2024-2025學年新教材高中物理第四章運動和力的關(guān)系單元綜合練習含解析新人教版必修第一冊

PAGE19-第4章單元綜合專題突破專練專題1連接體問題1.(河南漯河2024高三質(zhì)檢)(多選)如圖4-1所示,5塊質(zhì)量相同的木塊并排放在水平地面上,它們與地面間的動摩擦因數(shù)均相同,當用力F推第1塊木塊使它們共同加速運動時,下列說法中正確的是()。圖4-1A.由右向左,相鄰兩塊木塊之間的相互作用力依次變小B.由右向左,相鄰兩塊木塊之間的相互作用力依次變大C.第2塊木塊與第3塊木塊之間的彈力大小為0.6FD.第3塊木塊與第4塊木塊之間的彈力大小為0.6F答案：BC解析：取整體為探討對象,由牛頓其次定律得F-5μmg=5ma。再選取1、2兩塊木塊為探討對象,由牛頓其次定律得F-2μmg-FN=2ma,聯(lián)立兩式解得FN=0.6F,進一步分析可得,從左向右,相鄰兩塊木塊間的相互作用力是依次變小的,選項B、C正確。2.(湖北團風中學2024高三診斷)在兩個足夠長的固定的相同斜面體上(其斜面光滑),分別有如圖4-2甲、乙所示的兩套裝置,斜面體B的上表面水平且光滑、長方體D的上表面與斜面平行且光滑,P是固定在B、D上的小柱,完全相同的兩根彈簧一端固定在P上,另一端分別連在A和C上,在A與B、C與D分別保持相對靜止狀態(tài)沿斜面自由下滑的過程中,下列說法正確的是()。圖4-2A.兩彈簧都處于拉伸狀態(tài)B.兩彈簧都處于壓縮狀態(tài)C.彈簧L1處于壓縮狀態(tài),彈簧L2處于原長D.彈簧L1處于拉伸狀態(tài),彈簧L2處于壓縮狀態(tài)答案：C解析：A與B保持相對靜止,則二者向下的加速度是相等的,設(shè)它們的總質(zhì)量為M,則Ma=Mgsinα,所以a=gsinα,方向沿斜面對下。以A為探討對象,若A只受重力和支持力,則不會具有沿斜面對下的加速度,故A受到彈簧水平向左的彈力,即彈簧L1處于壓縮狀態(tài)。同理,若以C、D為探討對象,則C、D整體受到重力、斜面的支持力作用時,合力的大小F合=mgsinα,C受到的重力、斜面的支持力作用供應(yīng)的加速度為a=gsinα,即C沒有受到彈簧的彈力,彈簧L2處于原長狀態(tài),故選項C正確,A、B、D錯誤。故選C。3.(江西九江2024高三質(zhì)檢)如圖4-3所示,車內(nèi)輕繩AB與BC拴住一小球,BC水平,起先時車在水平面上向右做勻速直線運動?，F(xiàn)突然剎車做勻減速直線運動,小球仍處于圖中所示的位置,則()。圖4-3A.AB繩、BC繩拉力都變小B.AB繩拉力變大,BC繩拉力不變C.AB繩拉力不變,BC繩拉力變小D.AB繩拉力不變,BC繩拉力變大答案：C解析：對球受力分析,可知球受重力、BC繩子的拉力FT2、AB繩子的拉力FT1,如圖,依據(jù)牛頓其次定律,水平方向:FT2-FT1sinθ=ma,豎直方向:FT1cosθ-mg=0,解得FT1=mgcosθ①,FT2=mgtanθ+ma②。勻速運動時加速度為零,剎車后,加速度向左,AB繩子的拉力不變,BC繩子的拉力變小,故C正確,A、B、D錯誤。故選4.由同種材料制成的物體A和B放在足夠長的木板上,隨木板一起以速度v向右做勻速直線運動,如圖4-4所示。已知物體A的質(zhì)量大于B的質(zhì)量。某時刻木板突然停止運動,下列說法正確的是()。圖4-4A.若木板光滑,物體A和B之間的距離將增大B.若木板光滑,物體A和B之間的距離將減小C.若木板粗糙,物體A和B肯定會相碰D.