人教版 (2019)第四章 运动和力的关系综合与测试精练

这是一份人教版 (2019)第四章 运动和力的关系综合与测试精练，共13页。
 2020-2021学年人教版（2019）必修第一册第四章 运动与力的关系 章末复习训练2（含解析）1.如图甲所示，某人通过动滑轮将质量为m的货物提升到一定高处，动滑轮的质量和摩擦均不计，货物获得的加速度a与竖直向上的拉力之间的函数关系如图乙所示。重力加速度大小为g。则下列判断正确的是(   )A.图线与纵轴的交点M的绝对值为g B.图线的斜率在数值上等于物体的质量mC.图线与横轴的交点N的值 D.图线的斜率在数值上等于物体质量的倒数2.质量为1 kg的木板B静止在水平面上，可视为质点的物块A从木板的左侧沿木板上表面水平冲上木板，如图甲所示。A和B经过1 s达到同一速度，之后共同减速直至静止，A和B运动的图像如图乙所示，g取，则物块A的质量为(   )A.1 kg B.2 kg C.3 kg D.6 kg3.某运动员做跳伞训练，他从悬停在空中的直升机上由静止跳下，跳离飞机一段时间后打开降落伞减速下落。他打开降落伞后的速度图线如图甲所示。降落伞用8根对称的绳悬挂运动员，每根绳与中轴线的夹角均为α，如图乙所示。已知人的质量为M，不计人所受的阻力，打开伞后伞所受阻力F与速度v成正比，重力加速度为g。则每根悬绳能够承受的拉力至少为(   )A. B. C. D.4.如图所示，粗糙水平面上放置两物体，A叠放在C上，的质量分别为和，物体与水平面间的动摩擦因数相同，其间用一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为。现用水平拉力F拉物体B，使三个物体以同一加速度向右运动，则(   )A.此过程中物体C受五个力作用B.当F逐渐增大到时，轻绳刚好被拉断C.当F逐渐增大到时，轻绳刚好被拉断D.若水平面光滑，则绳刚断时，间的摩擦力为5.如图所示，一名消防队员在模拟演习训练中，沿着长为12 m的竖立在地面上的钢管下滑。已知这名消防队员的质量为60 kg，他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑，滑到地面时速度恰好为零。如果他加速时的加速度大小是减速时的2倍，下滑的总时间为3 s，g取，那么该消防队员(   )A.下滑过程中的最大速度为4 m/s B.加速与减速过程中所受摩擦力大小之比为1:7C.加速与减速过程的位移之比为1:4 D.加速与减速过程的时间之比为2:16.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，间相互接触但无压力，整个系统处于静止状态，g取。某时刻将细线剪断，则剪断细线瞬间(   )A.B的加速度大小为 B.A的加速度大小为C.B对A的压力大小为0 D.B对A的压力大小为20 N7.如图所示，光滑水平面上有一小车，小车上固定一水平横杆，横杆左端的固定斜轻杆与竖直方向成α角，斜杆下端连接一质量为的小球A；横杆右端用一根细线悬挂另一质量为的小球B.当小车沿水平面做直线运动时，细线与竖直方向间的夹角保持不变.设斜杆、细线对小球的作用力分别为，下列说法正确的是(   )A.大小一定相等 B.的方向一定沿着杆C.小车加速度大小为 D.的大小为8.在升降机内，一人站在体重计上，发现自己的体重减轻了20%，则下列判断可能正确的是（g取）(   )A.升降机以的加速度加速上升 B.升降机以的加速度加速下降C.升降机以的加速度减速上升 D.升降机以的加速度减速下降9.绷紧的传送带长，铁块与传送带间动摩擦因数，g取，下列说法正确的是(   )A.若传送带静止，A处小铁块以向B运动，则铁块到达B处的速度为6 m/sB.若传送带始终以4 m/s的速度向左运动，而铁块从A处以向B运动，铁块到达B处的速度为6 m/sC.若传送带始终以4 m/s的速度向右运动，在A处轻轻放上一小铁块后，铁块将一直向右匀加速运动D.