周周测06 第3章 相互作用—力第4-5节 物理人教版必修第一册
2026-09-18
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摘要:
**基本信息**
本卷聚焦高一物理必修一第3章第4-5节,通过选择、实验、计算三类题型,覆盖力的合成与分解、共点力平衡等核心知识,以“之”字形公路、三脚支架等真实情境设计问题,注重物理观念建构与科学思维培养,适配周测巩固需求。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|10/46|力的合成、平衡条件、摩擦力分析|第4题结合“之”字形公路考查重力分力,体现物理观念|
|实验题|1/10|力的合成规律探究|通过等效替代法实验,培养科学探究能力|
|计算题|4/44|共点力平衡、静摩擦分析|第12题电线杆加固、15题斜面问题,综合考查科学推理与模型建构|
内容正文:
2026-2027学年高一物理(必修一)周周测
周周测06 第3章 相互作用—力第4-5节
(时间:75分钟 分数:100分)
一、选择题(本题共10小题,共46分。其中1-7题为单选题,每小题4分;8-10题为多选题, 每小题6分,漏选得3分,错选得0分)
1.物体受三个力的作用,下列可能使物体处于平衡状态的一组力是( )
A.9N 4N 3N B.6N 7N 5N C.4N 9N 2N D.15N 9N 4N
【答案】B
【详解】A.9N与4N的合力范围为5N至13N,3N不在合力范围内,故这三个力不能使物体处于平衡状态,故A错误;
B.6N与7N的合力范围为1N至13N,5N在合力范围内,故这三个力能使物体处于平衡状态,故B正确;
C.4N与9N的合力范围为5N至13N,2N不在该合力范围内,故这三个力不能使物体处于平衡状态,故C错误;
D.15N与9N的合力范围为6N至24N,4N不在该合力范围内,故这三个力不能使物体处于平衡状态,故D错误。
故选B。
2.关于两个共点力的合力与两个分力的关系,下列说法正确的是( )
A.两个力的合力总是大于这两个力中的任意一个力
B.两个力的合力的方向总是沿着两个分力夹角的角平分线方向
C.两个力合成,保持两个分力夹角和一个分力大小不变时,另一个分力增大,合力必增大
D.两个分力的大小不变,夹角在之间变化,夹角越小,其合力越大
【答案】D
【详解】A.两个力的合力可以大于、等于或小于分力,故A错误;
B.根据平行四边形定则可知,两个力的合力的方向总是沿着这两个力所构成平行四边形的对角线方向,但不一定是分力夹角的角平分线方向,故B错误;
C.当两个力在同一直线上,且夹角为180°时,保持两个分力夹角和一个分力大小不变时,另一个分力增大,则二者的合力有可能减小,故C错误;
D.两个分力的大小不变,夹角在0~180°之间变化,夹角越小,根据平行四边形定则可知其合力越大,故D正确。
故选D。
3.有两个大小相等的共点力和,当它们之间的夹角为60°时,合力大小为F,则当它们之间的夹角为120°时,合力的大小为( )
A.2F B.F C. D.F
【答案】B
【详解】两个大小相等的共点力F1和F2,当它们的夹角为60°时合力
可得
当它们之间的夹角为120°时,合力的大小为
故选B。
4.如图所示,为了行车安全,很多上山的公路都是“之”字形的盘上公路,而不是从山底直接到山顶的一条斜坡。这样设计的主要目的是( )
A.上山时,减小车辆的摩擦力 B.下山时,减小车辆的摩擦力
C.上山时,减少车辆重力沿着路面方向的分力 D.下山时,减少车辆重力垂直路面方向的分力
【答案】C
【详解】对车受力分析,受重力、支持力和阻力。重力不变,重力产生两个作用效果,使物体沿路面下滑,使物体紧压路面,设路面倾角为θ,将重力按照作用效果正交分解,如图
由几何关系可得平行路面分量为
G1=mgsinθ
