2024-2025學(xué)年新教材高中物理第四章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系單元綜合練習(xí)含解析新人教版必修第一冊(cè)

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(dòng)摩擦因數(shù)均相同,當(dāng)用力F推第1塊木塊使它們共同加速運(yùn)動(dòng)時(shí),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(duì)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(duì)象,由牛頓其次定律得F-2μmg-FN=2ma,聯(lián)立兩式解得FN=0.6F,進(jìn)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(xiàng)B、C正確。2.(湖北團(tuán)風(fēng)中學(xué)2024高三診斷)在兩個(gè)足夠長(zhǎng)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(zhǎng)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(duì)靜止?fàn)顟B(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(zhǎng)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(duì)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(duì)下。以A為探討對(duì)象,若A只受重力和支持力,則不會(huì)具有沿斜面對(duì)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(duì)象,則C、D整體受到重力、斜面的支持力作用時(shí),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(zhǎng)狀態(tài),故選項(xiàng)C正確,A、B、D錯(cuò)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(shí)車在水平面上向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)突然剎車做勻減速直線運(yùn)動(dòng),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(duì)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(yùn)動(dòng)時(shí)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(cuò)誤。故選4.由同種材料制成的物體A和B放在足夠長(zhǎng)的木板上,隨木板一起以速度v向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),如圖4-4所示。已知物體A的質(zhì)量大于B的質(zhì)量。某時(shí)刻木板突然停止運(yùn)動(dòng),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(huì)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(zhǎng)的木板上,隨木板一起以速度v向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),若木板光滑,A和B仍以速度v向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),物體A和B之間的距離保持不變;若木板粗糙,因?yàn)槲矬wA和B是由同種材料制成的,故在木板突然停止運(yùn)動(dòng)時(shí),A和B以相同大小的加速度做勻減速直線運(yùn)動(dòng),考慮到它們有相同的初速度,故它們?cè)谙嗤臅r(shí)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(cuò)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(dāng)盤靜止時(shí),彈簧伸長(zhǎng)了l,現(xiàn)在向下拉盤使彈簧再伸長(zhǎng)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(shí)盤對(duì)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(dāng)盤靜止時(shí),由平衡條件得kl-(m+m0)g=0。當(dāng)彈簧再伸長(zhǎng)Δl時(shí),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(yùn)動(dòng)()。圖4-6A.若F作用在A上,且A、B與地面的摩擦不計(jì),則A對(duì)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(jì),則A對(duì)B的作用力為2C.若F作用在A上,且A、B與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,則A對(duì)B的作用力為FD.若F作用在A上,且A、B與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,則A對(duì)B的作用力為F答案：ABD解析：選項(xiàng)A:對(duì)AB整體由牛頓其次定律得F=3ma, ①設(shè)A對(duì)B的作用力為F1,對(duì)B由牛頓其次定律得F1=ma, ②由①②得F1=F3,A正確選項(xiàng)B:設(shè)B對(duì)A的作用力為F2,對(duì)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(duì)B的作用力為F2'=F2=23F,B選項(xiàng)C、D:對(duì)AB整體由牛頓其次定律得F-μ·3mg=3ma', ④設(shè)A對(duì)B的作用力為F3,對(duì)B由牛頓其次定律得F3-μmg=ma', ⑤由④⑤得F3=F3,C錯(cuò)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(yùn)動(dòng)距離為h時(shí)B與A分別。下列說法正確的是()。圖4-7A.B和A剛分別時(shí),彈簧為原長(zhǎng)B.B和A剛分別時(shí),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(yùn)動(dòng)答案：C解析：解答本題的關(guān)鍵在于A、B間的彈力為零時(shí),兩物體起先分別。起先時(shí),A和B一起向上做加速運(yùn)動(dòng),對(duì)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(yùn)動(dòng)。當(dāng)A和B間的作用力為零時(shí),B和A將要分別,此時(shí)B和A的加速度相等,對(duì)物體B有F-mg=maB,得aB=0,故aA=0,對(duì)物體A有F彈2-mg=maA,故F彈2=mg。起先時(shí)彈力F彈1=2mg,B和A剛分別時(shí)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(xué)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(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,小車靜止時(shí),A恰好不下滑?