第4章 力与平衡 增分测评卷 （PPT同步课件）【学而思】2026-2027学年高一物理必修第一册分层练习（鲁科版）

该高中物理“力与平衡”单元复习课件系统梳理了共点力平衡条件、摩擦力分析、力的合成与分解及实验探究等核心知识，通过单选（如握杯静摩擦）、多选（如三力平衡判断）、实验（验证平行四边形定则）和计算题（拖把受力分析）等题型，构建从概念理解到综合应用的知识网络。 其亮点在于融合科学思维与科学探究，如实验题设计“改变滑轮位置和拉力验证力的合成规律”，培养模型建构与科学推理能力。计算题分层设计，从基础匀速运动受力分析到复杂多体平衡，满足不同学生需求。帮助学生巩固平衡条件应用，教师可通过典型题精准把握学情，提升复习效率。

第4章 力与平衡 满分:100分 时间:90分 第1讲　描述运动的基本概念 一、单项选择题 1.如图所示,用手握住装满水的杯子使其竖直静止于空中。下列说法正确的是 ( )   A.杯子受到的摩擦力方向竖直向上 B.杯子受到的摩擦力大于重力 C.手握得越紧,杯子受到的摩擦力越大 D.手握得越紧,手对杯子压力的合力越大 A 第1讲　描述运动的基本概念 解析　杯子竖直静止于空中,受到的摩擦力与重力平衡,其方向竖直向上,大小等于重力大小,故A正确,B 错误;手握得越紧,手的不同部位对杯子的压力会增加,但是对杯子压力的合力总是零保持不变,杯子受 到的摩擦力始终与重力平衡,大小不会变化,故C、D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 2.鞠躬,即弯腰行礼,是表示对他人敬重的一种礼节,也是我国传统的礼仪之一。如图甲所示,鞠躬时人 上身前倾一定角度,全身保持平衡,可简化为如图乙所示,若头的重力为G,颈椎对头的支持力为F1,颈部 肌肉的拉力为F2,则下列关于人头部的受力示意图可能正确的是 ( )    　　　     　　　     　　　      C 第1讲　描述运动的基本概念 解析　由共点力平衡条件可知,三个共点力平衡,任意两个力的合力需与第三个力等大反向。根据平行 四边形定则可知,A、B、D三个选项中任意两个力的合力均不能与第三个力等大反向,只有C选项可能 满足三力平衡的条件。故选C。 第1讲　描述运动的基本概念 3.下列几组共点力,分别作用在一个物体上,有可能使物体做匀速直线运动的是 ( ) A.5 N、7 N、13 N　　　     B.3 N、4 N、8 N C.2 N、5 N、9 N　　　     D.4 N、5 N、7 N D 第1讲　描述运动的基本概念 解析    5 N和7 N的合力范围是2 N≤F合≤12 N,13 N不在这个范围之内,这三个力的合力不可以为零,不 能够使物体做匀速直线运动,A错误;3 N和4 N的合力范围是1 N≤F合≤7 N,8 N不在其范围之内,这三个 力的合力不可以为零,不能够使物体做匀速直线运动,B错误;2 N和9 N的合力范围是7 N≤F合≤11 N,5 N不在其范围之内,这三个力的合力不可以为零,不能够使物体做匀速直线运动,C错误;5 N和7 N的合力 范围是2 N≤F合≤12 N,4 N在其范围之内,这三个力的合力可以为零,能够使物体做匀速直线运动,D正 确。 第1讲　描述运动的基本概念 4.如图所示,ABCD为一倾角θ=30°、表面粗糙的斜面体,其中AD边与BC边平行,斜面上有一质量m=1.0 kg的滑块,当对滑块施加一个与AD边平行的拉力F=5 N时,滑块恰能在斜面上做匀速直线运动,则滑块 与斜面间的动摩擦因数为 ( )   A. 　　　    B. 　　　    C. 　　　    D.  B 第1讲　描述运动的基本概念 解析　垂直于斜面方向上,滑块对斜面的压力N=mg cos θ,平行斜面方向拉力F、摩擦力f和重力的分力 mg sin θ平衡,根据平衡条件有f=μN= ,解得μ= ,故选B。 第1讲　描述运动的基本概念 5.如图,跨过光滑定滑轮的轻绳一端系着铁球(大小不可忽略,轻绳延长线过球心),一端连在水平台上的 玩具小车上,小车牵引着绳使球沿光滑竖直墙面从较低处匀速上升。