内容正文:
第二章 相互作用
1、 重力、弹力、摩擦力 牛顿第三定律 受力分析
1.(苏州市苏州高新区第一中学2025-2026学年高三上学期第一次月考)如图所示,一个大人(甲)跟一个小孩(乙)站在水平地面上手拉手比力气,结果大人把小孩拉过来了.对这个过程中作用于双方的力的关系,下列说法正确的是( )
A. 大人拉小孩的力一定比小孩拉大人的力大
B. 大人拉小孩的力与小孩拉大人的力大小一定相等
C. 大人拉小孩的力与小孩拉大人的力是一对平衡力
D. 只有在大人把小孩拉动过程中,大人的力才比小孩的力大,在可能出现的短暂相持过程中,两人的拉力一样大
【答案】B
【解析】不管大人和小孩处于什么状态,大人拉小孩的力与小孩拉大人的力大小一定相等,二力是一对一对作用力和反作用力.故选B.
2.(扬州高邮市2025-2026学年高三上学期开学调研)如图所示,猴子吊在空中不动,下列说法正确的是( )
A. 树枝对猴子的支持力一定竖直向上
B. 猴子受重力G、树枝对它的作用力F
C. 拉力F和重力G是一对相互作用力
D. 当猴子用力向下拉动树枝时,猴子对树枝的力大于树枝对猴子的力
【答案】B
【解析】树枝对猴子的支持力垂直于接触面,不一定竖直向上,A错误;猴子受到树枝对它的拉力与自身的重力,静止在空中,合力为0,根据平衡力的特点,得猴子受到树枝的作用力与重力是一对平衡力,B正确、C错误;根据牛顿第三定律得,树枝对猴子的拉力与猴子对树枝的拉力是一对作用力与反作用力,大小相等,D错误.故选B.
3.(海安高级中学2025-2026学年高三上学期第一次月考)餐具回收装置上有两条很长的水平传送条,由电动机带着向左做匀速直线运动.一位同学在装置的最右端将饭盘轻放在两条传送条上.若饭盘在运动到装置最左端前已做匀速直线运动,则在整个过程中饭盘( )
A.不受摩擦力
B.先受到向左的静摩擦力,后不受摩擦力
C.先受到向左的滑动摩擦力,后不受摩擦力
D.先受到向左的滑动摩擦力,后受到向左的静摩擦力
【答案】C
【解析】该题考查了摩擦力的判断和计算,解答本题时注意物块刚放上时,分不清两者的相对运动情况,容易导致滑动摩擦力方向判断错误.饭盘从右端向左端运动,先加速后运动,则加速时先受到向左的滑动摩擦力,后匀速时不受摩擦力.故选C.
4.(泰州市兴化第一中学2025-2026学年高三上学期教学质量调研)深圳一些地铁站的扶梯(每一级水平),在没有人时极慢运行,当人一站上去时,扶梯就加速运动起来.如图所示,在电梯向上加速的时候( )
A. 电梯对人的支持力等于重力 B. 电梯对人没有摩擦力的作用
C. 电梯对人的摩擦力水平向右 D. 电梯对人的摩擦力对人做负功
【答案】C
【解析】由题意知,人在加速运动时,人的加速度沿电梯斜向上,有竖直向上的分加速度,根据牛顿第二定律,电梯对人的支持力大于其重力,A错误;人的加速度沿电梯斜向上,有水平向右的分加速度,根据牛顿第二定律可知,电梯对人的摩擦力的方向水平向右,B错误,C正确;由于电梯对人的摩擦力方向水平向右,与人的位移方向的夹角为锐角,故电梯对人的摩擦力对人做正功,D错误.故选C.
5.(南通市海安市2025-2026学年高三上学期开学)如图所示,细线1、2与两相同的轻质弹簧连接竖直悬挂在点,细线3、4与两弹簧首尾相连,弹簧底端悬挂一重物静止时,1、2紧绷,3、4自然伸长且绳中无弹力.现将2剪断,重物再次静止时( )
A. 1中拉力变大 B. 弹簧中拉力变大 C. 3中拉力比4大 D. 重物的位置上移
【答案】D
【解析】1中拉力总等于重物的重力,则大小不变,A错误;剪断2之前,两弹簧串联,每个弹簧拉力都等于重物的重力;剪断2之后两弹簧并联,则每个弹簧的拉力等于重物重力的一半,可知弹簧中拉力变小,B错误;由以上分析可知,3中拉力与4中拉力相等,C错误;因弹簧弹力变为原来的一半,则弹簧伸长量减小,重物的位置上移,D正确.故选D.
6.(苏州市苏州高新区第一中学2025-2026学年高三上学期第一次月考)如图所示,一根竖直放置的轻弹簧原长10cm,在其上端轻轻放上一个小物块,整个装置静止后,轻弹簧长度变为7cm,已知轻弹簧的劲度系数为5N/cm,弹簧的形变在弹性限度内.则小物块的重力大小为( )
A. 50N B. 35N C. 15N D. 12N
【答案】C
【解析】小物块的重力与弹簧弹力大小相等,则,故选C.
7.(南通市海安市2025-2026学年高三上学期开学)如图所示,一箱子放在水平地面上,现对箱子施加一斜向上的拉力F,保持拉力的方向不变,在拉力F的大小由零逐渐增大的过程中.关于摩擦力f的大小随拉力F的变化关系,下列四副图可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设F与水平方向的夹角为θ,木箱处于静止状态时,根据平衡条件得:木箱所受的静摩擦力为,F增大,f增大;当拉力达到一定值,箱子运动瞬间,静摩擦力变为滑动摩擦力,由于最大静摩擦力略大于滑动摩擦力,故摩擦力有个突然减小的过程;木箱运动时,所受的支持力,
F增大,N减小,此时木箱受到的是滑动摩擦力,大小为,N减小,则f减小,故B正确,ACD错误.故选B.
