3.4力的合成与分解练习题——2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册（Word含答案）
文档属性
| 名称 | 3.4力的合成与分解练习题——2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册（Word含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 235.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-10-28 17:00:31 | ||
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文档简介
高一物理第三章第四节 力的合成与分解
一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）
如图所示，一小孩尝试用水平力推静止在水平地面上的大木箱，但没有推动。关于木箱受到的力及它们的关系，下列说法正确的是
A. 木箱与地球间有三对相互作用力；
B. 木箱对地面的压力就是该物体的重力；
C. 之所以没有推动木箱，是因为木箱所受的推力小于所受的摩擦力；
D. 木箱先对桌面施加压力，使地面发生形变后，地面再对物体施加支持力；
如图所示，水平面上，两物块的接触面水平，二者叠放在一起．在作用于上的水平恒定拉力的作用下沿地面向右做匀速运动，某时刻撤去力后，二者仍不发生相对滑动，下列说法正确的是
A. 撤去之前，受个力作用 B. 撤去之后，受个力作用
C. 撤去之后，受个力作用 D. 撤去之前，受到个力作用
甲、乙两个物体在同一条直线上运动，运动的位移时间图像如图所示，其中甲的图像为顶点位于轴上的抛物线，乙的图像为过原点的直线。根据图像，以下对两物体运动的分析正确的是
A. 两物体相遇时速度大小相等 B. 两物体相遇时的位置坐标为
C. 时刻甲的速度大小为乙的倍 D. 两物体的平均速度相同
如图所示，质量为的物块可视为质点以某一初速度由底端冲上倾角为的斜面体，斜面体质量为，物块上滑的最大高度为，其上滑过程的加速度大小等于，整个过程斜面体保持静止。已知重力加速度为，有关物块的上滑过程，下列说法中正确的是
A. 斜面与物块之间的动摩擦因数为
B. 物块动能损失了
C. 斜面体对水平地面的压力大于
D. 斜面体对地面的摩擦力大小为，方向水平向右
如图所示，光滑斜面体固定在水平面上，倾角为，轻弹簧下端固定物体，物体质量为，上表面水平且粗糙，弹簧劲度系数为，重力加速度为，初始时保持静止状态，在的上表面轻轻放一个与质量相等的物体，随后两物体一起运动，则
A. 当放在上的瞬间，的加速度仍为零
B. 当放在上的瞬间，对的摩擦力为零
C. 当放在上的瞬间，对的支持力大于
D. 和一起下滑距离时，和的速度达到最大
某实验小组打算制作一个火箭。甲同学设计了一个火箭质量为，可提供恒定的推动力，大小为，持续时间为。乙同学对甲同学的设计方案进行了改进，采用二级推进的方式，即当质量为的火箭飞行经过时，火箭丢弃掉的质量，剩余时间，火箭推动剩余的继续飞行。若采用甲同学的方法火箭最高可上升的高度为，则采用乙同学的方案火箭最高可上升的高度为重力加速度取，不考虑燃料消耗引起的质量变化
A. B. C. D.
质量为的物体，沿倾角为的斜面体匀速下滑，如左图所示，物体与斜面体之间的摩擦系数为，若物体下滑过程中，给物体施加外力如右图所示，使物体沿斜面体加速下滑，斜面体仍然静止在桌面上，下述说法正确的是
A. 斜面受到的摩擦力方向一定沿桌面向左
B. 斜面受到的摩擦力方向一定沿桌面向右
C. 斜面相对桌面无相对运动趋势，故无摩擦力
D. 一定是
如图所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为，在斜杆下端固定有质量为的小球，下列关于杆对球的作用力的判断中，正确的是
A. 小车静止时，，方向沿杆向上
B. 小车静止时，，方向垂直杆向上
C. 小车向右以加速度运动时，一定有
D. 小车向左以加速度运动时，，方向斜向左上方
二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）
如图所示，在光滑水平面上，用弹簧水平连接一斜面体，弹簧的另一端固定在墙上，一人站在斜面上，系统静止不动，然后人沿斜面加速上升，则
A. 系统静止时弹簧处于压缩状态
B. 系统静止时斜面体共受个力的作用
C. 人加速时弹簧伸长
D. 人加速时斜面体对地面的压力变小
如图所示，受到沿斜面向上的拉力和垂直于斜面的拉力作用，正在沿倾角为斜面向下运动，斜面体始终保持静止不动。斜面体受到地面的摩擦力向右，物块正在下滑时，则
A. 物块与斜面间的动摩擦因数
B. 若只撤去，则受到地面的摩擦力变小
C. 若同时撤去和，物块将减速下滑
D. 若只增大的质量，物块受到地面的摩擦力将不变
多选如图所示为娱乐场里常见的一种简单的娱乐设施滑道，它由一个倾斜轨道和水平轨道平滑连接而成若一名儿童自轨道顶端由静止开始下滑，到达水平轨道某处停下，儿童与整个轨道间的动摩擦因数处处相同，不计空气阻力，则关于其路程大小、速度大小、加速度大小、摩擦力大小随时间变化的大致规律，可能正确的是图中的
