一、第四章 运动和力的关系易错题培优（难）1．如图所示，四个质量、形状相同的斜面体放在粗糙的水平面上，将四个质量相同的物块放在斜面顶端，因物块与斜面的摩擦力不同，四个物块运动情况不同．A 物块放上后匀加速下滑，B 物块获一初速度后匀速下滑，C 物块获一初速度后匀减速下滑，D 物块放上后静止在斜面上．若在上述四种情况下斜面体均保持静止且对地面的压力依次为F 1、F 2、F 3、F 4，则它们的大小关系是（ ）A ．F 1=F 2=F 3=F 4B ．F 1＞F 2＞F 3＞F 4C ．F 1＜F 2=F 4＜F 3D ．F 1=F 3＜F 2＜F 4【答案】C【解析】试题分析：当物体系统中存在超重现象时，系统所受的支持力大于总重力，相反，存在失重现象时，系统所受的支持力小于总重力．若系统的合力为零时，系统所受的支持力等于总重力，解：设物体和斜面的总重力为G ．第一个物体匀加速下滑，加速度沿斜面向下，具有竖直向下的分加速度，存在失重现象，则F 1＜G ；第二个物体匀速下滑，合力为零，斜面保持静止状态，合力也为零，则系统的合力也为零，故F 2=G ．第三个物体匀减速下滑，加速度沿斜面向上，具有竖直向上的分加速度，存在超重现象，则F 3＞G ；第四个物体静止在斜面上，合力为零，斜面保持静止状态，合力也为零，则系统的合力也为零，故F 4=G ．故有F 1＜F 2=F 4＜F 3．故C 正确，ABD 错误．故选C【点评】本题运用超重和失重的观点分析加速度不同物体动力学问题，比较简便．通过分解加速度，根据牛顿第二定律研究．2．如图所示，倾斜传送带以速度1v 顺时针匀速运动，0t =时刻小物体从底端以速度2v 冲上传送带，t t =0时刻离开传送带。

下列描述小物体的速度随时间变化的图像可能正确的是（ ）A ．B ．C ．D ．【答案】ABD【解析】【分析】【详解】 若21v v <且物体与传送带间的动摩擦因数tan μθ≥，即加速度沿传送带向上，则物体传送带向上做匀加速运动至速度为1v 后做匀速向上运动；若21v v <且物体与传送带间的动摩擦因数tan μθ<，则物体沿传送带向上做匀减速运动至速度为0，后沿传送带向下做匀加速运动；若21v v >且物体与传送带间的动摩擦因数tan μθ≥，则物体沿传送带向上做匀减速运动至速度为1v 后向上做匀速运动；若21v v >且物体与传送带间的动摩擦因教tan μθ<，则物体沿传送带向上做匀减速运动，加速度为sin cos a g g θμθ=+至速度为1v 后加速度变为sin cos a g g θμθ=-向上减速运动至速度为零后开始向下做匀加速运动，加速度为sin cos a g g θμθ=-直至离开传送带。

选项C 错误，ABD 正确。

故选ABD 。

3．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．4．某一实验室的传送装置如图所示，其中AB 段是水平的，长度L AB =6m ，BC 段是倾斜的，长度L BC =5m ，倾角为37o ，AB 和BC 在B 点通过一段极短的圆弧连接（图中未画出圆弧），传送带v =4m/s 的恒定速率顺时针运转．现将一个工件（可看成质点）无初速度地放在A 点。

已知工件与传送带间的动摩擦μ=0.5，已知：重力加速度g =10m/s 2。

sin37°=0.6，cos37°=0.8。

则（ ）A ．工件第一次到达B 点所用的时间1.9s B ．工件沿传送带BC 向上运动的最大位移为5mC ．工件沿传送带运动，仍能回到A 点D ．工件第一次返回B 点后，会在传送带上来回往复运动【答案】AD【解析】【分析】【详解】A ．工件刚放在水平传送带上的加速度为a 1，由牛顿第二定律得μmg =ma 1代入数据解得a 1=μg =5 m/s 2经t 1时间与传送带的速度相同，则有110.8s v t a == 前进的位移为x 1=12a 1t 12=1.6m 此后工件将与传送带一起匀速运动至B 点，用时12 1.1s AB L x t v-== 所以工件第一次到达B 点所用的时间为t =t 1+t 2=1.9s 选项A 正确；B ．设工件上升的最大位移为s ，由牛顿第二定律得mg sin θ-μmg cosθ=ma 2代入数据解得a 2＝2m/s 2由匀变速直线运动的速度位移公式得222v s a = 代入数据解得s =4m选项B 错误；CD ．工件到达最高点后将沿斜面下滑，下滑的加速度仍为a 2＝2m/s 2，则滑到斜面底端时的速度为4m/s ，然后滑上水平传送带做匀减速运动，加速度为a 1 =5 m/s 2，当速度减为零时滑行的距离为211.6m 2v x a == 然后返回向右运动，则物体不能回到A 点；物体向右加速，当到达斜面底端时的速度仍为4m/s ，然后滑上斜面重复原来的运动，可知工件第一次返回B 点后，会在传送带上来回往复运动，选项C 错误，D 正确。