無論木板光滑還是粗糙,物體A和B之間的距離保持不變答案：D解析：物體A和B放在足夠長的木板上,隨木板一起以速度v向右做勻速直線運動,若木板光滑,A和B仍以速度v向右做勻速直線運動,物體A和B之間的距離保持不變;若木板粗糙,因為物體A和B是由同種材料制成的,故在木板突然停止運動時,A和B以相同大小的加速度做勻減速直線運動,考慮到它們有相同的初速度,故它們在相同的時間內(nèi)發(fā)生的位移相等,所以A和B之間的距離也保持不變,所以D正確,A、B、C錯誤。5.如圖4-5所示,一根輕質(zhì)彈簧上端固定,下端掛一質(zhì)量為m0的平盤,盤中有一質(zhì)量為m的物體。當盤靜止時,彈簧伸長了l,現(xiàn)在向下拉盤使彈簧再伸長Δl后停止,然后松手。設(shè)彈簧總處在彈性限度內(nèi),則剛剛松開手時盤對物體的支持力等于()。圖4-5A.1+Δll(m+m0)g C.Δllmg D.Δll(m+答案：B解析：當盤靜止時,由平衡條件得kl-(m+m0)g=0。當彈簧再伸長Δl時,剛放手瞬間,由牛頓其次定律得k(l+Δl)-(m+m0)g=(m+m0)a,FN-mg=ma,聯(lián)立解得FN=1+Δl6.(多選)如圖4-6所示,質(zhì)量為2m的物塊A與質(zhì)量為m的物塊B放在水平地面上,在已知水平推力F的作用下,A、B做加速運動()。圖4-6A.若F作用在A上,且A、B與地面的摩擦不計,則A對B的作用力為FB.若F作用在B上,且A、B與地面的摩擦不計,則A對B的作用力為2C.若F作用在A上,且A、B與地面的動摩擦因數(shù)均為μ,則A對B的作用力為FD.若F作用在A上,且A、B與地面的動摩擦因數(shù)均為μ,則A對B的作用力為F答案：ABD解析：選項A:對AB整體由牛頓其次定律得F=3ma, ①設(shè)A對B的作用力為F1,對B由牛頓其次定律得F1=ma, ②由①②得F1=F3,A正確選項B:設(shè)B對A的作用力為F2,對A由牛頓其次定律得F2=2ma, ③由①③得F2=23F,由牛頓第三定律知A對B的作用力為F2'=F2=23F,B選項C、D:對AB整體由牛頓其次定律得F-μ·3mg=3ma', ④設(shè)A對B的作用力為F3,對B由牛頓其次定律得F3-μmg=ma', ⑤由④⑤得F3=F3,C錯誤,D專題2臨界極值問題7.(福建師大附中2024期中考試)如圖4-7所示,質(zhì)量都為m的A、B兩物體疊放在豎直彈簧上并保持靜止,用大小等于mg的恒力F向上拉B,運動距離為h時B與A分別。下列說法正確的是()。圖4-7A.B和A剛分別時,彈簧為原長B.B和A剛分別時,它們的加速度為gC.彈簧的勁度系數(shù)等于mgD.在B與A分別之前,它們做勻加速運動答案：C解析：解答本題的關(guān)鍵在于A、B間的彈力為零時,兩物體起先分別。起先時,A和B一起向上做加速運動,對A和B組成的整體有F+kΔx-2mg=2ma,因F=mg,Δx漸漸減小,故加速度a變小,即在B和A分別前,它們做加速度減小的變加速運動。當A和B間的作用力為零時,B和A將要分別,此時B和A的加速度相等,對物體B有F-mg=maB,得aB=0,故aA=0,對物體A有F彈2-mg=maA,故F彈2=mg。起先時彈力F彈1=2mg,B和A剛分別時彈簧彈力F彈2=mg,故彈簧的勁度系數(shù)k=F彈1-F彈28.(東北育才學校2024期中考試)如圖4-8所示,完全相同的磁鐵A、B分別位于鐵質(zhì)車廂豎直面和水平面上,A、B與車廂間的動摩擦因數(shù)均為μ,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,小車靜止時,A恰好不下滑?