A. B.
C. D.
如图所示，物体、的质量分别为、，且和用细绳连接后跨过光滑的定滑轮，静止在倾角的斜面上，且细绳平行于斜面．若将斜面倾角缓慢增大，在此过程中物体先保持静止，到达一定角度后又沿斜面下滑，则下列判断正确的是
A. 物体受到的摩擦力先减小、再增大
B. 绳对滑轮的作用力随的增大而增大
C. 物体沿斜面下滑后做匀加速运动
D. 物体受斜面的支持力逐渐减小
三、实验题（本大题共1小题，共9.0分）
某实验小组利用图甲装置进行相关的力学实验。
将一条纸带穿过打点计时器，该小组同学发现纸带有图乙两种穿法，你认为___________边的穿法正确认为选填“左”或“右”。
利用该装置进行“探究小车速度随时间变化的规律”实验，得到如图丙所示的纸带，已知打点计时器所用交流电的频率为，每两个计数点之间还有四个点未标出，，，，，，，则小车在的速度为__________________，加速度为__________________结果保留两位有效数字。
如图所示，用该装置进行“用阻力补偿法探究加速度与力，质量的关系”实验时，通过改变重物的质量来改变小车的合外力，则该小组同学实验前__________________填“需要”或“不需要”垫高轨道以平衡小车的摩擦力；重物质量和小车质量之间_____________满足远小于吗？填“需要”或“不需要”。
四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）
如图所示，用一与竖直方向成角斜向上、大小为的力，将一重为的物体压在竖直墙壁上，物体匀速向下运动．已知，，求：
墙壁对物体的支持力大小；
物体与墙壁间的动摩擦因数．
水平面上有一木板，质量为，板左端放有质量为的物块视为质点，已知物块与木板间动摩擦因数为，木板与水平面间的动摩擦因数为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取。
现用水平力拉动木板，为使物块与木板一起运动而不相对滑动，求拉力的大小范围？
若拉动木板的水平力，由静止经时间立即撤去拉力，再经物块恰好到达板右端，求板长？
如图所示，质量为的物体放在倾角为的斜面上时，恰好能匀速下滑，现用细线系住物体，并平行于斜面向上绕过光滑的定滑轮，另一端系住物体，物体恰好与斜面间没有摩擦力取，，求：
物体和斜面间的滑动摩擦系数；
物体的质量；
若斜面质量，斜面与地面的摩擦因素也为，对施加一水平拉力，为使与斜面均静止，求拉力的最大值．
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
物体静止或做匀速直线运动时，处于平衡状态，所受到的力是平衡力；二力平衡的条件是：作用在同一个物体上，大小相等、方向相反、作用在同一直线上；物体间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上．
该题考查平衡力与作用力、反作用力的区别与联系，解答本题关键要能区分平衡力与相互作用力，注意最明显的区别在是否作用于同一物体上．
【解答】
A.木箱与地球间有三对相互作用力，即木箱与地面之间的摩擦力、木箱的重力和木箱对地球的引力、地面对木箱的支持力和木箱对地面的压力，故A正确；
B.木箱对地面的压力和物体的重力是两种不同性质的力，故B错误；
C.没有推动木箱，木箱受力平衡，推力和静摩擦力也是一对平衡力，大小相等，方向相反，故C错误；
D.木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力是一对作用力和反作用力，同时产生，故D错误．
故选A．
2.【答案】
【解析】
【分析】
分别对撤去拉力前后整体和的受力情况进行分析，根据平衡条件判断间是否存在摩擦力，从而确定两种情况下它们受力个数。
本题考查共点力平衡条件和牛顿第二定律的应用，可采用假设法分析匀速运动时间是否有摩擦力。
【解答】
A.撤去前，整体做匀速运动，故B受到地面的滑动摩擦力与平衡，而水平方向不受外力，即不受摩擦力，故A受重力、的支持力共个力作用。故A错误；
B.撤去拉力后，开始做减速运动，相对有向前滑动的趋势，所以对有静摩擦力，故A受重力、的支持力和静摩擦力，共个力，故B错误；
C.撤去拉力后，开始做减速运动，相对有向前滑动的趋势，所以受重力、的压力、对的静摩擦力、地面的支持力和地面对的滑动摩擦力，共个力。故C正确；
D.撤去前，受重力、的压力、拉力、地面的支持力和地面对的滑动摩擦力，共个力。故D错误。
故选C。
3.【答案】
【解析】
【分析】
根据图像分析两物体的运动状态，根据相应的规律分析。
解决本题的关键要理解位移时间图象点和斜率的物理意义，知道两图线相交表示两质点相遇，斜率表示速度。
【解答】
由图可知两物体相遇时位置坐标大于，对应时刻大于。甲做初速度为的匀加速直线运动，满足，
时的速度为，乙做匀速运动，整个过程中两物体的平均速度大小相等均为，方向相反，故C正确，ABD正确．
故选C。
4.【答案】
【解析】
【分析】
对物块受力分析，根据牛顿第二定律求出动摩擦因数；根据合外力做功求动能的损失；整体分析由超重与失重分析斜面体对水平地面的压力与两者重力之和的关系；对斜面受力分析，根据平衡条件分析地面对斜面的摩擦力的大小与方向，根据牛顿第三定律即可分析斜面体对地面的摩擦力大小与方向。
