1、第1页专题限时训练2 力与直线运动第2页时间：45 分钟一、单项选择题1如图所示，木块 A、B 静止叠放在光滑水平面上，A的质量为 m，B 的质量为 2m，现施加水平力 F 拉 B，A、B 刚好不发生相对滑动，一起沿水平面运动若改用水平力 F拉A，使 A、B 也保持相对静止，一起沿水平面运动，则 F不得超过()A2FB.F2C3FD.F3B第3页解析：力 F 拉物体 B 时，A、B 恰好不滑动，故 A、B 间的静摩擦力达到最大值，对物体 A 受力分析，受重力 mg、支持力N、向前的静摩擦力 fm，根据牛顿第二定律，有 fmma，对 A、B 整体受力分析，受重力 3mg、支持力和拉力 F，根据牛
2、顿第二定律，有 F3ma，由解得：fm13F.当 F作用在物体 A 上时，A、B 恰好不滑动时，A、B 间的静摩擦力达到最大值，对物体 A，有 Ffmma1，对整体，有：F3ma1，由上述各式联立解得：F12F，即 F的最大第4页值是12F，则使 A、B 也保持相对静止，一起沿水平面运动，则F不得超过12F，故 B 正确第5页2如图所示，Oa、Ob 是竖直平面内两根固定的光滑细杆，O、a、b、c 位于同一圆周上，c 为圆周的最高点，a 为最低点，Ob 经过圆心每根杆上都套着一个小滑环，两个滑环都从 O点无初速释放，用 t1、t2分别表示滑环到达 a、b 所用的时间，则下列关系正确的是()At1
3、t2Bt1t2D无法确定B第6页解析：设 Oa 与竖直方向夹角为，则 Ob 与竖直方向夹角为 2，则 2Rcos12gcost21，2R12gcos2t22，比较可得 t1t2，故 B 正确第7页3某物体做直线运动的 v-t 图象如图所示，下图中 F 表示物体所受合力，x 表示物体的位移，则其中正确的是()B第8页解析：根据 v-t 图象的斜率可知，02 s 内与 68 s 内物体的加速度大小相等、方向相同，故所受合力相同，A 错误.26 s内物体的加速度恒定，合力恒定，且大小与 02 s 内的相同，方向与 02 s 内的相反，B 正确根据 v-t 图象可知，04 s内物体先沿正方向做匀加速直
4、线运动，然后做匀减速直线运动，48 s 内先沿负方向做匀加速直线运动，然后做匀减速直线运动，再结合 v-t 图线包围面积的意义可知，04 s 内物体的位移不断增大，4 s 末达到最大值，8 s 末返回到出发点，C、D 错误第9页4一皮带传送装置如图所示，轻弹簧一端固定，另一端连接一个质量为 m 的滑块，已知滑块与皮带之间存在摩擦现将滑块轻放在皮带上，弹簧恰好处于自然长度且轴线水平若在弹簧从自然长度到第一次达最长的过程中，滑块始终未与皮带达到共速，则在此过程中滑块的速度和加速度变化情况是()D第10页A速度增大，加速度增大B速度增大，加速度减小C速度先增大后减小，加速度先增大后减小D速度先增大后
5、减小，加速度先减小后增大解析：滑块轻放到皮带上，受到向左的摩擦力，开始摩擦力大于弹簧的弹力，向左做加速运动，在此过程中，弹簧的弹力逐渐增大，根据牛顿第二定律，加速度逐渐减小，当弹簧的弹力与滑动摩擦力相等时，速度达到最大，然后弹力大于摩擦力，加速度方向与速度方向相反，滑块做减速运动，弹簧弹力继续增大，根据牛顿第二定律得，加速度逐渐增大，速度逐渐减小故 D 正确，A、B、C 错误第11页5如图所示，一个人用轻绳通过轻质滑环(图中未画出)悬吊在足够长的倾斜钢索上运动(设钢索是直的)，下滑过程中到达图中 A 位置时轻绳与钢索垂直，到达图中 B 位置时轻绳竖直不计空气阻力，下列说法正确的是()B第12页