，F(xiàn)使小車加速運動,為保證A、B無滑動,則()。圖4-8A.加速度可能向右,大小小于μgB.加速度肯定向右,大小不能超過(1+μ)gC.加速度肯定向左,大小不能超過μgD.加速度肯定向左,大小不能超過(1+μ)g答案：D解析：解答本題的關(guān)鍵是把握“恰好”兩個字,即可得出A與小車之間的彈力不能減小,得出加速度的方向,然后依據(jù)要保證B無滑動,則受到的摩擦力不能超過最大靜摩擦力,依據(jù)牛頓其次定律列式求解。當小車靜止時,A恰好不下滑,此時mg=f=μFN,要保證A恰好不下滑,則A與小車之間的彈力不能減小,所以加速度肯定向左,B在水平方向上受到摩擦力,豎直方向上受到小車的支持力、重力和吸引力,要保證B無滑動,則受到的摩擦力不能超過最大靜摩擦力,即ma=μ(mg+FN),解得a=(1+μ)g,故選項D正確。9.(湖北黃岡2024高一診斷)如圖4-9所示,一個質(zhì)量為M、長為L的圓管豎直放置,頂端塞有一個質(zhì)量為m的彈性小球,M=4m,球和管間的滑動摩擦力與最大靜摩擦力大小均為4mg,管下端離地面高度H=5m?，F(xiàn)讓管自由下落,運動過程中管始終保持豎直,落地時向上彈起的速度與落地時速度大小相等。若管第一次彈起上升過程中,球恰好沒有從管中滑出,不計空氣阻力,重力加速度g取10m/s2。求:圖4-9(1)管第一次落地彈起剛離開地面時,管與球各自的加速度大小;答案：管第一次落地彈起時,管的加速度大小為a1,球的加速度大小為a2,由牛頓其次定律對管:Mg+4mg=Ma1,對球:4mg-mg=ma2,解得a1=20m/s2,方向向下;a2=30m/s2,方向向上。(2)從管第一次落地彈起到球與管達到相同速度時所用的時間;答案：管第一次碰地時,v0=2gH碰后管速v1=2gH,方向向上;碰后球速v2=2gH設(shè)經(jīng)過時間t,球、管速度相同,球剛好沒有從管中滑出,則有對管:v=v1-a1t,對球:v=-v2+a2t,聯(lián)立并代入數(shù)值,解得t=0.4s。(3)圓管的長度L。答案：管經(jīng)時間t上升的高度h1=v1t-12a1t2球下降的高度h2=v2t-12a2t2代入數(shù)據(jù),解得管長L=h1+h2=4m。10.(河北衡水中學2024高一月考)如圖4-10所示,傾角為α的光滑斜面體上有一個小球m被平行于斜面的細繩系于斜面上,斜面體放在水平面上。圖4-10(1)要使小球?qū)π泵鏌o壓力,求斜面體運動的加速度范圍,并說明其方向;答案：當系統(tǒng)加速度向右時,小球?qū)π泵婵赡軟]有壓力。當小球?qū)π泵媲『脹]有壓力時,對球,由牛頓其次定律得mgcotα=ma1,解得a1=gcotα,方向水平向右,則當加速度a≥a1=gcotα,方向水平向右時,小球?qū)π泵鏇]有壓力。(2)要使小球?qū)毨K無拉力,求斜面體運動的加速度范圍,并說明其方向;答案：當系統(tǒng)加速度向左時,小球?qū)K子可能沒有拉力。當小球?qū)毨K恰好沒有拉力時,對球,由牛頓其次定律得mgtanα=ma2,解得a2=gtanα,方向水平向左,則當a≥a2=gtanα,方向水平向左時,小球?qū)毨K無拉力。(3)若已知α=60°,m=2kg,當斜面體以a=10m/s2的加速度向右做勻加速運動時,繩對小球的拉力有多大?