，F(xiàn)使小車加速運(yùn)動(dòng),為保證A、B無滑動(dòng),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(gè)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(dòng),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(dāng)小車靜止時(shí),A恰好不下滑,此時(shí)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(dòng),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(xiàng)D正確。9.(湖北黃岡2024高一診斷)如圖4-9所示,一個(gè)質(zhì)量為M、長(zhǎng)為L(zhǎng)的圓管豎直放置,頂端塞有一個(gè)質(zhì)量為m的彈性小球,M=4m,球和管間的滑動(dòng)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。現(xiàn)讓管自由下落,運(yùn)動(dòng)過程中管始終保持豎直,落地時(shí)向上彈起的速度與落地時(shí)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(jì)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(shí),管與球各自的加速度大小;答案：管第一次落地彈起時(shí),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(duì)管:Mg+4mg=Ma1,對(duì)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(dá)到相同速度時(shí)所用的時(shí)間;答案：管第一次碰地時(shí),v0=2gH碰后管速v1=2gH,方向向上;碰后球速v2=2gH設(shè)經(jīng)過時(shí)間t,球、管速度相同,球剛好沒有從管中滑出,則有對(duì)管:v=v1-a1t,對(duì)球:v=-v2+a2t,聯(lián)立并代入數(shù)值,解得t=0.4s。(3)圓管的長(zhǎng)度L。答案：管經(jīng)時(shí)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(zhǎng)L=h1+h2=4m。10.(河北衡水中學(xué)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(gè)小球m被平行于斜面的細(xì)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(yùn)動(dòng)的加速度范圍,并說明其方向;答案：當(dāng)系統(tǒng)加速度向右時(shí),小球?qū)π泵婵赡軟]有壓力。當(dāng)小球?qū)π泵媲『脹]有壓力時(shí),對(duì)球,由牛頓其次定律得mgcotα=ma1,解得a1=gcotα,方向水平向右,則當(dāng)加速度a≥a1=gcotα,方向水平向右時(shí),小球?qū)π泵鏇]有壓力。(2)要使小球?qū)?xì)繩無拉力,求斜面體運(yùn)動(dòng)的加速度范圍,并說明其方向;答案：當(dāng)系統(tǒng)加速度向左時(shí),小球?qū)K子可能沒有拉力。當(dāng)小球?qū)?xì)繩恰好沒有拉力時(shí),對(duì)球,由牛頓其次定律得mgtanα=ma2,解得a2=gtanα,方向水平向左,則當(dāng)a≥a2=gtanα,方向水平向左時(shí),小球?qū)?xì)繩無拉力。(3)若已知α=60°,m=2kg,當(dāng)斜面體以a=10m/s2的加速度向右做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),繩對(duì)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(yùn)動(dòng)時(shí),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(shí)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(duì)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(gè)小球從空中某點(diǎn)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(diǎn)。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?yàn)檎较?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(cuò)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(shí)小球做豎直向下的勻加速直線運(yùn)動(dòng),因?yàn)檫x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(yùn)動(dòng),速度為負(fù)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(gè)力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),假如僅使其中某個(gè)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(yùn)動(dòng)狀況的是()。圖4-12答案：D解析：其中的一個(gè)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(shí)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(dāng)這個(gè)力又從零復(fù)原到原來大小時(shí),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(dòng)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(shí)間。下列選項(xiàng)可能正確的是()。圖4-13圖4-14答案：AD解析：本題的易錯(cuò)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(cuò)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(yùn)動(dòng),在水平面上做勻減速直線運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)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(diǎn))放在同一水平面上,分別受到水平恒力F1、F2的作用,同時(shí)由靜止起先從同一位置動(dòng)身沿同始終線做勻加速運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過時(shí)間t0和4t0速度分別達(dá)到2v0和v0時(shí)分別撤去F1和F2,以后物體接著做勻減速運(yùn)動(dòng)直至停止。