8.(盐城市五校联考2025-2026学年高三上学期10月)如图所示为小猫蹬地跃起腾空追蝶的情景,则( )
A.飞行的蝴蝶受到了重力和空气对它的作用
B.蝴蝶转弯时所受合力沿运动方向
C.小猫在空中受重力和弹力的作用
D.小猫蹬地时弹力大于地对小猫的弹力
答案:A
9.(南京市两校联合体2025-2026学年高三上学期10月)机器人服务人类的场景正步入现实生活中,例如餐厅使用机器人来送餐.某餐厅的送餐机器人的结构简化为如图所示的示意图,机器人的上表面保持水平,当菜品随着机器人一起做匀速直线运动时,下列说法正确的是( )
A. 菜品受到的摩擦力方向与其运动方向相同
B. 菜品受到的合外力始终不变
C. 菜品的质量越大,受到的静摩擦力越大
D. 菜品受到的摩擦力与菜品和机器人上表面间的动摩擦因数成正比
【答案】B
【解析】当菜品随着机器人一起做匀速直线运动时,菜品只受到重力和支持力的作用,没有受到摩擦力,A、C、D错误;由平衡条件可知,菜品受到的合外力为0(不变),B正确.故选B.
10.(盐城市四校2025-2026学年高三(上)第一次质量检测)如图所示,一简易书架置于水平点面上,书架中斜放着一叠书本,书和书架都处于静止状态.下列说法中正确的是( )
A. 书本对书架底面有向右的摩擦力
B. 桌面对书架有向右的摩擦力
C. 书架对书本的作用力大于书本的重力
D. 桌面对书架的作用力大于书本和书架的总重力
【答案】A
【解析】书相对于书架地面有向右运动的趋势,因此书架地面对书有向左的静摩擦力,根据牛顿第三定律可知,书本对书架底面有向右的摩擦力,A正确;将书和书架看成一个整体,该整体在竖直方向受到重力与桌面对其的支持力,竖直方向合力为零,若桌面对书架有向右的摩擦力,则水平方向合力不为零,书架不可能处于静止状态,因此水平方向桌面对书架没有摩擦力的作用,B错误;书本处于静止状态,竖直向下受到重力,则可知书架对书本的作用力一定竖直向上,且大小等于书本的重力,C错误;书本和书架处于静止状态,竖直向下受到重力,则可知桌面对书架的作用力一定竖直向上,大小等于书本和书架的总重力,D错误.故选A.
2、 力的合成与分解
11.(连云港市板浦高级中学2025-2026学年高三上学期月考)下列各选项中,负号表示方向的是( )
A. “-1J”的功 B. “-1C”的电量
C. “”的加速度 D. “-1Wb”的磁通量
【答案】C
【解析】功是标量,功有正负,但正表示动力做功,负表示阻力做功,即正负表示一种性质,不表示方向,A错误;电量是标量,电量的正负表示带电体带正电还是带负点,即表示性质,不表示方向,B错误;加速度是矢量,加速度的正负表示方向,C正确;磁通量是标量,磁通量有正负,若磁场穿过线圈平面的方向与规定方向相同取正值,与规定方向相反取负值,但磁通量的正负不表示方向,D错误.故选C.
12.(盐城市五校联考2025-2026学年高三上学期10月)如图所示,一只可视为质点的蚂蚁在半球形碗内缓慢从底部经过 b 点爬到 a 点.下列说法正确的是( )
A.在a点蚂蚁受到的合力大于在b点受到的合力
B.在a点碗对蚂蚁的作用力大于在b点的作用力
C.在a点碗对蚂蚁的支持力大于在b点的支持力
D.在a点碗对蚂蚁的摩擦力大于在b点的摩擦力
【答案】D
13.(苏州市苏州高新区第一中学2025-2026学年高三上学期第一次月考)如图所示,一飞行器在月球表面起飞后某段时间内做匀加速直线运动,其飞行方向与水平面成角.则此段时间发动机的喷气方向可能( )
A. 沿1的方向 B. 沿2的方向 C. 沿3的方向 D. 沿4的方向
【答案】B
【解析】飞行器在月球表面起飞后某段时间内做匀加速直线运动,可知飞行器受到重力和推力的合力方向与速度方向相同,由于推力方向与发动机的喷气方向相反,结合平行四边形定则可知,此段时间发动机的喷气方向可能沿2的方向.故选B.
14. (淮安市某重点中学2025-2026学年高三上学期月考)如图所示俯视图,当汽车陷入泥潭时,需要救援车辆将受困车辆拖拽驶离.救援人员发现在受困车辆的前方有一坚固的树桩可以利用,根据你所学过的知识判断,下列情况中,救援车辆用同样的力拖拽,受困车辆受到的拉力最大的方案为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A图中,根据受力分析可知,救援车辆的拉力为受困车辆所受拖拽力的一半;B图中,根据受力分析可知,救援车辆的拉力为缆绳两侧拖拽拉力的合力,因初始时刻两分力夹角接近180°,合力远小于两分力(小于所受拖拽力的一半);C图中,缆绳与树桩构成定滑轮系统,仅改变力的方向,未改变力的大;D图中,根据受力分析可知,救援车辆的拉力为受困车辆所受拖拽力的2倍;综上所述B图最省力.故选B.
3、 共点力的平衡及其应用
15.(连云港市板浦高级中学2025-2026学年高三上学期月考)如图所示,一只壁虎在一块竖直玻璃上由P点沿直线运动到Q点,关于壁虎在竖直面内受到的力,结合运动情况下列受力分析图可能正确的是( )
A. 缓慢爬行 B. 缓慢爬行
C. 加速爬行 D. 加速爬行
【答案】C
【解析】壁虎缓慢爬行时,壁虎受重力和墙壁的作用力而处于平衡状态,重力竖直向下,墙壁对其作用力为竖直向上,A、B错误;壁虎加速爬行时,壁虎受重力和墙壁的摩擦力,合外力沿运动方向,C正确,D错误.故选C.
