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第四章 运动和力的关系
一、单选题
1．2020年11月10日，“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909米。“奋斗者”号这条庞然“大鱼”有几十吨重，两人多高，从“蛟龙”号到“奋斗者”号，中国深潜勇士不断向洋底最深处进军。在这则新闻中涉及了长度、质量和时间及其单位，下列说法正确的是（　　）
A．“深度10909米”中，“米”是国际单位制中力学三个基本物理量之一
B．力学中的三个基本物理量是长度、质量、时间，物理学中所有的物理量都有单位
C．“有几十吨重”中，“吨”是国际单位制中的导出单位
D．“千克米每二次方秒”被定义为“牛顿”，“牛顿”是国际单位制中的导出单位
2．关于力学单位制，下列说法正确的是（　　）
A．在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式是F=kma（k≠1）
B．千克、米、牛顿是基本单位
C．根据单位换算可知，1m/s2=lN/kg
D．米/秒、米/秒2、千克都是导出单位
3．关于物理量和物理量的单位，下列说法中正确的是（　　）
A．在力学范围内，国际单位制规定长度、质量、力为三个基本物理量
B．后人为了纪念牛顿，把“牛顿”作为力学中的基本单位
C．1N=1kg m s﹣2
D．“秒”“克”“摄氏度”都属于国际单位制的单位
4．下列单位中，哪组单位都是国际单位制中的基本单位（　　）
A．千克、秒、牛顿 B．克、千米、秒
C．千克、米、秒 D．牛顿、克、米
5．如图所示，m2叠放在m1上，m1位于光滑水平面上，m1、m2间的动摩擦因数为μ，现在m2上施加一个随时间变化的力（k为常数），则下列图中能定性描述m1、m2的加速度a1、a2关系的是（　　）
A．A B．B C．C D．D
6．下列有关物理知识的表述正确的是（　　）
A．所有的物理量都有单位
B．米、千克、秒都属于国际单位制中的基本单位，牛顿是导出单位
C．在“嫦娥三号”卫星中的物体处于完全失重状态，所以没有惯性
D．牛顿第一定律是牛顿第二定律在合外力为零的情况下的一个特例
二、多选题
7．如图所示，质量均为m 的物块A 和B 用一劲度系数为k 的轻弹簧相连，竖直放置在光滑的水平面上，A上放有质量为2m 的物块 C， 三者均处于静止状态。已知重力加速度为g，若将 C 迅速移开(移开C 所用时间可忽略不计)，则
A．移开 C 后瞬间，地面对B 的支持力大小为2mg
B．移开C 后瞬间，A 的加速度大小为2g
C．移开C 后 ，A 向上运动至速度最大时，B 开始离开地面向上运动
D．B 对地面压力为零时，A 向上运动的距离为
8．如图所示，质量不等的木块A和B的质量分别为m1和m2，置于光滑的水平面上．当水平力F作用于左端A上，两物体一起做匀加速运动时，A、B间作用力大小为F1．当水平力F作用于右端B上，两物体一起做匀加速运动时，A、B间作用力大小为F2，在两次作用过程中（　　）
A．F1+F2＜F B．F1+F2=F C．F1=F2 D． =
三、填空题
9．为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图1所示的器材：A为小车，B为电火花计时器，C为装有沙子的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板．保持小车的质量不变，改变小桶中沙子的质量（实验中认为细绳对小车拉力F等于沙子和小桶的总重力），测得小车所受绳子的拉力F和加速度a的数据如表：
F/N 0.21 0.30 0.40 0.49 0.60
a/（m s﹣2） 0.10 0.21 0.29 0.41 0.49
①根据测得的数据，在图2中作出a﹣F图象　 　；
②对你作出的图象进行分析，可得出小车与长木板之间的摩擦力Ff=　 　N．
10．某同学用如图所示的实验装置来探究“质量一定时，加速度与合外力的关系”。所用器材包括：气垫导轨、滑块（上方安装有宽度为d的遮光片）、两个与计算机相连接的光电门、砝码盘和砝码等。
请根据下列实验步骤完成填空。
实验步骤如下：