由于路面越长,坡角θ越小,G1越小;垂直斜面分量为
G2=mgcosθ
压力等于重力垂直斜面分量
N=mgcosθθ变小,压力变大,故摩擦力变大。
故选C。
5.将如图所示的力F分解为F1和F2两个分力,已知F1的大小以及F2与F之间的夹角。则下列说法正确的是( )
A.若,则一定有两解 B.若,则有两个解
C.若,则无解 D.若,则一定无解
【答案】C
【详解】AD.当
画出力的平行四边形定则如图所示
可知有两解,根据图分析可知,当时,只有一解,故AD错误;
B.当时,两分力和合力恰好构成矢量直角三角形,有唯一解,B错误;
C.时,分力和合力不能构成矢量三角形,无解,故C正确。
故选C。
6.如图,某人用绳子牵着小狗站在倾角为37°的斜面上,某时刻小狗向前拉紧绳子。已知人和狗的质量分别为和,绳(质量不计)与斜面间的夹角也为37°,人和狗始终保持静止,则( )
A.斜面对人和狗作用力的合力大小为
B.若狗拉绳子的力增大,斜面对狗的支持力增大
C.斜面分别对人和狗的摩擦力总是大小相等、方向相反
D.人受到斜面的摩擦力可能为零
【答案】A
【详解】A.根据题意,对人和狗整体受力分析,由平衡条件可知,斜面对人和狗作用力的合力大小等于人和狗的重力大小为,故A正确;
B.设绳子拉力为,对狗,由平衡条件有
若绳子的拉力增大,则斜面对狗的支持力减小,故B错误;
C.根据题意,对人和狗受力分析可知,斜面分别对人和狗的摩擦力的方向均沿斜面向上,则摩擦力方向相同,故C错误;
D.假设人受到斜面的摩擦力为零,则有
解得斜面对狗的支持力
而斜面对狗的支持力不可能为负值,假设不成立,故D错误。
故选A。
7.一个圆柱体固定在底座上,放在水平地面上,圆柱体横截面如图所示,圆心为O。轻杆和O位于同一竖直线,固定在圆柱上,轻杆顶端固定一个光滑小滑轮P。可视为质点的均匀光滑小球,用轻质细线绕过小滑轮P后受到水平向右的拉力F作用。在小球沿圆柱缓慢向上移动的过程中,底座一直保持静止。在此过程中,下列判断正确的是( )
A.水平拉力可能不变
B.圆柱体对小球的弹力一直增大
C.底座受到地面的支持力不变
D.底座受到地面的摩擦力可能增大
【答案】C
【详解】AB.对小球受力分析,如图所示
由图可知,力的三角形与几何三角形相似,则
小球沿圆柱缓慢向上移动的过程中,OP、R不变,l减小,则N不变,F减小,故AB错误;
CD.对整体受力分析有,所以支持力不变,摩擦力减小,故C正确,D错误。
故选C。
8.如图所示,质量为M的斜面体ABC静置于粗糙水平地面上,AB面粗糙,质量为m的物体从AB面顶端A点由静止释放,匀速运动至斜面底端,斜面体始终保持静止,重力加速度为g,则在此过程中( )
A.地面对斜面体的摩擦力方向水平向左 B.斜面体受到地面的摩擦力为0
C.地面对斜面体的支持力等于 D.地面对斜面体的支持力大于
【答案】BC
【详解】AB.由于物体沿斜面向下做匀速直线运动,对物体和斜面体整体受力分析可知,整体受向下的重力,地面竖直向上的支持力,斜面体与地面间没有摩擦力,故A错误,B正确;
CD.对整体,根据平衡条件有,故C正确,D错误。
故选BC。
9.如下图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点,悬挂衣服的衣架钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件,当衣架静止时,下列说法正确的是( )
A.绳的右端上移到,绳子拉力大小不变
B.绳的两端高度差越大,绳子拉力越大
C.将杆N向左移一些,绳子拉力变小
D.若只换挂质量更小的衣服,则衣服架悬挂点不变
【答案】ACD
【详解】AB.如图所示,两个绳子是对称的,与竖直方向夹角是相等的,假设绳子的长度为x,则
xcosθ=L
绳子一端在上下移动的时候,绳子的长度不变,两杆之间的距离不变,则θ角度不变;两个绳子的合力向上,大小等于衣服的重力,由于夹角不变,所以绳子的拉力不变,故A正确,B错误;