16.(盐城市四校2025-2026学年高三(上)第一次质量检测)质量为m的翼装飞行者从高空跳下,通过调整身体实现飞行并控制方向,如图所示,当他斜向上以加速度g减速直线飞行时,所受空气作用力( )
A. 大小等于mg B. 大小等于 C. 方向竖直向上 D. 方向垂直于AB向上
【答案】A
【解析】翼装飞行者斜向上以加速度g减速直线飞行时,由牛顿第二定律可知,重力与空气作用力的合力大小为mg,方向斜向左下方,如图所示,
由图可得空气作用力大小为,方向与AB成角,斜向左上方,A正确,B、C、D错误.故选A.
17.(连云港市板浦高级中学2025-2026学年高三上学期月考)如图所示,水平放置的电子秤上有一磁性玩具,玩具由哑铃状物件P和左端有玻璃挡板的凹形底座Q构成,其重量分别为和.用手使P的左端与玻璃挡板靠近时,感受到P对手有靠向玻璃挡板的力,P与挡板接触后放开手,P处于“磁悬浮”状态(即P和Q的其余部分均不接触),P与Q间的磁力大小为F.下列说法正确的是( )
A. Q对P的磁力大小等于
B. P对Q的磁力方向竖直向下
C. Q对电子秤的压力大小等于+F
D. 电子秤对Q支持力大小等于+
【答案】D
【解析】由题意可知,因手使P的左端与玻璃挡板靠近时,感受到P对手有靠向玻璃挡板的力,即Q对P有水平向左的磁力;P与挡板接触后放开手,P处于“磁悬浮”状态,则说明Q对P有竖直向上的磁力,则Q对P的磁力方向斜向左上方向,其磁力F大小大于,A、B错误;对PQ的整体受力分析,竖直方向电子秤对Q的支持力大小等于+,即Q对电子秤的压力大小等于+,C错误,D正确.故选D.
18.(扬州市宝应县2025-2026学年高三上学期期初检测)如图甲所示,趣味运动会上有一种“背夹球”游戏,A、B两个运动员背夹篮球完成各种动作.其过程可以简化为图乙所示,假设两运动员背部给篮球的压力均在同一竖直面内,不计摩擦,现保持A背部竖直,B背部倾斜且其与竖直方向的夹角α缓慢增大,而篮球保持静止,在此过程中( )
A. A对篮球的压力大于篮球对A的压力 B. A、B对篮球的合力增大
C. A对篮球的压力减小 D. B对篮球的压力增大
【答案】C
【解析】对篮球的压力和篮球对的压力是作用力与反作用力的关系,大小相等,A错误;根据平衡条件可得,A、B对篮球合力始终等于篮球的重力,B错误;根据篮球受到的三个力对应的矢量三角形,如图
可得在角增大的过程中,A、B对篮球的压力均减少,C正确,D错误.故选C.
19.(泰州中学2025-2026学年高三上学期10月月考)A、B是天花板上相距l两点,将长度为2l的均匀铁链悬挂于A、B点,如图所示,现将A、B两点缓慢靠近,则( )
A. A点对铁链的拉力逐渐减少
B. A点对铁链的拉力不变
C. 铁链的重心逐渐升高
D. 铁链的重心始终在铁链上的O点
【答案】A
【解析】铁链的质量是均匀的,故其重心一定在最低点的上方,将A、B两点缓慢靠近,最低点下降,则铁链的重心逐渐降低,C、D错误;对铁链受力分析,如图所示,
A点对铁链的拉力沿着该处铁链的切线方向,设与竖直方向的夹角为,设铁链的重力为,根据平衡条件可得,解得,将A、B两点缓慢靠近,减小,则拉力减小,A正确,B错误.故选A.
20.(泰州中学2025-2026学年高三上学期10月月考)如图所示,解放军战士在水平地面上拉着轮胎做匀速直线运动进行负荷训练,运动过程中保持双肩及两绳的端点A、B等高.两绳间的夹角为,所构成的平面与水平面间的夹角恒为,轮胎重为G,地面对轮胎的摩擦阻力大小恒为Ff,则每根绳的拉力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设每根绳的拉力为F,则这两根绳拉力的合力,方向沿绳子所组成角的角平分线,与水平面的夹角为α,受力分析如图所示
对轮胎,解得,故ABD错误,C正确.故选C.
21.(泰州市靖江市2025-2026学年高三上学期第一次月考)学校组织趣味运动会,某运动员手持乒乓球拍托着球沿水平直赛道向前跑,运动员速度越大,乒乓球受到的水平风力越大.已知球拍面与水平面的夹角为53°,乒乓球的质量为2.7g,乒乓球与球拍面之间的动摩擦因数为0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取,,不考虑乒乓球的滚动,当运动员以某一速度匀速向前跑时,乒乓球恰好不下滑,关于此时的乒乓球下列说法正确的是( )
A.乒乓球受到的摩擦力方向沿球拍向下
B.乒乓球受三个力的作用
C.乒乓球受到的风力大小为
D.如果球拍面竖直,则乒乓球不会下滑
【答案】C
【解析】对三力平衡问题,一般根据平衡条件画出力合成时的平行四边形.对四力或四力以上的平衡问题,一般建立合适的直角坐标系,对各力按坐标轴进行分解.乒乓球恰好不下滑,所以乒乓球有沿球拍下滑的趋势,乒乓球受到的摩擦力方向沿球拍向上,A错误;对乒乓球进行受力分析,受到重力、球拍支持力、球拍的摩擦力和水平风力共四个力的作用,B错误;以乒乓球为对象,根据平衡条件可得,,又,联立解得乒乓球受到的风力大小为,
C正确;当球拍竖直时,如果水平风力不变,由于,则乒乓球会下滑,D错误.故选C.
