第四章运动和力的关系知识点题库

在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻弹簧连接的物块A和B，它们的质量分别为3m和2m，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态。现用一沿斜面向上的恒力F拉物块A使之沿斜面向上运动，当B刚要离开C时，A的加速度方向沿斜面向上，大小为a，则（）

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A . 物体A始终做匀加速运动 B . 从静止到B刚离开C的过程中，弹簧的弹力先减小后增大 C . 从静止到B刚离开C的过程中，A运动的距离为 $\text{[math]}$ D . 恒力F的大小为 $\text{[math]}$

一个与水平方向夹37°角的力F作用在一个质量m=2kg的物体上，如图所示，物体在水平面上从A点由静止拉动4m，后撤去F，再运动0.4s后停在B点停下，物体与地面间动摩擦因数μ=0.5，求：

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（1） F力撤去后物体的加速度为多少？F撤去瞬间速度为多少？
（2） F力作用时物体的加速度为多少？
（3） F的大小为多少？(g=10m/s² ， sin37°=0.6)

如图所示，一条足够长且不可伸长的轻绳跨过光滑轻质定滑轮，绳的右端与一质量为12kg的重物相连，重物静止于地面上，左侧有一质量为l0kg的猴子，从绳子的另一端沿绳子以大小为5m／s²的加速度竖直向上爬。取g=10m／s² ，则下列说法正确的是（）

A . 绳上的拉力大小为50N B . 重物不会离开地面 C . 重物的加速度大小为3.2m／s² D . 2s末物体上升的高度为5m

如图甲所示，利用粗糙绝缘的水平传送带输送一正方形单匝金属线圈abcd，传送带以恒定速度v₀运动。传送带的某正方形区域内，有一竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B。当金属线圈的bc边进入磁场时开始计时，直到bc边离开磁场，其速度与时间的关系如图乙所示，且在传送带上始终保持ad、bc边平行于磁场边界。已知金属线圈质量为m，电阻为R，边长为L，线圈与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。求下列问题：

（1）线圈刚进入磁场时的加速度大小；
（2）正方形磁场的边长d。

如图所示，可视为质点的滑块A、B静止在光滑水平地面上，A、B滑块的质量分别为m_A=1kg，m_B=3kg。在水平地面左侧有倾角θ=37°的粗糙传送带，以v=2m/s的速率逆时针匀速转动，传送带与光滑水平面通过半径可忽略的光滑小圆弧平滑连接，A、B两滑块间夹着质量可忽略的火药，现点燃火药爆炸瞬间，滑块A以6m/s的速度水平向左冲出，接着沿传送带向上运动，已知滑块A与传送带间的动摩擦因数为μ=0.25，传送带与水平面均足够长，重力加速度g取10m/s² ， sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：

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（1）点燃火药爆炸后，B滑块获得的速度大小；
（2）滑块A沿传送带上滑的最大距离；
（3）若滑块A滑下后与滑块B相碰并粘住，求A、B碰撞过程中损失的机械能 $\text{[math]}$ ；
（4）求滑块A与传送带接触过程中因摩擦产生的热量Q。

如图所示，质量m＝6.0 kg的滑块(可视为质点)，在水平牵引功率恒为P＝42 W的力作用下从A点由静止开始运动，一段时间后撤去牵引力．当滑块由平台边缘B点飞出后，恰能以5 m/s的速度从竖直光滑圆弧轨道CDE上C点的切线方向切入轨道，并从轨道边缘E点竖直向上抛出．已知∠COD＝53°，A、B间距离L＝3 m，滑块与平台间的动摩擦因数μ＝0.2，圆弧轨道半径R＝1.0 m．不计空气阻力．取sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g取10 m/s² ，求：

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（1）滑块运动到B点时的速度大小；
（2）圆弧轨道对滑块的最大支持力；
（3）滑块在平台上运动时水平牵引力的作用时间．

如图所示，一个质量m＝4kg的小物块放在水平地面上。对小物块施加一个F=10N的恒定拉力，使小物块做初速度为零的匀加速直线运动，拉力与水平方向的夹角θ=37°，小物块与水平地面间的动摩擦因数μ=0.20，已知sin37°=0.60，cos37°=0.80，重力加速度g取10m/s² ，不计空气阻力。求：

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（1）作出小物块运动过程中受力分析图；
（2）小物块运动过程中加速度的大小；
（3）小物块运动4.0s位移的大小。

如图所示，为大型游乐设施的“跳楼机”。“跳楼机”从a自由下落到b，再从b开始在恒定制动力作用下到c停下。已知“跳楼机”和游客的总质量为m，ab高度差为2h，bc高度差为h，重力加速度为g，忽略空气阻力。则（）

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A . a到b，游客受到的合力为零 B . a到b与b到c，重力的平均功率之比为1：1 C . 制动力的大小等于2mg D . 制动力的冲量大小为3 $\text{[math]}$

