦力大小是_____________。



四、实验题
17．“探究加速度与力的关系”的实验装置如图甲所示．
(1)实验的五个步骤如下：
a．将纸带穿过打点计时器并将一端固定在小车上；
b．把细线的一端固定在小车上，另一端通过定滑轮与小桶相连；
c．平衡摩擦力，让小车做匀速直线运动；
d．接通电源后释放小车，小车在细线拉动下运动，测出小桶（和沙）的重力mg，作为细线对小车的拉力F，利用纸带测量出小车的加速度a；
e．更换纸带，改变小桶内沙的质量，重复步骤d的操作．


按照实验原理，这五个步骤的先后顺序应该为：________（将序号排序）

(2)实验中打出的某一条纸带如图乙所示．相邻计数点间的时间间隔是0.1 s，由此可以算出小车运动的加速度是________m/s2．

(3)利用测得的数据，可得到小车质量M一定时，运动的加速度a和所受拉力F（F=mg，m为沙和小桶质量，g为重力加速度）的关系图象（如图丙所示）．拉力F较大时，a-F图线明显弯曲，产生误差．若不断增加沙桶中沙的质量，a-F图象中各点连成的曲线将不断延伸，那么加速度a的趋向值为_______（用题中出现物理量表示）． 为避免上述误差可采取的措施是________：
A．每次增加桶内沙子的质量时，增幅小一点
B．测小车的加速度时，利用速度传感器代替纸带和打点计时器
C．将无线力传感器捆绑在小车上，再将细线连在力传感器上，用力传感器读数代替沙和小桶的重力
D．在增加桶内沙子质量的同时，在小车上增加砝码，确保沙和小桶的总质量始终远小于小车和砝码的总质量
18．为了探究物体质量一定时“加速度与力的关系”，甲、乙同学设计了如图（a）所示的实验装置。其中，为小车的质量，为砂和砂桶的总质量，为滑轮的质量，力传感器可测出轻绳中的拉力大小。

（a）
(1)实验时，一定要进行的操作是________；
A．用天平测出砂和砂桶的总质量
B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，获得一条打点的纸带，同时记录力传感器的示数
D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
(2)甲同学在实验中得到如图（b）所示的一条纸带，已知打点计时器采用的是频率为的交流电，根据该纸带，小车的加速度为________（结果保留三位有效数字）；

（b）
(3)甲同学以力传感器的示数为横坐标，加速度为纵坐标，画出的图线是一条直线，如图（c）所示，图线与横坐标的夹角为，求得图线的斜率为，则小车的质量________；
A． B． C． D．

(4)乙同学根据测量数据作出如图（d）所示的图线，该同学做实验时存在的问题是________。

五、解答题
19．如图所示，质量m=4kg的木块置于光滑水平面上，在大小F=8N、方向与水平面成θ=60°夹角斜向上的拉力作用下，t=0时刻木块从静止开始沿水平面做匀加速直线运动。求：
(1)木块所受的合力大小；
(2)木块的加速度大小；
(3)在t=3s末时刻木块的速度大小。

20．在一化肥厂有如图所示的传送装置，AB 为水平，长 l1 =4m,顺时针传动的速率 v1 = 5m / s，CD 为靠近 AB 的倾斜传送带，q = 37 ,长 l2 =5.3m,两表面 动摩擦因数 μ=0.5，一袋标准化肥的质量 m=20kg. 已知 sin 37 =0.6、 cos 37 =0.8、 g=10m/s2

(1)CD 传送带不动时，问一袋化肥从离 A 端 x1 的位置处轻放在去，则在 CD 上上升的最大距离为 x2，求 x2 与 x1 的关系?
(2)若化肥从 A 端轻放上去，并使 CD 顺时针以速率 v 传动，问 v 应满足什么条 件才能使化肥送至顶点 D?
21．光滑的水平面上建立直角坐标系，在y轴上相距L=6m以轴方向上摆放两个完全相同的弹簧发射器，发射器一端固定，另一端分别连接一块质量为1kg的小磁铁A和一个质量为2kg小铁球B（磁铁和铁球均可以看作质点），小磁铁A置于方向上固定光滑凹槽内。压缩发射器，让A、B两物体同时、以相同的速度沿轴方向弹出，假设磁铁与铁球之间的相互作用力始终不变，且等于2N。（g取）求：
（1）1s后小铁球的速度大小是多少？
（2）取下凹槽再次让两物体同时以沿轴方向弹出，求经过多长时间两物体相遇？
（3）A、B碰后粘合在一起求碰撞过程中损失的动能是多少？碰后两物体共同的速度是多少？
22．2018年02月07日人类现役运力最强的火箭重型猎鹰（Falcon Heavy）成功在肯尼迪航天中心完成了发射并完成一、二级火箭回收！这家叫做 SpaceX 的公司和那个名为马斯克的男人再次成为万众瞩目的焦点．其中一级火箭回收的过程可以简化为：猎鹰火箭发射上升至3436m的高空后开始下落，经过几秒到达距地面3256m高度处，立即打开反推器开始匀速下降50s，快到达地面前改变发推器而减速，成功落地时速度为4m/s．重力加速度的大小g取10 m/s2，不考虑空气阻力．