22.(马坝高级中学2025-2026学年高三上学期第一次调研)图甲是表演抖空竹时的动作,图乙为示意图.假设空竹光滑且不考虑其转动,某时刻表演者两手水平,左手不动,右手缓慢向右移动一小段距离,则细线拉力( )
A. 减小 B. 增大 C. 不变 D. 条件不足,无法确定
【答案】B
23.(淮安市某重点中学2025-2026学年高三上学期月考)如图,弹性绳一端系于A点,刚好穿过固定在A处正下方B处两个光滑小轮,另一端与套在粗糙水平杆上的小球相连,弹性绳原长恰好等于AB间距.小球从图示位置由静止释放,弹性绳始终遵循胡克定律,则小球向左运动过程中受到的滑动摩擦力大小( )
A. 不断增加 B. 不断减小
C. 始终不变 D. 先增加后减小
【答案】C
【解析】设动摩擦力因数为,B点与杆间距为d,弹性绳与杆夹角为,小球向左运动过程中受到的滑动摩擦力,若弹力在竖直方向的分力大于小球的重力有,若弹力在竖直方向的分力小于小球的重力有,均是定值.故选C.
24.(泰州市兴化第一中学2025-2026学年高三上学期教学质量调研)某人用绕过定滑轮的绳子提升重物,若人拉绳的速度越来越快,人相对地面始终静止,则此过程中( )
A. 人对地面的压力一定变小
B. 地面对人的摩擦力一定变大
C. 人对地面的压力可能不变
D. 地面对人的摩擦力一定变小
【答案】C
【解析】若人拉绳使重物匀加速上升,以重物为对象,根据牛顿第二定律可得,可知绳拉力大小恒定不变;由于人处于静止状态,可知人的受力保持不变,则地面对人的支持力和摩擦力均不变,根据牛顿第三定律可知,人对地面的压力不变.故选C.
25.(常州市金坛区第一中学2025-2026学年高三上学期9月)如图所示,桌面上固定一竖直挡板,现将一个质量恒定的A球与截面为三角形的垫块B叠放在一起,用水平外力F缓缓向左推动B,使A球慢慢升高,设各接触面均光滑,对于该过程,下列说法正确的是( )
A. 垫块B受到三个力的作用 B. 垫块B对桌面的压力逐渐增大
C. A球对垫块B的压力越来越小 D. 水平外力F大小恒定不变
【答案】D
【解析】以A球为研究对象,受力分析可知,A球受到重力、挡板的弹力和斜面的支持力三个力;以B球为研究对象,垫块B受到重力、A的压力、地面的支持力和推力F四个力作用,故A错误;当柱状物体向左移动时,垫块B对A的支持力和挡板对A球的支持力方向均不变,根据平衡条件得知,这两个力大小保持不变,即A球对垫块B的压力保持不变;对整体受力分析如图所示,根据受力平衡可得,,
可知地面对B的支持力不变,则垫块B对地面的压力不变;由于挡板对A球的支持力不变,可知水平外力F大小恒定不变,故BC错误,D正确.故选D.
26.(常州市北郊高级中学2025-2026学年高三上学期月考)如图所示,物体A重GA=40N,物体B重GB=20N,A与B,B与地的动摩擦因数相同.用水平绳将物体A系在竖直墙壁上,水平力F向右拉物体B,当F=30N时,才能将B匀速拉出.求
(1)接触面间的动摩擦因数多大?
(2)墙与A物体间绳子的张力多大?
【答案】(1)0.3 (2)12N
【解析】(1)对物体B,由平衡知识可知,,解得μ=0.3.(2)对A分析可知,.
27.(马坝高级中学2025-2026学年高三上学期第一次调研)2025年的国庆中秋双节同庆,很多地方悬挂起了红色的灯笼.如图所示,质量都为m的两个灯笼甲和乙用两根轻绳串接悬挂于O点,在稳定的水平风力作用下发生倾斜,悬挂于O点的轻绳与竖直方向的夹角,两灯笼大小相同且所受风力相同,重力加速度为g.求:
(1)悬挂于O点的轻绳拉力T1的大小及每个灯笼所受风力F的大小;
(2)甲乙两灯笼间的轻绳拉力T2的大小.
【答案】(1) (2)
【解析】(1)把两个灯笼作为整体分析,受到重力2mg、风力2F和轻绳拉力而处于平衡态,如图所示
由平衡条件可知竖直方向,水平方向,联立解得 ,,(2)对乙灯笼受力分析可知,其受到重力mg、风力F和轻绳拉力而平衡,
故,联立以上解得.
2mg
28.(扬州高邮市2025-2026学年高三上学期开学调研)如图甲所示,倾角的斜面A放置在水平面上,细线一端固定于墙面,另一端跨过斜面顶端的小滑轮与物块B相连,滑轮左侧的细线水平,右侧的细线与斜面平行.在外力F作用下,系统处于静止状态.已知B的质量为m,不计一切摩擦,重力加速度为g,.求:
(1)A对B的支持力的大小;
(2)外力F的大小;
(3)如图乙所示,撤去外力F后,A、B均做直线运动,求:
①A滑动的位移为x时,B的位移s的大小;
②A的速度为时,B的速度的大小.
【答案】(1) (2) (3)① ②
【解析】(1)对B进行受力分析,如图所示
由平衡条件可知,解得.
(2)由(1)可得,对A、B整体进行受力分析,如图所示,
由平衡条件可知,解得.
(3)①方法一:如图所示,由余弦定理得,解得.
方法二:如图所示,图中虚线为底边的中垂线,由数学知识可知,解得.
方法三:根据几何关系,,且,解得.
②根据速度的定义得,,则,解得.