则在球上升且未离开墙面的过程 中     ( ) A.绳对球的拉力变小 B.绳对球的拉力变大 B C.绳对球的拉力大小不变 D.绳对球的拉力先减小后增大 第1讲　描述运动的基本概念 解析　对球受力分析,球受到重力G、绳对球的拉力T、墙对球的支持力N,拉力T与竖直方向的夹角为 θ,球在三力作用下处于平衡状态,则有T= ,N=G tan θ,球沿光滑墙面匀速上升,θ增大,T、N均增 大,A、C、D错误,B正确。   第1讲　描述运动的基本概念 6.如图所示,将一光滑轻杆固定在地面上,杆与地面间的夹角θ=30°,一光滑轻环(不计重力)套在杆上,一 个大小和质量都不计的滑轮通过轻绳OP悬挂在天花板上,用另一轻绳绕过滑轮系在轻环上,现用水平 向右的力缓慢拉绳,当轻环静止不动时,OP绳与天花板之间的夹角为 ( )   A.30°　　　    B.45°　　　     C.60°　　　    D.75° C 第1讲　描述运动的基本概念 解析　设轻绳OP的张力大小为F,绕过滑轮的绳子张力大小为T。对轻环Q进行受力分析如图1,则只有 绳子的拉力沿垂直于杆的方向时,绳子的拉力沿杆的方向没有分力,轻环静止不动;由几何关系可知,绳 子与竖直方向之间的夹角是30°。   图1 对滑轮进行受力分析如图2,由于滑轮的质量不计,则OP对滑轮的拉力与两段绳子上拉力的合力大小相 等,方向相反,所以OP的方向一定在绕在滑轮上的两段绳子夹角的平分线上,由几何关系得OP与竖直方 第1讲　描述运动的基本概念 向之间的夹角β= -30°=30°,则OP与天花板之间的夹角为90°-β=60°,故选C。   图2 第1讲　描述运动的基本概念 7.一串塑料小球(个数n=5)悬挂在空中,5个小球完全相同且质量都为m。它们在恒定的水平风力作用下 (风向左吹)发生倾斜,绳子的质量不计,小球在空中平衡时,下列关于小球与绳子的位置关系正确的是  ( )  　　　     　　　     　　　      C 第1讲　描述运动的基本概念 解析　设每个小球所受水平风力大小为F,以5个小球组成的整体为研究对象受力分析如图所示   设绳子的拉力方向与竖直方向夹角为θ,则 tan θ= =  故所有小球所受拉力的方向相同,故选C。 第1讲　描述运动的基本概念 8.气象研究小组用如图所示的简易装置测定水平风速。在水平地面上竖直固定一直杆,半径为R、质量 为m的薄空心塑料球用细线悬挂于杆顶端O,当水平风吹来时,球在风力的作用下飘起来。已知风力大 小正比于风速,当风速v0=3 m/s时,测得球平衡时细线与竖直方向的夹角θ=30°,重力加速度为g,则下列说 法正确的是 ( ) A.细线拉力的大小为  B.细线的拉力与风力的合力大小大于mg C.风速变为6 m/s,则θ变为60° D.风速增大到某一值时,θ可以等于90° A 第1讲　描述运动的基本概念 解析　小球受重力、细线拉力和风力处于平衡状态,小球的受力情况如图所示,根据共点力平衡条件得 T= = ,细线拉力和风力的合力大小等于mg,故A正确,B错误;当风速v0=3 m/s时,测得小球平衡 时细线与竖直方向的夹角θ=30°,则风力F=mg tan 30°,当θ=60°时,风力不是原来的2倍,则风速也不是原 来的2倍,故C错误;因为风力和重力的合力方向不可能水平向右,可知拉力方向不可能水平向左,则θ不 可能等于90°,故D错误。   第1讲　描述运动的基本概念 二、多项选择题 9.如图所示,小球A、B由不可伸长的轻绳串连悬挂于O点,A的质量为m,B的质量为2m,在外力F作用下处 于平衡状态。重力加速度为g。为使悬线OA与竖直方向的夹角θ保持45°,F的大小 ( )   A.可能为3 mg　　　     B.可能为2mg C.可能为 mg　　　     D.可能为3mg AD 第1讲　描述运动的基本概念 解析　对A、B组成的整体,当F最小时,F的方向与OA垂直,则此时Fmin=3mg sin 45°= mg,则F可能是3  mg或3mg,故选A、D。 