内容正文:
专题04 相互作用——力
考点1 重力和弹力
1.【答案】D
2.【答案】C
3.【答案】BD
4.【答案】B
5.【答案】A
6.【答案】B
7.【答案】D
8.【答案】D
9.【答案】C
10.【答案】C
考点2 摩擦力
1.【答案】BC
2.【答案】AB
3.【答案】BC
4.【答案】ABC
5.【答案】(1),方向水平向右 (2),方向水平向左 (3),方向水平向右
6.【答案】(1) (2) (3)
7.【答案】(1)10N,方向向上 (2)0.5
8.【答案】① 拉力 ② 变小 ③ 大于
9.【答案】(1)3N,水平向左 (2)6N,水平向右
10.【答案】(1) (2)a、,方向水平向左;b、,方向水平向左
考点3 牛顿第三定律
1.【答案】AD
2.【答案】BC
3.【答案】A
4.【答案】B
5.【答案】C
6.【答案】B
考点4 实验:探究弹簧弹力与形变量的关系
1.【答案】D
2.【答案】C
3.【答案】C
4.【答案】① 51.6 ② 弹簧的原长 ③ 形变超过了弹簧的弹性限度
5.【答案】① B ② 0.1 ③ 50
6.【答案】(1)40N/m (2)0.6
7.【答案】① 13.14 ② ③
8.【答案】(1)5.00 (2)25 (3)12.5
9.【答案】(1)① 50 ② 长度 (2)小于 (3)B
10.【答案】(1)A (2)① 小于 ② a
试卷第1页,共3页
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专题04 相互作用——力
4大高频考点
1. 重力和弹力
2. 摩擦力
3. 牛顿第三定律
4. 实验:探究弹簧弹力与形变量的关系
考点1 重力和弹力
1.(2025-2026高一上·河北唐县第一中学·期中)如图所示,在光滑水平面上有一质量为1kg的物体系在两弹簧之间,物体左右两侧弹簧的劲度系数分别为k1=3.0N/cm和k2=5.0N/cm,物体在O位置时两侧弹簧均处于原长。现向左拉动物体2cm,然后由静止释放,物体在O点左右两侧来回运动,运动过程中弹簧始终在弹性限度内,则物体刚释放时受到弹簧的弹力为( )
A. 4N,方向向左
B. 8N,方向向右
C. 10N,方向向左
D. 16N,方向向右
【答案】D
【详解】向左拉动物体2cm,左侧弹簧压缩,弹力大小为方向向右;右侧弹簧拉伸,弹力大小为方向向右,物体受到两弹簧合力为方向向右。故选D。
2.(2025-2026高一上·河北衡水冀州中学·期中)如下图所示四种情境,物体均处于静止状态,其中物体A(表面均光滑)所受弹力的示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.该图中小球A的重力与杆对小球A的弹力等大反向,可知杆对小球A的弹力方向竖直向上,A错误;B.由平衡条件可知,虽然A球与上面的斜面有接触,但是无弹力,否则小球A不会平衡,B错误;C.该图中墙壁对小球A的弹力垂直于墙壁向左,下面小球对小球A的弹力沿两球心连线斜向右上方,C正确;D.该图中凹槽对小球A的弹力方向应该指向凹槽的圆心,D错误。故选C。
3.(2025-2026高一上·河北唐山第十中学·期中)(多选)下列对图中弹力有无的判断,正确的是( )
A. 小球随车厢(底部光滑)一起向右做匀速直线运动,则车厢左壁对小球有弹力
B. 小球被轻绳斜拉着静止在光滑的斜面上,则绳对小球有弹力
C. 小球被a、b两轻绳悬挂而静止,其中a绳处于竖直方向,则b绳对小球有拉力
D. 小球静止在光滑的三角槽中,三角槽底面水平,倾斜面对球无弹力
【答案】BD
【详解】A.小球随车厢(底部光滑)一起向右做匀速直线运动,小球受到的重力和小车底部对小球的支持力平衡,车厢左壁对小球没有弹力,故A错误;B.小球被轻绳斜拉着静止在光滑的斜面上,假设轻绳对小球没有弹力,去掉轻绳,小球会沿斜面下滑,假设不成立,故轻绳对小球有弹力,故B正确;C.小球被a、b两轻绳悬挂而静止,其中a绳处于竖直方向,则小球的重力和a绳的拉力平衡,故b绳对小球没有拉力,故C错误;D.小球静止在光滑的三角槽中,三角槽底面水平,小球的重力和三角槽底部对小球的支持力平衡,倾斜面对小球无弹力,故D正确。故选BD。
4.(2025-2026高一上·河北唐山第十中学·期中)体育课上一学生将足球踢向斜台,如图所示,则斜台给足球的弹力方向( )
A. 沿v1方向
B. 垂直于斜台斜向左上方
C. 沿v2的方向
D. 先沿v1的方向后沿v2的方向
【答案】B
【详解】弹力方向总是垂直于接触面,并指向被支持物,所以斜台给足球的弹力的方向为垂直斜台向左上方方向。故选B。
5.(2025-2026高一上·河北保定·期中)关于力、重力和弹力的说法,下列选项正确的是( )
