1、1牛顿运动定律夯基提能卷 立足于练题型悟技法保底分(本试卷满分 95分)一、选择题(本题包括 8小题，每小题 6分，共 48分在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的全部选对的得 6分，选不全的得 3分，有选错或不答的得 0分)1如图所示，在光滑水平面上以水平恒力 F拉动小车和木块，让它们一起做无相对滑动的加速运动，若小车质量为 M，木块质量为 m，加速度大小为 a，木块和小车间的动摩擦因数为 .对于这个过程，某班同学有以下 4个式子表达木块受到的摩擦力的大小，你认为一定正确的是( )A F Ma B( M m)aC mg D Ma答案：A解析：以小车
2、和木块组成的系统为研究对象，由牛顿第二定律可得 F( M m)a，以木块为研究对象，有 f ma，以小车为研究对象，有 F f Ma，其中 f f，故f F Ma，选项 A正确本题特别需要指出的是：由于小车和木块间没有相对滑动，所以它们之间的摩擦力应该是静摩擦力2.如图所示，质量为 m0、倾角为 的斜面体静止在水平地面上，有一质量为 m的小物块放在斜面上，轻推一下小物块后，它沿斜面向下匀速运动若给小物块持续施加沿斜面向下的恒力 F，斜面体始终静止，重力加速度大小为 g.施加恒力 F后，下列说法正确的是( )A小物块沿斜面向下运动的加速度为FmB斜面体对地面的压力大小等于( m m0)g Fsi
3、nC地面对斜面体的摩擦力方向水平向左D斜面体对小物块的作用力的大小和方向都变化答案：A解析：根据题述，小物块沿斜面向下匀速运动，摩擦力等于重力沿斜面向下的分力，2可得 mg cos mgsin ，给小物块持续施加沿斜面向下的恒力 F，对小物块，由牛顿第二定律有， F mg cos mgsin ma，联立解得 a ，选项 A正确；小物块沿斜面向Fm下匀速运动时，对小物块和斜面体整体受力分析，根据平衡条件可得，地面对斜面体的支持力等于斜面体和小物块重力之和，大小为( m m0)g.给小物块持续施加沿斜面向下的恒力F后，小物块对斜面体的压力和摩擦力均不变，即斜面体对小物块的作用力的大小和方向都不变，
4、地面对斜面体的摩擦力为零，斜面体对地面的压力大小等于( m m0)g，选项B、C、D 错误3.如图所示， A、 B两球完全相同，质量均为 m，用两根等长的细线悬挂在升降机天花板的 O点，两球之间连着一根劲度系数为 k的轻质弹簧，已知重力加速度为 g，当升降机以加速度 a 竖直向上加速运动时，两根细线之间的夹角为 60，在运动过程中 O、 Ag2间的细线被剪断瞬间，下列关于 A、 B两球的加速度的说法正确的是( )A A球的加速度大小为 g，方向竖直向下B B球的加速度大小为 g，方向竖直向上C A球的加速度大小为 g，方向斜向左下方72D A球的加速度大小为 g，方向沿 OA方向3答案：C解析
5、：O、 A间的细线被剪断前，对小球 A，受力分析如图所示，根据牛顿第二定律有F2cos30 mg ma， F2sin30 F10，解得 F1 kx mg，在 O、 A间的细线被剪断瞬32间， F2突然消失，但 F1不突变，所以 A球有水平向左的加速度 aAx g，竖直向下的F1m 323加速度 aAy g，则 A球的加速度大小为 aA g，方向斜向左下方；而 B球的a2Ax a2Ay72加速度仍为 a ，方向竖直向上，C 正确g24如图所示， A、 B两物体质量均为 m，叠放在轻质弹簧上(弹簧下端固定于地面上)，对 A施加一竖直向下、大小为 F(F2mg)的力，将弹簧再压缩一段距离(弹簧始终处