兩物體速度隨時(shí)間改變的圖線如圖4-15所示,對(duì)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(shí)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(yùn)動(dòng)的加速度大小都為a'=v0t0,依據(jù)牛頓其次定律,勻減速運(yùn)動(dòng)中有f=ma',則摩擦力大小都為f=mv0t0。依據(jù)圖像知,勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度分別為a1=2v0t0、a2=v04t0,依據(jù)牛頓其次定律,勻加速運(yùn)動(dòng)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(cuò)誤;圖線與時(shí)間軸所圍成的面積表示運(yùn)動(dòng)的位移,則位移之比為x1∶x2=6∶5,故B正確;v-t15.(湖南長(zhǎng)沙雅禮中學(xué)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(gè)質(zhì)量為m的物體,木箱豎直向上運(yùn)動(dòng)的速度v與時(shí)間t的改變規(guī)律如圖4-16乙所示,物體始終相對(duì)于斜面靜止。斜面對(duì)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(shí)間內(nèi),N增大,f減小B.在0~t1時(shí)間內(nèi),N減小,f增大C.在t1~t2時(shí)間內(nèi),N增大,f增大D.在t1~t2時(shí)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(cuò)。在0~t1時(shí)間內(nèi),由題圖乙可知,物體做加速運(yùn)動(dòng),加速度漸漸減小,設(shè)斜面傾角為θ,對(duì)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(shí)間內(nèi),由題圖乙可知,物體做減速運(yùn)動(dòng),加速度漸漸增大,對(duì)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(xiàng)D正確。16.(湖北襄陽(yáng)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(shí)均處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)用平行于斜面對(duì)上的力拉物塊B,使B沿斜面對(duì)上做加速度為a的勻加速運(yùn)動(dòng),A、B兩物塊在起先一段時(shí)間內(nèi)的v-t關(guān)系分別對(duì)應(yīng)圖4-17乙中A、B圖線(t1時(shí)刻A、B的圖線相切,t2時(shí)刻對(duì)應(yīng)A圖線的最高點(diǎn)),重力加速度為g。則()。圖4-17A.從0到t2時(shí)刻,拉力F漸漸增大B.t1時(shí)刻,彈簧形變量為mgC.t2時(shí)刻,彈簧形變量為mgD.A、B剛分開時(shí)的速度為a答案：BC解析：從0到t1時(shí)刻,對(duì)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(shí)刻A、B分別,t1~t2時(shí)間內(nèi),對(duì)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(cuò)誤。由題圖可知,t1時(shí)刻A、B分別,此時(shí)刻對(duì)A依據(jù)牛頓其次定律有kx1-mgsinθ=ma,解得x1=mgsinθ+mak,起先時(shí)有2mgsinθ=kx0,又v2=2a(x0-x1),聯(lián)立解得v=2a(mgsinθ-ma)k,故B正確,D錯(cuò)誤。由題圖可知,t2時(shí)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(yùn)動(dòng)定律的基本應(yīng)用1.(2024·全國(guó)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?fàn)顟B(tài)?，F(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(yùn)動(dòng)。以x表示P離開靜止位置的位移,在彈簧復(fù)原原長(zhǎng)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(duì)比題給的四個(gè)圖像知,正確的是選項(xiàng)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(dāng)小車向右做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),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(dāng)小車向右做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),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(xiàng)D正確,選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤。3.(經(jīng)典·全國(guó)卷Ⅱ)(多選)兩實(shí)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(yùn)動(dòng)時(shí)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(shí)間比乙球長(zhǎng)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(shí)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(xiàng)錯(cuò)誤;4.(經(jīng)典·全國(guó)卷Ⅰ)(多選)如圖4-21(a),一物塊在t=0時(shí)刻滑上一固定斜面,其運(yùn)動(dòng)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(dòng)摩擦因數(shù)D.物塊沿斜面對(duì)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(dòng)摩擦因數(shù)為μ,物塊沿斜面上滑和下滑時(shí)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(cuò)誤,A、C均正確。0~t1時(shí)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(guó)卷Ⅱ)(多選)如圖4-22(a),在跳臺(tái)滑雪競(jìng)賽中,運(yùn)動(dòng)員在空中滑翔時(shí)身體的姿態(tài)會(huì)影響其下落的速度和滑翔的距離。某運(yùn)動(dòng)員先后兩次從同一跳臺(tái)起跳,每次都從離開跳臺(tái)起先計(jì)時(shí),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(shí)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(shí),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(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)錯(cuò)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(yùn)動(dòng)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(xiàng)正確;豎直方向上的速度大小為v1時(shí),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(xiàng)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(shí)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(duì)地板的壓力()。