專題限時訓(xùn)練2力與直線運動時間：45分鐘一、單項選擇題1物塊M在靜止的傳送帶上勻速下滑時，傳送帶突然順時針轉(zhuǎn)動，傳送帶轉(zhuǎn)動的方向如圖中箭頭所示，則傳送帶轉(zhuǎn)動后(B)A物塊將減速下滑B物塊仍勻速下滑C物塊受到的摩擦力變小D物塊受到的摩擦力變大解析：當(dāng)傳送帶靜止時，物塊勻速下滑，由物塊受力平衡可得：mgsinmgcos；當(dāng)傳送帶轉(zhuǎn)動起來時，由于物塊與傳送帶之間運動方向相反，可判斷物塊所受的滑動摩擦力方向并沒有發(fā)生變化，仍然沿斜面向上，大小仍為mgcos，選項C、D錯誤；物塊受力仍然是平衡的，所以物塊仍勻速下滑，選項A錯誤，B正確2(2018石家莊模擬)質(zhì)量為2 kg的物體靜止在足夠大的水平面上，物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.3，最大靜摩擦力和滑動摩擦力大小視為相等從t0時刻開始，物體受到方向不變、大小呈周期性變化的水平拉力F的作用，F(xiàn)隨時間t的變化規(guī)律如圖所示重力加速度g取10 m/s2，則物體在t0到t10 s這段時間內(nèi)的位移大小為(C)A6 m B18 mC30 m D24 m解析：物體所受的最大靜摩擦力fmg6 N在02 s內(nèi)，拉力小于摩擦力，物體不動；在24 s內(nèi)，物體做勻加速直線運動，a1 m/s23 m/s2，則位移x1a1t34 m6 m；在46 s內(nèi)，物體做勻減速直線運動，加速度大小a2g3 m/s2，初速度v0a1t16 m/s，則位移x2v0t2a2t12 m34 m6 m；物體的末速度v1v0a2t26 m/s32 m/s0在68 s內(nèi)，物體做勻加速直線運動，勻加速直線運動位移x36 m/s，末速度v26 m/s.在810 s內(nèi)，物體做勻速直線運動，位移x4v2t412 m.則010 s內(nèi)的位移x6 m6 m6 m12 m30 m，故C正確，A、B、D錯誤3(2018福建四地六校聯(lián)考)圖甲是張明同學(xué)站在力傳感器上做下蹲、起跳動作的示意圖，點P是他的重心位置圖乙是根據(jù)傳感器采集到的數(shù)據(jù)畫出的力時間圖線兩圖中ag各點均對應(yīng)，其中有幾個點在圖甲中沒有畫出重力加速度g取10 m/s2.根據(jù)圖象分析可知(B)A張明所受重力為1 000 NBe點位置張明處于超重狀態(tài)Cc點位置張明處于失重狀態(tài)D張明在d點的加速度小于在f點的加速度解析：開始時張明處于平衡狀態(tài)，對傳感器的壓力是500 N，根據(jù)牛頓第三定律和力的平衡可知，張明所受重力也是500 N，故A錯誤；e點時張明對傳感器的壓力大于其重力，處于超重狀態(tài)，故B正確；c點時張明對傳感器的壓力大于其重力，處于超重狀態(tài)，故C錯誤；張明在d點時有a1 m/s220 m/s2，張明在f點時有a2 m/s210 m/s2，可知張明在d點的加速度大于在f點的加速度，故D錯誤4(2018莆田模擬)如圖所示，在光滑水平面上有一靜止小車，小車上靜止地放置著一小物塊，物塊和小車間的動摩擦因數(shù)為0.3，用水平恒力F拉動小車，設(shè)物塊的加速度為a1，小車的加速度為a2.