6、于弹性限度内)而处于平衡状态，现突然撤去力 F，设两物体向上运动过程中 A、 B间的相互作用力大小为 FN，不计空气阻力，则关于 FN的说法正确的是(重力加速度为 g)( )A刚撤去力 F时， FNmg F2B弹簧弹力大小为 F时， FNF2C A、 B的速度最大时， FN2 mgD弹簧恢复原长时， FN mg答案：B解析：对 A施加一竖直向下、大小为 F(F2mg)的力，将弹簧再压缩一段距离(弹簧始终处于弹性限度内)而处于平衡状态，弹簧弹力大小为 F2 mg.刚撤去力 F时， A、 B向上加速运动，由牛顿第二定律可得， a ，对 A受力分析，由牛顿第二定律有 FN mg ma，F2m解得 F
7、N ，选项 A错误当弹簧弹力大小为 F时，对 A、 B整体，由牛顿第二定律2mg F2有， F2 mg2 ma1，隔离 A，由牛顿第二定律有， FN mg ma1，解得 FN ，选项 B正F2确 A、 B的速度最大时，加速度为零，弹簧弹力大小为 2mg， FN mg，选项 C错误弹簧恢复原长时， A、 B只受重力向上运动， FN0，选项 D错误5(多选)如图甲所示，质量 M0.5 kg的木板静止在光滑水平面上，质量 m1 kg的物块以初速度 v04 m/s滑上木板的左端，物块与木板之间的动摩擦因数为 0.2，在物块滑上木板的同时，给木板施加一水平向右的恒力 F.当恒力 F取某一值时，物块在木板
8、上相对于木板滑动的路程为 s，给木板施加不同大小的恒力 F，得到 和 F的关系图象如图1s乙所示，其中 AB与横轴平行，且 AB段的纵坐标为 1 m 1， B点和 C点所对应的横坐标分别为 a N、 b N将物块视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小 g10 m/s2.则有( )4A BC段表示物块最终从木板的右端离开B DE段表示物块最终从木板的左端离开C a1D b2答案：BC解析：经分析可知， AB段表示物块从木板的右端离开， BC段表示物块没有离开木板，DE段表示物块从木板左端离开，故 A错误，B 正确 B点表示物块刚好滑到木板右端与木板相对静止，由 AB段可知木板的长度
9、为 l1 m，物块的加速度大小为 a 物 g 2 m/s2，设经过时间 t物块与木板相对静止，则有 x l v0t1 m，可得 t0.5 s，则12木板的加速度大小为 a 木 m/s26 m/s2，对木板受力分析可得 a 木 4 20.50.56 m/s2，代入得 Fa1 N，C 正确 C点表示物块与木板刚好相对静止时的最大Fa mgM外力，则有 Fb( M m)g 3 N，故 D错误6如图所示，套在水平直杆上质量为 m的小球开始时静止，现对小球沿杆方向施加恒力 F0，垂直于杆方向施加竖直向上的力 F，且 F的大小始终与小球的速度成正比，即F kv(图中未标出)已知小球与杆间的动摩擦因数为 ，
10、小球运动过程中未从杆上脱落，且 F0mg .下列关于运动中的速度时间图象正确的是( )答案：C解析：开始时小球所受支持力方向向上，随着时间的增加，小球速度增大， F增大，则支持力减小，摩擦力减小，根据牛顿第二定律，可知这一阶段小球的加速度增大当竖直向上的力 F的大小等于小球重力的大小时，小球的加速度最大再往后竖直向上的力 F的大小大于重力的大小，直杆对小球的弹力向下， F增大，则弹力增大，摩擦力增大，根据牛顿第二定律，小球的加速度减小，当加速度减小到零时，小球做匀速直线运动，故 C正确57.一质量为 m2.0 kg的木箱静止在粗糙的水平地面上，木箱与地面间的动摩擦因数 0.2，现对木箱施加一沿
11、水平方向的大小随时间变化的拉力 F，使木箱由静止开始运动，测得 02 s内其加速度 a随时间 t变化的关系图象如图所示已知重力加速度 g10 m/s2，下列关于木箱所受拉力 F的大小和运动速度 v随时间 t变化的图象正确的是( )答案：A解析：在 02 s内，木箱加速度由 4 m/s2逐渐减小到 0，由加速度图象可得a42 t(m/s2)，由牛顿第二定律得 F mg ma，可得 F124 t(N)，即在 02 s内，A正确，B 错误；在 02 s内，木箱速度增加 4 m/s,2 s后木箱加速度为零，木箱的速度为 4 m/s，C、D 错误8.(多选)如图所示，某科研单位设计了一质量为 m的空间飞