(g取10m/s2)答案：α=60°,斜面體以a=10m/s2的加速度向右做勻加速運動時,臨界加速度為a0=gcot60°=1033m/s2<10m/s2,則小球飄起來,與斜面不接觸,設(shè)此時繩子與水平方向夾角為θ,由牛頓其次定律得mgcotθ=ma,解得cotθ=1,則θ=45°,繩對小球的拉力T=mgsinθ=20專題3圖像問題11.(河南鄭州2024十一中期末考試)一個小球從空中某點自由釋放,落地后馬上以大小相等的速度豎直向上彈起,然后上升到最高點。假設(shè)小球在上升和下降過程中受到大小恒定的阻力,規(guī)定豎直向下的方向為正方向,則圖4-11所示v-t圖像中能正確反映這一過程的是()。圖4-11答案：C解析：本題易錯之處在于不能正確理解合力的改變與速度改變的關(guān)系。起先時小球做豎直向下的勻加速直線運動,因為選豎直向下為正方向,則速度為正且始終增大,加速度方向豎直向下,且大小為a=g-Ffm,保持不變;落地后彈起的過程中,小球向上做減速運動,速度為負且始終減小,加速度大小為a'=g+Ffm,保持不變,方向豎直向下12.(重慶十八中2024期末考試)一物體在多個力的作用下處于靜止狀態(tài),假如僅使其中某個力的大小漸漸減小到零,然后又漸漸從零復(fù)原到原來大小,在上述過程中,此力的方向始終保持不變,那么如圖4-12所示的v-t圖像中,可能符合此過程中物體運動狀況的是()。圖4-12答案：D解析：其中的一個力漸漸減小到零的過程中,物體受到的合力漸漸增大,則其加速度漸漸增大,速度時間圖像中圖線的斜率表示加速度,所以在力漸漸減小到零的過程中,圖線的斜率的肯定值漸漸增大;當這個力又從零復(fù)原到原來大小時,合力漸漸減小,加速度漸漸減小,圖線斜率的肯定值漸漸減小。只有D符合題意。13.(廣東廣州六中2024期中考試)(多選)如圖4-13所示,物體沿斜面由靜止起先下滑,在水平面上滑行一段距離后停止,物體與斜面和水平面間的動摩擦因數(shù)相同,斜面與水平面平滑連接,圖中v、a、f、s、t分別表示物體速度大小、加速度大小、摩擦力大小、路程、時間。下列選項可能正確的是()。圖4-13圖4-14答案：AD解析：本題的易錯之處是誤以為物體在斜面上和水平面上所受摩擦力大小相等。物體在斜面上的摩擦力大小f=μmgcosθ,大小不變,在水平面上的摩擦力大小f'=μmg,大小不變,故C錯誤;依據(jù)牛頓其次定律得,物體在斜面上的加速度大小為a=gsinθ-μgcosθ,在水平面上的加速度大小為a'=μg,在斜面上做勻加速直線運動,在水平面上做勻減速直線運動,故B錯誤,A、D可能正確。故選A、D。14.(江蘇淮安2024高三質(zhì)檢)(多選)質(zhì)量相等的A、B兩物體(均可視為質(zhì)點)放在同一水平面上,分別受到水平恒力F1、F2的作用,同時由靜止起先從同一位置動身沿同始終線做勻加速運動。經(jīng)過時間t0和4t0速度分別達到2v0和v0時分別撤去F1和F2,以后物體接著做勻減速運動直至停止。兩物體速度隨時間改變的圖線如圖4-15所示,對于上述過程下列說法中正確的是()。圖4-15A.F1和F2的大小之比為12∶5B.A、B的位移大小之比為6∶5C.在2t0和3t0間的某一時刻B追上AD.F1和F2的大小之比為3∶5答案：AB解析：從圖像可知,兩物體勻減速運動的加速度大小都為a'=v0t0,依據(jù)牛頓其次定律,勻減速運動中有f=ma',則摩擦力大小都為f=mv0t0。