训练2 力与物体的直线运动一、单项选择题1．如图2－10所示，一木块在光滑水平面上受一恒力F作用而运动，前方固定一个弹簧，当木块接触弹簧后( )． 图2－10A．将立即做变减速运动B．将立即做匀减速运动C．在一段时间内仍然做加速运动，速度继续增大D．在弹簧处于最大压缩量时，物体的加速度为零2．以36km/h的速度沿平直公路行驶的汽车，遇障碍物刹车后获得大小为a＝4m/s2的加速度，刹车后第3s内，汽车走过的路程为( )．A．12.5mB．2mC．10mD．0.5m3．一质点受到10N的力的作用时，其加速度为2m/s2；若要使小球的加速度变为5m/s2，则应该给小球施的力的大小为( )．A．10NB．20NC．50ND．25N4．我国道路安全部门规定，在高速公路上行驶的汽车最大速度为120km/h，交通部门提供下列资料：资料一：驾驶员的反应时间：0.3～0.6s资料二：各种路面与轮胎之间的动摩擦因数路面动摩擦因数干沥青0.7干磁石0.6～0.7湿沥青0.32～0.4根据以上资料，通过计算判断汽车行驶在高速公路上两车间的安全距离最接近( )．A．100mB．200mC．300mD．400m5.(2012·安徽卷，17)如图2－11所示，放在固定斜面上的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑，若在物块上再施加一个竖直向下的恒力F，则( )．7\n图2－11A．物块可能匀速下滑B．物块仍以加速度a匀加速下滑C．物块将以大于a的加速度匀加速下滑D．物块将以小于a的加速度匀加速下滑6.(2012·海南单科，6)如图2－12所示，表面处处同样粗糙的楔形木块abc固定在水平地面上，ab面和bc面与地面的夹角分别为α和β，且α>β.一初速度为v0的小物块沿斜面ab向上运动，经时间t0后到达顶点b时，速度刚好为零；然后让小物块立即从静止开始沿斜面bc下滑．在小物块从a运动到c的过程中，可能正确描述其速度大小v与时间t的关系的图象是( )．图2－12二、多项选择题7．(2012·新课标，14)伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础，早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是( )．A．物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B．没有力的作用，物体只能处于静止状态7\nC．行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性D．运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动8.一个质量为0.3kg的物体沿水平面做直线运动，如图2－13所示，图线a表示物体受水平拉力时的v－t图象，图线b表示撤去水平拉力后物体继续运动的v－t图象，下列说法正确的是( )．图2－13A．水平拉力的大小为0.1N，方向与摩擦力方向相同B．水平拉力对物体做功的数值为1.2JC．撤去拉力后物体还能滑行7.5mD．物体与水平面间的动摩擦因数为0.19．(2012·天津卷，8)如图2－14甲所示，静止在水平地面的物块A，受到水平向右的拉力F作用，F与时间t的关系如图乙所示，设物块与地面的静摩擦力最大值fm与滑动摩擦力大小相等，则( )．图2－14A．0～t1时间内F的功率逐渐增大B．t2时刻物块A的加速度最大C．t2时刻后物块A做反向运动D．t3时刻物块A的动能最大10.如图2－15所示，在倾角θ＝30°的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B，它们的质量均为m，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态．现开始用一沿斜面方向的力F拉物块A使之以加速度a向上做匀加速运动，当物块B刚要离开C时F的大小恰为2mg.则( )．7\n图2－15A．物块B刚要离开C时B的加速度也为aB．加速度a＝gC．以A、B整体为研究对象可以计算出加速度a＝gD．从F开始作用到B刚要离开C，A的位移为三、计算题11.(2012·江苏泰州三模)如图2－16所示，在光滑水平面上有A、B两个物体，B在前，A在后，A正以6m/s的速度向右运动，B静止；当A、B之间距离为18m时，在A、B之间建立相互作用，其作用力为恒力，此后B物体加速，经过4s，物体B的速度达到3m/s，此时撤去A、B之间的相互作用，A、B继续运动又经4s，A恰好追上B，在这一过程中：求：图2－16(1)在A物体追上B物体前，B运动的位移大小；(2)在两物体间有相互作用时，物体A和B的加速度aA和aB的大小；(3)物体A和B的质量之比．