第1讲　描述运动的基本概念 10.如图所示,不计质量的光滑小滑轮悬挂于墙上的O点,跨过滑轮的细绳连接物块A、B,物块A悬于空 中,物块B位于水平面上,且物块A、B均处于静止状态。已知物块A的质量mA=0.1 kg、物块B的质量mB= 0.4 kg,θ=60°,下列说法中正确的是 ( ) A.物块A对细绳的拉力FT=1 N B.水平面对B的支持力FN=3 N C.B与水平面间的摩擦力Ff=  N AC D.B与水平面间的动摩擦因数μ=  第1讲　描述运动的基本概念 解析　对物块A受力分析,受到重力和细绳的拉力,根据平衡条件可知,细绳对物块A的拉力等于物块A的 重力,则物块A对细绳的拉力等于物块A的重力,FT=mAg=1 N,故A正确;对物块B受力分析,受重力、支持 力、拉力和静摩擦力,如图所示:   根据共点力的平衡条件,有FT' sin 60°=Ff,FN+FT' cos 60°=mBg,又FT'=FT,代入数据解得Ff=  N,FN=  N,故 B错误,C正确;因为B受到的是静摩擦力,所以无法求出B与水平面间的动摩擦因数,故D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 11.如图所示,AC是上端带定滑轮的固定竖直杆,质量不计的轻杆AB一端通过铰链固定在A点,另一端B 悬挂一重为G的物体,且B端系有一根轻绳并绕过定滑轮C,用力F拉绳,开始时∠BAC>90°,现使∠BAC缓 慢变大,直到杆AB接近竖直杆AC。此过程中 ( )   A.拉力F逐渐增大　　　     B.拉力F逐渐减小 C.AB杆弹力先减小后增大　　　     D.AB杆弹力大小不变 AD 第1讲　描述运动的基本概念 解析　以轻杆B端为研究对象,分析其受力情况,作出力的合成图如图,根据平衡条件可知,F、N的合力F 合=G。根据三角形相似得 = = ,∠BAC缓慢变大的过程,AC、AB均不变,则N不变,BC变长,则F 变大,故B、C错误,A、D正确。   第1讲　描述运动的基本概念 12.如图所示,在高度不同的两水平台阶上放有质量分别为m1、m2的A、B两物体,两物体间用轻弹簧相 连,弹簧与竖直方向夹角为θ(弹簧可看作一直线)。在A左端施加水平拉力F,使A、B均处于静止状态,已 知A表面光滑,则下列说法正确的是 ( ) A.弹簧弹力的大小为  B.地面对B的摩擦力大小为F C.地面对B的支持力可能为零 AB D.m1与m2一定相等 第1讲　描述运动的基本概念 解析　对整体受力分析可知,整体受重力、支持力、拉力,要使整体处于平衡状态,则水平方向一定有 向右的摩擦力作用在B上,且大小与F相等,故B正确;因B与地面间有摩擦力,则支持力一定不为零,故C错 误;对B受力分析可知,弹簧弹力在水平方向的分力应等于F,故弹簧弹力为 ,故A正确;因竖直方向上 的受力不明确,无法确定两物体的质量关系,故D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 三、非选择题 13.(6分)图甲为“探究两个互成角度的力的合成规律”实验的示意图。其中A为橡皮条的固定端,O为 橡皮条与两条细绳OB和OC的结点,图乙为某次实验中在白纸上画出的力的图示。   (1)关于本实验的操作过程,下列说法正确的是_________ A.为了方便测量,实验时两细绳OB、OC必须相互垂直 B.必须记录橡皮条被拉伸的数值及OB、OC细绳拉力大小     D     第1讲　描述运动的基本概念 C.橡皮条的反向延长线必须是两条细绳夹角的角平分线 D.同时改变两条细绳的拉力,可以保持结点O的位置不变 (2)图乙中F为用一个测力计拉橡皮条的力,F与F'方向一定沿AO方向的是_________。(填“F”或“F'”)  　      (3)图丙是某次实验记录的部分信息,其中合力F=6 N,分力F2方向确定,与合力F夹角为θ=30°,则另一分 力F1的最小值是_________N。     