4、 实验
1. 探究弹簧弹力与形变量的关系
29.(常州市金坛区第一中学2025-2026学年高三上学期9月)一个实验小组在“探究弹簧弹力和形变量的关系”的实验中,使用两条不同的轻质弹簧和来做实验,得到如图所示的弹力与弹簧长度的关系图像.下列表述正确的是( )
A. 测得的弹力与弹簧的长度成正比
B. 挂同样重的物体,的伸长量比的伸长量小
C. 的劲度系数比的小
D. 无法比较两个弹簧的原长大小
【答案】B
【解析】由,可知测得的弹力与弹簧的长度成一次函数关系,弹力与弹簧的形变量成正比,A错误;由图像的斜率表示弹簧的劲度系数,由图像可知a的劲度系数比b的大,C错误;由可知挂同样重的物体,a的伸长量比b的伸长量小,B正确;根据可知图像与横轴的截距表示原长,由图像可知a弹簧比b弹簧原长小,D错误.故选B.
2. 探究两个互成角度的力的合成规律
30.(马坝高级中学2025-2026学年高三上学期第一次调研)某同学探究两个互成角度的力的合成规律,如图甲所示,其中为固定橡皮筋的图钉,和为细线,为橡皮筋与细线的结点.图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示.关于该实验正确的是 ( )
A.本实验采用的是控制变量法
B.同一次实验,可以将橡皮筋的结点拉至不同位置
C.实验过程中只需要记录拉力的大小
D.的方向一定沿方向
【答案】D
31.(泰州市兴化第一中学2025-2026学年高三上学期教学质量调研)“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验装置如图所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,关于此实验,下列说法正确的是( )
A. 拉力方向应与木板平面平行,只需记录拉力的大小
B. 实验中把橡皮筋的另一端拉到O点时,两个弹簧测力计之间的夹角必须取90°
C. 用两个弹簧测力计拉橡皮条时,两绳夹角越大越好
D. 图中的力方向和细绳AO方向相同
【答案】D
【解析】拉力方向应与木板平面平行,需要记录拉力的大小和方向,故A错误;实验中,把橡皮筋的另一端拉到O点时,两个弹簧测力计之间的夹角大小适当即可,不一定要取90°,B错误;两测力计拉橡皮筋,两个力之间的夹角应适中,不宜过大或过小,C错误;图中的力是两个分力合力的实验值,其方向和细绳AO方向相同,D正确.故选D.
32.(扬州高邮市2025-2026学年高三上学期开学调研)某实验小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验时,操作有:
①记录O点的位置和两拉线的方向,并读出两弹簧测力计的示数和;
②撤去、,改用一个力单独拉住小圆环,仍使它处于O点;记录拉线方向,并读出弹簧测力计的示数;
③将白纸固定在木板上,橡皮条的一端连接轻质小圆环,另一端固定在G点;用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环,使小圆环静止于O点;
④用作图工具进行检验,并改变拉力的大小和方向,重做上述实验,检验所围成的图形是不是平行四边形,进而得出实验结论.
⑤用力的图示法画出拉力、及的图示,用虚线把拉力的箭头端分别与、的箭头端连接,围成的形状像是一个平行四边形;
(1)其合理的顺序是______;
(2)某次实验中弹簧测力计的示数如图丁所示,则示数为______N;
(3)用作图工具进行检验时,可以以、为邻边作平行四边形,得出合力的理论值F.下图中符合实验事实的是______;
A. B. C. D.
(4)下列措施可以减小实验误差的是______;
A. 橡皮条应与两拉线夹角的平分线在同一直线上
B. 用两个弹簧测力计去拉橡皮条时,弹簧测力计可以与木板不平行
C. 用两个弹簧测力计去拉橡皮条时,两个拉线的夹角必须是90°
D. 拉小圆环的拉线要适当长一点,记录拉线方向的两点要适当远一点
(5)小明同学将其中一个弹簧测力计拆去面板后悬挂在铁架台上,并用刻度尺测出挂不同钩码后弹簧的长度,已知每个钩码重力为,得到如下表所示的数据:
n(钩码个数)个
1
2
3
4
5
6
7
8
L(弹簧长度)/cm
6.10
8.10
10.11
12.10
14.09
16.10
18.09
20.11
小明利用Excel作出图像如图所示.小明依据图线认为弹簧原长为.你是否同意他观点?_____请简要说明理由.______
【答案】(1)③①②⑤④ (2)2.58##2.59##2.60##2.61##2.62##2.63 (3)A (4)D
(5)不同意 弹簧原长是不受任何外力(理想失重状态)时的长度;在实际操作中,通常将弹簧水平放置并不受其他外力的方式来近似测量弹簧原长;小明作出的图像的纵截距是弹簧在自身重力作用下的长度,不是弹簧原长,原长应小于该截距.
【解析】(1)“探究两个互成角度的力的合成规律”实验,首先要进行实验装置的安装与初始操作,即③将白纸固定在木板上,橡皮条一端连小圆环,另一端固定,用两个弹簧测力计拉小圆环至O点;接着①记录O点位置、两拉线方向和、示数;然后②撤去、,用一个力拉小圆环至O点,记录方向和示数;之后⑤用力的图示法画出、、,连接箭头端看形状;最后④用作图工具检验并重复实验.所以合理顺序是③①②⑤④.(2)由图丁可知,弹簧测力计的分度值是0.1N,此时指针指向2.60N刻度线处,所以示数为2.60N.(3)实验中,是用一个弹簧测力计拉小圆环时的实际合力(实验值),应与GO在同一直线上;是根据平行四边形定则,以、为邻边作出的合力(理论值),应是平行四边形的对角线.观察选项只有A符合实验事实.故选A.(4)橡皮条不需要与两拉线夹角的平分线在同一直线上,只要两次拉橡皮条都使小圆环到O点即可,该措施不能减小误差,故A错误;用两个弹簧测力计拉橡皮条时,弹簧测力计必须与木板平行,这样才能保证力在同一平面内,测量更准确,若不平行会增大误差,故B错误;
两个拉线的夹角不需要必须是,只要合适即可,该要求不是减小误差的措施,故C错误;拉小圆环的拉线适当长一点,记录拉线方向的两点适当远一点,这样能更准确地确定力的方向,减小实验误差,故D正确.故选D.(5)不同意小明观点.弹簧原长是不受任何外力(理想失重状态)时的长度;在实际操作中,通常将弹簧水平放置并不受其他外力的方式来近似测量弹簧原长;小明作出的图像的纵截距是弹簧在自身重力作用下的长度,不是弹簧原长,原长应小于该截距.