本题的涉及牛顿运动定律、功能关系、共点作用下物体的平衡、超重与失重问题，能掌握物理基本概念并能应用其分析问题是本题的关键。
【解答】
A.对物块受力分析，受重力、支持力、沿斜面向下的滑动摩擦力，设动摩擦因数为，根据牛顿第二定律有：，解得：，故A错误；
B.物块上滑过程中，克服合外力做功为：，根据动能定理可得物块动能损失了，故B错误；
C.对物块与斜面体整体分析可得，由物块的加速度沿斜面向下，加速度在竖直方向的分量竖直向下，所以整体处于失重状态，所斜面体对水平地面的压力小于两者重力之和，故C错误；
D.对斜面体受力分析，如图所示：
根据平衡条件可得地面对斜面体的摩擦力大小为：，方向水平向左，根据牛顿第三定律可得斜面体对地面的摩擦力大小为，方向水平向右，故D正确。
故选D。
5.【答案】
【解析】
【分析】
当放在上的瞬间，弹簧的弹力不会突变，解得初始时的弹簧的弹力，再由牛顿第二定律解得瞬时加速度，并通过对受力分析，由牛顿第二定律解得其所受的支持力；当二者所受的合力为零时，其速度最大，由共点力的平衡解得速度最大时，二者所受的弹簧的弹力，再由胡克定律解得二者下滑的距离。
本题主要考查物体的受力分析、牛顿第二定律、胡克定律及力与运动关系的综合应用，难度一般。
【解答】
初始时保持静止状态，故其重力沿斜面向下的分力与弹簧的弹力等大，故弹簧的弹力此时为：，在的上表面轻轻放一个与质量相等的物体瞬间，由于弹簧的弹力不会突变，故此时对二者整体而言，其所受的合力为：，解得整体加速度为：；由于整体的加速度沿斜面向下，故B在水平方向具有沿水平向左的加速度分量，故由牛顿第二定律可知，其所受的摩擦力向左，故AB错误；
C.由于刚放上的瞬间，整体具有沿斜面向下的加速度，故对而言，其具有竖直向下的加速度分量，故B处于失重状态，故其所受的支持力小于其重力，故C错误；
D.由力与运动的关系可知，当物体合力为零时，其速度最大，故当和的速度达到最大时，其重力沿斜面向下的分力等于此时弹簧的弹力，故有：，原来未放时有：，联立解得和一起下滑的距离为：，故D正确。
故选：。
6.【答案】
【解析】
【分析】
由牛顿第二定律求得两种情况的加速度，再由运动学公式求得高度．
本题考查运动学公式的应用，要明确各分段过程的加速度与初速度，灵活应用位移公式即可求解．
【解答】
甲同学：加速过程：，
上升高度为：
得到速度为：
减速过程：又上升高度：
则总高度：
乙同学：加速过程：
则前上升的高度为 得到的速度为
后段，
则后上升的高度为：
得到速度为：，
减速过程：
则总的高度以为，
则 则C正确，ABD错误。
故选：。
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题关键是灵活地选择研究对象，然后运用牛顿第二定律列方程分析，不难。
对左图，先对物体受力分析，根据平衡条件分析，物体对斜面的力的方向；再对斜面体和物体整体受力分析，分析斜面体与桌面的摩擦力情况；对右图虽受外力加速下滑，但物体对斜面的力的方向不变，故斜面与桌面之间无摩擦；对物体受力分析，根据牛顿第二定律列式分析，从而确定动摩擦因数与夹角的关系。
【解答】
对左图：由于物体向下匀速运动，物体受合力为零，物体对斜面的力方向竖直向下；整体受重力、支持力和物体对斜面的竖直向下力，斜面在水平方向不受力，故斜面不受桌面的摩擦力；斜面受物块摩擦力沿斜面向下；对右图：虽然物体在加速下滑，但物体对斜面的力仍是竖直向下，故斜面不受桌面的摩擦力，斜面受物体摩擦力沿斜面向下，故C正确，AB错误；
D.对物体受力分析，受重力、支持力和滑动摩擦力，沿倾角为的斜面体减速下滑，根据牛顿第二定律，有：，故，故D错误。
故选C。
8.【答案】
【解析】解：、、小球受竖直向下的重力与杆对小球的力作用；当小车静止时，小球也静止，小球处于平衡状态，受平衡力作用，杆的作用力与重力是一对平衡力，由平衡条件得：，方向竖直向上．故AB错误．
C、小车做匀加速运动时，竖直方向，水平方向，则，故C错误D正确；
故选：．
结合小车的运动状态对小车进行受力分析，小车所受合外力的方向与加速度的方向一致，从而确定杆对小球的作用力．
本题中轻杆与轻绳的模型不同，绳子对物体只有拉力，一定沿绳子方向，而杆子对物体的弹力不一定沿杆子方向，要根据状态，由牛顿定律分析确定．
9.【答案】
【解析】
【分析】
系统静止时，系统受力平衡，对系统整体进行受力分析可知，弹簧没有弹力，对斜面进行受力分析可知斜面的受力情况，对斜面与人整体分析，整体有沿斜面向上的加速度，可以在直角坐标系中分解成水平向右和竖直向上的分量，水平方向外力只有弹簧可以提供，进而判断弹簧处于伸长还是压缩状态。
本题的关键是对物体进行受力分析，能熟练运用整体法和隔离法，特别是在整体法的应用中二者加速度不同，要理解其意义，难度适中。
【解答】
A.系统静止时，系统受力平衡，水平方向不受力，弹簧弹力等于零，弹簧处于原长，故A错误；
B.系统静止时斜面受到个力的作用，人对斜面的压力垂直斜面向下，对斜面的摩擦力沿斜面向下，地面对斜面的支持力竖直向上，斜面的重力竖直向下，故B正确；
C.对斜面与人整体分析，整体有沿斜面向上的加速度，可以在直角坐标系中分解成水平向右和竖直向上的分量，水平方向外力只有弹簧可以提供，所以弹簧处于伸长状态，故C正确；
D.竖直方向的加速度由地面的支持力和重力提供，故支持力大于重力，即斜面体对地面的压力大于重力，所以斜面体对地面的压力变大，故D错误。
故选BC。