依據(jù)圖像知,勻加速運動的加速度分別為a1=2v0t0、a2=v04t0,依據(jù)牛頓其次定律,勻加速運動中有F-f=ma,則F1=3mv0t0,F2=5mv04t0,F1和F2的大小之比為12∶5,故A正確,D錯誤;圖線與時間軸所圍成的面積表示運動的位移,則位移之比為x1∶x2=6∶5,故B正確;v-t15.(湖南長沙雅禮中學2024期末考試)如圖4-16甲所示,在木箱內(nèi)粗糙斜面上靜止著一個質(zhì)量為m的物體,木箱豎直向上運動的速度v與時間t的改變規(guī)律如圖4-16乙所示,物體始終相對于斜面靜止。斜面對物體的支持力和摩擦力分別為N和f,則下列說法正確的是()。圖4-16A.在0~t1時間內(nèi),N增大,f減小B.在0~t1時間內(nèi),N減小,f增大C.在t1~t2時間內(nèi),N增大,f增大D.在t1~t2時間內(nèi),N減小,f減小答案：D解析：本題疑難之處是混淆速度與加速度的概念而出錯。在0~t1時間內(nèi),由題圖乙可知,物體做加速運動,加速度漸漸減小,設(shè)斜面傾角為θ,對物體受力分析,在豎直方向上有Ncosθ+fsinθ-mg=ma1,在水平方向上有Nsinθ=fcosθ,因加速度減小,則支持力N和摩擦力f均減小。在t1~t2時間內(nèi),由題圖乙可知,物體做減速運動,加速度漸漸增大,對物體受力分析,在豎直方向上有mg-(Ncosθ+fsinθ)=ma2,在水平方向上有Nsinθ=fcosθ,因加速度增大,則支持力N和摩擦力f均減小,故選項D正確。16.(湖北襄陽四中2024高一上月考)(多選)如圖4-17甲所示,平行于光滑斜面的輕彈簧勁度系數(shù)為k,其一端固定在傾角為θ的斜面底端,另一端與物塊A連接。A、B質(zhì)量均為m,且初始時均處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)用平行于斜面對上的力拉物塊B,使B沿斜面對上做加速度為a的勻加速運動,A、B兩物塊在起先一段時間內(nèi)的v-t關(guān)系分別對應(yīng)圖4-17乙中A、B圖線(t1時刻A、B的圖線相切,t2時刻對應(yīng)A圖線的最高點),重力加速度為g。則()。圖4-17A.從0到t2時刻,拉力F漸漸增大B.t1時刻,彈簧形變量為mgC.t2時刻,彈簧形變量為mgD.A、B剛分開時的速度為a答案：BC解析：從0到t1時刻,對A、B整體,依據(jù)牛頓其次定律得F-2mg·sinθ+kx=2ma,得F=2mgsinθ-kx+2ma,則知拉力F漸漸增大;從t1時刻A、B分別,t1~t2時間內(nèi),對B分析,依據(jù)牛頓其次定律得F-mgsinθ=ma,得F=mgsinθ+ma,拉力F不變,故A錯誤。由題圖可知,t1時刻A、B分別,此時刻對A依據(jù)牛頓其次定律有kx1-mgsinθ=ma,解得x1=mgsinθ+mak,起先時有2mgsinθ=kx0,又v2=2a(x0-x1),聯(lián)立解得v=2a(mgsinθ-ma)k,故B正確,D錯誤。由題圖可知,t2時刻A的加速度為零,速度最大,依據(jù)牛頓其次定律和胡克定律有mgsin真題分類專練題組1牛頓運動定律的基本應(yīng)用1.(2024·全國卷Ⅰ)如圖4-18,輕彈簧的下端固定在水平桌面上,上端放有物塊P,系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)。現(xiàn)用一豎直向上的力F作用在P上,使其向上做勻加速直線運動。以x表示P離開靜止位置的位移,在彈簧復(fù)原原長前,下列表示F和x之間關(guān)系的圖像可能正確的是()。