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第二章 相互作用
1、 重力、弹力、摩擦力 牛顿第三定律 受力分析
1.(苏州市苏州高新区第一中学2025-2026学年高三上学期第一次月考)如图所示,一个大人(甲)跟一个小孩(乙)站在水平地面上手拉手比力气,结果大人把小孩拉过来了.对这个过程中作用于双方的力的关系,下列说法正确的是( )
A. 大人拉小孩的力一定比小孩拉大人的力大
B. 大人拉小孩的力与小孩拉大人的力大小一定相等
C. 大人拉小孩的力与小孩拉大人的力是一对平衡力
D. 只有在大人把小孩拉动过程中,大人的力才比小孩的力大,在可能出现的短暂相持过程中,两人的拉力一样大
2.(扬州高邮市2025-2026学年高三上学期开学调研)如图所示,猴子吊在空中不动,下列说法正确的是( )
A. 树枝对猴子的支持力一定竖直向上
B. 猴子受重力G、树枝对它的作用力F
C. 拉力F和重力G是一对相互作用力
D. 当猴子用力向下拉动树枝时,猴子对树枝的力大于树枝对猴子的力
3.(海安高级中学2025-2026学年高三上学期第一次月考)餐具回收装置上有两条很长的水平传送条,由电动机带着向左做匀速直线运动.一位同学在装置的最右端将饭盘轻放在两条传送条上.若饭盘在运动到装置最左端前已做匀速直线运动,则在整个过程中饭盘( )
A.不受摩擦力
B.先受到向左的静摩擦力,后不受摩擦力
C.先受到向左的滑动摩擦力,后不受摩擦力
D.先受到向左的滑动摩擦力,后受到向左的静摩擦力
4.(泰州市兴化第一中学2025-2026学年高三上学期教学质量调研)深圳一些地铁站的扶梯(每一级水平),在没有人时极慢运行,当人一站上去时,扶梯就加速运动起来.如图所示,在电梯向上加速的时候( )
A. 电梯对人的支持力等于重力 B. 电梯对人没有摩擦力的作用
C. 电梯对人的摩擦力水平向右 D. 电梯对人的摩擦力对人做负功
5.(南通市海安市2025-2026学年高三上学期开学)如图所示,细线1、2与两相同的轻质弹簧连接竖直悬挂在点,细线3、4与两弹簧首尾相连,弹簧底端悬挂一重物静止时,1、2紧绷,3、4自然伸长且绳中无弹力.现将2剪断,重物再次静止时( )
A. 1中拉力变大 B. 弹簧中拉力变大 C. 3中拉力比4大 D. 重物的位置上移
6.(苏州市苏州高新区第一中学2025-2026学年高三上学期第一次月考)如图所示,一根竖直放置的轻弹簧原长10cm,在其上端轻轻放上一个小物块,整个装置静止后,轻弹簧长度变为7cm,已知轻弹簧的劲度系数为5N/cm,弹簧的形变在弹性限度内.则小物块的重力大小为( )
A. 50N B. 35N C. 15N D. 12N
7.(南通市海安市2025-2026学年高三上学期开学)如图所示,一箱子放在水平地面上,现对箱子施加一斜向上的拉力F,保持拉力的方向不变,在拉力F的大小由零逐渐增大的过程中.关于摩擦力f的大小随拉力F的变化关系,下列四副图可能正确的是( )
A. B. C. D.
8.(盐城市五校联考2025-2026学年高三上学期10月)如图所示为小猫蹬地跃起腾空追蝶的情景,则( )
A.飞行的蝴蝶受到了重力和空气对它的作用
B.蝴蝶转弯时所受合力沿运动方向
C.小猫在空中受重力和弹力的作用
D.小猫蹬地时弹力大于地对小猫的弹力
9.(南京市两校联合体2025-2026学年高三上学期10月)机器人服务人类的场景正步入现实生活中,例如餐厅使用机器人来送餐.某餐厅的送餐机器人的结构简化为如图所示的示意图,机器人的上表面保持水平,当菜品随着机器人一起做匀速直线运动时,下列说法正确的是( )
A. 菜品受到的摩擦力方向与其运动方向相同
B. 菜品受到的合外力始终不变
C. 菜品的质量越大,受到的静摩擦力越大
D. 菜品受到的摩擦力与菜品和机器人上表面间的动摩擦因数成正比
10.(盐城市四校2025-2026学年高三(上)第一次质量检测)如图所示,一简易书架置于水平点面上,书架中斜放着一叠书本,书和书架都处于静止状态.下列说法中正确的是( )
A. 书本对书架底面有向右的摩擦力
B. 桌面对书架有向右的摩擦力
C. 书架对书本的作用力大于书本的重力
D. 桌面对书架的作用力大于书本和书架的总重力
2、 力的合成与分解
11.(连云港市板浦高级中学2025-2026学年高三上学期月考)下列各选项中,负号表示方向的是( )
A. “-1J”的功 B. “-1C”的电量
C. “”的加速度 D. “-1Wb”的磁通量
12.(盐城市五校联考2025-2026学年高三上学期10月)如图所示,一只可视为质点的蚂蚁在半球形碗内缓慢从底部经过 b 点爬到 a 点.下列说法正确的是( )
A.在a点蚂蚁受到的合力大于在b点受到的合力
B.在a点碗对蚂蚁的作用力大于在b点的作用力
C.在a点碗对蚂蚁的支持力大于在b点的支持力
D.在a点碗对蚂蚁的摩擦力大于在b点的摩擦力
13.(苏州市苏州高新区第一中学2025-2026学年高三上学期第一次月考)如图所示,一飞行器在月球表面起飞后某段时间内做匀加速直线运动,其飞行方向与水平面成角.则此段时间发动机的喷气方向可能( )
A. 沿1的方向 B. 沿2的方向 C. 沿3的方向 D. 沿4的方向
14. (淮安市某重点中学2025-2026学年高三上学期月考)如图所示俯视图,当汽车陷入泥潭时,需要救援车辆将受困车辆拖拽驶离.救援人员发现在受困车辆的前方有一坚固的树桩可以利用,根据你所学过的知识判断,下列情况中,救援车辆用同样的力拖拽,受困车辆受到的拉力最大的方案为( )
