《高考物理100考点模拟题千题精练(必修一)》专题3.11 加速运动的叠加体问题（基础篇）（解析版）

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2021 年高考物理 100 考点最新模拟题千题精练
第三部分 牛顿运动定律
专题 3.11．加速运动的叠加体问题（基础篇）
一．选择题
1．（2020 河北石家庄期末调研）如图所示，长木板左端固定一竖直挡板，轻质弹簧左端与挡板连接，
右端连接一小物块，在小物块上施加如图所示的水平恒力 F，整个系统一起向右在光滑水平面上做匀
加速直线运动。已知长木板质量为 M，小物块质量为 m，弹簧劲度系数为 k，形变量为 x（x≠0），则
（　　）
A. 小物块的加速度为
B. 小物块受到的摩擦力大小一定为 kx-
C. 小物块受到的摩擦力大小可能为 kx+，方向水平向左
D. 小物块与长木板之间可能没有摩擦力
【参考答案】ACD
【名师解析】对整个系统，由牛顿第二定律得：加速度为 a=，故 A正确。取水平向右为正方向。假设
小物块受到的摩擦力大小为 f，方向水平向右。若弹簧对小物块的弹力方向水平向右。
对小物块，根据牛顿第二定律得：F+f+kx=ma，得 f=-kx+ma-F=-kx+m• -F=-（kx+），负号表示 f方
向水平向左，大小为 kx+。若弹簧对小物块的弹力方向水平向左，对小物块，根据牛顿第二定律得：
1
F+f-kx=ma，得 f=kx+ma-F=kx+m• -F=kx-。若 kx-，则 f=0，故 B错误，CD 正确。
【关键点拨】。
整个系统一起向右在光滑水平面上做匀加速直线运动，对整体，利用牛顿第二定律求加速度，对小物
块，根据牛顿第二定律求小物块受到的摩擦力大小，并判断摩擦力方向。
解决本题时，要考虑弹簧的状态，要知道弹簧可能处于压缩状态，也可能处理伸长状态，采用假设法
列式分析。
2.如图所示，在光滑水平面上叠放着 A、B两物体。现对 A施加水平向右的拉力 F，通过传感器可测得
A的加速度 a随拉力 F变化的关系如图 B所示。已知重力加速度 g = 10 m/s2，由下列说法正确的是
A．A的质量是 5kg
B．B的质量是 5kg
C．A、B之间的动摩擦因数是 0.4
D．A、B之间的动摩擦因数是 0.8
【参考答案】BC
【名师解析】
拉力 F很小时，AB 两物体何持相对静止，以相同的加速运动，后来 B在A上表现滑动。
当拉力 F1=60N 时，A物体加速度 a1=4m/s2，两物体恰好要相对滑动，这时 AB 间的摩擦力是最大静摩擦力，
根据牛顿第二定律，以 B为对象有： ①
对A有： ②
当拉力 F2=100N 时，A物体加速度 a2=8m/s2，两物体发生相对滑动，这时 AB 间是滑动静摩擦力，根据牛
顿第二定律,对A有： ③
由①②③解得： ； ； ，故 B、C正确，A、D错误。
3.（2018 湖南长郡中学实验班选拔考试）如图所示，质量分别为 m1、m2的两物块叠放在一起，以一定的初
速度一起沿固定在水平地面上倾角为 α的斜面上滑。已知 m2与斜面间的动摩擦因数 μ<tanα，则
2
A．整体在上滑的过程中处于失重状态
B．整体在上滑到最高点后将停止运动
C．两物块之间的摩擦力在上滑与下滑过程中大小相等
D．两物块之间的摩擦力在上滑过程中大于下滑过程
【参考答案】.AC
【名师解析】整体在上滑的过程中一定做匀减速直线运动，加速度沿斜面向下，处于失重状态，选项 A正
确；根据题述已知 m2与斜面间的动摩擦因数 μ<tanα，可知所受摩擦力大小小于重力沿斜面方向的分力，整
体在上滑到最高点后将沿斜面返回，做匀加速直线运动，选项 B错误；对物块上滑过程，对 m1、m2的两物
块叠放整体，由牛顿第二定律，（m1+m2）gsinα+μ（m1+m2）gcosα=（m1+m2）a1，设上滑过程中两物块之
间的摩擦力为 f1，隔离物块 m1，分析所受力，由牛顿第二定律，m1gsinα+ f1= m1a1，解得 f1=μm1gcosα；对
物块下滑过程，对 m1、m2的两物块叠放整体，由牛顿第二定律，（m1+m2）gsinα-
μ（m1+m2）gcosα=（m1+m2）a2，设下滑过程中两物块之间的摩擦力为 f2，隔离物块 m1，分析所受力，由
牛顿第二定律，m1gsinα- f2= m1a2，解得 f2=μm1gcosα；选项 C正确 D错误。
4. (2017·哈尔滨三中模拟)如图所示，光滑水平面上放置着四个相同的木块，其中木块 B与C之间用一轻弹
簧相连，轻弹簧始终在弹性限度内。现用水平拉力 F拉B木块，使四个木块以相同的加速度一起加速运动，
则以下说法正确的是(　　)
A．一起加速过程中，C木块受到四个力的作用
B．一起加速过程中，D所受到的静摩擦力大小为
C．一起加速过程中，A、D木块所受摩擦力大小和方向相同
D．当 F撤去瞬间，A、D木块所受静摩擦力的大小和方向都不变
【参考答案】.BC
【名师解析】：　在水平拉力 F的作用下，四个木块以相同的加速度一起加速运动，则由牛顿第二定
律可知，对整体有 F＝4ma，对 A、D木块有 fA＝fD＝ma，解得 A、D木块所受摩擦力大小 fA＝fD＝，方向均
水平向右，故 B、C正确；一起加速过程中，C木块受到重力、D木块对其的压力和静摩擦力、地面对其
的支持力及弹簧对其的弹力，共五个力的作用，故 A错误；当 F撤去瞬间，D木块所受静摩擦力的大小和
方向均不变，而A木块所受静摩擦力的大小不变但反向，故 D错误。
5.(2016·江苏泰州期末)如图所示，在光滑平面上有一静止小车，小车质量为 M＝5 kg，小车上静止地放置
3
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