當(dāng)水平恒力F取不同值時，a1與a2的值可能為(當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭取10 m/s2)(D)Aa12 m/s2，a23 m/s2 Ba13 m/s2，a22 m/s2Ca15 m/s2，a23 m/s2 Da13 m/s2，a25 m/s2解析：由受力分析可知物塊的加速度取決于小車對物塊的摩擦力，即Ffma1，且Ff的最大值為Ffmmg，即a1的最大值為a1mg3 m/s2.當(dāng)二者相對靜止一起加速時，a1a23 m/s2.當(dāng)F較大時，物塊與小車發(fā)生相對滑動，a13 m/s2，a2>3 m/s2.綜上所述只有選項D符合題意5(2018陜西渭南模擬)如圖甲所示，在傾角為30的足夠長的光滑斜面上，有一質(zhì)量為m的物體，受到沿斜面方向的力F作用，力F按圖乙所示規(guī)律變化(圖中縱坐標(biāo)是F與mg的比值，力沿斜面向上為正)則物體運動的速度v隨時間t變化的規(guī)律是下圖中的(物體的初速度為零，g取10 m/s2)(C)解析：在01 s內(nèi)，由牛頓第二定律得a1g，方向沿斜面向上，物體沿斜面向上做勻加速直線運動；在12 s內(nèi)，力F大小為零，由牛頓第二定律得a2g，方向沿斜面向下，物體沿斜面向上做勻減速直線運動，2 s末速度為零；在23 s內(nèi)，由牛頓第二定律得a3g，方向沿斜面向下，物體沿斜面向下做勻加速直線運動，3 s末的速度大小va3t15 m/s，故C正確6目前交警部門開展的“車讓人”活動深入人心，不遵守“車讓人”的駕駛員將受到罰款、扣分的嚴(yán)厲處罰，如圖所示，以8 m/s勻速行駛的汽車即將通過路口，有一老人正在過人行橫道，此時汽車的車頭距離停車線8 m，該車減速時的加速度大小為5 m/s2.則下列說法中正確的是(D)A如果駕駛員立即剎車制動，則t2 s時，汽車離停車線的距離為2 mB如果在距停車線6 m處開始剎車制動，汽車能在停車線處剎住停車讓人C如果駕駛員的反應(yīng)時間為0.4 s，汽車剛好能在停車線處剎住停車讓人D如果駕駛員的反應(yīng)時間為0.2 s，汽車剛好能在停車線處剎住停車讓人解析：若汽車做勻減速運動，速度減為零的時間t0 s1.6 s<2 s，所以從剎車到停止的位移x m6.4 m，汽車離停車線的距離為x8 m6.4 m1.6 m，故A錯誤；如果在距停車線6 m處開始剎車制動，剎車到停止的位移是6.4 m，所以汽車不能在停車線處剎住停車讓人，故B錯誤；剎車的位移是6.4 m，所以車勻速運動的位移是1.6 m，則駕駛員的反應(yīng)時間t s0.2 s，故C錯誤，D正確二、多項選擇題7(2018湖北八校聯(lián)考)質(zhì)量分別為M和m的物塊形狀大小均相同，將它們通過輕繩跨過光滑定滑輪連接，如圖甲所示，繩子平行于傾角為的斜面，M恰好能靜止在斜面上，不考慮M、m與斜面之間的摩擦若互換兩物塊位置，按圖乙放置，然后釋放M，斜面仍保持靜止則下列說法正確的是(BC)A輕繩的拉力等于MgB輕繩的拉力等于mgCM運動的加速度大小為(1sin)gDM運動的加速度大小為g解析：互換位置前，M靜止在斜面上，則有：Mgsinmg，互換位置后，對M有MgFTMa，對m有：FTmgsinma，又FTFT，解得：a(1sin)g，F(xiàn)Tmg，故A、D錯，B、C對8(2018廣東惠州模擬)觀察水龍頭，在水龍頭出水口出水的流量(單位時間內(nèi)通過任一橫截面的水的體積)穩(wěn)定時，發(fā)現(xiàn)自來水水流不太大時，從水龍頭中連續(xù)流出的水會形成一水柱