⑴开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间　 　（选填“近似相等”或“不相等”）时，可认为气垫导轨水平；
⑵用天平测砝码与砝码盘的总质量m1、滑块（含遮光片）的质量m2，保证m1　 　（选填“远小于”“近似相等”或“远大于”）m2；
⑶用细线跨过光滑轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接，并让细线水平拉动滑块；
⑷令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动，和计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A、B两处的光电门的遮光时间 、 及遮光片从A运动到B所用的时间t12。滑块经过光电门A的速度大小为　 　，滑块经过光电门B的速度大小为　 　；
⑸在遮光片随滑块从A运动到B的过程中，利用滑块经过光电门A和B的速度大小、遮光片从A运动到B所用的时间t12求出滑块的加速度大小，加速度大小为　 　；
⑹不断改变砝码盘中的砝码个数，重复上述步骤，记录多组实验数据。
四、解答题
11．风洞实验室中可以产生方向竖直向上、大小可调节的风力。如图所示，将一套有小球的细直杆放入风洞实验室，小球孔径略大于细杆直径，细杆与小球之间的动摩擦因数为 ，小球的质量为m=1kg，重力加速度大小为g=10m/s2.当细杆在与水平方向成θ=30°角的方向上倾斜固定时，调节竖直向上风力的大小为某一恒定值，小球在细杆上刚好以α=20m/s2的加速度大小、沿细杆向上做匀加速直线运动。试求竖直向上风力的大小。
12．三明钢铁厂某分厂用传送带把工件传送到高处，图甲为该装置示意图。传送带与水平面的夹角θ=37°，A、B两端相距L1=7m。一可视为质点、质量为m=40kg的工件从A端无初速度释放后运送至B端。已知工件与传送带之间的动摩擦因数μ1=0.8，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。
（1）若传送带以v=2m/s的速度顺时针运转，求工件从A端运送至B端所用的时间；
（2）2021年秋冬季开始，因节能减排限时供电，传送带停止运转。为了不影响工作进度，如图乙，工人将工件置于木板最上端，拉动连接木板且与传送带平行的轻绳，完成运送工作。已知木板质量M=10kg，工件与木板之间的动摩擦因数μ2=0.8，木板与传送带之间的动摩擦因数=0.25，木板上端到传送带上端的距离为L2=5.25m，不计轻绳与定滑轮间的摩擦力与空气阻力
（i）为避免工件与木板相对滑动，求工人所用拉力的最大值；
（ii）若工人用（i）中的最大拉力将工件与木板由静止开始拉动，一段时间后撤去拉力，工件恰好能运动到B端，求拉力的作用时间.
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】单位制及量纲
2．【答案】C
【知识点】单位制及量纲
3．【答案】C
【知识点】单位制及量纲
4．【答案】C
【知识点】单位制及量纲
5．【答案】B
【知识点】牛顿运动定律的应用—板块模型
6．【答案】B
【知识点】单位制及量纲；惯性与质量
7．【答案】B,D
【知识点】牛顿运动定律的综合应用
8．【答案】B,D
【知识点】对单物体(质点)的应用；整体法隔离法
9．【答案】；0.10
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
10．【答案】近似相等；远小于；；；
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
11．【答案】解：沿细杆和垂直细杆建立坐标系：设风力大小为F，细杆对小球的支持力大小为F1、摩擦力大小为F2，受力如图所示，有
沿细杆Fsinθ-F2-mgsinθ=ma①
垂直细杆Fcosθ-F1-mgcosθ=0②
由摩擦定律得F2=μF1③
解得
【知识点】牛顿第二定律
12．【答案】（1）6s；（2）(i)420N；(ii)5s
【知识点】牛顿运动定律的应用—传送带模型
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