⑴求该火箭从静止开始下落至3256m高度处所需的时间及其在此处速度的大小；
⑵若该火箭总质量m＝5000 kg，试求火箭在减速下降时受发推器作用力的大小．

参考答案
1．D
【详解】
汽车对拖车的拉力与拖车对汽车的拉力是一对作用力和反作用力，作用力和反作用力总是大小相等、同时产生、同时存在，ABC错误，D正确。
故选D。
2．C
【详解】
A．若加速度方向向上，在金属块未离开上顶板时弹簧的压缩量不变，则F2不变，根据牛顿第二定律得

得

知随着加速度缓慢增大，F1逐渐减小，A错误；
B．若加速度方向向下，在金属块未离开上顶板时弹簧的压缩量不变，则F2不变，根据牛顿第二定律得

得

知随着加速度缓慢增大，F1逐渐增大，故B错误；
C．当箱静止时，有

得
m=0.4kg
若加速度方向向上，当F1=0时，由A项分析有

解得
a=5m/s2
故C正确；
D．若加速度方向向下，大小是5m/s2小于重力加速度，不是完全失重，弹簧不可能恢复原长，则F2的示数不可能为零，D错误。
故选C。
3．D
【解析】
【分析】
根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．
【详解】
A、伽利略理想斜面实验证明运动不需要力来维持，卡文迪许用扭秤实验测得万有引力常量，故A错误；
B、法拉第提出“场”的概念，奥斯特发现了电流的磁效应，故B错误；
C、库仑研究静止点电荷之间的相互作用的规律，但静电力常量并非库仑的研究成果，故C错误；
D、焦耳研究电流生热的相关规律，牛顿在前人的基础上总结出牛顿运动三定律奠定了经典力学的基础，故D正确．
【点睛】
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．
4．C
【解析】
【分析】
木板撤去前，小球处于平衡态，根据共点力平衡条件先求出各个力，撤去木板瞬间，支持力消失，弹力和重力不变，求出合力后即可求出加速度.
【详解】
木板撤去前，小球处于平衡态，由受力分析可知：由平衡条件得：F-Nsin45°=0；Ncos45°-G=0，木板AB突然撤去后，支持力消失，重力和拉力不变，合力等于支持力N，方向与N反向，方向垂直于木板向下，由牛顿第二定律得，加速度为：a=N/m，解得：a=g，方向：垂直于木板向下，故C正确，故选C。
【点睛】
本题考查加速度的瞬时性，关键对物体受力分析，先求出撤去一个力之前各个力的大小，撤去一个力后，先求出合力，再求加速度.
5．B
【解析】
试题分析：由图线可知，甲静止，而乙先向正方向运动，然后向负方向运动，故AC错误；在1 s末和4 s末两物体的位移相同，所以两物体两次分别在1 s末和4 s末到达同一位置，选项B正确；0—6s内，甲乙的位移均为零，选项D错误．
考点：物体运动的x-t图线．
6．C
【详解】
A.对两个物块整体分析可知，解得，方向竖直向上，所以处于超重状态，故选项A符合题意；
BC. .对分析可知受到重力，支持力作用，根据牛顿第二定律可得，解得受到对它的支持力大小为，故选项C符合题意，B不符合题意；
D.做匀加速上升，动能增加，重力势能增加，所以的机械能增加，故选项D不符合题意。
7．A
【分析】
首先判断是什么类型的摩擦力，然后根据相应的摩擦力的求解方法求解即可
【详解】
物块首先受到滑动摩擦力，大小f=μmg=2N，方向水平向左，做匀减速直线运动，当速度减为0，物块处于静止，所受的摩擦力为静摩擦力，大小为f=1N，方向水平向右．
故选A。
8．B
【详解】
A．人对地面的压力和地面对人的支持力是作用力与反作用力，大小相等方向相反，故A错误．
B．火箭加速上升是因为火箭发动机产生的推力大于火箭自身的重力，合力向上，故B正确．
C．鸡蛋对石头的力和石头对鸡蛋的力是作用力与反作用力，等大反向，鸡蛋破碎是因为鸡蛋的强度较小，故C错误．
D．钢丝绳对货物的拉力与货物对钢丝绳的拉力为作用力与反作用力，等大反向，故D项错误．
9．C
【详解】
AB．礼花弹在内速度一直为正，即一直向上运动，故时刻，礼花弹距地面最远，故AB错误；
C．时间内，图中斜率一直为正，而速度时间图象斜率表示加速度，故此过程加速度竖直向上，即礼花弹处于超重状态，故C正确；
D．时间内，图中斜率一直为负，而速度时间图象斜率表示加速度，故此过程加速度竖直向下，即礼花弹处于失重状态，故D错误。
故选C。
10．C
【详解】
假设弹簧的劲度系数k，第一次弹簧伸长了
，
第二次弹簧伸长了：
，
第一次受力平衡：
①，
第二次由牛顿第二定律得：
，
整理得：
②，
把①式代入②式解得：
a=6m/s2，
A．综上分析可知a=6m/s2，A错误；
B．综上分析可知a=6m/s2，B错误；
C．综上分析可知a=6m/s2，C正确；
D．综上分析可知a=6m/s2，D错误；
故选C。
11．ABD
【详解】
A．A与传送带一起匀速运动，没有发生相对滑动，A受到的摩擦力为零，A正确；
BCD．D物体轻放在传送带上，所受摩擦力为滑动摩擦，大小为

