物理力与运动的关系问题的专项培优 易错 难题练习题含答案附答案.docx
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物理力与运动的关系问题的专项培优易错难题练习题含答案附答案
一、初中物理力与运动的关系问题
1.如图甲所示,水平地面上的一物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙所示,以下说法正确的是
甲乙
A.0~2秒,物体没有推动,是因为推力小于摩擦力
B.2~4秒物体做匀速直线运动
C.2~4秒物体受到的摩擦力是3N
D.4~6秒,物体受到的摩擦力与水平推力是一对平衡力
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.0~2秒时,F=1N,物体的运动速度为0,即处于静止状态,则推力F与摩擦力形成一对平衡力,大小相等,故A错误;
BC.2~4秒时,推力F=3N,物体运动的速度逐渐增加,不是匀速直线运动,推力与摩擦力不是平衡力,故摩擦力不是3N,BC错误;
D.4~6秒时,推力F=2N,物体做匀速直线运动,故物体受到的摩擦力与水平推力是一对平衡力,D正确。
故选D。
2.如图所示,木块竖立在小车上(不考虑空气阻力)。
下列分析正确的是()
A.若木块和小车一起做匀速直线运动,则小车受到三个力的作用
B.若随小车一起做加速运动,当小车受到阻力而停下时,木块由于惯性将向右倾倒
C.小车启动时,木块受到的摩擦力的方向向左
D.木块对小车的压力与小车对木块的支持力是一对平衡力
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.若木块和小车一起做匀速直线运动,木块相对小车没有相对运动,也没有相对运动的趋势,木块将不受摩擦力,小车也不受木块的摩擦力,因此小车受重力、地面的支持力,拉力和地面的摩擦力,木块的压力共五个力作用,故A错误;
B.小车突然停止运动,木块下部由于受摩擦速度减小,而木块的上部还要保持原来的运动状态,所以木块向右倾倒,故B正确;
C.小车启动时,木块由于惯性,仍要保持静止,因此木块相对小车有向左的运动或向左的运动趋势,木块将受到方向向右的摩擦力,故C错误;
D.木块对小车的压力与小车对木块的支持力分别作用在小车和木块上,属于相互作用力,是一对作用力和反作用力,不是平衡力,故D错误。
故选B。
3.一个文具袋静止在水平桌面上,下列说法正确的是()
A.文具袋受到的重力和文具袋对桌面的压力是一对相互作用力
B.桌子受到的重力和文具袋对桌子的压力是一对相互作用力
C.文具袋受到的重力和桌子对文具袋的支持力是一对平衡力
D.桌子对文具袋的支持力和文具袋对桌子的压力是一对平衡力
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.文具袋受到的重力和文具袋对桌面的压力方向相同,不符合相互作用力的条件,所以不是一对相互作用力,故A错误;
B.桌子受到的重力和文具袋对桌面的压力是作用在同一物体上的两个力,且大小不相等,不符合相互作用力的条件,所以不是一对相互作用力,故B错误;
C.文具袋受到的重力和桌子对文具袋的支持力均作用在文具袋上,大小相等、方向相反、作用在一条直线上,符合二力平衡的条件,所以是一对平衡力,故C正确;
D.桌子对文具袋的支持力和文具袋对桌子的压力是作用在不同的物体上的两个力,不符合二力平衡的条件,所以不是一对平衡力,故D错误。
故选C。
4.小明和小忠想把一条弹性绳拉开,使弹性绳两端的拉环能分别套在相隔一段距离的两根柱子上,用来晒衣服.现有两种办法:
一种是按图甲的方法做;另一种是按图乙的方法做.关于这两种做法下列说法正确的是:
A.图甲中每个人所用的力比图乙中每个人所用力要小
B.图乙中每个人所用的力比图甲中每个人所用力要小
C.图甲中每个人所用的力与图乙中每个人所用力相同
D.条件不足,无法比较图甲中每个人所用的力与图乙中每个人所用力的大小
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
弹性绳在两种情况下承受的拉力相同,两个人沿相反方向拉弹性绳和将弹性绳一端固定,两个人同时用力拉弹性绳,效果一样,因为两个人拉时,某一个人拉相当于固定在柱子上,根据力的作用是相互的,人拉弹性绳的力和弹性绳拉人的力相当,所以两种情况下,拉力相等,所以乙图中每个人的拉力是甲图中每个人拉力的1/2,所以B选项正确.