6、A在 A 位置时，人的加速度可能为零B在 A 位置时，钢索对轻绳的作用力小于人的重力C在 B 位置时，钢索对轻环的摩擦力为零D若轻环在 B 位置突然被卡住，则此时轻绳对人的拉力等于人的重力解析：在 A 位置，人所受的合力不为 0，加速度不为 0，且轻绳拉力小于人的重力，选项 A 错误，B 正确；在 B 位置，人受力平衡，轻环受拉力、支持力和摩擦力作用而平衡，选项 C错误；若 B 处轻环突然被卡住，此时人做圆周运动，需要向心力，则拉力大于重力，选项 D 错误第13页6如图所示，一根弹簧一端固定在左侧竖直墙上，另一端连着 A 小球，同时水平细线一端连着 A 球，另一端固定在右侧竖直墙上，弹簧与竖直
7、方向的夹角是 60，A、B 两小球分别连在另一根竖直弹簧两端开始时 A、B 两球都静止不动，A、B 两小球的质量相等，重力加速度为 g，若不计弹簧质量，在水平细线被剪断瞬间，A、B 两球的加速度分别为()D第14页AaAaBgBaA2g，aB0CaA 3g，aB0 DaA2 3g，aB0第15页解析：水平细线被剪断前对 A、B 进行受力分析如图，静止时，FTFsin60，Fcos60mAgF1，F1mBg，且mAmB水平细线被剪断瞬间，FT消失，其他各力不变，所以 aAFTmA2 3g，aB0，故选 D.第16页二、多项选择题7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
8、量为 2 kg 的物体 B 用细线悬挂，A、B 间相互接触但无压力取 g10 m/s2.某时刻将细线剪断，则细线剪断瞬间()AC第17页AB 对 A 的压力大小为 12 NB弹簧弹力大小为 20 NCB 的加速度大小为 4 m/s2DA 的加速度为零第18页解析：剪断细线前，A、B 间无压力，则弹簧的弹力 FmAg30 N，剪断细线的瞬间，弹簧弹力不变，对 A、B 整体分析，整体加速度：amAmBgFmAmB32103032 m/s24 m/s2隔离对 B 分析有：mBgFNmBa，解得：FN(2024)N12 N，由牛顿第三定律知 B 对 A的压力为 12 N，故 A、C 正确，B、D 错误
9、第19页8机场使用的货物安检装置如图所示，绷紧的传送带始终保持 v1 m/s 的恒定速率运动，AB 为传送带水平部分且长度 L2 m，现有一质量为 m1 kg 的背包(可视为质点)无初速度地放在水平传送带的 A 端，可从 B 端沿斜面滑到地面已知背包与传送带的动摩擦因数 0.5，g10 m/s2，下列说法正确的是()AD第20页A背包从 A 运动到 B 所用的时间为 2.1 sB背包从 A 运动到 B 所用的时间为 2.3 sC背包与传送带之间的相对位移为 0.3 mD背包与传送带之间的相对位移为 0.1 m第21页解析：背包在水平传送带上由滑动摩擦力产生加速度，由牛顿第二定律得 mgma，得
10、 a5 m/s2，背包达到传送带的速度 v1 m/s 所用时间 t1va0.2 s，此过程背包对地位移 x1v2t1120.2 m0.1 mFT，对 c，摩擦力为0，选项 A 正确，B 错误；当该水平拉力 F 增大为原来的 1.5 倍时，对三物块组成的整体，有 1.5F3mg3ma，则 a0.5g，此时对 c，摩擦力 f1ma0.5mg，选项 C 正确；剪断轻绳后，在物块 b 向右运动的过程中，对 b、c 整体，加速度 a2mg2mg，对 c，摩擦力 f2mamg，选项 D 正确第25页10如图所示，倾角为 的斜面体 C 置于粗糙水平桌面上，物块 B 置于斜面上，B 通过细绳跨过固定于桌面边缘