圖4-18圖4-19答案：A解析：由牛頓其次定律得F-mg+F彈=ma,由胡克定律得F彈=mg-kx,聯(lián)立解得F=ma+kx,對比題給的四個圖像知,正確的是選項A。2.(經(jīng)典·上海高考)如圖4-20,頂端固定著小球的直桿固定在小車上,當小車向右做勻加速運動時,球所受合外力的方向沿圖中的()。圖4-20A.OA方向 B.OB方向C.OC方向 D.OD方向答案：D解析：當小車向右做勻加速運動時,其加速度的方向水平向右,由牛頓其次定律可知,小球所受合外力的方向水平向右,即沿圖中OD方向,選項D正確,選項A、B、C錯誤。3.(經(jīng)典·全國卷Ⅱ)(多選)兩實心小球甲和乙由同一種材料制成,甲球質(zhì)量大于乙球質(zhì)量。兩球在空氣中由靜止下落,假設(shè)它們運動時受到的阻力與球的半徑成正比,與球的速率無關(guān)。若它們下落相同的距離,則()。A.甲球用的時間比乙球長B.甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小C.甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小D.甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功答案：BD解析：甲、乙下落的時間與加速度有關(guān),應(yīng)先求加速度,由m甲=ρV甲=ρ43πR甲3得R甲=33m甲4ρπ,阻力f甲=kR甲=k33m甲4ρπ,由牛頓其次定律知a甲=m甲g-f甲m甲=g-k334ρπm甲2,同理a乙=g-k334ρπm乙2,因m甲>m乙,所以a甲>a乙,故C項錯誤;4.(經(jīng)典·全國卷Ⅰ)(多選)如圖4-21(a),一物塊在t=0時刻滑上一固定斜面,其運動的v-t圖線如圖(b)所示。若重力加速度及圖中的v0、v1、t1均為已知量,則可求出()。圖4-21A.斜面的傾角B.物塊的質(zhì)量C.物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)D.物塊沿斜面對上滑行的最大高度答案：ACD解析：設(shè)物塊的質(zhì)量為m、斜面的傾角為θ,物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ,物塊沿斜面上滑和下滑時的加速度大小分別為a1和a2,依據(jù)牛頓其次定律有:mgsinθ+μmgcosθ=ma1,mgsinθ-μmgcosθ=ma2。再結(jié)合v-t圖線斜率的物理意義有:a1=v0t1,a2=v1t1。由上述四式可見,無法求出m,可以求出θ、μ,故B錯誤,A、C均正確。0~t1時間內(nèi)的v-t圖線與橫軸包圍的面積大小等于物塊沿斜面上滑的最大距離,θ已求出5.(2024·全國卷Ⅱ)(多選)如圖4-22(a),在跳臺滑雪競賽中,運動員在空中滑翔時身體的姿態(tài)會影響其下落的速度和滑翔的距離。某運動員先后兩次從同一跳臺起跳,每次都從離開跳臺起先計時,用v表示他在豎直方向的速度,其v-t圖像如圖(b)所示,t1和t2是他落在傾斜雪道上的時刻。則()。圖4-22A.其次次滑翔過程中在豎直方向上的位移比第一次的小B.其次次滑翔過程中在水平方向上的位移比第一次的大C.其次次滑翔過程中在豎直方向上的平均加速度比第一次的大D.