若传送带始终以10 m/s的速度向右运动，在A处轻轻放上一小铁块后，铁块到达B处的速度为8 m/s10.如图所示，足够长的水平桌面上放置着质量为m、长度为L的长木板B，质量也为m的物体A放置在长木板B的右端，不可伸长的轻绳1的一端与A相连，另一端跨过轻质定滑轮与B相连，在长木板的右侧用跨过定滑轮的不可伸长的轻绳2系着质量为的重锤C。已知重力加速度为g，各接触面之间的动摩擦因数均为，不计绳与滑轮间的摩擦，系统由静止开始运动，下列说法正确的是(   )A.的加速度大小均为B.轻绳1的拉力为C.轻绳2的拉力为D.当A运动到B的左端时，物体C的速度为11.如图所示，质量为m的小球置于倾角为θ的斜面上，被一个竖直挡板挡住。现用一个水平力F拉斜面，使斜面在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动，重力加速度为g，忽略一切摩擦，以下说法正确的是(   )A.斜面对小球的弹力为B.斜面和竖直挡板对小球弹力的合力为C.若增大加速度a，斜面对小球的弹力一定增大D.若增大加速度a，竖直挡板对小球的弹力一定增大12.如图甲所示，斜面体放在粗糙的水平地面上，两斜面光滑且倾角分别为和，两小滑块P和Q用绕过滑轮不可伸长的轻绳连接，分别置于两个斜面上，且轻绳平行于斜面，已知和斜面体均静止不动。若交换两滑块位置，如图乙所示，再由静止释放，斜面体仍然静止不动，P的质量为m，取，重力加速度大小为g，不计滑轮的质量和摩擦，则下列判断正确的是(   )A.Q的质量为B.在图甲中，斜面体与地面间有摩擦力C.在图乙中，滑轮受到轻绳的作用力大小为D.在图乙中，斜面体对地面的摩擦力方向水平向左13.如图甲所示，为测定物体冲上粗糙斜面能达到的位移x与斜面倾角θ的关系，将某一物体每次以大小不变的初速度沿足够长的斜面向上推出，调节斜面与水平方向的夹角θ，实验测得x与斜面倾角θ的关系如图乙所示，重力加速度g取，根据图象可求出(   )A.物体的初速度B.物体与斜面间的动摩擦因数C.取不同的倾角θ，物体在斜面上能达到的位移的最小值为1.44 mD.当时，物体达到最大位移后将沿斜面下滑14.某同学设计了如图甲所示的装置来探究小车的加速度与所受合力的关系。将装有力传感器的小车放置于水平长木板上，缓慢向小桶中加入细砂，直到小车刚开始运动为止，记下传感器的最大示数，以此表示小车所受摩擦力的大小。再将小车放回原处并按住，继续向小桶中加入细砂，记下传感器的示数。（1）打点计时器接通频率为50 Hz的交流电源，释放小车，打出如图乙所示的纸带。从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离，则小车的加速度________。（2）改变小桶中细砂的重力，多次重复实验，获得多组数据，描绘小车加速度a与合力的关系图像。不计纸带与打点计时器间的摩擦。下列图像中可能正确的是_______。A. B. C. D.（3）同一次实验中，小车释放前传感器示数与小车加速运动时传感器示数的关系是_______（选填“<”“=”或“>”）。（4）关于该实验，下列说法中正确的是(   )A.小车和传感器的总质量应远大于砂桶和砂的总质量B.实验中需要将长木板右端垫高C.实验中需要测出小车和传感器的总质量D.用加砂的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，可更方便地获取多组实验数据15.如图所示，质量的木板静置于倾角为的足够长的固定斜面上，质量的可视为质点的小物块以初速度从木板下端冲上木板，同时在木板上端施加一个沿斜面向上的外力，使木板从静止开始运动，当小物块与木板共速时，撤去该外力，最终小物块从木板的下端滑下.已知小物块与本板间的动摩擦因数为，木板与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度，.求：（1）物块与木板共速前，物块和木板的加速度分别是多少.（2）木板的最小长度.（3）物块在长度为的木板上运动的总时间.

