（课标版）2020高考物理二轮复习 专题限时训练2 力与直线运动（含解析）

专题限时训练2力与直线运动时间：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(b)a2f b.c3f d.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，根据牛顿第二定律，有f3ma，由解得：fmf.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：ff，即f的最大值是f，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f，故b正确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(b)at1t2 bt1t2 d无法确定解析：设oa与竖直方向夹角为，则ob与竖直方向夹角为2，则2rcosgcost，2rgcos2t，比较可得t1t2，故b正确3某物体做直线运动的vt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)解析：根据vt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vt图象可知，04 s内物体先沿正方向做匀加速直线运动，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vt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)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)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)aaaabg baa2g，ab0caag，ab0 daa2g，ab0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aa2g，ab0，故选d.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)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：a 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)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a5 m/s2，背包达到传送带的速度v1 m/s所用时间t10.2 s，此过程背包对地位移x1t10.2 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ag，对c，摩擦力f2mamg，选项d正确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)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a，选项a正确，b错误；对b，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，(1)拉力作用的时间(2)木板的速度答案：(1)(2)(mm)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：t2(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)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：(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)(2)(3)g解析：(1)根据匀加速直线运动规律，有sat2解得a.(2)设汽车匀