豎直方向速度大小為v1時,其次次滑翔在豎直方向上所受阻力比第一次的大答案：BD解析：依據(jù)v-t圖線與橫軸所圍圖形的面積表示位移,可知其次次滑翔過程中在豎直方向上的位移比第一次的大,A項錯誤;依據(jù)v-t圖線的斜率表示加速度,綜合分析可知,其次次滑翔過程中在豎直方向上的平均加速度比第一次的小,C項錯誤;其次次滑翔過程中在豎直方向的位移比第一次的大,又運動員每次滑翔過程中豎直位移與水平位移的比值相同(等于傾斜雪道與水平面夾角的正切值),故其次次滑翔過程中在水平方向上的位移比第一次的大,B項正確;豎直方向上的速度大小為v1時,依據(jù)v-t圖線的斜率表示加速度可知,其次次滑翔過程中在豎直方向上的加速度比第一次的小,由牛頓其次定律有mg-f=ma,可知其次次滑翔過程中在豎直方向上所受阻力比第一次的大,D項正確。6.(經(jīng)典·江蘇高考)(多選)一人乘電梯上樓,在豎直上升過程中加速度a隨時間t改變的圖線如圖4-23所示,以豎直向上為a的正方向,則人對地板的壓力()。圖4-23A.t=2s時最大 B.t=2s時最小C.t=8.5s時最大 D.t=8.5s時最小答案：AD解析：地板對人的支持力FN=mg+ma,t=2s時,a有正的最大值,此時FN最大,由牛頓第三定律得A正確,B錯誤;t=8.5s時,a有負的最大值,此時FN最小,由牛頓第三定律得C錯誤,D正確。7.(經(jīng)典·重慶高考)高空作業(yè)須系平安帶,假如質(zhì)量為m的高空作業(yè)人員不慎跌落,從起先跌落到平安帶對人剛產(chǎn)生作用力前人下落的距離為h(可視為自由落體運動)。此后經(jīng)驗時間t平安帶達到最大伸長,若在此過程中該作用力始終豎直向上,則該段時間平安帶對人的平均作用力大小為()。A.m2ght+mg B.C.mght+mg D.m答案：A解析：對人與平安帶作用的過程應(yīng)用牛頓其次定律,則有F-mg=ma,而a=vt=2ght,解得F=m2ght8.(經(jīng)典·重慶高考)以不同初速度將兩個物體同時豎直向上拋出并起先計時,一個物體所受空氣阻力可忽視,另一物體所受空氣阻力大小與物體速率成正比,下列用虛線和實線描述兩物體運動的v-t圖像可能正確的是()。圖4-24答案：D解析：受空氣阻力作用的物體,上升過程:mg+kv=ma,得a=g+kmv,v減小,a減小,到達最高點時v=0,a=g,即兩圖線與t軸相交時斜率相等,故D題組2牛頓運動定律的綜合應(yīng)用9.(2024·海南高考)(多選)如圖4-25所示,水平地面上有三個靠在一起的物塊P、Q和R,質(zhì)量分別為m、2m和3m,物塊與地面間的動摩擦因數(shù)都為μ。用大小為F的水平外力推動物塊P,記R和Q之間相互作用力與Q與P之間相互作用力大小之比為k。下列推斷正確的是()。圖4-25A.若μ≠0,則k=56 B.若μ≠0,則k=C.若μ=0,則k=12 D.若μ=0,則k=答案：BD解析：三個物塊靠在一起,將以相同加速度向右運動,則加速度a=F-6μmg6m,所以,R和Q之間相互作用力F1=3ma+3μmg=12F,Q與P之間相互作用力F2=F-μmg-ma=F-μmg-16F+μmg=56F,所以,k=F1F2=12F56F=35;由于表達式與μ無關(guān),故k10.(經(jīng)典·江蘇高考)(多選)如圖4-26所示,一只貓在桌邊猛地將桌布從魚缸下拉出,魚缸最終沒有滑出桌面。若魚缸、桌布、桌面兩兩之間的動摩擦因數(shù)均相等,則在上述過程中()。圖4-26A.桌布對魚缸摩擦力的方向向左B.魚缸在桌布上的滑動時間和在桌面上的相等C.若貓增大拉力,魚缸受到的摩擦力將增大D.