5.如图l所示,静止在水平面上的物块,受水平拉力F作用,F随时间t的变化关系如图2所示,从t=0开始,小兵每隔2s记录的物块位置和时刻如图3所示,下列说法正确的是()
A.0~4s内,物块受到的摩擦力为4N
B.8~l0s内,物块受到的摩擦力为6N
C.t=l0s时,物块的速度一定小于5m/s
D.若16s时撤去F,物块将做匀速直线运动
【答案】C
【解析】
【分析】
由图丙确定物体在不同时间段的运动状态,根据匀速直线运动的时间段及图2,利用二力平衡条件确定摩擦力的大小。
【详解】
由图3知,12到18s物体在相同时间内通过的路程相等,做匀速直线运动,由图2知,此时f=F=4N。
A.由图2知,0~4s内,物体受到的拉力F=2N,小于滑动摩擦力,所以此时物体应处于静止状态,所受静止摩擦力等于拉力等于2N,故A错误;
B.由图3知,8~10s内,物体处于运动状态,根据影响摩擦力大小的因素可知,摩擦力仍等于4N,故B错误;
C.由图3知,从10到12s时间内,物体的平均速度
而在这段时间内物体的拉力大于摩擦力,所以做加速运动,因此全程的平均速度应大于10s时的速度,故C正确;
D.若16s时撤去F,物体受摩擦力的作用将做减速运动,故D错误。
故选C。
6.下列现象中,不能应用惯性解释的是()
A.用力拍衣服,衣服上的灰尘掉下来
B.人走路被石头绊一下,身体向前倾斜
C.汽车刹车后,速度逐渐减小,最后会停下来
D.锤头松了,把锤柄在石头上撞击几下,锤头就能套紧在锤柄上
【答案】C
【解析】
【详解】
ABD.用力拍衣服,衣服上的灰尘掉下来;人走路被石头绊一下,身体向前倾斜;锤头松了,把锤柄在石头上撞击几下,锤头就能套紧在锤柄上,这些现象都是物体要保持原来运动状态而作出的反应,这种属性叫做惯性。
故ABD不符合题意;
C.汽车刹车后,速度逐渐减小,最后会停下来,说明摩擦力改变了物体的运动状态。
故C符合题意。
7.如图所示,在光滑的水平台面上,一轻弹簧左端固定,右端连接一金属小球,O点是弹簧保持原长时小球的位置。
开始时通过小球压缩弹簧到A位置(已知AO=OB),释放小球,研究小球在水平方向上的受力和运动情况,则( )
A.小球从A运动到O的过程中所受弹力方向向右、速度不断增大
B.小球从O运动到B的过程中所受弹力方向向右、速度不断减小
C.小球运动到B点时将停止运动并保持静止
D.小球在运动过程中所受弹力的方向保持不变
【答案】A
【解析】
【分析】
(1)小球从A运动到O的过程中,弹簧恢复原状,将弹性势能转化为动能,此时小球所受弹力方向向右、速度不断增大;
(2)小球从O运动到B的过程中,弹簧被拉开,球的动能转化为弹簧的弹性势能,此时小球所受弹力方向向左、速度不断减小;
(3)小球运动到B点时,由于动能转化为弹性势能,直到速度为零,因此会停止运动但不会保持静止;
(4)小球在运动过程中所受弹力的方向先向右后向左,是变化的。
【详解】
A.小球从A运动到O的过程中,弹簧恢复原状,将弹性势能转化为动能,此时小球所受弹力方向向右、速度不断增大,故A正确;
B.小球从O运动到B的过程中,弹簧被拉开,球的动能转化为弹簧的弹性势能,此时小球所受弹力方向向左、速度不断减小,故B错误;
C.小球运动到B点时,由于动能转化为弹性势能,直到速度为零,因此会停止运动,但是由于弹簧恢复原状所以不会保持静止,故C错误;
D.小球在运动过程中所受弹力的方向先向右后向左,是变化的,故D错误。
故选A。
8.下列有关惯性的说法正确的是()
A.拍打衣服灰尘脱落,是由于灰尘有惯性
B.小明没有推动静止的汽车是由于汽车没有惯性
C.跳远运动员助跑后起跳是为了增大惯性
D.飞行的子弹穿入木头后静止,它的惯性消失了
【答案】A
【解析】
【分析】
物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,一切物体都有惯性,惯性是物体的一种属性,惯性大小只跟物体的质量大小有关,跟物体是否受力、是否运动、运动速度等都没有关系,质量越大,惯性越大。
【详解】
A.拍打衣服时,衣服运动,灰尘由于惯性还保持原来的静止状态,因此会从衣服上脱落,故A正确;
B.小明没有推动静止的汽车,是因为推力等于摩擦力,汽车由于惯性仍然保持原来的静止状态,故B错误;
C.跳远运动员起跳前助跑使人获得了很大的速度,起跳后由于惯性,人在空中仍然保持原来的运动状态,惯性与速度无关,故C错误;