C.当杆向左移动后,根据xcosθ=L即L变小,绳长不变,所以θ角度增大,绳子与竖直方向的夹角变小,绳子的拉力变小,故C正确;
D.绳长和两杆距离不变的情况下,θ不变,所以挂的衣服质量变化,不会影响悬挂点的移动,故D正确。
故选ACD。
10.随着互联网行业的不断发展,微视频丰富了大家的业余生活。用如图所示三脚支架固定智能手机,就可以进行直播、录视频、拍照等。手机和脚架的承重杆始终在同一竖直面内,、,为三脚支架的脚架,可绕点自由转动。若三根脚架质量不计,每根脚架的弹力大小为,且每根脚架与竖直方向均成角。已知三脚支架及手机总质量为,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A.每根脚架的弹力大小
B.每根脚架的弹力大小
C.保持端不动,增大夹角,则增大
D.保持端不动,减小夹角,则增大
【答案】BC
【详解】AB.根据力的合成与分解可知,一根脚架在竖直方向的分力为在竖直方向上有解得故A错误,B正确;
CD.保持端不动,在合力不变的情况下,根据力的合成与分解可知则增大夹角,三根脚架的弹力逐渐变大;反之,保持端不动,减小夹角,合力不变,则三根脚架的弹力应减小,故C正确,D错误。故选BC。
二、实验题(本题1小题,共10分)
11.某实验小组探究“两个互成角度的力的合成规律”,操作如下:
(1)首先进行如下操作:
①如图甲,两细绳套系在橡皮条的一端,另一端固定在水平木板,橡皮条的原长为GE;
②如图乙,用手通过两个弹簧测力计拉橡皮条。橡皮条和细绳套的连接点在拉力、的共同作用下,位于O点,橡皮条伸长EO;
③撤去、,改用一个力F单独拉住其中一根细绳套,仍使其位于O点,如图丙。
同学们发现,力F单独作用与、共同作用的效果是一样的,所以F等于、的合力。本实验采用的科学方法是___________。
A.理想实验法
B.等效替代法
C.控制变量法
D.建立物理模型法
(2)然后实验小组探究了合力F与分力、的关系
④由纸上O点出发,用力的图示法画出拉力、和三个力的方向沿各自细绳的方向,三个力大小由弹簧测力计读出;
步骤④中,某个弹簧测力计指针位置如图戊所示,其读数为___________ N;
⑤用虚线将拉力F的箭头端分别与、的箭头端连接,如图丁,此图形应该是___________;
⑥多次改变拉力、的大小和方向,重做上述实验,通过画各力的图示,进一步检验所围成的图形。
(3)若是以、为邻边构成的平行四边形的对角线,一定沿GO方向的是___________填“F”或者“”。
(4)若在图乙中,、夹角大于,现保持O点位置不变,拉力方向不变,增大与的夹角,将缓慢转至水平方向的过程中,两弹簧秤示数大小变化为___________。
A.一直增大,一直增大
B.先减小后增大,一直增大
C.一直增大,一直减小
D.一直增大,先减小后增大
(5)以下说法正确的是___________。
A.作分力和其合力的图示时,选的标度必须相同
B.拉橡皮筋的细线短一些,实验效果更好
C.用两个弹簧秤同时拉细绳时,两个弹簧秤的读数要相等
D.使用弹簧秤时,弹簧秤要与木板平面平行
【答案】(1)B (2) 平行四边形 (3)F (4)A (5)AD
【详解】(1)本实验中,用一个弹簧测力计单独拉橡皮条,与用两个弹簧测力计共同拉橡皮条,使得橡皮条的结点都被拉到同一个位置点,即力的作用效果是相同的,从而用一个合力替代两个分力,这种科学研究方法叫作等效替代法。
故选B。
(2)[1]由图戊可知,弹簧测力计的最小分度为,根据刻度线读数时需要估读到下一位,其读数为。
[2]用虚线将理论作图得到的拉力的箭头端分别与分力、的箭头端连接,所构成的封闭图形应该是平行四边形。