12．如图2－17所示，“”形木块放在光滑水平地面上，木块水平表面AB粗糙，光滑表面BC与水平面夹角为θ＝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．已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2，求：图2－177\n(1)斜面BC的长度；(2)滑块的质量；(3)运动过程中滑块克服摩擦力做的功．参考答案1．C [物体在力F作用下向左加速，接触弹簧后受到弹簧向右的弹力，合外力向左逐渐减小，加速度向左逐渐减小，速度增大，当弹簧的弹力大小等于力F时合外力为0，加速度为0，速度最大，物体继续向左运动，弹簧弹力大于力F，合外力向右逐渐增大，加速度向右逐渐增大，速度减小，最后速度减小到0，此时加速度最大，综上所述，A、B、D错误，C正确．]2．D [由vt＝at可得t＝2.5s，则第3s内的位移，实质上就是2～2.5s内的位移，x＝at′2＝0.5m．]3．D [根据F1＝ma1，把F1＝10N，a1＝2m/s2，代入，得m＝5kg，再由F2＝ma2，把m＝5kg，a2＝5m/s2代入，解得F2＝25N．]4．B [当驾驶员的反应时间最长，路面的动摩擦因数最小时对应的最长距离是安全距离．v＝120km/h＝33.3m/s，反应时间t＝0.6s内位移x1约为20m；又μmg＝ma，a＝3.2m/s2，s2＝＝173m；s＝s1＋s2＝193m．]5．C [设斜面的倾角为θ，根据牛顿第二定律知物块的加速度a＝>0，即μ<tanθ.对物块施加竖直向下的压力F后，物块的加速度a′＝＝a＋，且Fsinθ－μFcosθ>0，故a′>a，物块将以大于a的加速度匀加速下滑．故选项C正确，选项A、B、D错误．]6．C [物块在整个运动过程中，由能量守恒知，物块在c点的动能小于初动能，即v<v0，A项错误；物块在ab段和bc段分别做匀减速和匀加速运动，且a1>a2，故B、D错误，C正确．]7．AD [物体的惯性指物体本身要保持原来运动状态不变的性质，或者说是物体抵抗运动状态变化的性质，选项A正确；没有力的作用，物体将保持静止状态或匀速直线运动状态，选项B错误；行星在圆周轨道上做匀速圆周运动，而惯性是指物体保持静止或匀速直线运动的状态，选项C错误；运动物体如果没有受到力的作用，根据牛顿第一定律可知，物体将继续以同一速度沿同一直线一直运动下去，选项D正确．]8．AB [图线a表示的v－t图象加速度较大，说明物体所受的拉力与摩擦力方向相同，则F＋f＝maa＝0.2N，图线b表示物体只在摩擦力作用下做匀减速运动，有f＝7\nmab＝0.1N，解得F＝f＝0.1N，A项正确；有水平拉力时，物体位移为s＝×3m＝12m，故拉力做功的数值为W＝Fs＝1.2J，B项正确；撤去拉力后物体能滑行13.5m，C项错误；动摩擦因数μ＝＝，D项错误．]9．BD [在0～t1时间内物块A所受的合力为零，物块A处于静止状态，根据P＝Fv知，力F的功率为零，选项A错误；在t2时刻物块A受到的合力最大，根据牛顿第二定律知，此时物块A的加速度最大，选项B正确；物块A在t1～t2时间内做加速度增大的加速运动，在t2～t3时间内做加速度减小的加速运动，t3时刻，加速度等于零，速度最大，选项C错误、选项D正确．]10．BD [物块B刚要离开C时B的加速度为0，A项错；未加F时对A受力分析得弹簧的压缩量x1＝＝，B刚要离开C时对B受力分析得弹簧的伸长量x2＝，此时对A由牛顿第二定律得F－mgsin30°－kx2＝ma，解得a＝g，B项正确、C项错；物体A的位移x1＋x2＝，D项正确．]11．解析 物体B先加速运动后匀速运动(1)xB＝t1＋vBt2＝m＝18m.(2)aB＝＝0.75m/s2A物体先减速运动再匀速运动A减速运动的位移：x1＝v0t1－aAt＝6×4－aA×42＝24－8aA，A匀速运动的位移：x2＝(v0－aAt1)×t2＝24－16aA，由题知xA＝x1＋x2＝xB＋18，即48－24aA＝18＋18，解得aA＝0.5m/s2.(3)由牛顿第三定律有F1＝－F2，则质量之比＝＝.答案 (1)18m (2)aA＝0.5m/s2 aB＝0.75m/s2 (3)12.7\n解析 (1)分析滑块受力，由牛顿第二定律得：a1＝gsinθ＝6m/s2通过图象可知滑块在斜面上运动的时间为：t1＝1s由运动学公式得：s＝a1t＝3m.(2)滑块对斜面的压力为N1′＝mgcosθ木块对传感器的压力为F1＝N1′sinθ由图象可知：F1＝12N，解得m＝2.5kg.(3)滑块滑到B点时的速度为：v1＝a1t1＝6m/s，由图象可知：f1＝5N，t2＝2s，滑块受到的摩擦力f＝f1＝5N，a2＝＝2m/s，s2＝v1t2－a2t＝8m，W＝fs2＝40J.答案 见解析7