        
答案以及解析1.答案：A解析：由牛顿第二定律可得：，则有，由图像可判断，纵轴截距的绝对值为g，图线的斜率在数值上等于，则A正确，B、D错误；横轴截距代表时，，C错误。2.答案：C解析：由图像可知，物块A在0~1 s内的加速度大小为，以物块A为研究对象，由牛顿第二定律得：，解得：。由图像知木板B在0~1 s内的加速度大小为，在1~3 s内物块与木板相对静止，一起做匀减速运动，加速度大小为，一直到共同减速到零。同速后以整体为研究对象，由牛顿第二定律得：，解得：。再以B为研究对象，在0~1 s内水平方向受到两个滑动摩擦力，由牛顿第二定律得：，代入数据解得物块A的质量，故选C。3.答案：C解析：设降落伞的质量为m，匀速下降时有：打开降落伞的瞬间对整体有：打开降落伞的瞬间对运动员有：联立解得：，故C正确。4.答案：C解析：对A受力分析，A受重力、支持力和向右的静摩擦力作用，由此可以知道C受重力、A对C的压力、地面的支持力、绳子的拉力、A对C的摩擦力以及地面的摩擦力六个力作用，故A错误。对整体分析，整体的加速度，隔离对分析，根据牛顿第二定律得，，计算得出，当时，轻绳刚好被拉断，故B错误，C正确。若水平面光滑，绳刚断时，对分析，加速度；隔离对A分析，A受到的摩擦力，故D错误。5.答案：B解析：设下滑过程中的最大速度为v，则消防队员下滑的总位移为，总时间，解得，故A错误；由，解得，故D错误；由，又，得到，根据牛顿第二定律，可知加速过程，解得；减速过程，解得，所以，故B正确；匀加速过程位移为，匀减速过程位移为，所以加速与减速过程的位移之比为，故C错误。6.答案：A解析：剪断细线前，间无压力，则弹簧的弹力；剪断细线的瞬间，弹簧形变量不变，弹力仍为30 N。对A和B整体分析，加速度，所以物体的加速度大小均为，故选项A符合题意，选项B不符合题意。隔离B分析：，解得，由牛顿第三定律可知，B对A的压力大小为12 N，故选项C、D均不符合题意。7.答案：D解析：细线中的弹力方向一定沿着细线，而斜杆中弹力的方向可以沿任意方向，两小球均受重力和弹力作用，因细线与竖直方向之间有夹角，因此小球B运动时必有水平向右方向的加速度，根据牛顿第二定律可知，即，故选项C错误；对于小球A，其受到的合力为，由此可知，斜杆对小球A的作用力与竖直方向间的夹角也为β，所以的大小为，选项D正确，B错误；根据竖直方向两小球所受合力均为零可知，，，但由于不知两小球的质量关系，因此大小关系不确定，故选项A错误.8.答案：BC解析：人发现体重减轻，说明人处于失重状态，加速度向下，由牛顿第二定律可知：，又，解得：，方向向下，升降机可能加速下降，也可能减速上升，故B、C正确，A、D错误。9.答案：ABD解析：若传送带不动，铁块做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律得，匀减速直线运动的加速度大小，根据，解得：，故A正确；若传送带始终以4 m/s的速度向左运动，而铁块从A处以向B运动，铁块滑上传送带做匀减速直线运动，到达B点的速度大小等于6 m/s，故B正确；若传送带始终以4 m/s的速度向右运动，在A处轻轻放上一小铁块后，铁块先向右做匀加速运动，加速到4 m/s经过的位移，之后随传送带一起做匀速运动，故C错误；若传送带始终以10 m/s的速度向右运动，在A处轻轻放上一小铁块后，若铁块一直向右做匀加速运动，铁块到达B处的速度：，则铁块到达B处的速度为8 m/s，故D正确。