(3)在实验中,实际测量出的合力是用一根弹簧测力计拉细绳套产生的真实作用力,为了保持平衡,该力的方向一定与拉橡皮条的细线共线,即方向一定沿着GO方向;而根据平行四边形定则作出的理论合力F',由于测量和作图等不可避免的实验误差的存在,其方向与GO方向可能会有一定偏差,不一定严格沿GO方向,所以一定沿GO方向的是。
(4)
设合力与分力、的夹角分别为、,由于、与合力构成封闭的矢量三角形,根据正弦定理有
解得,
将的表达式变形为
由题意知初始时、夹角大于,即,合力大小方向均保持不变,方向不变即不变,在增大与的夹角并将缓慢转至水平方向的过程中,逐渐增大,则逐渐增大,由于转动过程中且单调递增,故逐渐减小,由于分子不变,所以一直增大;同时随着逐渐增大,逐渐减小,导致分母逐渐减小,所以一直增大。
故选A。
(5)A.作分力和其合力的图示时,为了保证作图得到的几何关系能够真实反映力的大小比例,选取的标度必须相同,故A正确;
B.拉橡皮条的细绳应适当长一些,这样在纸上记录拉力方向时两点间距较大,作图时连线产生的角度误差较小,实验效果更好,故B错误;
C.实验中通过两个弹簧秤拉细绳套时,只要使橡皮条伸长到固定的点即可保证效果相同,两弹簧秤的读数不一定要相等,故C错误;
D.为减小实验过程中的摩擦带来的误差,使用弹簧秤时,弹簧秤外壳和弹簧的轴线要与木板平面平行,防止弹簧与外壳发生摩擦影响读数,故D正确。故选AD。
三、计算题(本题4小题,共44分)
12.(8分)如图甲所示,为了防止电线杆发生倾斜,在两侧对称地用钢丝绳加固,每根钢丝绳的拉力大小均为1600N,钢丝绳最大耐受力为3000N。
(1)设钢丝绳与电线杆夹角θ为30°,求两根钢丝绳对电线杆拉力的合力大小;
(2)钢丝绳固定电线杆的另一种形式如图乙所示,图中,该方案仍旧需要保持(1)中两根钢丝绳的合力,求在该方案下a、b钢丝绳需要承担的力大小以及该方案能否保证安全?
【答案】(1)
(2),1600N,该方案无法保证安全
【详解】(1)把两根绳的拉力看成沿绳方向的两个分力,以它们为邻边画出一个平行四边形,其对角线就表示它们的合力。对结点受力分析如图所示
根据几何关系知,两绳拉力的合力
代入题中数据,解得
(2)以两绳结点为研究对象,两绳拉力的合力沿杆向下,如图所示
可知超出限度,无法保证安全。
13.(10分)如图,光滑斜面上有一个重力G1=200N的小球被轻绳拴住悬挂在天花板上,已知斜面重力G2=100N,绳子与竖直方向夹角为45°,斜面倾角为37°,整个装置处于静止状态。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:(结果可用根号和分数表示)
(1)斜面对小球支持力FN的大小和轻绳对小球的拉力FT大小;
(2)斜面对地面的压力F压多大。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)以小球为对象,其受力分析如图所示
根据平衡条件可得,
联立解得,
(2)以斜面和小球为整体,根据平衡条件可得
解得
由牛顿第三定律得
14.(12分) 如图甲所示, 小球P用轻质细线悬挂在O点, 用一个垂直于细线的力F作用在小球P上,小球静止时细线与竖直方向的夹角为θ。现使力F的方向顺时针缓慢转动,同时改变力F的大小,保持细线与竖直方向的夹角θ不变,该过程中细线拉力T的大小与力F转过的角度α的正切值关系如图乙所示。重力加速度g取10m/s2。求:
(1)小球P的质量m;
(2)细线与竖直方向的夹角θ的正切值tanθ;
(3)当力F的方向转至水平向右时, 此时力F的大小为多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)依题并结合图像可知,,拉力,由小球平衡条件可知
当,可知,此时拉力,由小球平衡条件可知
联立以上解得
(2)以上分析可知,;
(3)当力F的方向转至水平向右时,由小球平衡条件可知