圖4-23A.t=2s時(shí)最大 B.t=2s時(shí)最小C.t=8.5s時(shí)最大 D.t=8.5s時(shí)最小答案：AD解析：地板對(duì)人的支持力FN=mg+ma,t=2s時(shí),a有正的最大值,此時(shí)FN最大,由牛頓第三定律得A正確,B錯(cuò)誤;t=8.5s時(shí),a有負(fù)的最大值,此時(shí)FN最小,由牛頓第三定律得C錯(cuò)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(duì)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(yùn)動(dòng))。此后經(jīng)驗(yàn)時(shí)間t平安帶達(dá)到最大伸長(zhǎng),若在此過程中該作用力始終豎直向上,則該段時(shí)間平安帶對(duì)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(duì)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(gè)物體同時(shí)豎直向上拋出并起先計(jì)時(shí),一個(gè)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(shí)線描述兩物體運(yùn)動(dòng)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(dá)最高點(diǎn)時(shí)v=0,a=g,即兩圖線與t軸相交時(shí)斜率相等,故D題組2牛頓運(yùn)動(dòng)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(gè)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(dòng)摩擦因數(shù)都為μ。用大小為F的水平外力推動(dòng)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(gè)物塊靠在一起,將以相同加速度向右運(yùn)動(dòng),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(dá)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?jiān)谧肋吤偷貙⒆啦紡聂~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(dòng)摩擦因數(shù)均相等,則在上述過程中()。圖4-26A.桌布對(duì)魚缸摩擦力的方向向左B.魚缸在桌布上的滑動(dòng)時(shí)間和在桌面上的相等C.若貓?jiān)龃罄?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(duì)桌布向左滑動(dòng),故桌布對(duì)魚缸的滑動(dòng)摩擦力方向向右,A錯(cuò)誤。因?yàn)轸~缸與桌布、魚缸與桌面間的動(dòng)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(yùn)動(dòng)的時(shí)間與在桌面上減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等,故B正確。若貓?jiān)龃罄?魚缸受到的摩擦力仍為滑動(dòng)摩擦力,由Ff=μmg可知,Ff不變,故C錯(cuò)誤。若貓的拉力減小到使魚缸不會(huì)相對(duì)桌布滑動(dòng),則魚缸就會(huì)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(jī)內(nèi)有一固定斜面,斜面上放一物塊。起先時(shí),升降機(jī)做勻速運(yùn)動(dòng),物塊相對(duì)于斜面勻速下滑。當(dāng)升降機(jī)加速上升時(shí),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(duì)于斜面減速下滑D.物塊相對(duì)于斜面勻速下滑答案：BD解析：當(dāng)升降機(jī)勻速運(yùn)動(dòng),物塊相對(duì)于斜面勻速下滑時(shí)有:mgsinθ=μmgcosθ,則μ=tanθ(θ為斜面傾角),當(dāng)升降機(jī)加速上升時(shí),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?duì)下的分力G下'=(mg+ma)sinθ,沿斜面摩擦力變?yōu)閒'=μN(yùn)'=μ(mg+ma)cosθ>μmgcosθ,A錯(cuò)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(yùn)動(dòng),D正確,C錯(cuò)誤。12.(2024·全國(guó)卷Ⅲ)(多選)如圖4-28(a),物塊和木板疊放在試驗(yàn)臺(tái)上,物塊用一不行伸長(zhǎng)的細(xì)繩與固定在試驗(yàn)臺(tái)上的力傳感器相連,細(xì)繩水平。t=0時(shí),木板起先受到水平外力F的作用,在t=4s時(shí)撤去外力。細(xì)繩對(duì)物塊的拉力f隨時(shí)間t改變的關(guān)系如圖(b)所示,木板的速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖(c)所示。木板與試驗(yàn)臺(tái)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(dòng)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?fàn)顟B(tài),再結(jié)合題圖(b)中細(xì)繩對(duì)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(xiàng)錯(cuò)誤;由題圖(c)可知木板在2~4s內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng),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(yùn)動(dòng),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(dòng),同時(shí)結(jié)合題圖(b)可知物塊與木板之間的滑動(dòng)摩擦力Ff=f,故對(duì)木板進(jìn)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(cuò)剖析】題圖(b)中細(xì)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(cuò)點(diǎn)。要通過力傳感器固定推斷出物塊相對(duì)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(shí)的加速度和撤掉F時(shí)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(guó)卷Ⅱ)(多選)在一東西向的水平直鐵軌上,停放著一列