12、行器，飞行器从地面起飞时，发动机提供的动力方向与水平方向的夹角 60，使飞行器恰沿与水平方向成 30角的直线斜向右上方匀加速飞行，经 t时间后，将动力的方向沿逆时针旋转 60，同时适当调节其大小，使飞行器依然可以沿原方向匀减速飞行，飞行器所受空气阻力不计，重力加速度大小为 g，下列说法中正确的是( )A加速时动力的大小等于 mg6B加速时加速度的大小为 gC减速时动力的大小等于 mg32D减速飞行 t时间后速度为零答案：BC解析：画出飞行器沿与水平方向成 30角的直线斜向右上方匀加速飞行时的受力示意图，如图 1所示，由图中几何关系可知 F 合 mg，由 mgcos30 ，可得加速时动力F2的大
13、小 F mg，选项 A错误， B正确；画出飞行器沿原方向匀减速飞行时的受力示意图，3如图 2所示，由 sin60 ，可得减速时动力的大小 F mg，选项 C正确；加速飞Fmg 32行 t时间后的速度为 v at gt，减速飞行时的合外力大小为 mgcos60 ，减速飞行时mg2的加速度大小为 ，减速飞行 2t时间后速度为零，选项 D错误g2二、非选择题(本题包括 4小题，共 47分)9(8 分)如图甲所示，力传感器 A与计算机(未画出)相连接，可获得拉力随时间变化的规律将力传感器固定在水平桌面上，测力端通过轻质细绳与一滑块相连，调节力传感器高度使细绳水平，滑块放在较长的小车上，滑块的质量 m1
14、.5 kg，小车的质量 M1.65 kg.一根轻质细绳跨过光滑的轻质定滑轮，其一端连接小车，另一端系一只空砂桶，调节滑轮使桌面上部细绳水平，整个装置处于静止状态现打开力传感器，同时缓慢向砂桶里倒入砂子，当小车刚好开始运动时，立即停止倒砂子若力传感器采集的 F t图象如图乙所示，重力加速度 g10 m/s 2，则：(1)滑块与小车间的动摩擦因数 _；若忽略小车与水平桌面间的摩擦，7滑块从小车上滑落前，小车稳定运动的加速度大小 a_m/s 2.(2)若实验中力传感器测力端与滑块间的细绳不水平，左端略高一些，由此而引起动摩擦因数 的测量结果_(选填“偏大”或“偏小”)答案：(1)0.2(3 分) 0
15、.25(3 分) (2)偏小(2 分)解析：(1)结合题图乙可知，滑块与小车间的最大静摩擦力 fmax3.5 N，此时砂桶及所装砂子的总重力 m0g fmax，解得： m00.35 kg.小车在运动时与滑块间的滑动摩擦力f3.0 N，由 f mg ，解得： 0.2；对砂桶、砂子、小车组成的整体，根据牛顿第二定律得： m0g f( M m0)a，解得： a0.25 m/s2.(2)若力传感器测力端与滑块间的细绳不水平，左端略高一些，导致压力减小，则滑动摩擦力偏小，因此动摩擦因数 的测量结果偏小10(8 分)用图甲的装置“验证牛顿第二定律”时有两个“巧妙”的设计，一是要求小车的质量远大于砂和砂桶的
16、质量之和；二是对小车要进行“平衡摩擦力”操作回答下列问题：(1)实验要求“小车质量远大于砂和砂桶质量之和”的目的是_.(2)对小车进行“平衡摩擦力”操作时，下列必须进行的是_(填字母序号)A取下砂和砂桶B在空砂桶的牵引下，轻推一下小车，小车能做匀速直线运动C小车拖着穿过打点计时器的纸带做匀速运动时，打点计时器的电源应断开D把长木板没有定滑轮的一端垫起适当高度(3)在满足实验条件下，某同学得到了如图乙的图线( M为小车和砝码的总质量)，图线在纵轴上截距不为零的原因是_答案：(1)绳的拉力(近似)等于砂和砂桶的重力之和小车所受的合外力(近似)等于砂和砂桶重力之和(3 分)(2)AD(选不全的不给分