B所受的为静摩擦力，大小为

方向沿斜面向上；且能和传送带一起匀速上滑，则有

C所受的为静摩擦力，大小为

方向沿斜面向上；则D受到的摩擦力最大，B受到的摩擦力等于C受到的摩擦力，大小相等，方向相同，C错误，BD正确。
故选ABD。
12．BC
【详解】
A. 物体只受重力作用且由静止下落的运动就是自由落体运动，选项A错误；
B. 自由落体运动是竖直方向上的匀加速直线运动，选项B正确；
C. 根据

可知，自由落体运动在开始连续三个2s内的路程之比为

选项C正确；
D. 根据
v=gt
可知，自由落体运动在开始连续三个2s末的速度之比为

选项D错误。
故选BC。
13．BD
【详解】
A．运动员在PA段做自由落体运动，AB段重力仍然大于弹力，向下做加速度减小的加速运动，到B点时，合力为零，速度达到最大，A错误；
B．在AB段重力大于弹力，合力向下，加速度向下，运动员处于失重状态，B正确；
C．在BC段，弹力大于重力，但弹力在不断增大，所以运动员做加速度增大的减速运动，C错误；
D．运动员在C点的速度为零，弹力最大，加速度也最大，所以加速度不为零，D正确。
故选BD。
14．AD
【分析】
考查牛顿第二定律的应用。
【详解】
A．由图乙可知，t1时刻两物块开始分离，AB之间无弹力，对A受力分析，设此时压缩量为x2，由牛顿第二定律：

解得，A正确；
B．初始时均静止，设初始时压缩量为x1，由平衡方程：

解得
则从开始到分离的位移为：

由位移与速度的关系式：

解得，B错误；
C．t2时刻，A图线的斜率为0，即A物体加速度为零，设此时压缩量为x3，由平衡条件：

解得，C错误；
D．从开始到t1时刻，由牛顿第二定律：

由于弹簧压缩量减小，弹力减小，而加速度a不变，所以拉力F增大；t1到t2时刻，由于AB已经分离，B不受A的作用力，此时由牛顿第二定律：

加速度不变，可知，拉力F不变，D正确。
故选AD。
15．AD
【详解】
A．时刻是某一瞬间，时间是某一段时间，“18时59分57秒”和“112小时”前者表示“时刻”后者表示“时间”，故A正确；
B．卫星绕月球飞行一圈，它的位移是0和路程不是0，故B错误；
C．地面卫星控制中心在对卫星进行飞行姿态调整时不可以将卫星看成质点，故C错误；
D．平均速度是位移/时间,飞行一周后位移为0,所以平均速度为0，而飞船在飞行中不能停止,所以它在每一时刻的瞬时速度都不为0，故D正确。
故选AD。
16． 0
【详解】
[1][2]因为m匀速下滑，将木块和斜面看作一个整体，对整体分析，受竖直向上的支持力和重力作用，故整体受到的支持力