11、的光滑的定滑轮与物块 A 相连，连接 B 的一段细绳与斜面平行已知 B与 C 间的动摩擦因数为 tan，A、B 的质量均为 m，重力加速度为 g.现将 B 由静止释放，则在 B 下滑至斜面底端之前且 A 尚未落地的过程中，下列说法正确的是()AD第26页A物块 B 一定匀加速下滑B物块 B 的加速度大小为 gC水平桌面对 C 的摩擦力方向水平向左D水平桌面对 C 的支持力与 B、C 的总重力大小相等解析：A、B 两物块的加速度大小相等，由牛顿第二定律，对物块 A，有 mgFTma，对物体 B，有 FTmgsinmgcosma，又知 tan，联立解得加速度 ag2，选项 A 正确，B错误；对 B
12、，因 tan，支持力和摩擦力的合力竖直向上，则B 对 C 的压力和摩擦力的合力竖直向下，对 C，由平衡条件得，水平桌面对 C 的摩擦力为 0，支持力 FN(mmC)g，选项 C 错误，D 正确第27页三、计算题11如图所示，在水平桌面上放置一质量为 M 且足够长的木板，木板上再叠放一质量为 m 的滑块，木板与桌面间的动摩擦因数为 1，滑块与木板间的动摩擦因数为 2，开始时滑块与木板均静止今在木板上施加一水平拉力 F，它随时间t 的变化关系为 Fkt，k 为已知的比例系数假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力，求滑块刚好开始在木板上滑动时，第28页(1)拉力作用的时间(2)木板的速度答案：(1)12Mm
13、gk(2)(Mm)22g22k第29页解析：(1)滑块刚好开始在木板上滑动时，滑块与木板的静摩擦力达到最大，根据牛顿第二定律得：对滑块：2mgma解得：a2g对滑块和木板构成的系统：kt21(Mm)g(Mm)a联立解得：t212Mmgk第30页(2)木板刚开始滑动时：1(Mm)gkt1此后滑块随木板一起运动，直至两者发生相对滑动，在这个过程中，拉力的冲量为图中阴影部分的面积由动量定理得：I1(Mm)g(t2t1)(Mm)v，联立解得：v(Mm)22g22k第31页12如图，一辆汽车在平直公路上匀加速行驶，前挡风玻璃上距下沿 s 处有一片质量为 m 的树叶相对于玻璃不动，挡风玻璃可视为倾角 45
14、的斜面当车速达到 v0 时，树叶刚要向上滑动，汽车立即改做匀速直线运动，树叶开始下滑，经过时间 t 滑到玻璃的下沿树叶在运动中受到空气阻力，其大小Fkv(v 为车速，k 为常数)，方向与车运动方向相反若最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，重力加速度为 g，求：第32页(1)树叶在玻璃表面运动的加速度大小 a；(2)树叶与玻璃表面之间的动摩擦因数；(3)汽车在匀加速运动阶段的加速度大小 a.答案：(1)2st2(2)mgkv0t22 2msmgkv0t2(3)mgt2 2mskv0t2 2msgkv0m第33页解析：(1)根据匀加速直线运动规律，有 s12at2解得 a2st2.(2)设汽车匀速运动时，树叶受到挡风玻璃的支持力为 N，树叶受到的空气阻力为 F，树叶受到的滑动摩擦力为 fFkv0 fN NmgcosFsin由牛顿第二定律，有 mgsinfFcosma由题意，45联立解得 mgkv0t22 2msmgkv0t2.第34页(3)设汽车匀加速运动时，树叶受到挡风玻璃的支持力为N，树叶受到的空气阻力为 F，树叶受到的最大静摩擦力为f fN Fkv0由牛顿第二定律，有 NsinfcosFmaNcosfsinmg联立并代入，得 amgt2 2mskv0t2 2msgkv0m.