17、)(3 分)(3)长木板的倾角过大(平衡摩擦力过度)(2 分)解析：(1)根据实验原理，只有“小车质量远大于砂和砂桶质量之和”才能认为绳的拉力等于砂和砂桶的重力之和(2)平衡摩擦力时应该取下砂和砂桶，选项 A正确，选项 B错8误；小车拖着穿过打点计时器的纸带做匀速运动时，打点计时器的电源应该开启，选项 C错误；把长木板没有定滑轮的一端垫起适当高度，用来平衡摩擦力，选项 D正确(3)图线在纵轴上截距不为零的原因是平衡摩擦力过度11(15 分)如图所示，水平地面上有三个质量均为 m1 kg的小物块 A、 B、 C， A、 B间用一根轻绳水平相连一水平恒力 F作用于 A上，使三物块以相同加速度运动一
18、段时间后撤去 F.已知 B与 C间的动摩擦因数 10.5， A和 C与地面间的动摩擦因数均为 20.2，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力， g取 10 m/s2.求：(1)F的最大值；(2)从撤去 F到三物块停止运动的过程中， B受到的摩擦力解析：(1) B、 C恰好要相对滑动时对 C： 1mg 2(m m)g ma(3分)解得 a1 m/s 2(1分)由题意知， A、 B、 C相对静止时， F有最大值 Fmax对 A、 B、 C整体： Fmax 2(m m m)g3 ma(2分)解得 Fmax9 N(1 分)(2)撤去 F后，设 B、 C相对静止对 A、 B、 C整体： 2(m m m)g3 m
19、a(2 分)解得 a2 m/s 2(1分)对 C： 2(m m)g fBC ma(2 分)解得 fBC2 N fBm 1mg5 N(2 分)故假设成立，由牛顿第三定律可知， B受到的摩擦力为 2 N，方向水平向左(1 分)12(16 分)如图甲所示， “ ”形木块放在光滑水平地面上，木块水平表面 AB粗糙，BC光滑且与水平面夹角为 37.木块右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器，当力传感器受压时，其示数为正值；当力传感器被拉时，其示数为负值一个可视为质点的质量为 m的滑块从 C点由静止开始下滑，运动过程中，传感器记录到的力和时间的关系如图乙所示(sin370.6，cos370.8， g取 10
20、 m/s2)求：(1)斜面 BC的长度 s；9(2)滑块与木块 AB表面之间的动摩擦因数 .解析：(1)分析滑块受力，由牛顿第二定律得a1 gsin 6 m/s 2(4分)通过题图乙可知滑块在斜面上运动时间为 t11 s(1 分)由运动学公式得斜面 BC的长度为 s a1t 3 m(3 分)12 21(2)由答图可知滑块对斜面的压力 N1 mgcos (1分)木块对传感器的压力F 1 F1 N 1sin (2分)由题图乙可知： F112 N解得 m2.5 kg(1 分)滑块在 AB上运动时传感器对木块的拉力 F2 f mg 5 N(3 分) 0.2(1 分)F2mg探究创新卷 着眼于练模拟悟规
21、范争满分(本试卷满分 95分)一、选择题(本题包括 8小题，每小题 6分，共 48分在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的全部选对的得 6分，选不全的得 3分，有选错或不答的得 0分)1.如图所示，三个物体质量分别为 m11.0 kg、 m22.0 kg、 m33.0 kg，已知斜面上表面光滑，斜面倾角 30， m1和 m2之间的动摩擦因数 0.8.不计绳和滑轮的质量及摩擦初始用外力使整个系统静止，当撤掉外力时， m2将( g取 10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )A和 m1一起沿斜面下滑10B和 m1一起沿斜面上滑C相对于 m1上滑D