A. B.
C. D.
3、 共点力的平衡及其应用
15.(连云港市板浦高级中学2025-2026学年高三上学期月考)如图所示,一只壁虎在一块竖直玻璃上由P点沿直线运动到Q点,关于壁虎在竖直面内受到的力,结合运动情况下列受力分析图可能正确的是( )
A. 缓慢爬行 B. 缓慢爬行
C. 加速爬行 D. 加速爬行
16.(盐城市四校2025-2026学年高三(上)第一次质量检测)质量为m的翼装飞行者从高空跳下,通过调整身体实现飞行并控制方向,如图所示,当他斜向上以加速度g减速直线飞行时,所受空气作用力( )
A. 大小等于mg B. 大小等于 C. 方向竖直向上 D. 方向垂直于AB向上
17.(连云港市板浦高级中学2025-2026学年高三上学期月考)如图所示,水平放置的电子秤上有一磁性玩具,玩具由哑铃状物件P和左端有玻璃挡板的凹形底座Q构成,其重量分别为和.用手使P的左端与玻璃挡板靠近时,感受到P对手有靠向玻璃挡板的力,P与挡板接触后放开手,P处于“磁悬浮”状态(即P和Q的其余部分均不接触),P与Q间的磁力大小为F.下列说法正确的是( )
A. Q对P的磁力大小等于
B. P对Q的磁力方向竖直向下
C. Q对电子秤的压力大小等于+F
D. 电子秤对Q支持力大小等于+
18.(扬州市宝应县2025-2026学年高三上学期期初检测)如图甲所示,趣味运动会上有一种“背夹球”游戏,A、B两个运动员背夹篮球完成各种动作.其过程可以简化为图乙所示,假设两运动员背部给篮球的压力均在同一竖直面内,不计摩擦,现保持A背部竖直,B背部倾斜且其与竖直方向的夹角α缓慢增大,而篮球保持静止,在此过程中( )
A. A对篮球的压力大于篮球对A的压力 B. A、B对篮球的合力增大
C. A对篮球的压力减小 D. B对篮球的压力增大
19.(泰州中学2025-2026学年高三上学期10月月考)A、B是天花板上相距l两点,将长度为2l的均匀铁链悬挂于A、B点,如图所示,现将A、B两点缓慢靠近,则( )
A. A点对铁链的拉力逐渐减少
B. A点对铁链的拉力不变
C. 铁链的重心逐渐升高
D. 铁链的重心始终在铁链上的O点
20.(泰州中学2025-2026学年高三上学期10月月考)如图所示,解放军战士在水平地面上拉着轮胎做匀速直线运动进行负荷训练,运动过程中保持双肩及两绳的端点A、B等高.两绳间的夹角为,所构成的平面与水平面间的夹角恒为,轮胎重为G,地面对轮胎的摩擦阻力大小恒为Ff,则每根绳的拉力大小为( )
A. B. C. D.
21.(泰州市靖江市2025-2026学年高三上学期第一次月考)学校组织趣味运动会,某运动员手持乒乓球拍托着球沿水平直赛道向前跑,运动员速度越大,乒乓球受到的水平风力越大.已知球拍面与水平面的夹角为53°,乒乓球的质量为2.7g,乒乓球与球拍面之间的动摩擦因数为0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取,,不考虑乒乓球的滚动,当运动员以某一速度匀速向前跑时,乒乓球恰好不下滑,关于此时的乒乓球下列说法正确的是( )
A.乒乓球受到的摩擦力方向沿球拍向下
B.乒乓球受三个力的作用
C.乒乓球受到的风力大小为
D.如果球拍面竖直,则乒乓球不会下滑
22.(马坝高级中学2025-2026学年高三上学期第一次调研)图甲是表演抖空竹时的动作,图乙为示意图.假设空竹光滑且不考虑其转动,某时刻表演者两手水平,左手不动,右手缓慢向右移动一小段距离,则细线拉力( )
A. 减小 B. 增大 C. 不变 D. 条件不足,无法确定
23.(淮安市某重点中学2025-2026学年高三上学期月考)如图,弹性绳一端系于A点,刚好穿过固定在A处正下方B处两个光滑小轮,另一端与套在粗糙水平杆上的小球相连,弹性绳原长恰好等于AB间距.小球从图示位置由静止释放,弹性绳始终遵循胡克定律,则小球向左运动过程中受到的滑动摩擦力大小( )
A. 不断增加 B. 不断减小
C. 始终不变 D. 先增加后减小
24.(泰州市兴化第一中学2025-2026学年高三上学期教学质量调研)某人用绕过定滑轮的绳子提升重物,若人拉绳的速度越来越快,人相对地面始终静止,则此过程中( )
A. 人对地面的压力一定变小 B. 地面对人的摩擦力一定变大
C. 人对地面的压力可能不变 D. 地面对人的摩擦力一定变小
25.(常州市金坛区第一中学2025-2026学年高三上学期9月)如图所示,桌面上固定一竖直挡板,现将一个质量恒定的A球与截面为三角形的垫块B叠放在一起,用水平外力F缓缓向左推动B,使A球慢慢升高,设各接触面均光滑,对于该过程,下列说法正确的是( )
A. 垫块B受到三个力的作用 B. 垫块B对桌面的压力逐渐增大
C. A球对垫块B的压力越来越小 D. 水平外力F大小恒定不变
26.(常州市北郊高级中学2025-2026学年高三上学期月考)如图所示,物体A重GA=40N,物体B重GB=20N,A与B,B与地的动摩擦因数相同.用水平绳将物体A系在竖直墙壁上,水平力F向右拉物体B,当F=30N时,才能将B匀速拉出.求
(1)接触面间的动摩擦因数多大?