D.高速飞行的子弹穿入木头后静止,子弹仍具有惯性,任何物体都具有惯性,故D错误。
故选A。
【点睛】
通过不同的选项考查了学生对惯性知识的理解,一定要知道惯性是物体本身的一种性质,任何物体任何情况都有惯性,其大小只与物体的质量有关。
9.以下说法正确的是( )
A.投篮时,篮球离手后继续飞向篮筐是因为篮球受推力的作用
B.手握水杯静止在空中,水杯只受重力、摩擦力这两个力的作用
C.太阳东升西落,说明无论以什么物体为参照物,它都是运动的
D.以卵击石,虽然卵破,但卵对石头的力与石头对卵的力大小相等
【答案】D
【解析】
【分析】
(1)惯性是物体本身具有的保持原来运动状态不变的性质;
(2)对有水的水杯进行受力分析即可解答;
(3)研究同一物体的运动状态,如果选择不同的参照物,得出的结论可以不同;
(4)作用力和反作用力之间的关系是:
两个力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
【详解】
A.篮球离开手后由于惯性会继续在向上运动,故A错误;
B.手握水杯静止在空中,则受力平衡,分析可知竖直方向上,水杯受到竖直向下的重力和竖直向上的静摩擦力作用,此外水平方向上,手对杯子有压力,故B错误;
C.研究同一物体的运动状态,如果选择不同的参照物,得出的结论可以不同,如果选择与太阳运动方向和速度都相同的物体为参照物,它就是静止的,故C错误;
D.以卵击石,鸡蛋对石头的作用力与石头对鸡蛋的作用力是一对相互作用的力,大小相等,方向相反,故D正确。
故选D。
10.如图所示,弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦均不计,物重G=5N,则弹簧测力计A和B的示数分别为( )
A.5N,0NB.0N,5NC.5N,5ND.5N,10N
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
因为物重G=5N,所以A弹簧测力计受到向右5N的拉力,静止,向左受的拉力也是5N,示数也为5N.同理,B测力计两端受的力都是5N,示数也为5N.
故选C.
11.下列关于摩擦力的说法,正确的是
A.相互接触的物体一定会产生摩擦力
B.摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
C.发生相对运动的两个物体间一定会产生滑动摩擦力
D.一个物体对另一个物体产生摩擦力的作用,同时自身也受到摩擦力
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.产生摩擦力的条件是:
物体表面要粗糙,两个物体要相互接触,物体间要发生相对运动或相对运动趋势;所以,两个物体相互接触不一定会产生摩擦力,故A错误;
B.摩擦力的方向一定与相对运动方向相反,可能与物体的运动方向相同,可能与物体的运动方向相反,故B错误;
C.滑动摩擦力产生的条件是相互接触、相互挤压、接触面粗糙并有相对运动,所以只有相互接触且发生相对运动的物体间才可能产生滑动摩擦力,故C错误;
D.由于物体间力的作用是相互的,当一个物体对另一个物体有摩擦力作用时,它自身也会受摩擦力的作用,故D正确。
故选D。
12.小轩与爸爸乘火车去旅游时,用新买的数码相机拍下了许多珍贵的照片:
如下图甲乙丙所示为车厢内桌面上塑料杯瞬间的不同状态,则下列关于火车运动状态的判断正确的是
A.甲图中火车在匀速运动,乙图中火车突然向左加速,丙图中火车突然向左减速
B.甲图中火车在匀速运动,乙图中火车突然向右加速,丙图中火车突然向左加速
C.甲图中火车在减速运动,乙图中火车突然向左减速,丙图中火车突然向右加速
D.甲图中火车在加速运动,乙图中火车突然向左加速,丙图中火车突然向右减速
【答案】A
【解析】
甲图中,物体相对于桌面的位置没有发生改变,因此它们的运动状态是相同的,说明此时火车在匀速运动;
乙图中,物体向右倾倒,说明火车突然向左加速(或向右减速),因为,火车突然向左加速时,塑料杯的下部由于摩擦也随着加速,而上部由于惯性仍保持原来的运动状态,所以才会向右倾倒;火车向右减速时的情形也可用类似的方法解释;
丙图中,物体右左倾倒,说明火车突然向左减速(或向右加速),因为,火车突然向左减速时,塑料杯的下部由于摩擦也随着减速,而上部由于惯性仍保持原来的运动状态,所以才会向左倾倒;火车向右加速时的情形也可用类似的方法解释.
