一、第四章 运动和力的关系易错题培优（难）1． 如图所示,水平面上 O 点的左侧光滑,O 点的右侧粗糙。
有 8 个质量均为 m 的完全相同的小滑块(可视为质点),用轻质的细杆相连,相邻小滑块间的距离为 L ,滑块 1 恰好位 于 O 点左侧,滑块 2、3……依次沿直线水平向左排开。
现将水平恒力 F 作用于滑块 1上。
经观察发现,在第 3 个小滑块完全进入粗糙地带后到第 4 个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,小滑块做匀速直线运动,已知重力加速度为 g ,则下列判断中正确的是( )。
A ．粗糙地带与滑块间的动摩擦因数为F mgB ．滑块匀速运动时,各段轻杆上的弹力大小相等C ．第 2 个小滑块完全进入粗糙地带到第 3 个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,8 个小滑块的加速度大小为12F mD ．第 1 个小滑块完全进入粗糙地带到第 2 个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,5 和 6两个小滑块之间的轻杆上的弹力大小为4F 【答案】D 【解析】 【详解】A.将匀速运动的8个小滑块作为一个整体，有30F mg μ-=，解得3Fmgμ=， 故A 项错误；B.当滑块匀速运动时，处在光滑地带上的滑块间的轻杆上的弹力都为零，处在粗糙地带上的滑块间的轻杆上的弹力不为零，且各不相同，故B 项错误；C.对8个滑块，有28F mg ma μ-=，代入3Fmgμ=，解得 24Fa m=， 故C 项错误； D.对8个滑块，有8F mg ma μ'-=，解得4ga μ'=再以6、7、8三个小滑块作为整体，由牛顿第二定律有34F F ma ''==， 故D 项正确;2．沿平直公路匀速行驶的汽车上，固定着一个正四棱台，其上、下台面水平，如图为俯视示意图。
在顶面上四边的中点a 、b 、c 、d 沿着各斜面方向，同时相对于正四棱台无初速释放4个相同小球。
设它们到达各自棱台底边分别用时T a 、T b 、T c 、T d ，到达各自棱台底边时相对于地面的机械能分别为E a 、E b 、E c 、E d （取水平地面为零势能面，忽略斜面对小球的摩擦力）。
则有（ ）A ．a b c d T T T T ===，a b d c E E E E >=>B ．a b c d T T T T ===，a b d c E E E E ==>C ．a b d d T T T T <=<，a b d c E E E E >=>D ．a b d d T T T T <=<，a b d cE E E E === 【答案】A 【解析】 【分析】由题意可知，根据相对运动规律可以确定小球的运动状态，根据功的计算式，通过判断力和位移的夹角可判断弹力做功的情况，从而确定落地时的动能。
【详解】根据“沿平直公路匀速行驶的汽车上，固定着一个正四棱台”，因为棱台的运动是匀速运动，可以选棱台作为参考系，则a 、b 、c 、d 的加速度大小相等，故有a b c d T T T T ===判断a 、b 、c 、d 的机械能的变化，只需比较弹力做功的情况即可，根据弹力方向与位移方向的夹角可知，由于b 、d 弹力不做功，机械能不变；a 弹力做正功，机械能增加；c 弹力做负功，机械能减小。
故有a b d c E E E E >=>结合上面二个关系式，故A 正确。
故选A 。
【点睛】本题要注意正确选择参考平面，机械能的变化看除重力之外的其它力做功的情况即可。
其它力做正功，机械能增加；其它力做负功，机械能减小，其它力不做功，机械能守恒。
3．如图所示，水平板上有质量m =1.0kg 的物块，受到随时间t 变化的水平拉力F 作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力F f 的大小．取重力加速度g =10m/s 2．下列判断正确的是（ ）A ．5s 内拉力对物块做功为零B ．4s 末物块所受合力大小为4.0NC ．物块与木板之间的动摩擦因数为0.4D ．6s ～9s 内物块的加速度的大小为2.0m/s 2 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A ．在0﹣4s 内，物体所受的摩擦力为静摩擦力，4s 末开始运动，则5s 内位移不为零，则拉力做功不为零．故A 错误．B ．4s 末拉力为4N ，摩擦力为4N ，合力为零．故B 错误．CD ．根据牛顿第二定律得，6s ～9s 内物体做匀加速直线运动的加速度a=2253m/s 2m/s 1fF F m--== 解得30.310f F mgμ=== 故C 错误，D 正确． 故选D ．4．如图所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v 1运行．初速度大小为v 2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上滑上传送带，以地面为参考系，v 2>v 1，从小物块滑上传送带开始计时，其v-t 图像可能的是( )A． B． C．D．【答案】ABC【解析】如果物体一直减速到达左侧仍有速度，则为图像A；如果恰好见到零，则为图像C；如果在传送带上减速到零并反向加速至传送带速度，则为图像C．图像D 是不可能的．5．