(2)墙与A物体间绳子的张力多大?
27.(马坝高级中学2025-2026学年高三上学期第一次调研)2025年的国庆中秋双节同庆,很多地方悬挂起了红色的灯笼.如图所示,质量都为m的两个灯笼甲和乙用两根轻绳串接悬挂于O点,在稳定的水平风力作用下发生倾斜,悬挂于O点的轻绳与竖直方向的夹角,两灯笼大小相同且所受风力相同,重力加速度为g.求:
(1)悬挂于O点的轻绳拉力T1的大小及每个灯笼所受风力F的大小;
(2)甲乙两灯笼间的轻绳拉力T2的大小.
28.(扬州高邮市2025-2026学年高三上学期开学调研)如图甲所示,倾角的斜面A放置在水平面上,细线一端固定于墙面,另一端跨过斜面顶端的小滑轮与物块B相连,滑轮左侧的细线水平,右侧的细线与斜面平行.在外力F作用下,系统处于静止状态.已知B的质量为m,不计一切摩擦,重力加速度为g,.求:
(1)A对B的支持力的大小;
(2)外力F的大小;
(3)如图乙所示,撤去外力F后,A、B均做直线运动,求:
①A滑动的位移为x时,B的位移s的大小;
②A的速度为时,B的速度的大小.
4、 实验
1. 探究弹簧弹力与形变量的关系
29.(常州市金坛区第一中学2025-2026学年高三上学期9月)一个实验小组在“探究弹簧弹力和形变量的关系”的实验中,使用两条不同的轻质弹簧和来做实验,得到如图所示的弹力与弹簧长度的关系图像.下列表述正确的是( )
A. 测得的弹力与弹簧的长度成正比
B. 挂同样重的物体,的伸长量比的伸长量小
C. 的劲度系数比的小
D. 无法比较两个弹簧的原长大小
2. 探究两个互成角度的力的合成规律
30.(马坝高级中学2025-2026学年高三上学期第一次调研)某同学探究两个互成角度的力的合成规律,如图甲所示,其中为固定橡皮筋的图钉,和为细线,为橡皮筋与细线的结点.图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示.关于该实验正确的是 ( )
A.本实验采用的是控制变量法
B.同一次实验,可以将橡皮筋的结点拉至不同位置
C.实验过程中只需要记录拉力的大小
D.的方向一定沿方向
31.(泰州市兴化第一中学2025-2026学年高三上学期教学质量调研)“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验装置如图所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,关于此实验,下列说法正确的是( )
A. 拉力方向应与木板平面平行,只需记录拉力的大小
B. 实验中把橡皮筋的另一端拉到O点时,两个弹簧测力计之间的夹角必须取90°
C. 用两个弹簧测力计拉橡皮条时,两绳夹角越大越好
D. 图中的力方向和细绳AO方向相同
32.
(扬州高邮市2025-2026学年高三上学期开学调研)某实验小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验时,操作有:①记录O点的位置和两拉线的方向,并读出两弹簧测力计的示数和;②撤去、,改用一个力单独拉住小圆环,仍使它处于O点;记录拉线方向,并读出弹簧测力计的示数;③将白纸固定在木板上,橡皮条的一端连接轻质小圆环,另一端固定在G点;用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环,使小圆环静止于O点;④用作图工具进行检验,并改变拉力的大小和方向,重做上述实验,检验所围成的图形是不是平行四边形,进而得出实验结论.⑤用力的图示法画出拉力、及的图示,用虚线把拉力的箭头端分别与、的箭头端连接,围成的形状像是一个平行四边形;
(1)其合理的顺序是______;
(2)某次实验中弹簧测力计的示数如图丁所示,则示数为______N;
(3)用作图工具进行检验时,可以以、为邻边作平行四边形,得出合力的理论值F.下图中符合实验事实的是______;
A. B. C. D.
(4)下列措施可以减小实验误差的是______;
A. 橡皮条应与两拉线夹角的平分线在同一直线上
B. 用两个弹簧测力计去拉橡皮条时,弹簧测力计可以与木板不平行
C. 用两个弹簧测力计去拉橡皮条时,两个拉线的夹角必须是90°
D. 拉小圆环的拉线要适当长一点,记录拉线方向的两点要适当远一点
(5)小明同学将其中一个弹簧测力计拆去面板后悬挂在铁架台上,并用刻度尺测出挂不同钩码后弹簧的长度,已知每个钩码重力为,得到如下表所示的数据:
n(钩码个数)个
1
2
3
4
5
6
7
8
L(弹簧长度)/cm
6.10
8.10
10.11
12.10
14.09
16.10
18.09
20.11
小明利用Excel作出图像如图所示.小明依据图线认为弹簧原长为.你是否同意他观点?_____,请简要说明理由 .
1
学科网(北京)股份有限公司
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