综上所述,甲图中火车在匀速运动,乙图中火车突然向左加速(或向右减速),丙图中火车突然向左减速(或向右加速),只有选项A符合题意.
故选A.
13.两个质量相同的钩码,下端固定有纸带并穿过打点计时器,在拉力作用下两钩码分别同时从同一位置开始沿竖直向上方向运动,纸带上留下的点迹如图(a)所示,它们的s—t图像如图(b)所示.则
A.甲的拉力大
B.甲的机械能小
C.乙的动能小
D.无法判断
【答案】C
【解析】
【详解】
A.在图a中的甲、乙两图中,打点计时器打出的各点之间的距离是相同的,由此确定钩码在这两种情况下都是处于匀速直线运动状态,即平衡状态,所受的力一定是平衡力,此时的钩码只受两个力的作用:
弹簧秤竖直向上的拉力和重力.根据二力平衡的条件可知这两个力相等,即甲、乙的拉力都等于各自钩码的重力,由于钩码的质量相等,则重力相等,所以甲的拉力等于乙的拉力.故A不符合题意;
BCD.两个钩码的质量相同,由题意知,两个钩码上升的高度相同,由图(b)知,甲、乙上升相同的高度,甲所用时间小于乙所用时间,根据v=
可知,甲的速度大于乙的速度,所以,甲的动能大于乙的动能,甲的势能等于乙的势能,机械能为动能和势能之和,所以,甲的机械能大于乙的机械能.故B不符合题意.C符合题意.D不符合题意.
14.如图甲所示装置,其中心固定着一根竖直的杆,杆顶有一小球。
一开始小球和装置一起沿某一水平方向做匀速直线运动,某时刻装置突然停止,小球从杆上落下,刚离开杆时的俯视图如图乙所示,请由此判断装置是向哪个方向运动( )
A.西南B.东南C.东北D.西北
【答案】A
【解析】
【详解】
假设装置是向西南方向运动的,某时刻装置突然停止,小球由于惯性,还会继续向西南方向运动,这与图乙的运动相符合,所以该装置向西南方向运动符合题意,故选A。
15.如图所示,当小明用力推墙时,他沿水平冰面减速向后退去,下列说法正确的是( )
A.小明对地面的压力和地面对小明的支持力是一对平衡力
B.小明受到摩擦力是水平向右,合力为零,运动状态不变
C.小明减速运动时,则他的惯性和机械能也随之减小
D.假如小明的重力突然消失,小明将做匀速直线运动
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.力的作用是相互的,小明对地面的压力和地面对小明的支持力是一对相互作用力,不是平衡力,A错误;
B.小明减速向后退去,那么受到摩擦力是水平向右,但是合力不为零,速度在减小,那么运动状态是变化的,B错误;
C.小明减速运动时,小明自身的质量不变,那么他的惯性是不变的;速度在减小,那么动能是在变小的,在水平冰面上运动,重力势能不变,则可知机械能是变小的;C错误;
D.假如小明的重力突然消失,那么小明对冰面的压力消失,摩擦力也消失,在水平方向上不受力,处于平衡状态,小明将做匀速直线运动,D正确。
故选D。
16.如图1所示,水平路面由三段粗糙程度不同的区域组成。
物块(体积忽略不计)在F=2N的水平拉力作用下从区域①的最左端由静止开始运动,在刚进入区域③时撤去拉力,物块最终停在区域③的最右端。
图2为物块运动的
图像,下列说法正确的是()
A.区域①路面的粗糙程度比区域②路面的粗糙程度大
B.物块在区域①路面上所受的摩擦力等于2N
C.拉力在区域①中做的功比区域②的小
D.区域③的长度大于区城②的长度
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
AB.由图知,物块运动时,在水平方向上受到向右的拉力和向左的摩擦力的作用;物体在0~2s内做加速运动,此时的拉力要大于摩擦力;在2s~3s内做匀速运动,则拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相同,此时摩擦力等于20N;滑动摩擦力大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关,压力大小不变,由于拉力大小一直不变,所以区域①路面的粗糙程度比区域②路面的粗糙程度小,而且物块在区域①路面上所受的摩擦力小于2N
,故AB错误;
C.由图可知,物体在0~2s内图象与2s~3s内图象与坐标轴围成的面积相同,则这两段时间内通过的路程是相同的;由于拉力相同,距离也相同,则根据
可知,拉力在区域①中做的功和区域②中所做的功是相同的,故C错误;
D.由图可知,物体在2s~3s内图象与坐标轴围成的面积要小于物体在3s~6s内图象与坐标轴围成的面积,即区域③的长度大于区域②的长度,故D正确。
故选D。
17.下列函数图像能正确地描述两个物理量之间关系的是( )
A.