10.【答案】
【解析】
【分析】
首先对物体受力分析，根据平衡条件和滑动摩擦力公式得到对的支持力和摩擦力的合力情况；再根据牛顿第三定律得到对的作用力情况，对受力分析后根据平衡条件分析地面对的摩擦力情况即可。
本题考查共点力平衡，关键是灵活采用合成法与分解法进行分析，注意滑动摩擦力和支持力的合力方向是固定的，较难。
【解答】
根据题意可知，对斜面体因为地面对斜面体摩擦力向右，所以物块对斜面体的压力的水平分力小于物块对斜面体摩擦力的水平分力，设物块斜面体之间弹力为，有：，所以，同时撤去两力，，物块将减速下滑，故AC正确；
B.对斜面受力分析可知：，只撤去，地面对的摩擦力变大，故B错误；
D.对斜面受力分析可知：，只增大物块质量，摩擦力变大，故D错误。
故选AC。
11.【答案】
【解析】
【分析】儿童从斜面滑下分两个阶段，斜面阶段为重力沿斜面向下的分力与摩擦力的合力使儿童加速，在水平轨道阶段在摩擦阻力下作减速运动，进而判断图象的正确与否。
要先判断儿童的受力情况再分析其加速度及速度等物理量，注意加速和减速阶段合力的大小无法判定是否一样。
【解答】在倾斜轨道上下滑过程中，由于受力不平衡，所以会匀加速下滑，有，加速下滑的路程为，图像是曲线，故A错误
匀加速下滑过程中，，在水平轨道上，根据牛顿第二定律得，可得，可知做匀减速运动，且与之间大小关系不确定，故B、C正确
D.儿童在倾斜轨道上时对轨道的压力大小与重力在垂直于轨道方向的分量相等，此分量小于重力，在水平轨道上时对轨道的压力大小等于重力，摩擦力与压力大小成正比，故在倾斜轨道上时的摩擦力小于在水平轨道上时的摩擦力，故D正确．
12.【答案】
【解析】
【分析】
对受力分析可知，开始时的重力向下的分力小于的重力，是由此时受到的摩擦力方向向下，夹角变大后摩擦力的方向改为向上，最后变成滑动摩擦力，并且滑动摩擦力的大小在一直减小。
的受力分析是解决本题的关键的地方，受到的先是静摩擦力，静摩擦力是先减小后增大的，然后是滑动摩擦力一直减小。
【解答】
对受力分析可知，受到的先是静摩擦力，后是滑动摩擦力，静摩擦力是先减小后增大的，然后是滑动摩擦力，，随着斜面倾角缓慢增大，滑动摩擦力一直减小，所以摩擦力先减小再增大再减小，故A错误；
B.对滑轮的作用力取决于绳的拉力与两端绳的夹角，随倾角增大，夹角越来越小，当没滑动时，绳上拉力保持一定，滑动后，加速度越来越大，绳上拉力越来越大，所以两根绳的拉力无论在滑动前还是后，合力均随倾角增大而增大，此合力即是对滑轮的作用力，故B正确；
C.当夹角为时，合力为，刚开始下滑时，加速度略大于，所以整体受的力不为恒力，不是匀加速，故C错误；
D.对受力分析可知，物体受斜面的支持力随着角度的增大，一直在减小，故D正确。
故选BD。
13.【答案】左；；；需要；需要
【解析】
【分析】
使用打点计时器时，纸带应在复写纸的下面；
根据一段时间内的平均速度等于这段时间的中间时刻的瞬时速度得到小车在的速度，根据求小车的加速度；
在进行“用阻力补偿法探究加速度与力，质量的关系”实验时，需要平衡摩擦力，同时要求重物质量远小于小车质量。
本题考查打点计时器的使用、根据纸带求速度和加速度、以及探究加速度与力，质量的关系实验中的基本问题，难度不大。
【解答】
使用打点计时器时，纸带应在复写纸的下面，故图乙中左边的穿法正确；
点的速度等于之间的平均速度：
加速度：
用该装置进行“用阻力补偿法探究加速度与力，质量的关系”实验时，通过改变重物的质量来改变小车的合外力，则该小组同学实验前需要垫高轨道以平衡小车的摩擦力；重物质量和小车质量之间需要满足远小于。
故答案为：左；；；需要；需要。
14.【答案】解：对物体进行受力分析，物体受到重力、墙壁的支持力、摩擦力及外力，将分解如下图：
则：水平方向：
竖直方向：
由解得：，
滑动摩擦力为：，将代入解得：。
答：墙壁对物体的支持力大小为；
物体与墙壁间的动摩擦因数为。
【解析】对物体进行受力分析可知：物体受到重力、墙壁的支持力、摩擦力及外力，将分解为水平方向和竖直方向的两个力，由于物体处于平衡状态，故水平方向合力为零，竖直方向合力为零，据此求解即可。
先求出摩擦力，在求动摩擦因数。
本题解题的关键是能准确的进行受力分析，并将分解为水平方向和竖直方向的两个力。
15.【答案】解：与地面之间的最大静摩擦力
当、整体一起向右匀加速运动时，当与的静摩擦力达到最大静摩擦力时，拉力最大；
对：
得
对整体：
代入数据：
解得：
所以拉力大小范围是
拉动木板的水平力，、一起匀加速运动
根据牛顿第二定律：
时速度
撤去后，物块加速度
对木板：，
代入数据：
解得：
木板向右速度减为的时间；根据题意物块恰好到达板右端
在时间内物块的位移：
木板的位移：
物块相对木板的位移
根据题意撤去力后，再经物块恰好到达板右端
所以木板静止后，木块继续运动
时物块的速度
木板长：
【解析】物块与木块一起运动，拉力必须大于木板与地面之间的最大静摩擦力，当与之间的摩擦力达到最大静摩擦力时，拉力达到最大值；
拉动木板的水平力，在第问拉力的范围内，整体先做匀加速运动，撤去后，向右匀减速，向右匀减速，当静止后，继续向右匀减速到木板右端，求出木板静止前的相对位移和木板静止后物块的位移，即可求出木板的长度；
解题的关键是正确对滑块和木板进行受力分析，清楚滑块和木板的运动情况，根据牛顿第二定律及运动学基本公式求解，难度适中。