故选AD 。

5．如图所示，A 、B 两个物体的质量分别为m 1、m 2，两物体之间用轻质弹性细线连接，两物体与水平面的动摩擦因数相等。

现对B 物体施加一水平向右的拉力F ，使A 、B 一起向右做匀加速运动。

下列说法正确的是（ ）A ．若某时刻撒去F ，则撤去F 的瞬间，A 、B 的加速度保持不变B ．若F 保持不变，水平面改为光滑的，则弹性细线的拉力大小不变C ．若将F 增大一倍，则两物体的加速度将增大一倍D ．若F 逐渐减小，A 、B 依然做加速运动，则在F 减小的过程中，弹性细线上的拉力与F 的比值不变【答案】BD【解析】【分析】【详解】A ．有F 作用时，B 物体水平方向受F 、弹性细绳的拉力和地面对B 的滑动摩擦力作用，撤去F 后，B 物体受弹性细绳的拉力和地面对B 的滑动摩擦力作用，故B 物体的受力情况发生变化，所以B 物体的加速度变化，故A 错误；B ．有F 作用时，水平面粗糙，由牛顿第二定律，得()()1212F m g m g m m a μ-+=+11=F m g m a μ-绳联立解得112=m F F m m +绳 若F 保持不变，水平面改为光滑的，由牛顿第二定律，得()12F m m a =+1=F m a 绳联立解得112=m F F m m +绳 可知弹性细线的拉力大小不变，故B 正确；C ．有F 作用时，水平面粗糙，由牛顿第二定律，得()()1212F m g m g m m a μ-+=+若将F 增大一倍，滑动摩擦力不变，故两物体的加速度不会增大一倍，C 错误； D ．有F 作用时，水平面粗糙，由牛顿第二定律，得()()1212F m g m g m m a μ-+=+11=F m g m a μ-绳联立解得112=m F F m m +绳 可知，F 减小，弹性绳上的拉力与F 的比值不变，故D 正确。

故选BD 。

6．如图所示，一倾角为θ的倾斜传送带以速度v 顺时针匀速运转，t =0时刻，一小滑块(可视为质点)从传送带底端处以初速度v 0沿传送带向上滑上传送带，在t 0时刻离开传送带.则下列描述小滑块的速度随时间变化的关系图象可能正确的是A ．B ．C ．D ．【答案】ABD【解析】【分析】【详解】ACD.根据题意，设传送带倾角为θ，动摩擦因数μ.若：sin cos mg mg θμθ>滑块沿斜面的合力不可能为0，也就不可能匀速运动．若v 0>v ，滑动摩擦力沿传送带向下，合力是滑动摩擦力和重力沿传送带分力之和； 减速v 0=v 之后，滑动摩擦力沿传送带向上，合力是滑动摩擦力和重力沿传送带分力之差，也就是加速度变小，当传送带较短时，滑块将从上端离开传送带，不会反向运动，当传送带较长时，滑块速度减小为0后，后反向运动从传送带下端离开，故C 错误，AD 正确；B.若sin cos mg mg θμθ<若v 0<v ，沿斜面方向合力沿斜面向上物块匀加速，当加速到与传送带速度相等时，做匀速运动，滑块与传送带之间是静摩擦力，故B 正确．7．如图所示，一质量为M 、带有挂钩的小球套在倾角为θ的细杆上，恰能沿杆匀速下滑，小球所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力.若在小球下滑过程中在挂钩上加挂质量为m 的物体或改变倾角θ，则下列说法正确的是（ ）A ．仅增大θ（θ<90°）时，小球被释放后仍能沿杆匀速下滑B ．仅增大θ（θ<90°）时，小球被释放后将沿杆加速下滑C ．θ不变，仅在挂钩上加挂物体时，小球被释放后将沿杆加速下滑D ．θ不变，仅在挂钩上加挂物体时，挂钩对物体的拉力等于物体的重力【答案】BD【解析】【分析】【详解】AB ．当球形物体沿细杆匀速下滑时，由力的平衡条件可知cos sin cos N F Mg Mg Mg θθμθ==解得tan μθ=仅增大θ（θ<90°），则有球形物体的重力沿杆的分力大于杆对球形物体的摩擦力，小球被释放后沿杆加速下滑，选项A 错误，B 正确；CD ．当挂上一质量为m 的物体时，以两物体整体为研究对象，沿杆向下的重力分力为1()sin F M m g θ=+当挂上一质量为m 的物体时，球形物体所受的摩擦力即沿杆向上的力，大小为2()cos f F F M m g μθ==+摩擦力增大，分析可知12F F =，因此球形物体仍沿细杆匀速下滑。

所以挂钩对物体的拉力等于物体的重力。

选项C 错误，D 正确。

故选BD 。

8．如图所示，物块A 、B 静止叠放在水平地面上，B 受到大小从零开始逐渐增大的水平拉力F 作用，A 、B 间的摩擦力f 1、B 与地面间的摩擦力f 2随水平拉力F 变化的情况如图乙所示。

已知物块A 的质量m =3kg ，取g =10m/s 2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（ ）A ．当0<F <4N 时，A 、B 保持静止B ．当4N<F <12N 时，A 、B 发生相对运动C ．A 、B 两物块间的动摩擦因数为0.2D ．物块B 与地面间的动摩擦因数为0.2【答案】AC【解析】【分析】【详解】A ．当0<F <4N 时，AB 间没有摩擦力作用，因此AB 处于静止状态，A 正确；B ．当4N<F <12N 时，由图可知，B 与地面间摩擦力是滑动摩擦力，而A 、B 间是静摩擦力，因此B 在地面上滑动，而AB 保持相对静止，B 错误；CD ．当拉力达到12N ，A 、B 恰好将发生相对滑动，此时两者加速度相等，对物体A ，根据牛顿第二定律1A f m a =将A 、B 作为一个整体，根据牛顿第二定律2A B (+)F f m m a -=代入数据，两式联立得B 1kg m =由于发生滑动时1A A f m g μ=2B A B ()f m m g μ=+可知A =0.2μ ，B =0.1μC 正确，D 错误。