，現(xiàn)測得高為H的水柱上端面積為S1，下端面積為S2，重力加速度為g，以下說法正確的是(BC)A水柱是上細(xì)下粗B水柱是上粗下細(xì)C該水龍頭的流量是S1S2D該水龍頭的流量是解析：由于單位時間內(nèi)通過任一橫截面的水的體積相等，設(shè)t時間內(nèi)通過水柱任一橫截面的水的體積為V，VvtS，開始時水流速度小，橫截面積大，速度增大時橫截面積變小，所以水柱是上粗下細(xì)，A錯誤，B正確；高為H的水柱上端速度為v1，下端速度為v2，根據(jù)vv2gH，水的流量S1S2，C正確，D錯誤9將一個質(zhì)量為1 kg的小球豎直向上拋出，最終落回拋出點，運動過程中所受阻力大小恒定，方向與運動方向相反該過程的vt圖象如圖所示，g取10 m/s2.下列說法中正確的是(BD)A小球上升與下落所用時間之比為23B小球落回到拋出點的速度大小為8 m/sC小球下落過程，受到向上的空氣阻力，處于超重狀態(tài)D小球重力和阻力之比為51解析：根據(jù)圖象可得，上升的過程中，加速度為a1 m/s212 m/s2，根據(jù)牛頓第二定律可得(mgf)ma1，所以小球受到的阻力的大小為fma1mg1(12) N110 N2 N，在下降的過程中，小球受到的合力為Fmgf10 N2 N8 N，所以下降的過程中的加速度為a2 m/s28 m/s2，根據(jù)公式xat2可得運動的時間為t，所以時間之比為，故A錯誤；由圖象知小球勻減速上升的位移為x224 m24 m，xx24 m，根據(jù)v22a2x得：v m/s8 m/s，故B正確；小球下落過程，加速度向下，處于失重狀態(tài)，故C錯誤；由A的分析可知，重力與阻力之比為mgf10 N2 N51，故D正確10如圖所示，水平傳送帶以速度v1勻速運動，小物體P、Q由通過定滑輪且不可伸長的輕繩相連，t0時刻P在傳送帶左端具有速度v2，P與定滑輪間的繩水平，tt0時刻P離開傳送帶不計定滑輪質(zhì)量和摩擦，繩足夠長正確描述小物體P速度隨時間變化的圖象可能是(BC)解析：當(dāng)v1>v2時，P相對于傳送帶向左滑動，受到的滑動摩擦力向右，當(dāng)Ff>FT時，合外力向右，P向右做加速運動，當(dāng)達(dá)到與傳送帶速度一樣時，一起做勻速運動，受力分析如圖甲，則B正確；當(dāng)Ff<FT時，一直減速直到減為零，再反向加速，當(dāng)v1<v2時，P相對于傳送帶向右滑動，受力分析如圖乙，P向右做減速運動，當(dāng)P的速度與傳送帶速度相等時，若Ff<FT，P又相對于傳送帶向左滑動，相對地面向右減速，受力分析如圖甲，加速度減小，則C正確；當(dāng)FfFT時勻速運動，A、D錯誤三、計算題11(2018山東棗莊市模擬)如圖所示，可看做質(zhì)點的小物塊放在長木板的正中央，長木板置于光滑水平面上，兩物體皆靜止；已知長木板質(zhì)量為M4.0 kg，長度為L3.0 m，小物塊質(zhì)量為m1.0 kg，小物塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)0.2；兩物體間的最大靜摩擦力大小等于滑動摩擦力大小，重力加速度g10 m/s2，試求：(1)用水平向右的恒力F作用于小物塊，當(dāng)F滿足什么條件，兩物塊才能發(fā)生相對滑動？(2)若一開始就用水平向右5.5 N的恒力作用于小物塊，則小物塊經(jīng)過多長時間從長木板上掉下？