16.【答案】解：根据共点力平衡条件，只有在斜面上匀速下滑，对有：，
解得：；
当物体恰好不受摩擦力时，故：，
解得；
若和整体相对地面先滑动，对整体分析有：，
若相对先滑动，则细绳拉力，
此时细绳与水平方向夹角为，
对分析，有：，
因，所以水平拉力最大值为。
答：物体和斜面间的滑动摩擦系数；
物体的质量；
水平拉力最大值为。
【解析】根据物体匀速下滑时合力为零，分析受力情况，通过共点力平衡条件和摩擦力公式结合求动摩擦因数。
对乙图中的受力分析，受重力和拉力平衡；再对受力分析，考虑恰没有摩擦力，根据共点力平衡条件求出物体的质量。
先对整体分析，求出斜面体恰好不滑动的情况，再求恰好滑动的临界条件，两者结合即可。
本题是力平衡问题，关键是找出恰好不上滑和恰好不下滑的临界状态，然后根据共点力平衡条件列式求解。
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一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）
如图所示，一小孩尝试用水平力推静止在水平地面上的大木箱，但没有推动。关于木箱受到的力及它们的关系，下列说法正确的是
A. 木箱与地球间有三对相互作用力；
B. 木箱对地面的压力就是该物体的重力；
C. 之所以没有推动木箱，是因为木箱所受的推力小于所受的摩擦力；
D. 木箱先对桌面施加压力，使地面发生形变后，地面再对物体施加支持力；
如图所示，水平面上，两物块的接触面水平，二者叠放在一起．在作用于上的水平恒定拉力的作用下沿地面向右做匀速运动，某时刻撤去力后，二者仍不发生相对滑动，下列说法正确的是
A. 撤去之前，受个力作用 B. 撤去之后，受个力作用
C. 撤去之后，受个力作用 D. 撤去之前，受到个力作用
甲、乙两个物体在同一条直线上运动，运动的位移时间图像如图所示，其中甲的图像为顶点位于轴上的抛物线，乙的图像为过原点的直线。根据图像，以下对两物体运动的分析正确的是
A. 两物体相遇时速度大小相等 B. 两物体相遇时的位置坐标为
C. 时刻甲的速度大小为乙的倍 D. 两物体的平均速度相同
如图所示，质量为的物块可视为质点以某一初速度由底端冲上倾角为的斜面体，斜面体质量为，物块上滑的最大高度为，其上滑过程的加速度大小等于，整个过程斜面体保持静止。已知重力加速度为，有关物块的上滑过程，下列说法中正确的是
A. 斜面与物块之间的动摩擦因数为
B. 物块动能损失了
C. 斜面体对水平地面的压力大于
D. 斜面体对地面的摩擦力大小为，方向水平向右
如图所示，光滑斜面体固定在水平面上，倾角为，轻弹簧下端固定物体，物体质量为，上表面水平且粗糙，弹簧劲度系数为，重力加速度为，初始时保持静止状态，在的上表面轻轻放一个与质量相等的物体，随后两物体一起运动，则
A. 当放在上的瞬间，的加速度仍为零
B. 当放在上的瞬间，对的摩擦力为零
C. 当放在上的瞬间，对的支持力大于
D. 和一起下滑距离时，和的速度达到最大
某实验小组打算制作一个火箭。甲同学设计了一个火箭质量为，可提供恒定的推动力，大小为，持续时间为。乙同学对甲同学的设计方案进行了改进，采用二级推进的方式，即当质量为的火箭飞行经过时，火箭丢弃掉的质量，剩余时间，火箭推动剩余的继续飞行。若采用甲同学的方法火箭最高可上升的高度为，则采用乙同学的方案火箭最高可上升的高度为重力加速度取，不考虑燃料消耗引起的质量变化
A. B. C. D.
质量为的物体，沿倾角为的斜面体匀速下滑，如左图所示，物体与斜面体之间的摩擦系数为，若物体下滑过程中，给物体施加外力如右图所示，使物体沿斜面体加速下滑，斜面体仍然静止在桌面上，下述说法正确的是
A. 斜面受到的摩擦力方向一定沿桌面向左
B. 斜面受到的摩擦力方向一定沿桌面向右
C. 斜面相对桌面无相对运动趋势，故无摩擦力
D. 一定是
如图所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为，在斜杆下端固定有质量为的小球，下列关于杆对球的作用力的判断中，正确的是
A. 小车静止时，，方向沿杆向上
B. 小车静止时，，方向垂直杆向上
C. 小车向右以加速度运动时，一定有
D. 小车向左以加速度运动时，，方向斜向左上方
二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）
如图所示，在光滑水平面上，用弹簧水平连接一斜面体，弹簧的另一端固定在墙上，一人站在斜面上，系统静止不动，然后人沿斜面加速上升，则
A. 系统静止时弹簧处于压缩状态
B. 系统静止时斜面体共受个力的作用
C. 人加速时弹簧伸长
D. 人加速时斜面体对地面的压力变小
如图所示，受到沿斜面向上的拉力和垂直于斜面的拉力作用，正在沿倾角为斜面向下运动，斜面体始终保持静止不动。斜面体受到地面的摩擦力向右，物块正在下滑时，则
A. 物块与斜面间的动摩擦因数
B. 若只撤去，则受到地面的摩擦力变小
C. 若同时撤去和，物块将减速下滑
D. 若只增大的质量，物块受到地面的摩擦力将不变
多选如图所示为娱乐场里常见的一种简单的娱乐设施滑道，它由一个倾斜轨道和水平轨道平滑连接而成若一名儿童自轨道顶端由静止开始下滑，到达水平轨道某处停下，儿童与整个轨道间的动摩擦因数处处相同，不计空气阻力，则关于其路程大小、速度大小、加速度大小、摩擦力大小随时间变化的大致规律，可能正确的是图中的