某物体静止在光滑的水平面上。某时刻受到水平方向的作用力F，此时开始计时，力F随时间t变化的关系如图所示，该图线为正弦曲线。在0-t₄时间，下列说法正确的是（）

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A . t₁时刻，物体的速度最大 B . t₂时刻，物体的位移最大 C . 该段时间，物体的运动方向有改变 D . t₁、t₃时刻，物体速度相同

质量为m的物体（可看作质点）从倾角θ=37°的斜面顶端由静止下滑至斜面底端。已知斜面高为h，物体下滑的加速度大小为 $\text{[math]}$ 。在此过程中（sin37°=0. 6，cos37°=0. 8）（）

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A . 物体重力势能减少mgh B . 物体动能增加 $\text{[math]}$ C . 物体机械能减少 $\text{[math]}$ D . 摩擦力做功 $\text{[math]}$

某商场安装的智能化电动扶梯如图所示，无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程。那么下列说法中正确的是（）

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A . 顾客始终受到静摩擦力的作用 B . 顾客受到的支持力总是大于重力 C . 扶梯对顾客作用力的方向先指向右下方，再竖直向上 D . 扶梯对顾客作用力的方向先指向右上方，再竖直向上

如图，一滑雪道由AB和BC两段滑道组成，其中AB段倾角为 $\text{[math]}$ ，BC段水平，中间由一小段光滑圆弧连接。一个质量为2kg

背包在滑道顶端A处由静止滑下，若1s后质量为48kg的滑雪者从顶端以1.5m/s的初速度、3 m/s²的加速度匀加速追赶，恰好在坡底光滑圆弧的水平处追上背包并立即将其拎起，背包与滑道的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ，重力加速度取 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，忽略空气阻力及拎包过程中滑雪者与背包的重心变化，求：

（1）滑道AB段的长度；
（2）拎起背包前这一瞬间滑雪者和背包的速度各是多少？拎起背包瞬间二者的共同速度是多少？

如图所示，光滑绝缘的水平面上，在宽度 $\text{[math]}$ 的区域内存在一水平向左的匀强电场（除此之外其余位置均无电场），电场强度 $\text{[math]}$ 。在电场区域内某一位置P处有一质量 $\text{[math]}$ 、带电荷量 $\text{[math]}$ 的小滑块，其以初速度 $\text{[math]}$ 向右运动，空气阻力忽略，重力加速度 $\text{[math]}$ 。

（1）求小滑块在电场中运动的加速度的大小和方向；
（2） P处距匀强电场的右边界多远时，小滑块可获得最大速度？并求出该最大速度。

某实验小组用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律，同时测量木块与木板间的动摩擦因数μ，提供的器材有：带定滑轮的长木板，打点计时器，交流电源，木块，纸带，米尺，8个质量均为20g的钩码，细线等。实验操作过程如下：

A．长木板置于水平桌面上，带定滑轮的一端伸出桌面，把打点计时器同定在长木板上并与电源连接，纸带穿过打点计时器并与木块相连，细线一端与木块相连，另一端跨过定滑轮挂上钩码，其余钩码都叠放在木块上；

B．使木块靠近打点计时器，接通电源后释放木块，打点计时器在纸带上打下一系列点，记下悬挂钩码的个数；

C．将木块上的钩码逐个移到悬挂钩码端，更换纸带，重复实验操作步骤B；

D．测出每条纸带对应的木块运动的加速度a，实验数据如图乙所示。

（1）实验开始时，必须调节滑轮高度，使；
（2）该实验中木块质量（选填“需要”或“不需要”）远大于所挂钩码质量。
（3）根据下表数据，在图丙中作出a-n图象。
n
4
5
6
7
8
a/（m·s^-2）
0.50
1.30
2.20
3.00
3.90
（4）由图线得到木块与木板间的动摩擦因数μ=（g=10m/s² ，保留2位有效数字），还可求出的物理量是（只需填写物理量名称）。

如图甲所示为某探究小组设计的玩具小车电磁驱动系统的示意图，ABCD是固定在小车下方的单面矩形金属线框，其阻值为r、长度为d、宽度为L，用两条不计电阻的导线与智能输出系统（可改变输出电流大小和方向）组成回路。如图乙所示，小车沿水平直轨道运动，轨道上依次间隔分布着方向垂直纸面向里的磁场，其磁感应强度大小为B、宽度为L、长度及磁场间的距离均为d。小车与附件整体质量为m、运动过程中受到的摩擦阻力大小恒为f。

（1）若让小车以恒定加速度a运动，求智能输出系统输出的电流大小I；
（2）若智能输出系统提供的功率为P，求小车的最大运行速度大小v_m；
（3）若小车速度达到v₀时，智能输出系统立即切换电路后停止工作，此时相当于E、F直接用电阻不计的导线连接，经时间t后小车的速度减为0，求t时间内小车的位移大小s。