根据牛顿第三定律可得M对地板的压力为

由于整体在水平方向上没有外力，所以受到的摩擦力为零。
17．acbde； 1.46； g； C
【详解】
（1）[1]．按照实验原理，这五个步骤的先后顺序应该为：acbde；
（2）[2]．根据∆x=aT2可知

（3）[3][4]．因为沙和沙桶的重力在这个实验中充当小车所收到的合外力，当沙和沙桶的重力非常大时，它将带动小车近似做加速度为g 的运动．随着钩码的数量增大到一定程度时a-F图线明显偏离直线，造成此误差的主要原因是所挂钩码的总质量太大，而我们把用钩码所受重力作为小车所受的拉力，所以消除此误差可采取的简便且有效的措施应该测量出小车所受的拉力，即在钩码与细绳之间放置一力传感器，得到力F的数值，在作出小车运动的加速度a和力传感器读数F的关系图象，故选C．
【点睛】
对于实验我们要明确实验原理、具体实验操作以及数据处理等，同时要清楚每一项操作存在的理由，只有掌握好了基本知识和基本方法才能顺利解决实验题目，所以要重视基本知识和基本方法的学习和训练．
18．BC 0.880 C 没有完全平衡摩擦力
【详解】
(1)[1]因为用力传感器测绳子拉力，所以对沙和沙桶的质量没有要求。为了让拉力等于小车的合外力，需要平衡摩擦力。开始做实验时，小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，获得一条打点的纸带，同时记录力传感器的示数。故选BC。
(2)[2] 小车的加速度为

(3)[3]由牛顿第二定律得

变形为

所以

解得

故选C。
(4)[4]从图像可知，有一定的拉力后，小车才运动，所以没有完全平衡摩擦力。
19．(1)4N；(2)1m/s2；(3)3m/s
【详解】
(1)对物块受力分析

正交分解

(2)根据牛顿第二定律求解加速度

(3)根据运动学公式

20．(1) x2＝1.25m（0≤x1≤1.5m）或x2=2−0.5x1（1.5m≤x1≤4m）；(2) v 4.5m/s
【解析】
【分析】
（1）物体在水平传送带摩擦力的作用下，先向右加速，根据牛顿第二定律可求得加速度，根据位移公式可求加速运动的位移，在离A端距离x0≤x1处放上时，能在CD传送带上上升的距离相同．上升时为加速度为a2 的匀减速运动；
（2）分析物体滑上倾斜传送带的运动，以加速度a′=gsinθ-μgcosθ减速运动减速到与带同速，后又减速到零，结合运动学公式可求．
【详解】
（1）设从离A端x0 轻放上化肥时，刚好能在B端与传送带达到同等速度，化肥放上后的加速度为a1．则：
μmg=ma1 ①
x0＝L1− ②
解得：a1＝5m/s2，x0=1.5m
在离A端距离x0≤x1处放上时，能在CD传送带上上升的距离相同．上升时为加速度为a2 的匀减速运动：mgsinθ+μmgcosθ=ma2 ③
v12＝2a2x2 ④
解得：a2＝10m/s2、x2=1.25m  
当x0≤x1≤L1时，在拐点处的速度为vx
vx2＝2a2x2=2a1（L-x1） ⑤
解得：x2=2-0.5x1
综上所述x2＝1.25m（0≤x1≤1.5m）或x2=2−0.5x1（1.5m≤x1≤4m）
（2）从A端放上去，设CD传动速度为v2 时，化肥恰好能到达D端；假设v2＜v1，则化肥经历了两个减速阶段，第一阶段从C点到减速至v2，加速度为a2；达到v2后以a3 继续减速至0，则：
mgsinθ-μmgcosθ=ma3 ⑦
  ⑧
联立⑦⑧可得v2=4.5m/s 并验证了假设成立，所以条件为v≥4.5m/s
21．（1） （2）2s （3）12J，2m/s
【详解】
（1）小球的加速度

1s后小铁球的y方向速度


（2）由牛顿第二定律

相遇时

解得
.
（3）物体只在受力方向上速度发生改变所以只考虑y轴方向上的速度变化


由动量守恒


解得
。


碰后Y轴上的速度为0，物体在x轴方向上速度不变为2m/s，所以碰后速度为2m/s。
22．（1） ； 60m/s （2）85000N
【解析】
（1）物体自由落体，
由公式
及公式
代入数据可求得： ；
（2）物体匀速下降时，设下降的高度为 ，时间为
则：
解得：
物体减速时：


解得：
本题答案是：（1） ；（2）
点睛：本题考查了自由落体的问题，直接利用求时间，在代入运动学公式可求出速度．