15.(14分)质量为M的斜面静止在水平地面上,倾角为θ。另一质量为m的物体放置于斜面上,它与斜面间的动摩擦因数为,且两者间的最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小。如图所示,在水平外力F(未知)作用下M、m均处于静止状态,已知重力加速度为g。求:
(1)力F多大的时候,质量为m的物体不受斜面摩擦力的作用;
(2)在第(1)问情况下,斜面对地面的压力和摩擦力分别有多大;
(3)将斜面M固定,若,,要使质量为m物体始终能静止于斜面上,对水平力F的大小有何要求。
【答案】(1);(2),;(3)
【详解】(1)对物体受力分析,如下图所示
根据平衡条件有
联立可得
(2)对M和m构成的整体受力分析如下图所示
由牛顿第三定律可得
,
(3)取临界状态进行分析:若F很小时,物体沿斜面有向下的运动趋势,受力分析如下图所示
根据平衡条件有
又
解得
若F很大时,物体沿斜面有向上的运动趋势,受力分析如下图所示
根据平衡条件有
又
解得
即无论F取多大,物体受到的摩擦力都不可能沿斜面向下。所以要使质量为m物体始终能静止于斜面上,则
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7 / 17
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(时间:75分钟 分数:100分)
一、选择题(本题共10小题,共46分。其中1-7题为单选题,每小题4分;8-10题为多选题, 每小题6分,漏选得3分,错选得0分)
1.【答案】B
2.【答案】D
3.【答案】B
4.【答案】C
5.【答案】C
6.【答案】A
7.【答案】C
8.【答案】BC
9.【答案】ACD
10.【答案】BC
二、实验题(本题1小题,共10分)
11.【答案】(1)B (2) 平行四边形 (3)F (4)A (5)AD
三、计算题(本题4小题,共44分)
12.(8分)【答案】(1) (2),1600N,该方案无法保证安全
【详解】(1)把两根绳的拉力看成沿绳方向的两个分力,以它们为邻边画出一个平行四边形,其对角线就表示它们的合力。对结点受力分析如图所示
根据几何关系知,两绳拉力的合力
代入题中数据,解得
(2)以两绳结点为研究对象,两绳拉力的合力沿杆向下,如图所示
可知超出限度,无法保证安全。
13.(10分)【答案】(1) (2)
【详解】(1)以小球为对象,其受力分析如图所示
根据平衡条件可得,
联立解得,
(2)以斜面和小球为整体,根据平衡条件可得
解得
由牛顿第三定律得
14.(12分) 【答案】(1) (2) (3)
【详解】(1)依题并结合图像可知,,拉力,由小球平衡条件可知
当,可知,此时拉力,由小球平衡条件可知
联立以上解得
(2)以上分析可知,;
(3)当力F的方向转至水平向右时,由小球平衡条件可知
15.(14分)【答案】(1);(2),;(3)
【详解】(1)对物体受力分析,如下图所示
根据平衡条件有,联立可得
(2)对M和m构成的整体受力分析如下图所示
,
由牛顿第三定律可得,
(3)取临界状态进行分析:若F很小时,物体沿斜面有向下的运动趋势,受力分析如下图所示
根据平衡条件有,又
解得
若F很大时,物体沿斜面有向上的运动趋势,受力分析如下图所示
根据平衡条件有,又
解得
即无论F取多大,物体受到的摩擦力都不可能沿斜面向下。所以要使质量为m物体始终能静止于斜面上,则
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周周测06 第3章 相互作用—力第4-5节
(时间:75分钟 分数:100分)
一、选择题(本题共10小题,共46分。其中1-7题为单选题,每小题4分;8-10题为多选题, 每小题6分,漏选得3分,错选得0分)
1.物体受三个力的作用,下列可能使物体处于平衡状态的一组力是( )