弹性限度内弹簧所受拉力与伸长关系
B.
粗糙程度不变时,滑动摩擦力与压力关系
C.
压力一定时,物体受到压强与受力面积关系
D.
液体密度不变时,液体压强与深度关系
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.在弹性限度内,弹簧的伸长与所受拉力成正比关系,图像应是过原点的一条倾斜直线,故A不符合题意;
B.粗糙程度不变时,压力越大,滑动摩擦力越大,若压力为零,则摩擦力为零,而选项中图象反映的是压力为零,仍有摩擦力,故B不符合题意;
C.根据P=
可知,压力一定时,物体受到压强与受力面积成反比,图像为双曲线的一部分,故C符合题意;
D.根据P=
可知,液体密度不变时,液体压强与深度成正比关系,而选项中图象反映的是深度增大压强减小,故D不符合题意。
故选C。
18.如图所示,一木板B放在水平地面上,木块A放在B的上面,A的右端通过轻质弹簧固定在竖直墙壁上,用力F向左拉B,使B以速度v向左匀速运动,这时弹簧的拉力为FT,则下面说法中正确的是()
A.木板B所受地面的滑动摩擦力的大小等于FT
B.地面受到的滑动摩擦力的大小等于FT
C.若木板以2v的速度运动,木块受到的摩擦力大小为FT
D.若用2F的力作用在木板B上,木块受到的摩擦力大小为2FT
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
对A、B受力分析:
A受水平向右的弹力和水平向左的滑动摩擦力;又因为物体间力的作用是相互的,则物体B受到A对它水平向右的滑动摩擦力;由于B作匀速直线运动,则B受到水平向左的拉力和水平向右的两个摩擦力平衡(A对B的摩擦力和地面对B的摩擦力);如图所示:
A.A受力平衡,故
fA=FT
即A受B的摩擦力大小为FT,根据牛顿第三定律,B受A的摩擦力等于FT,故A错误;
B.由于B向左作匀速直线运动,则
则
根据牛顿第三定律,地面受到的摩擦力大小等于
故B错误;
C.滑动摩擦力大小与相对速度无关,故木板B以2v的速度匀速运动时,木块受到的摩擦力大小仍为FT,故C正确;
D.若用2F的力拉木板B,B开始加速,但是A与B间压力不变,摩擦因数不变,故摩擦力大小不变,木块A受摩擦力大小仍为FT,故D错误。
故选C。
19.如图所示,木块A的质量为m1,一端与水平细绳相连,细绳的另一端挂着质量为m2(m2<m1)的钩码B,木块A恰好在桌面上匀速运动。
若在A上再加一个质量为m的砝码,同时在B下再挂上一个质量为m的钩码,木块的速度将( )(接触面的粗糙程度一定时,滑动摩擦力与压力成正比)
A.不变B.变快
C.变慢D.由m1、m2、m的大小关系而决定
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
物体A受到钩码的拉力和桌面的摩擦力做匀速运动,所以钩码对物体的拉力与桌面对物体的摩擦力是一对平衡力。
根据二力平衡的条件可知两者大小相等,即
F=f
物体对桌面的压力等于物体A的重力,即
F压=GA=m1g
物体A受到的拉力
F=GB=m2g
由于接触面的粗糙程度一定时,滑动摩擦力与压力成正比,则摩擦力
f=kF压=km1g
km1g=m2g
k=
在A上再加一个质量为m的砝码,此时压力的大小
F压1=GA+mg=(m1+m)g
摩擦力的大小
f′=k(m1+m)g=
(m1+m)g
在B下再挂上一个质量为m的钩码,拉力的大小
F′=(m2+m)g
F′-f′=f′=(m2+m)g-
(m1+m)g=
(m2+m)g-
(m1+m)g=
由于
m2<m1
所以
F′-f′=
>0
F′>f′
木块做加速运动,木块的速度将变大。
故选B。
20.如图所示,将木块放在压缩了的弹簧旁,释放弹簧,木块沿水平地面向右运动,离开弹簧后,木块运动一段距离后停下来.下列说法正确的是()
A.木块所受摩擦力使木块由静止开始运动
B.弹簧对木块的弹力使木块由静止开始运动
C.木块所受摩擦力不会改变木块的运动状态
D.木块最终停止运动是由于失去弹簧的弹力作用
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
是弹簧对木块的弹力使木块由静止开始运动而不是摩擦力;木块所受的摩擦力可以改变木块速度的大小,所以其运动状态可以被摩擦力改变;木块最后停止是由于摩擦力与弹力相等。
故选B。
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