若貓減小拉力,魚缸有可能滑出桌面答案：BD解析：由題圖可見,魚缸相對桌布向左滑動,故桌布對魚缸的滑動摩擦力方向向右,A錯誤。因為魚缸與桌布、魚缸與桌面間的動摩擦因數(shù)相等,所以魚缸加速過程與減速過程的加速度大小相等,均為μg;由v=at可知,魚缸在桌布上加速運動的時間與在桌面上減速運動的時間相等,故B正確。若貓增大拉力,魚缸受到的摩擦力仍為滑動摩擦力,由Ff=μmg可知,Ff不變,故C錯誤。若貓的拉力減小到使魚缸不會相對桌布滑動,則魚缸就會滑出桌面,故D正確。11.(經(jīng)典·海南高考)(多選)如圖4-27,升降機內(nèi)有一固定斜面,斜面上放一物塊。起先時,升降機做勻速運動,物塊相對于斜面勻速下滑。當升降機加速上升時,則()。圖4-27A.物塊與斜面間的摩擦力減小B.物塊與斜面間的正壓力增大C.物塊相對于斜面減速下滑D.物塊相對于斜面勻速下滑答案：BD解析：當升降機勻速運動,物塊相對于斜面勻速下滑時有:mgsinθ=μmgcosθ,則μ=tanθ(θ為斜面傾角),當升降機加速上升時,設(shè)加速度為a,物塊處于超重狀態(tài),物塊“重力”變?yōu)镚'=mg+ma,支持力變?yōu)镹'=(mg+ma)cosθ>mgcosθ,B正確?！爸亓Α毖匦泵鎸ο碌姆至下'=(mg+ma)sinθ,沿斜面摩擦力變?yōu)閒'=μN'=μ(mg+ma)cosθ>μmgcosθ,A錯誤。f'=μ(mg+ma)·cosθ=tanθ(mg+ma)·cosθ=(mg+ma)sinθ=G下'。所以物塊仍沿斜面勻速運動,D正確,C錯誤。12.(2024·全國卷Ⅲ)(多選)如圖4-28(a),物塊和木板疊放在試驗臺上,物塊用一不行伸長的細繩與固定在試驗臺上的力傳感器相連,細繩水平。t=0時,木板起先受到水平外力F的作用,在t=4s時撤去外力。細繩對物塊的拉力f隨時間t改變的關(guān)系如圖(b)所示,木板的速度v與時間t的關(guān)系如圖(c)所示。木板與試驗臺之間的摩擦可以忽視。重力加速度取10m/s2。由題給數(shù)據(jù)可以得出()。圖4-28A.木板的質(zhì)量為1kgB.2~4s內(nèi),力F的大小為0.4NC.0~2s內(nèi),力F的大小保持不變D.物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為0.2答案：AB解析：由題圖(c)可知木板在0~2s內(nèi)處于靜止狀態(tài),再結(jié)合題圖(b)中細繩對物塊的拉力f在0~2s內(nèi)漸漸增大,可知物塊受到木板的摩擦力漸漸增大,故可以推斷木板受到的水平外力F也漸漸增大,C項錯誤;由題圖(c)可知木板在2~4s內(nèi)做勻加速運動,其加速度大小為a1=0.4-04-2m/s2=0.2m/s2,在4~5s內(nèi)做勻減速運動,其加速度大小為a2=0.4-0.25-4m/s2=0.2m/s2,另外由于物塊靜止不動,同時結(jié)合題圖(b)可知物塊與木板之間的滑動摩擦力Ff=f,故對木板進行受力分析,由牛頓其次定律可得F-Ff=ma1、Ff=ma2,解得m=1kg【易錯剖析】題圖(b)中細繩上拉力的改變狀況與木板的受力狀況不易聯(lián)系在一起,是本題的易錯點。要通過力傳感器固定推斷出物塊相對于地面靜止,從而推斷木板的受力狀況,由v-t圖像求出木板在施加力F時的加速度和撤掉F時的加速度,依據(jù)牛頓其次定律求解待求物理量。13.(經(jīng)典·全國卷Ⅱ)(多選)在一東西向的水平直鐵軌上,停放著一列