A.9N 4N 3N B.6N 7N 5N C.4N 9N 2N D.15N 9N 4N
2.关于两个共点力的合力与两个分力的关系,下列说法正确的是( )
A.两个力的合力总是大于这两个力中的任意一个力
B.两个力的合力的方向总是沿着两个分力夹角的角平分线方向
C.两个力合成,保持两个分力夹角和一个分力大小不变时,另一个分力增大,合力必增大
D.两个分力的大小不变,夹角在之间变化,夹角越小,其合力越大
3.有两个大小相等的共点力和,当它们之间的夹角为60°时,合力大小为F,则当它们之间的夹角为120°时,合力的大小为( )
A.2F B.F C. D.F
4.如图所示,为了行车安全,很多上山的公路都是“之”字形的盘上公路,而不是从山底直接到山顶的一条斜坡。这样设计的主要目的是( )
A.上山时,减小车辆的摩擦力 B.下山时,减小车辆的摩擦力
C.上山时,减少车辆重力沿着路面方向的分力 D.下山时,减少车辆重力垂直路面方向的分力
5.将如图所示的力F分解为F1和F2两个分力,已知F1的大小以及F2与F之间的夹角。则下列说法正确的是( )
A.若,则一定有两解 B.若,则有两个解
C.若,则无解 D.若,则一定无解
6.如图,某人用绳子牵着小狗站在倾角为37°的斜面上,某时刻小狗向前拉紧绳子。已知人和狗的质量分别为和,绳(质量不计)与斜面间的夹角也为37°,人和狗始终保持静止,则( )
A.斜面对人和狗作用力的合力大小为
B.若狗拉绳子的力增大,斜面对狗的支持力增大
C.斜面分别对人和狗的摩擦力总是大小相等、方向相反
D.人受到斜面的摩擦力可能为零
7.一个圆柱体固定在底座上,放在水平地面上,圆柱体横截面如图所示,圆心为O。轻杆和O位于同一竖直线,固定在圆柱上,轻杆顶端固定一个光滑小滑轮P。可视为质点的均匀光滑小球,用轻质细线绕过小滑轮P后受到水平向右的拉力F作用。在小球沿圆柱缓慢向上移动的过程中,底座一直保持静止。在此过程中,下列判断正确的是( )
A.水平拉力可能不变
B.圆柱体对小球的弹力一直增大
C.底座受到地面的支持力不变
D.底座受到地面的摩擦力可能增大
8.如图所示,质量为M的斜面体ABC静置于粗糙水平地面上,AB面粗糙,质量为m的物体从AB面顶端A点由静止释放,匀速运动至斜面底端,斜面体始终保持静止,重力加速度为g,则在此过程中( )
A.地面对斜面体的摩擦力方向水平向左 B.斜面体受到地面的摩擦力为0
C.地面对斜面体的支持力等于 D.地面对斜面体的支持力大于
9.如下图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点,悬挂衣服的衣架钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件,当衣架静止时,下列说法正确的是( )
A.绳的右端上移到,绳子拉力大小不变
B.绳的两端高度差越大,绳子拉力越大
C.将杆N向左移一些,绳子拉力变小
D.若只换挂质量更小的衣服,则衣服架悬挂点不变
10.随着互联网行业的不断发展,微视频丰富了大家的业余生活。用如图所示三脚支架固定智能手机,就可以进行直播、录视频、拍照等。手机和脚架的承重杆始终在同一竖直面内,、,为三脚支架的脚架,可绕点自由转动。若三根脚架质量不计,每根脚架的弹力大小为,且每根脚架与竖直方向均成角。已知三脚支架及手机总质量为,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A.每根脚架的弹力大小
B.每根脚架的弹力大小
C.保持端不动,增大夹角,则增大
D.保持端不动,减小夹角,则增大
二、实验题(本题1小题,共10分)
11.某实验小组探究“两个互成角度的力的合成规律”,操作如下:
(1)首先进行如下操作:
①如图甲,两细绳套系在橡皮条的一端,另一端固定在水平木板,橡皮条的原长为GE;