3         F     第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)为了减小实验误差,实验时两细绳OB、OC的夹角应适当大一点,但没必要一定成90°,A错误; 每次实验必须将结点O拉至同一位置,并记录OB、OC细绳拉力大小及方向,B错误;OB、OC细绳拉力大 小可以不相等,故橡皮条的反向延长线不一定是两条细绳夹角的角平分线,C错误;同时改变两条细绳的 拉力,可以保持结点O的位置不变,D正确。 (2)图乙中F为用一个测力计拉橡皮条的力,故F沿橡皮条的拉伸方向即沿AO方向;F'是F1、F2合力的理 论值,是以F1、F2为邻边作出的平行四边形的对角线。 (3)当F1⊥F2时,F1最小,如图 F1min=F sin θ=3 N 第1讲　描述运动的基本概念 14.(8分)用如图所示的器材和方法可以验证“力的平行四边形定则”。在圆形桌子透明桌面上平铺一 张白纸,在桌子边缘安装三个光滑的滑轮,其中,滑轮P1固定在桌子边,滑轮P2、P3可沿桌边移动。第一次 实验中步骤如下:   A.在三根轻绳下挂上一定数量的钩码,并使结点O静止; B.在白纸上描下O点的位置和三根绳子的方向,以O点为起点,作出三个拉力的图示; C.以绕过P2、P3的绳上的两个力为邻边作平行四边形,作出以O点为起点的平行四边形的对角线,量出 第1讲　描述运动的基本概念 对角线的长度; D.检验对角线的长度和绕过P1的绳上拉力的图示的长度是否相等,方向是否在一条直线上。 (1)这次实验中,若一根绳上挂的钩码质量为m,另一根绳上挂的钩码质量为2m,则第三根绳上挂的钩码 质量一定大于_________且小于__________。 (2)第二次实验时,改变滑轮P2、P3的位置和相应绳上钩码的数量,使结点平衡,绳的结点_______(选填 “必须”或“不必”)与第一次实验中白纸上描下的O点重合。实验中,若桌面不水平_______(选填 “会”或“不会”)影响实验的结论。 　不会     　不必         3m         m     第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)若一根绳上挂的钩码质量为m,另一根绳上挂的钩码质量为2m,则两绳子上的拉力大小分别为 mg、2mg,两绳不共线,两绳子拉力的合力F的范围是2mg-mg<F<mg+2mg,即mg<F<3mg,三力的合力为 零,则第三根绳的拉力F'的范围是mg<F'<3mg,即第三根绳上挂的钩码质量一定大于m且小于3m。 (2)本实验不是先用一根绳拉,然后再用两根绳去拉,使一根绳拉的作用效果与两根绳拉的作用效果相 同,而是三根绳都直接拉O点,所以O点的位置可以改变,不必与第一次实验中白纸上描下的O点重合。 桌面不水平不影响作用效果的验证,故不会影响实验的结论。 第1讲　描述运动的基本概念 15.(8分)如图所示,某同学用轻绳拉着物体沿水平地面做匀速直线运动。已知物体的质量为m,物体与水 平地面间的动摩擦因数为μ,轻绳与水平方向成θ角,重力加速度为g。 (1)画出物体匀速前进时受力分析的示意图; (2)求物体对轻绳的拉力大小。   答案    (1)图见解析    (2)  第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)以物体为研究对象,受力分析如图所示   (2分) (2)在竖直方向上有FN+T sin θ=mg (2分) 在水平方向上有T cos θ=Ff(2分) 又Ff=μFN(1分) 联立解得T=  故物体对轻绳的拉力T'=T=  (1分) 第1讲　描述运动的基本概念 16.(10分)拖把是生活中常用的清洁工具,由拖杆和拖把头构成,设某拖把头的质量为m,拖杆质量可忽略, 假设用该拖把在水平地板上拖地时,拖杆与竖直方向的夹角为37°,如图所示。已知sin 37°=0.6,cos 37°= 0.8,重力加速度为g。 (1)若沿拖杆方向向下施加大小为F1= mg的推力推拖把时,拖把头在水平地板上保持静止,求拖把头与 水平地板间的摩擦力多大? (2)在拖地过程中,若沿拖杆方向向下施加大小为F2= mg的推力推拖把,拖把头在水平地板上刚好做匀 速直线运动,求拖把头与水平地板间的动摩擦因数。   第1讲　描述运动的基本概念 答案    (1)0.3mg    (2)  解析    (1)拖把头保持静止,则水平方向受力平衡 f=F1 sin 37°= mg×0.6=0.3mg (3分) (2)拖把头做匀速直线运动,根据平衡条件可得 f'=F2 sin 37°= mg×0.6= mg (2分) FN=mg+F2 cos 37°=mg+ mg×0.8=2mg (2分) 由f'=μFN(1分) 解得拖把头与水平地板间的动摩擦因数为 μ= = =  (2分) 第1讲　描述运动的基本概念 17.(14分)如图所示,质量M=2  kg的木块套在水平杆上,并用轻绳与质量m=  kg的小球相连,今用跟 水平方向成30°角的力F=10  N拉着小球带动木块一起向右匀速运动,运动中木块、小球相对位置保 持不变,求: (1)运动过程中轻绳与水平方向的夹角θ; (2)木块与水平杆间的动摩擦因数μ(结果保留两位小数)。   答案    (1)30°    (2)0.35 第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)以球为研究对象进行受力分析,根据共点力平衡条件得 F cos 30°-FT cos θ=0 (2分) F sin 30°+FT sin θ=mg (2分) 解得FT=10  N(1分) θ=30° (1分) (2)以木块为研究对象,其受力如图所示   根据共点力平衡条件得 第1讲　描述运动的基本概念 FT' cos 30°-Ff=0 (2分) FN-Mg-FT' sin 30°=0 (2分) Ff=μFN,FT'=FT(2分) 解得μ≈0.35 (2分) 第1讲　描述运动的基本概念 18.(14分)如图所示,质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且B端与站 在水平面上的质量为m2的人相连,轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°,物体甲及人均处于静止状态。(已知 sin 37°= ,cos 37°= ,重力加速度为g,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力) (1)轻绳OA、OB的拉力是多大? (2)人受到的摩擦力是多大?方向如何? (3)若人的质量m2=60 kg,人与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.3, 则欲使人在水平面上不滑动,物体甲的质量m1最大不能超过多少? 答案    (1) m1g     m1g    (2) m1g　水平向左    (3)24 kg 第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)以结点O为研究对象进行受力分析,如图,沿水平方向和竖直方向将FOA分解,由平衡条件有:   FOB-FOA sin θ=0 (1分) FOA cos θ-m1g=0 (1分) 联立得FOA= m1g (2分) FOB= m1g (2分) 第1讲　描述运动的基本概念 故轻绳OA、OB的拉力大小分别为 m1g、 m1g (2)人在水平方向受到OB绳的拉力和水平面的静摩擦力处于平衡状态 f=FOB= m1g,方向水平向左 (2分) (3)当甲的质量增大到人刚要滑动时,质量达到最大,此时人受到的静摩擦力达到最大值。 当人刚要滑动时,静摩擦力达到最大值fm=μm2g 由平衡条件得FOBm=fm(2分) 又FOBm=m1mg tan θ= m1mg (2分) 联立得m1m= = =24 kg(2分) 即物体甲的质量m1最大不能超过24 kg。 第1讲　描述运动的基本概念 $