22、相对于 m1下滑答案：D解析：假设 m1和 m2保持相对静止，对整体分析，整体的加速度 a2.5 m/s2.对 m2分析，根据牛顿第二定律得 f m2gsin30m3g m1 m2 gsin30m1 m2 m3 m2a，解得 f m2gsin30 m2a15 N，最大静摩擦力 fm m 2gcos308 N，可知3f fm，则 m2的加速度应小于 m1的加速度， m2相对于 m1下滑，故 D正确2如图甲所示，一根质量分布均匀的粗绳 AB长为 l，在水平恒力 F的作用下沿水平面运动绳上距 A端 x处的张力 FT与 x的关系如图乙所示( F和 l为已知量)下列说法正确的是( )A粗绳一定不受摩擦力
23、作用B若只增大恒力 F，则 FT x直线斜率的绝对值变大C若已知粗绳的质量，则可求出粗绳运动的加速度D若已知粗绳运动的加速度，则可求出粗绳的质量答案：B解析：从设题内容不能确定粗绳是否受摩擦力，选项 A错误；设粗绳的质量为 m，加速度为 a，与地面的动摩擦因数为 ，以距 A端 x处的后面一段绳为研究对象有 FT mg ma，即 FT x( mg ma)或 FT x F，若只增大恒力 F，则l xl l xl ( mg mal ) FlFT x直线斜率的绝对值变大，选项 B正确；因粗绳的质量 m、加速度 a、与地面的动摩擦因数 均未知，选项 C、D 错误32019河南开封模拟以初速度 v竖直向上
24、抛出一小球，小球所受空气阻力与速度的大小成正比，下列图象中，能正确反应小球从抛出到落回原处的过程中速度随时间变化情况的是( )11答案：D解析：设小球所受的阻力 f kv，小球的质量为 m，则在小球上升的过程中有mg f ma，得 a g ，由于上升过程中小球的速度越来越小，小球的加速度 a也越来kvm越小，故 v t图象的斜率的绝对值越来越小，A、B 错误；在下落过程中有 a g ，下kvm落过程中小球的速度越来越大，故小球的加速度越来越小，则 v t图象的斜率的绝对值越来越小，选项 C图象的斜率的绝对值越来越大，C 错误、D 正确42019广州深圳中学模拟(多选)如图所示，甲图为光滑水平桌
25、面上质量为 M的物体，用轻绳通过定滑轮与质量为 m的物体相连， m所受重力为 5 N；乙图为同一物体 M在光滑水平桌面上用轻绳通过定滑轮施加竖直向下的拉力 F，拉力 F的大小也是 5 N，开始时 M距桌边的距离相等，则( )A M到达桌边时的速度相等，所用的时间也相等B甲图中 M到达桌边用的时间较长，速度较小C甲图中 M到达桌边时的动能较大，所用时间较短D乙图中绳子受到的拉力较大答案：BD解析：将题图甲的两个物体整体作为研究对象，由牛顿第二定律得 aM ；对题图mgM m乙的 M分析有 a M .因 x at2， v22 ax，且 aMTa1， Tb2Tb1.故 A、D 正确 mB mC mD
26、 FmA mB mC mD72019河南洛阳模拟(多选)如图甲所示，水平地面上固定一足够长的光滑斜面，13一轻绳跨过斜面顶端的光滑轻质定滑轮，绳两端分别连接小物块 A和 B.保持 A的质量不变，改变 B的质量 m，当 B的质量连续改变时，得到 A的加速度 a随 B的质量 m变化的图线，如图乙所示，设加速度沿斜面向上的方向为正方向，空气阻力不计，( g取 10 m/s2)，斜面的倾角为 ，下列说法正确的是( )A若 已知，可求出 A的质量B若 已知，可求出乙图中 m0的值C若 已知，可求出乙图中 a2的值D若 未知，可求出乙图中 a1的值答案：CD解析：由牛顿第二定律得，对 B有 mg F ma
27、，对 A有 F mAgsin mAa，联立得 a.不能根据图象求出 A的质量 mA，故 A错误当 a0 时，mg mAgsinm mAm m0 mAsin ， mA未知，不能求出 m0，故 B错误若 已知， m0 时，a a2 gsin ，故 C正确若 未知，由以上可知 a ，当 m时，g mAmgsin1 mAma a1 g，故 D正确82019四川宜宾诊断(多选)如图所示，表面粗糙、质量 M2 kg的木板， t0时在水平恒力 F的作用下从静止开始沿水平面向右做匀加速直线运动，加速度 a2.5 m/s2， t0.5 s时，将一个质量 m1 kg的小铁块(可视为质点)无初速度地放在木板最右端，