如图所示，不可伸长的轻绳上端固定，下端与质量为m的物块P连接；轻弹簧下端固定，上端与质量为2m的物块Q连接，系统处于静止状态．轻绳轻弹簧均与固定光滑斜面平行，已知P、Q间接触但无弹力，重力加速度大小为g，取sin53°＝0.8，cos53°＝0.6．下列说法正确的是A．剪断轻绳前，斜面对P的支持力大小为45 mgB．剪断轻绳的瞬间，弹簧的弹力大小为85 mgC．剪断轻绳的瞬间，P的加速度大小为815mgD．剪断轻绳的瞬间，P、Q间的弹力大小为815mg【答案】BD【解析】【分析】【详解】A.剪断轻绳前，对P进行受力分析如图所示：则根据平衡条件可知，斜面对P 的支持力为：3cos535N mg mg =︒=，故A 错误；B.剪断轻绳前，对Q 进行受力分析如图所示：根据平衡条件可知，弹簧的弹力为：82sin 535F mg mg =︒=，轻绳剪断瞬间，弹簧的弹力不发生突变，即为85mg ，故B 正确； C.剪断轻绳瞬间PQ 一起向下加速，对PQ 整体进行受力分析如图所示：根据牛顿第二定律可得其加速度为：3sin 534315mg F a g m ︒-==，故C 错误；D.剪断绳子后对P 物体有：sin 53PQ mg N ma ︒-=解得PQ 之间的弹力大小为：8g 15PQ N m =，故D正确；6．如图所示，光滑水平桌面放置着物块 A，它通过轻绳和轻质滑轮悬挂着物块 B，已知 A 的质量为 m，B 的质量为 3m，重力加速度大小为 g，静止释放物块 A、B 后（）A．相同时间内，A、B 运动的路程之比为 2:1B．物块 A、B 的加速度之比为 1：1C．细绳的拉力为67 mgD．当 B 下落高度 h 时，速度为2 5 gh【答案】AC【解析】【分析】【详解】同时间内，图中A向右运动h时，B下降一半的距离，即为h/2，故A、B运动的路程之比为2：1，故A正确；任意相等时间内，物体A、B的位移之比为2：1，故速度和加速度之比均为2：1，故B错误；设A的加速度为a，则B的加速度为0.5a，根据牛顿第二定律，对A，有：T=ma，对B，有：3mg-2T=3m•0.5a，联立解得：T=67mg，a=67g，故C正确；对B，加速度为a′=0.5a=37g，根据速度位移公式，有：v2=2•a′•h，解得：v=67gh，故D错误；故选AC．【点睛】本题考查连接体问题，关键是找出两物体的位移、速度及加速度关系，结合牛顿第二定律和运动学公式列式分析，也可以结合系统机械能守恒定律分析．7．如图甲所示，水平地面上有足够长平板车M，车上放一物块m，开始时M、m均静止。
t=0时，车在外力作用下开始沿水平面向右运动，其v-t图像如图乙所示，已知物块与平板车间的动摩擦因数为0.2，取g=10m/s2。
下列说法正确的是（）A ．0-6s 内，m 的加速度一直保持不变B ．m 相对M 滑动的时间为3sC ．0-6s 内，m 相对M 滑动的位移的大小为4mD ．0-6s 内，m 、M 相对地面的位移大小之比为3：4 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】AB ．物块相对于平板车滑动时的加速度22m /s mga g mμμ===若其加速度一直不变，速度时间图像如图所示有图像可以算出t =3s 时，速度相等，为6m/s 。
由于平板车减速阶段的加速度大小为2218m /s 2m /s 62a a ===- 故二者等速后相对静止，物块的加速度大小不变，方向改变。
物块相对平板车滑动的时间为3s 。
故A 错误，B 正确；C ．有图像可知，0-6s 内，物块相对平板车滑动的位移的大小186128m 1m 36m=6m 222x +∆=⨯⨯+⨯-⨯⨯故C 错误；D ．0-6s 内，有图像可知，物块相对地面的位移大小1166m=18m 2x =⨯⨯平板车相对地面的位移大小2168m=24m 2x =⨯⨯二者之比为3：4，故D 正确。
故选BD 。
8．如图甲所示，倾角为θ的足够长的传送带以恒定的速率v 0沿逆时针方向运行。
t ＝0时，将质量m ＝1kg 的物体（可视为质点）轻放在传送带上，物体相对地面的v ﹣t 图像如图乙所示。
设沿传送带向下为正方向，取重力加速度g ＝10m/s 2。
则（ ）A ．传送带的速率v 0＝10m/sB ．传送带的倾角θ＝30°C ．物体与传送带之间的动摩擦因数µ＝0.5D ．0~2.0s 内物体在传送带上留下的痕迹为6m 【答案】AC 【解析】 【详解】A ．由图知，物体先做初速度为零的匀加速直线运动，速度达到传送带速度后（在t ＝1.0s 时刻），由于重力沿斜面向下的分力大于摩擦力，物块继续向下做匀加速直线运动，从图像可知传送带的速度为v 0＝10m/s ，故A 正确；BC ．在0~1.0s 内，物体摩擦力方向沿斜面向下，匀加速运动的加速度为：1sin cos sin cos mg mg a g g mθμθθμθ+==+由图可得：211110m/s v a t ∆==∆ 在1.0~2.0s ，物体的加速度为：2sin cos sin cos mg mg a g g mθμθθμθ-==-由图可得：22222m/s v a t ∆==∆ 联立解得：0.5μ=，37θ=，故B 错误，C 正确； D ．根据“面积”表示位移，可知0~1.0s 物体相对于地的位移：11101m=5m 2x =⨯⨯传送带的位移为：x 2＝v 0t 1＝10×1m ＝10m物体对传送带的位移大小为：1215m x x x ∆=-=方向向上。