A. B.
C. D.
如图所示，物体、的质量分别为、，且和用细绳连接后跨过光滑的定滑轮，静止在倾角的斜面上，且细绳平行于斜面．若将斜面倾角缓慢增大，在此过程中物体先保持静止，到达一定角度后又沿斜面下滑，则下列判断正确的是
A. 物体受到的摩擦力先减小、再增大
B. 绳对滑轮的作用力随的增大而增大
C. 物体沿斜面下滑后做匀加速运动
D. 物体受斜面的支持力逐渐减小
三、实验题（本大题共1小题，共9.0分）
某实验小组利用图甲装置进行相关的力学实验。
将一条纸带穿过打点计时器，该小组同学发现纸带有图乙两种穿法，你认为___________边的穿法正确认为选填“左”或“右”。
利用该装置进行“探究小车速度随时间变化的规律”实验，得到如图丙所示的纸带，已知打点计时器所用交流电的频率为，每两个计数点之间还有四个点未标出，，，，，，，则小车在的速度为__________________，加速度为__________________结果保留两位有效数字。
如图所示，用该装置进行“用阻力补偿法探究加速度与力，质量的关系”实验时，通过改变重物的质量来改变小车的合外力，则该小组同学实验前__________________填“需要”或“不需要”垫高轨道以平衡小车的摩擦力；重物质量和小车质量之间_____________满足远小于吗？填“需要”或“不需要”。
四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）
如图所示，用一与竖直方向成角斜向上、大小为的力，将一重为的物体压在竖直墙壁上，物体匀速向下运动．已知，，求：
墙壁对物体的支持力大小；
物体与墙壁间的动摩擦因数．
水平面上有一木板，质量为，板左端放有质量为的物块视为质点，已知物块与木板间动摩擦因数为，木板与水平面间的动摩擦因数为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取。
现用水平力拉动木板，为使物块与木板一起运动而不相对滑动，求拉力的大小范围？
若拉动木板的水平力，由静止经时间立即撤去拉力，再经物块恰好到达板右端，求板长？
如图所示，质量为的物体放在倾角为的斜面上时，恰好能匀速下滑，现用细线系住物体，并平行于斜面向上绕过光滑的定滑轮，另一端系住物体，物体恰好与斜面间没有摩擦力取，，求：
物体和斜面间的滑动摩擦系数；
物体的质量；
若斜面质量，斜面与地面的摩擦因素也为，对施加一水平拉力，为使与斜面均静止，求拉力的最大值．
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
物体静止或做匀速直线运动时，处于平衡状态，所受到的力是平衡力；二力平衡的条件是：作用在同一个物体上，大小相等、方向相反、作用在同一直线上；物体间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上．
该题考查平衡力与作用力、反作用力的区别与联系，解答本题关键要能区分平衡力与相互作用力，注意最明显的区别在是否作用于同一物体上．
【解答】
A.木箱与地球间有三对相互作用力，即木箱与地面之间的摩擦力、木箱的重力和木箱对地球的引力、地面对木箱的支持力和木箱对地面的压力，故A正确；
B.木箱对地面的压力和物体的重力是两种不同性质的力，故B错误；
C.没有推动木箱，木箱受力平衡，推力和静摩擦力也是一对平衡力，大小相等，方向相反，故C错误；
D.木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力是一对作用力和反作用力，同时产生，故D错误．
故选A．
2.【答案】
【解析】
【分析】
分别对撤去拉力前后整体和的受力情况进行分析，根据平衡条件判断间是否存在摩擦力，从而确定两种情况下它们受力个数。
本题考查共点力平衡条件和牛顿第二定律的应用，可采用假设法分析匀速运动时间是否有摩擦力。
【解答】
A.撤去前，整体做匀速运动，故B受到地面的滑动摩擦力与平衡，而水平方向不受外力，即不受摩擦力，故A受重力、的支持力共个力作用。故A错误；
B.撤去拉力后，开始做减速运动，相对有向前滑动的趋势，所以对有静摩擦力，故A受重力、的支持力和静摩擦力，共个力，故B错误；
C.撤去拉力后，开始做减速运动，相对有向前滑动的趋势，所以受重力、的压力、对的静摩擦力、地面的支持力和地面对的滑动摩擦力，共个力。故C正确；
D.撤去前，受重力、的压力、拉力、地面的支持力和地面对的滑动摩擦力，共个力。故D错误。
故选C。
3.【答案】
【解析】
【分析】
根据图像分析两物体的运动状态，根据相应的规律分析。
解决本题的关键要理解位移时间图象点和斜率的物理意义，知道两图线相交表示两质点相遇，斜率表示速度。
【解答】
由图可知两物体相遇时位置坐标大于，对应时刻大于。甲做初速度为的匀加速直线运动，满足，
时的速度为，乙做匀速运动，整个过程中两物体的平均速度大小相等均为，方向相反，故C正确，ABD正确．
故选C。
4.【答案】
【解析】
【分析】
对物块受力分析，根据牛顿第二定律求出动摩擦因数；根据合外力做功求动能的损失；整体分析由超重与失重分析斜面体对水平地面的压力与两者重力之和的关系；对斜面受力分析，根据平衡条件分析地面对斜面的摩擦力的大小与方向，根据牛顿第三定律即可分析斜面体对地面的摩擦力大小与方向。
本题的涉及牛顿运动定律、功能关系、共点作用下物体的平衡、超重与失重问题，能掌握物理基本概念并能应用其分析问题是本题的关键。
【解答】
A.对物块受力分析，受重力、支持力、沿斜面向下的滑动摩擦力，设动摩擦因数为，根据牛顿第二定律有：，解得：，故A错误；
B.物块上滑过程中，克服合外力做功为：，根据动能定理可得物块动能损失了，故B错误；