②如图乙,用手通过两个弹簧测力计拉橡皮条。橡皮条和细绳套的连接点在拉力、的共同作用下,位于O点,橡皮条伸长EO;
③撤去、,改用一个力F单独拉住其中一根细绳套,仍使其位于O点,如图丙。
同学们发现,力F单独作用与、共同作用的效果是一样的,所以F等于、的合力。本实验采用的科学方法是___________。
A.理想实验法
B.等效替代法
C.控制变量法
D.建立物理模型法
(2)然后实验小组探究了合力F与分力、的关系
④由纸上O点出发,用力的图示法画出拉力、和三个力的方向沿各自细绳的方向,三个力大小由弹簧测力计读出;
步骤④中,某个弹簧测力计指针位置如图戊所示,其读数为___________ N;
⑤用虚线将拉力F的箭头端分别与、的箭头端连接,如图丁,此图形应该是___________;
⑥多次改变拉力、的大小和方向,重做上述实验,通过画各力的图示,进一步检验所围成的图形。
(3)若是以、为邻边构成的平行四边形的对角线,一定沿GO方向的是___________填“F”或者“”。
(4)若在图乙中,、夹角大于,现保持O点位置不变,拉力方向不变,增大与的夹角,将缓慢转至水平方向的过程中,两弹簧秤示数大小变化为___________。
A.一直增大,一直增大
B.先减小后增大,一直增大
C.一直增大,一直减小
D.一直增大,先减小后增大
(5)以下说法正确的是___________。
A.作分力和其合力的图示时,选的标度必须相同
B.拉橡皮筋的细线短一些,实验效果更好
C.用两个弹簧秤同时拉细绳时,两个弹簧秤的读数要相等
D.使用弹簧秤时,弹簧秤要与木板平面平行
三、计算题(本题4小题,共44分)
12.(8分)如图甲所示,为了防止电线杆发生倾斜,在两侧对称地用钢丝绳加固,每根钢丝绳的拉力大小均为1600N,钢丝绳最大耐受力为3000N。
(1)设钢丝绳与电线杆夹角θ为30°,求两根钢丝绳对电线杆拉力的合力大小;
(2)钢丝绳固定电线杆的另一种形式如图乙所示,图中,该方案仍旧需要保持(1)中两根钢丝绳的合力,求在该方案下a、b钢丝绳需要承担的力大小以及该方案能否保证安全?
13.(10分)如图,光滑斜面上有一个重力G1=200N的小球被轻绳拴住悬挂在天花板上,已知斜面重力G2=100N,绳子与竖直方向夹角为45°,斜面倾角为37°,整个装置处于静止状态。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:(结果可用根号和分数表示)
(1)斜面对小球支持力FN的大小和轻绳对小球的拉力FT大小;
(2)斜面对地面的压力F压多大。
14.(12分) 如图甲所示, 小球P用轻质细线悬挂在O点, 用一个垂直于细线的力F作用在小球P上,小球静止时细线与竖直方向的夹角为θ。现使力F的方向顺时针缓慢转动,同时改变力F的大小,保持细线与竖直方向的夹角θ不变,该过程中细线拉力T的大小与力F转过的角度α的正切值关系如图乙所示。重力加速度g取10m/s2。求:
(1)小球P的质量m;
(2)细线与竖直方向的夹角θ的正切值tanθ;
(3)当力F的方向转至水平向右时, 此时力F的大小为多少?
15.(14分)质量为M的斜面静止在水平地面上,倾角为θ。另一质量为m的物体放置于斜面上,它与斜面间的动摩擦因数为,且两者间的最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小。如图所示,在水平外力F(未知)作用下M、m均处于静止状态,已知重力加速度为g。求:
(1)力F多大的时候,质量为m的物体不受斜面摩擦力的作用;
(2)在第(1)问情况下,斜面对地面的压力和摩擦力分别有多大;
(3)将斜面M固定,若,,要使质量为m物体始终能静止于斜面上,对水平力F的大小有何要求。
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