28、铁块从木板上掉下时速度是木板速度的一半，已知铁块和木板之间的动摩擦因数 10.1，木板和地面之间的动摩擦因数 20.25，( g取 10 m/s2)，则( )A水平恒力 F的大小为 10 NB铁块放在木板上后，木板的加速度为 2 m/s2C铁块在木板上运动的时间为 1 sD木板的长度为 1.625 m答案：AC解析：开始时木板在水平方向受到拉力与摩擦力，由牛顿第二定律可得F Ma 2Mg10 N，故 A正确；铁块放在木板上后，木板在水平方向受到拉力、水平面14的摩擦力以及铁块对木板的摩擦力，由牛顿第二定律可得 Ma F 2(M m)g 1mg，代入数据解得 a0.75 m/s2，故 B错误；小
29、铁块无初速度地放在木板最右端时木板的速度 v at1.25 m/s，铁块的加速度为 a 1g1 m/s2，设铁块从木板掉落时所用的时间为 t，则 v a t2 a t，代入数据解得 t1 s，故 C正确；这段时间内铁块相对于木板滑动的距离为 L vt a t 2 a t 2，代入数据解得 L1.125 m，故12 12D错误二、非选择题(本题包括 4小题，共 47分)9.(8分)现要测量滑块与木板之间的动摩擦因数，实验装置如图甲所示表面粗糙的木板一端固定在水平桌面上，另一端抬起一定高度构成斜面；木板上有一滑块，其后端与穿过打点计时器的纸带相连；打点计时器固定在木板上，连接频率为 50 Hz的交
30、流电源接通电源后，从静止释放滑块，滑块带动纸带打出一系列的点迹(1)图乙给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6 是实验中选取的计数点，每相邻两计数点间还有 4个点(图中未标出)，2、3 和 5、6 计数点间的距离如图所示，由图中数据求出滑块的加速度 a_m/s 2(结果保留三位有效数字)(2)已知木板的长度为 L，为了求出滑块与木板间的动摩擦因数，还应测量的物理量是_A滑块到达斜面底端的速度 vB滑块的质量 mC滑块的运动时间 tD斜面高度 h和底边长度 x(3)设重力加速度为 g，滑块与木板间的动摩擦因数的表达式 _(用所需测物理量的字母表示)答案：(1)2.51(
31、3 分) (2)D(2 分) (3) (3分)gh aLgx解析：(1)根据逐差法 a x56 x233T215m/s22.51 m/s 2. 14.23 6.70 0.0130.01(2)设斜面倾角为 ，根据 mgsin mg cos ma，要想求出 的正弦和余弦，需要知道斜面的高度 h和底边长度 x，选项 D正确(3)根据 mg mg ma，解得 .hL xL gh aLgx10(9 分)图甲为“探究加速度与物体受力的关系”的实验装置图图中小车 A的质量为 m1，连接在小车后的纸带穿过电火花打点计时器 B，它们均置于水平放置的一端带有定滑轮且足够长的木板上， P的质量为 m2， C为力传感
32、器，实验时改变 P的质量，读出对应的力传感器的示数 F，不计绳与滑轮间的摩擦(1)电火花打点计时器的工作电压为_(填“交”或“直”)流_V.(2)下列说法正确的是_A一端带有定滑轮的长木板必须保持水平B实验中通过打点计时器打出的点来求解小车运动时的加速度C实验中 m2应远小于 m1D传感器的示数始终为 m2g12(3)图乙为某次实验得到的纸带，纸带上标出了所选的四个计数点之间的距离，相邻两计数点间还有四个点没有画出由此可求得小车的加速度的大小是_m/s 2.(交流电的频率为 50 Hz，结果保留二位有效数字)(4)实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的 a F图象是图丙