C.对物块与斜面体整体分析可得，由物块的加速度沿斜面向下，加速度在竖直方向的分量竖直向下，所以整体处于失重状态，所斜面体对水平地面的压力小于两者重力之和，故C错误；
D.对斜面体受力分析，如图所示：
根据平衡条件可得地面对斜面体的摩擦力大小为：，方向水平向左，根据牛顿第三定律可得斜面体对地面的摩擦力大小为，方向水平向右，故D正确。
故选D。
5.【答案】
【解析】
【分析】
当放在上的瞬间，弹簧的弹力不会突变，解得初始时的弹簧的弹力，再由牛顿第二定律解得瞬时加速度，并通过对受力分析，由牛顿第二定律解得其所受的支持力；当二者所受的合力为零时，其速度最大，由共点力的平衡解得速度最大时，二者所受的弹簧的弹力，再由胡克定律解得二者下滑的距离。
本题主要考查物体的受力分析、牛顿第二定律、胡克定律及力与运动关系的综合应用，难度一般。
【解答】
初始时保持静止状态，故其重力沿斜面向下的分力与弹簧的弹力等大，故弹簧的弹力此时为：，在的上表面轻轻放一个与质量相等的物体瞬间，由于弹簧的弹力不会突变，故此时对二者整体而言，其所受的合力为：，解得整体加速度为：；由于整体的加速度沿斜面向下，故B在水平方向具有沿水平向左的加速度分量，故由牛顿第二定律可知，其所受的摩擦力向左，故AB错误；
C.由于刚放上的瞬间，整体具有沿斜面向下的加速度，故对而言，其具有竖直向下的加速度分量，故B处于失重状态，故其所受的支持力小于其重力，故C错误；
D.由力与运动的关系可知，当物体合力为零时，其速度最大，故当和的速度达到最大时，其重力沿斜面向下的分力等于此时弹簧的弹力，故有：，原来未放时有：，联立解得和一起下滑的距离为：，故D正确。
故选：。
6.【答案】
【解析】
【分析】
由牛顿第二定律求得两种情况的加速度，再由运动学公式求得高度．
本题考查运动学公式的应用，要明确各分段过程的加速度与初速度，灵活应用位移公式即可求解．
【解答】
甲同学：加速过程：，
上升高度为：
得到速度为：
减速过程：又上升高度：
则总高度：
乙同学：加速过程：
则前上升的高度为 得到的速度为
后段，
则后上升的高度为：
得到速度为：，
减速过程：
则总的高度以为，
则 则C正确，ABD错误。
故选：。
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题关键是灵活地选择研究对象，然后运用牛顿第二定律列方程分析，不难。
对左图，先对物体受力分析，根据平衡条件分析，物体对斜面的力的方向；再对斜面体和物体整体受力分析，分析斜面体与桌面的摩擦力情况；对右图虽受外力加速下滑，但物体对斜面的力的方向不变，故斜面与桌面之间无摩擦；对物体受力分析，根据牛顿第二定律列式分析，从而确定动摩擦因数与夹角的关系。
【解答】
对左图：由于物体向下匀速运动，物体受合力为零，物体对斜面的力方向竖直向下；整体受重力、支持力和物体对斜面的竖直向下力，斜面在水平方向不受力，故斜面不受桌面的摩擦力；斜面受物块摩擦力沿斜面向下；对右图：虽然物体在加速下滑，但物体对斜面的力仍是竖直向下，故斜面不受桌面的摩擦力，斜面受物体摩擦力沿斜面向下，故C正确，AB错误；
D.对物体受力分析，受重力、支持力和滑动摩擦力，沿倾角为的斜面体减速下滑，根据牛顿第二定律，有：，故，故D错误。
故选C。
8.【答案】
【解析】解：、、小球受竖直向下的重力与杆对小球的力作用；当小车静止时，小球也静止，小球处于平衡状态，受平衡力作用，杆的作用力与重力是一对平衡力，由平衡条件得：，方向竖直向上．故AB错误．
C、小车做匀加速运动时，竖直方向，水平方向，则，故C错误D正确；
故选：．
结合小车的运动状态对小车进行受力分析，小车所受合外力的方向与加速度的方向一致，从而确定杆对小球的作用力．
本题中轻杆与轻绳的模型不同，绳子对物体只有拉力，一定沿绳子方向，而杆子对物体的弹力不一定沿杆子方向，要根据状态，由牛顿定律分析确定．
9.【答案】
【解析】
【分析】
系统静止时，系统受力平衡，对系统整体进行受力分析可知，弹簧没有弹力，对斜面进行受力分析可知斜面的受力情况，对斜面与人整体分析，整体有沿斜面向上的加速度，可以在直角坐标系中分解成水平向右和竖直向上的分量，水平方向外力只有弹簧可以提供，进而判断弹簧处于伸长还是压缩状态。
本题的关键是对物体进行受力分析，能熟练运用整体法和隔离法，特别是在整体法的应用中二者加速度不同，要理解其意义，难度适中。
【解答】
A.系统静止时，系统受力平衡，水平方向不受力，弹簧弹力等于零，弹簧处于原长，故A错误；
B.系统静止时斜面受到个力的作用，人对斜面的压力垂直斜面向下，对斜面的摩擦力沿斜面向下，地面对斜面的支持力竖直向上，斜面的重力竖直向下，故B正确；
C.对斜面与人整体分析，整体有沿斜面向上的加速度，可以在直角坐标系中分解成水平向右和竖直向上的分量，水平方向外力只有弹簧可以提供，所以弹簧处于伸长状态，故C正确；
D.竖直方向的加速度由地面的支持力和重力提供，故支持力大于重力，即斜面体对地面的压力大于重力，所以斜面体对地面的压力变大，故D错误。
故选BC。
10.【答案】
【解析】
【分析】
首先对物体受力分析，根据平衡条件和滑动摩擦力公式得到对的支持力和摩擦力的合力情况；再根据牛顿第三定律得到对的作用力情况，对受力分析后根据平衡条件分析地面对的摩擦力情况即可。
本题考查共点力平衡，关键是灵活采用合成法与分解法进行分析，注意滑动摩擦力和支持力的合力方向是固定的，较难。
【解答】
根据题意可知，对斜面体因为地面对斜面体摩擦力向右，所以物块对斜面体的压力的水平分力小于物块对斜面体摩擦力的水平分力，设物块斜面体之间弹力为，有：，所以，同时撤去两力，，物块将减速下滑，故AC正确；