解析：(1)兩物體恰要發(fā)生相對滑動時，它們之間的摩擦力大小達(dá)到最大靜摩擦Ffm；設(shè)它們一起運動的加速度大小為a1，此時作用于小物塊水平向右的恒力大小為F1，由牛頓運動定律可知：對整體：F1(Mm)a1對木板：FfmMa1其中Ffmmg聯(lián)立解得F12.5 N故當(dāng)F>2.5 N時，兩物體之間發(fā)生相對滑動(2)分析可知，當(dāng)一開始就用水平向右F25.5 N的恒力作用于小物塊時，兩物體發(fā)生相對滑動；設(shè)滑動摩擦力的大小為Ff，小物塊、木板的加速度分別為a2、a3，由牛頓第二定律可得：對小物塊：F2Ffma2對木板FfMa3其中Ffmg解得a23.5 m/s2；a30.5 m/s2設(shè)小物塊滑下木板歷時為t，小物塊、木板相對于地面的位移大小分別為x1、x2，由勻變速直線運動的規(guī)律和幾何關(guān)系可知：x1a2t2，x2a3t2，x1x2L，解得：t1 s.答案：(1)F>2.5 N(2)1 s12(2017新課標(biāo)全國卷)如圖，兩個滑塊A和B的質(zhì)量分別為mA1 kg和mB5 kg，放在靜止于水平地面上的木板的兩端，兩者與木板間的動摩擦因數(shù)均為10.5；木板的質(zhì)量為m4 kg，與地面間的動摩擦因數(shù)為20.1.某時刻A、B兩滑塊開始相向滑動，初速度大小均為v03 m/s.A、B相遇時，A與木板恰好相對靜止設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度大小g10 m/s2.求：(1)B與木板相對靜止時，木板的速度；(2)A、B開始運動時，兩者之間的距離解析：(1)滑塊A和B在木板上滑動時，木板也在地面上滑動設(shè)A、B所受的摩擦力大小分別為Ff1、Ff2，木板受地面的摩擦力大小為Ff3，A和B相對于地面的加速度大小分別為aA和aB，木板相對于地面的加速度大小為a1.在滑塊B與木板達(dá)到共同速度前有Ff11mAgFf21mBgFf32(mmAmB)g由牛頓第二定律得Ff1mAaAFf2mBaBFf2Ff1Ff3ma1設(shè)在t1時刻，B與木板達(dá)到共同速度，其大小為v1.由運動學(xué)公式有v1v0aBt1v1a1t1聯(lián)立式，代入已知數(shù)據(jù)得v11 m/s，方向與B的初速度方向相同(2)在t1時間間隔內(nèi)，B相對于地面移動的距離為sBv0t1aBt設(shè)在B與木板達(dá)到共同速度v1后，木板的加速度大小為a2.對于B與木板組成的系統(tǒng)，由牛頓第二定律有Ff1Ff3(mBm)a2由式知，aAaB；再由式知，B與木板達(dá)到共同速度時，A的速度大小也為v1，但運動方向與木板相反由題意知，A和B相遇時，A與木板的速度相同，設(shè)其大小為v2.設(shè)A的速度大小從v1變到v2所用的時間為t2，則由運動學(xué)公式，對木板有v2v1a2t2對A有：v2v1aAt2在t2時間間隔內(nèi)，B(以及木板)相對地面移動的距離為s1v1t2a2t在(t1t2)時間間隔內(nèi)，A相對地面移動的距離為sAv0(t1t2)aA(t1t2)2A和B相遇時，A與木板的速度也恰好相同因此A和B開始運動時，兩者之間的距離為s0sAs1sB聯(lián)立以上各式，并代入數(shù)據(jù)得s01.9 m(也可用下圖中的速度時間圖線求解)答案：(1)1 m/s，方向與B的初速度方向相同(2)1.9 m