33、中的_答案：(1)交 220(每空 2分) (2)B(2 分，多选不得分)(3)0.49(或 0.50)(2分) (4)C(1 分)16解析：本题考查探究加速度与物体质量和物体受力的关系(1)电火花打点计时器工作电压为交流 220 V(2)该实验首先必须要平衡摩擦力，选项 A错误；根据打点计时器打出来的点，应用“逐差法”来求小车运动时的加速度，选项 B正确；由于该实验的这种连接方式，重物和小车的加速度不相同，小车在绳的拉力下加速运动，由于一根细绳中的弹力大小处处相等，故测力计示数等于此拉力，因此不需要用重物的重力来代替，故不要求重物质量远小于小车质量，选项 C错误；重物向下加速度运动，由牛顿第
34、二定律m2g2 F m2a，解得 F m2(g a)，选项 D错误(3)根据匀变速直线运动的推论12 x aT2，有 x(3.392.89)10 2 m a(0.1 s)2或者 x(2.892.40)102 a(0.1 s)2，解得 a0.50 m/s2(或者 0.49 m/s2)(4)若没有平衡摩擦力，只有当 F增加到一定值时，小车才可能加速运动，则当 F0 时， a0，所以可能是图中的图线 C.故选项 C正确11(12 分)为研究运动物体所受的空气阻力，某研究小组的同学找来一个倾角为 、表面平整且足够长的斜面体和一个滑块，并在滑块上固定一个高度可升降的风帆，如图甲所示让带有风帆的滑块从静止
35、开始沿斜面下滑，下滑过程帆面与滑块运动方向始终垂直假设滑块和风帆总质量为 m.滑块与斜面间的动摩擦因数为 ，重力加速度 g取 10 m/s2，帆受到的空气阻力与帆的运动速率成正比，即 Ff kv.(1)写出滑块下滑的最大速度的表达式；(2)若 m3 kg，斜面倾角 37，滑块从静止下滑的速度图象如图乙所示图中的斜线为 t0 时 v t图线的切线，由此求出 、 k的值(sin370.6，cos370.8)解析：(1)对滑块和风帆由牛顿第二定律有： mgsin mg cos kv ma(3分)当 a0 时速度最大，即 vm (2分)mg sin cos k(2)由题图乙可知，当 v0 时， a0
36、gsin g cos 3 m/s 2(3分)解得 0.375(1 分)由 vm 2 m/s(2 分)mg sin cos k解得 k4.5 kg/s(1 分)12(18 分)如图所示，质量为 M3.0 kg的长木板，其上表面光滑、下表面粗糙，放17置于水平地面上，可视为质点的滑块静止放在长木板的上表面 t0 时刻，给长木板一个水平向右的初速度 v0，同时对长木板施加一个水平向左的恒力 F，经一段时间，滑块从长木板上掉下来已知长木板与地面间的动摩擦因数 0.2，滑块质量 m0.5 kg，初始位置距长木板右端 L20.14 m， v02 m/s，恒力 F8 N，重力加速度 g10 m/s 2.(1
37、)为使滑块只能从长木板右端滑出，其初始位置与长木板左端的距离 L1应满足什么条件？(2)若滑块从长木板右端滑出，求滑块离开长木板时，长木板的速度大小答案：(1) L10.40 m (2)0.6 m/s解析：(1)以长木板为研究对象，向右做匀减速直线运动，由牛顿第二定律得F (m M)g Ma1(3分)解得 a15 m/s 2(2分)则长木板减速到零所经历的时间为 t1 0.4 s(2 分)v0a1所经过的位移 s1 0.40 m(1 分)v202a1因为滑块静止不动，所以当 L1 s10.40 m 时滑块将从长木板右端滑出(3 分)(2)长木板向右运动到速度减为零后，开始向左做匀速直线运动，摩擦力的方向改变，滑块离开长木板时，长木板向左的位移为s2 s1 L20.54 m(3 分)根据动能定理有 F (m M)gs2 Mv 0(3 分)12 2解得滑块滑离长木板瞬间长木板的速度为 v20.6 m/s(1 分)18