B.对斜面受力分析可知：，只撤去，地面对的摩擦力变大，故B错误；
D.对斜面受力分析可知：，只增大物块质量，摩擦力变大，故D错误。
故选AC。
11.【答案】
【解析】
【分析】儿童从斜面滑下分两个阶段，斜面阶段为重力沿斜面向下的分力与摩擦力的合力使儿童加速，在水平轨道阶段在摩擦阻力下作减速运动，进而判断图象的正确与否。
要先判断儿童的受力情况再分析其加速度及速度等物理量，注意加速和减速阶段合力的大小无法判定是否一样。
【解答】在倾斜轨道上下滑过程中，由于受力不平衡，所以会匀加速下滑，有，加速下滑的路程为，图像是曲线，故A错误
匀加速下滑过程中，，在水平轨道上，根据牛顿第二定律得，可得，可知做匀减速运动，且与之间大小关系不确定，故B、C正确
D.儿童在倾斜轨道上时对轨道的压力大小与重力在垂直于轨道方向的分量相等，此分量小于重力，在水平轨道上时对轨道的压力大小等于重力，摩擦力与压力大小成正比，故在倾斜轨道上时的摩擦力小于在水平轨道上时的摩擦力，故D正确．
12.【答案】
【解析】
【分析】
对受力分析可知，开始时的重力向下的分力小于的重力，是由此时受到的摩擦力方向向下，夹角变大后摩擦力的方向改为向上，最后变成滑动摩擦力，并且滑动摩擦力的大小在一直减小。
的受力分析是解决本题的关键的地方，受到的先是静摩擦力，静摩擦力是先减小后增大的，然后是滑动摩擦力一直减小。
【解答】
对受力分析可知，受到的先是静摩擦力，后是滑动摩擦力，静摩擦力是先减小后增大的，然后是滑动摩擦力，，随着斜面倾角缓慢增大，滑动摩擦力一直减小，所以摩擦力先减小再增大再减小，故A错误；
B.对滑轮的作用力取决于绳的拉力与两端绳的夹角，随倾角增大，夹角越来越小，当没滑动时，绳上拉力保持一定，滑动后，加速度越来越大，绳上拉力越来越大，所以两根绳的拉力无论在滑动前还是后，合力均随倾角增大而增大，此合力即是对滑轮的作用力，故B正确；
C.当夹角为时，合力为，刚开始下滑时，加速度略大于，所以整体受的力不为恒力，不是匀加速，故C错误；
D.对受力分析可知，物体受斜面的支持力随着角度的增大，一直在减小，故D正确。
故选BD。
13.【答案】左；；；需要；需要
【解析】
【分析】
使用打点计时器时，纸带应在复写纸的下面；
根据一段时间内的平均速度等于这段时间的中间时刻的瞬时速度得到小车在的速度，根据求小车的加速度；
在进行“用阻力补偿法探究加速度与力，质量的关系”实验时，需要平衡摩擦力，同时要求重物质量远小于小车质量。
本题考查打点计时器的使用、根据纸带求速度和加速度、以及探究加速度与力，质量的关系实验中的基本问题，难度不大。
【解答】
使用打点计时器时，纸带应在复写纸的下面，故图乙中左边的穿法正确；
点的速度等于之间的平均速度：
加速度：
用该装置进行“用阻力补偿法探究加速度与力，质量的关系”实验时，通过改变重物的质量来改变小车的合外力，则该小组同学实验前需要垫高轨道以平衡小车的摩擦力；重物质量和小车质量之间需要满足远小于。
故答案为：左；；；需要；需要。
14.【答案】解：对物体进行受力分析，物体受到重力、墙壁的支持力、摩擦力及外力，将分解如下图：
则：水平方向：
竖直方向：
由解得：，
滑动摩擦力为：，将代入解得：。
答：墙壁对物体的支持力大小为；
物体与墙壁间的动摩擦因数为。
【解析】对物体进行受力分析可知：物体受到重力、墙壁的支持力、摩擦力及外力，将分解为水平方向和竖直方向的两个力，由于物体处于平衡状态，故水平方向合力为零，竖直方向合力为零，据此求解即可。
先求出摩擦力，在求动摩擦因数。
本题解题的关键是能准确的进行受力分析，并将分解为水平方向和竖直方向的两个力。
15.【答案】解：与地面之间的最大静摩擦力
当、整体一起向右匀加速运动时，当与的静摩擦力达到最大静摩擦力时，拉力最大；
对：
得
对整体：
代入数据：
解得：
所以拉力大小范围是
拉动木板的水平力，、一起匀加速运动
根据牛顿第二定律：
时速度
撤去后，物块加速度
对木板：，
代入数据：
解得：
木板向右速度减为的时间；根据题意物块恰好到达板右端
在时间内物块的位移：
木板的位移：
物块相对木板的位移
根据题意撤去力后，再经物块恰好到达板右端
所以木板静止后，木块继续运动
时物块的速度
木板长：
【解析】物块与木块一起运动，拉力必须大于木板与地面之间的最大静摩擦力，当与之间的摩擦力达到最大静摩擦力时，拉力达到最大值；
拉动木板的水平力，在第问拉力的范围内，整体先做匀加速运动，撤去后，向右匀减速，向右匀减速，当静止后，继续向右匀减速到木板右端，求出木板静止前的相对位移和木板静止后物块的位移，即可求出木板的长度；
解题的关键是正确对滑块和木板进行受力分析，清楚滑块和木板的运动情况，根据牛顿第二定律及运动学基本公式求解，难度适中。
16.【答案】解：根据共点力平衡条件，只有在斜面上匀速下滑，对有：，
解得：；
当物体恰好不受摩擦力时，故：，
解得；
若和整体相对地面先滑动，对整体分析有：，
若相对先滑动，则细绳拉力，
此时细绳与水平方向夹角为，
对分析，有：，
因，所以水平拉力最大值为。
答：物体和斜面间的滑动摩擦系数；
物体的质量；
水平拉力最大值为。
【解析】根据物体匀速下滑时合力为零，分析受力情况，通过共点力平衡条件和摩擦力公式结合求动摩擦因数。
对乙图中的受力分析，受重力和拉力平衡；再对受力分析，考虑恰没有摩擦力，根据共点力平衡条件求出物体的质量。
先对整体分析，求出斜面体恰好不滑动的情况，再求恰好滑动的临界条件，两者结合即可。
本题是力平衡问题，关键是找出恰好不上滑和恰好不下滑的临界状态，然后根据共点力平衡条件列式求解。
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