如图所示，间距为L的两平行直导轨与水平面间的夹角为 $\text{[math]}$ ，导轨处在垂直导轨平面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，两个完全相同的金属棒P、Q垂直地放在导轨上，质量不计的绝缘细绳跨过定滑轮，一端悬吊一重物，另一端连接金属棒P。将两金属棒由静止释放，经过一段时间后，两金属棒都匀速运动。已知两金属棒的质量均为m，金属棒始终与导轨接触良好，一切摩擦均可忽略，下列说法正确的是（）

A . 重物的质量为2m B . 两金属棒的加速度大小始终相等 C . 两金属棒P，Q匀速运动时的速度大小之比为 $\text{[math]}$ D . 两金属棒P，Q的加速距离之比为 $\text{[math]}$

在用图1的装置测当地的重力加速度时，进行了如下操作，完成步骤中的填空：

（1）安装器材时，将长木板的右侧适度垫高（选填”挂上”或”不挂”）砂桶，轻推小车，使小车恰能匀速运动；
（2）实验中打出的一条纸带如图2所示。已知打点计时器的频率为50Hz，相邻两计数点间还有四个点未画出，则小车的加速度a=m/s²保留两位有效数字）；
（3）不改变砂及砂桶质量，在小车上增减砝码改变小车的总质量M，重复步骤（2），测得多组数据描绘出 $\text{[math]}$ 图像。已知图线的斜率为k、纵截距为b，则当地的重力加速度为。（用物理量的符号表示）

（1）实验中，能用图甲中装置完成且仅用一条纸带就可以得出实验结论的是____________。

A . 探究小车加速度与力、质量的关系 B . 探究小车速度随时间变化的规律
（2）小林进行“探究加速度与力及质量的关系”实验，通过正确操作得到的一条纸带如图乙（纸带上点均为原始打点，且交流电源的频率为50Hz）。则打D点时小车的速度v=m/s（结果保留2位有效数字）
（3）小明在“用单摆测定重力加速度”的实验中，装置如图丙所示，用游标卡尺测摆球的直径如图丁所示

①从丁图可知，摆球的直径为d=mm；

②关于该实验，下列说法正确的是。

A.尽可能选择细、轻且不易伸长的线作为摆线

B.当单摆经过最高位置时开始计时

C.质量相同、体积不同的摆球，应选用体积较大的

D.测量多组周期T和摆长L，作T²-L关系图象来处理数据

如图，一粗细均匀质量为M的圆管置于倾角 $\text{[math]}$ 的光滑斜面顶端，圆管下端距斜面底端的固定弹性挡板距离为L，上端塞有一质量为m的小球。圆管由静止自由下滑，运动方向始终与挡板垂直，并与挡板发生碰撞被原速反弹，且碰撞时间可忽略。已知 $\text{[math]}$ ，小球和圆管之间的滑动摩擦力大小为 $\text{[math]}$ ， g为重力加速度的大小，不计空气阻力。

（1）圆管由静止自由下滑过程，小球的加速度 $\text{[math]}$ ；
（2）求圆管与挡板碰撞后的瞬间，圆管和小球各自的加速度大小；
（3）圆管与挡板碰撞弹回上滑过程中，球没有从圆管中滑出，求圆管上滑的最大距离。

某同学利用如图甲所示的装置探究小车加速度与其所受合外力之间的关系。

（1）请补充完整下列实验步骤的相关内容：
①用天平测量砝码盘的质量 $\text{[math]}$ 、小车（含遮光片）的质量M并记录，用游标卡尺测量遮光片的宽度d并记录，游标卡尺的示数如图乙所示，则 $\text{[math]}$ cm；按图甲所示安装好实验装置，用刻度尺测量两光电门之间的距离s；
②在砝码盘中放入适量的砝码，适当调节长木板的倾角，直到轻推小车后遮光片先后经过光电门A和光电门B的时间相等；
③取下细线和砝码盘，记下（填写相应物理量及其符号）；
④使小车从靠近滑轮处由静止释放，分别记录遮光片遮挡光电门A和B的时间 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ；
⑤重新挂上细线和砝码盘，改变长木板倾角和砝码盘中砝码的质量，重复②~④步骤。
（2）若每次实验记录的数据在误差范围内都满足（用（1）问中记录的物理量符号表示，已知重力加速度为g），则牛顿第二定律得到验证。
（3）本实验的误差可能来源于下列哪些情况？____。

A . 与小车端相连的细线和轨道不平行 B . 轨道不光滑 C . 两光电门间的距离过近 D . 砝码盘的质量未能远大于小车的质量

n	4	5	6	7	8
a/（m·s^-2）	0.50	1.30	2.20	3.00	3.90

第四章 运动和力的关系 知识点题库

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