10.答案：BD解析：三个物体的加速度大小相等，设三个物体的加速度大小均为a，对物体A：，对B：，对C：，联立解得，选项B正确，A、C错误；当A运动到B的左端时有，此时物体的速度均为，选项D正确。11.答案：AD解析：对小球受力分析如图所示，把斜面对小球的弹力进行正交分解，竖直方向有，水平方向有，所以斜面对小球的弹力为，A正确。。由于与a无关，故当增大加速度a时，斜面对小球的弹力不变，挡板对小球的弹力随a增大而增大，故C错误，D正确。小球受到的合力为，故B错误。12.答案：AC解析：两斜面光滑且倾角分别为53°和37°，如题图甲放置时，根据沿绳方向的力相等知，解得，选项A正确；在题图甲中，整个系统处于静止状态，斜面体与地面之间无摩擦力，选项B错误；在题图乙中，设绳子拉力为T，根据牛顿第二定律知，解得，滑轮受到轻绳的作用力大小为，选项C正确；对题图乙中的斜面体受力分析，绳子对滑轮的作用力竖直向下，则水平方向上对斜面体作用力的合力为，方向向右，则地面对斜面体的摩擦力向左，由牛顿第三定律可知，斜面体对地面的摩擦力方向水平向右，选项D错误。13.答案：AC解析：由题图乙可知，当斜面倾角时，物体做竖直上抛运动，其上升的最大高度为，由匀变速直线运动的规律可得，解得，选项A正确；由题图乙可知，当斜面倾角为时，由牛顿第二定律可得，解得物体减速运动的加速度大小为，此时物体运动的距离为，由匀变速直线运动的规律可得，联立以上两式可解得，选项B错误；物体在粗糙斜面上向上运动时，由牛顿运动定律可得，解得，则物体能达到的位移，引入辅助角α，由数学知识可得，故，代入数据可解得，选项C正确；当时，由于，故有，所以物体达到最大位移后不再下滑，选项D错误.14.答案：（1）0.16（2）B（3）>（4）D解析：（1）小车的加速度。（2）由题意易知，描绘的小车加速度a与合力的关系图像，相当于已平衡摩擦力后描绘的小车加速度与作用力关系图像，且均为小车受到的力，可由力传感器直接得出，故图像应为过原点的倾斜直线，B项正确。（3）小车加速运动时绳的拉力小于砂和砂桶的总重力（等于车静止时绳的拉力），故。（4）本实验中力的大小可由力传感器直接得出，不需要使小车和传感器的总质量远大于砂和砂桶的总质量，A项错误；用加砂的方法改变拉力的大小，每次砂的质量可增加得很少，而挂钩码每次质量增加得多，故前者可更方便地获取多组实验数据，D项正确；用力传感器测出了摩擦力，不需要平衡摩擦力，B项错误；本实验是探究小车的加速度与合力的关系，只要保持小车和传感器的总质量不变，不需要测出它们的具体数值，C项错误。15.答案：（1）物块与木板共速前，对物块受力分析可得，代入数据解得物块的加速度大小为，方向沿斜面向下.对木板受力分析可得，代入数据解得木板的加速度大小为，方向沿斜面向上.（2）设物块与木板达到共速所用时间为，则有，代入数据解得，共同速度大小为共速前物块与木板的相对位移为，代入数据解得撤掉F后，物块相对木板向上滑，加速度大小仍为，对木板分析有，解得木板的加速度大小为，方向沿斜面向下，木板减速上滑.共速后过木板减速到零，过物块减速到零.由于，所以木板减速到零后，物块在木板上滑动时，木板就不再运动.此过程中物块与木板的相对位移为，故木板的长度至少为.（3）物块在木板上向下滑动时，木板不动，对物块受力分析由牛顿第二定律可得此时物块的加速度大小为设物块运动到斜面底端所用时间为，则有，解得故物块在木板上运动的总时间为，代入数据得.