A. 力的作用离不开物体,所以一个力必然涉及两个物体
B. 重力的方向总是竖直向下的,所以重力方向一定与地面垂直
C. 桌子对地面的压力是由于地面发生形变而产生的
D. 物体放在水平地面上,物体对地面的压力就是物体的重力
【答案】A
【详解】A.力是物体间的相互作用,必须存在施力物体和受力物体,故A正确;B.重力的方向总是竖直向下的,竖直向下是相对于地球的指向,若地面倾斜,重力方向与地面不垂直,故B错误;C.弹力由施力物体形变产生,桌子对地面的压力由于桌子形变,故C错误;D.压力是弹力,重力是引力,二者性质不同且作用对象不同,故D错误。故选A。
6.(2025-2026高一上·河北张家口·期中)将一个双圆锥体(两个圆锥底面对接在一起)轻放在倾斜轨道的下端,它会沿轨道向上滚去。下列说法正确的是( )
A. 双圆锥体向上滚动是因为受到向上的力大于其重力
B. 双圆锥体向上滚动时重心向下运动
C. 轨道对双圆锥体的支持力是由于双圆锥体的形变产生的
D. 换用一个均匀足够长的圆柱体,也能从轨道下端向上滚动
【答案】B
【详解】AB.轨道下窄上宽,双圆锥体向上滚动是因为重心在向下运动, A错误,B正确;C.轨道对双圆锥体的支持力是由于施力物体轨道的形变产生的,C错误;D.圆柱体放在该轨道上时只能向下滚动,因为运动过程中重心向下运动,D错误。故选B。
7.(2025-2026高一上·河北保定·期中)质量均匀的钢管,一端支在水平地面上,另一端被竖直细绳悬挂着。关于钢管的受力情况,下列说法正确的是( )
A. 钢管受到4个力的作用
B. 钢管受到地面的摩擦力
C. 绳子对钢管的弹力方向与钢管的形变方向相反
D. 地面对钢管的作用力方向竖直向上
【答案】D
【详解】ABD.若地面不存在,则钢管不能保持图中状态,所以钢管一定受到地面竖直向上的支持力作用,同理可知钢管一定受到绳子竖直向上的拉力作用,因为水平方向合力为零,所以不受摩擦力作用,故钢管受到竖直向下的重力、绳子竖直向上的拉力和地面竖直向上的支持力共3个力的作用,故AB错误,D正确;C.绳子对钢管的弹力方向为沿绳指向绳收缩的方向,即竖直向上,与钢管的形变方向相同,故C错误。故选D。
8.(2025-2026高一上·河北邯郸·期中)2025年第13号台风“剑鱼”是有气象观测记录以来对三亚影响最严重的台风。图为台风经过时吹弯大树的场景,下列说法正确的是( )
A. 大树所受重力方向沿着树干方向向下
B. 树叶被台风吹动在空中飞舞过程中,树叶不受重力
C. 台风破坏力巨大,说明力可以只有受力物体,没有施力物体
D. 大树被吹弯时,产生的弹力指向恢复原状的方向
【答案】D
【详解】A.大树所受重力方向竖直向下,故A错误;B.树叶被台风吹动在空中飞舞过程中,树叶受重力作用,故B错误;C.力的产生一定同时存在施力物体和受力物体,故C错误;D.大树被吹弯时,产生的弹力指向恢复原状的方向,故D正确。故选D。
9.(2025-2026高一上·河北石家庄第二中学-11月·期中)如图所示,一位于水平面上的小车,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为,在斜杆的下端固定有质量为m的小球下列关于杆对球的作用力F的判断中,正确的是( )
A. 小车静止时,,方向沿杆向上
B. 小车静止时,,方向垂直于杆向上
C. 小车向右匀速运动时,,方向竖直向上
D. 小车向右匀速运动时,,方向沿杆向上
【答案】C
【详解】小车静止或匀速直线运动时,小球都处于平衡状态,故杆对球的作用力F=mg,方向竖直向上,故C正确,ABD错误。
10.(2025-2026高一上·河北石家庄第二中学-11月·期中)如图所示,两个质量均为的相同物块、用一个劲度系数为的轻弹簧连接,两物块都处于静止状态。现用竖直力缓慢地向上拉物块,直到物块刚好离开水平地面为止。取,这个过程中物块移动的距离是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】最初,由两物块都处于静止状态可知,弹簧弹力所以弹簧的压缩量为物块刚好离开水平地面时,弹簧弹力其伸长量为所以物块移动的距离是故选C。
考点2 摩擦力
1.(2025-2026高一上·河北张家口·期中)(多选)2025年6月2日京津冀“京张体育文化旅游带”山地自行车青少年速降联赛首站于富龙四季小镇圆满结束。自行车速降是自行车的顶级赛事之一,充满激情与挑战。下列关于骑行的说法正确的是( )
A. 骑行时地面对前轮有向前的摩擦力
B. 骑行时地面对后轮有向前的摩擦力
C. 加速时地面对后轮的摩擦力大小等于后轮对地面的摩擦力大小
D. 刹车时(车轮不转)地面对车轮的摩擦力越来越小
【答案】BC
【详解】AB.骑行时,齿轮带动后轮转动,后轮向后推地面,地面给后轮向前的摩擦力,使车前进,前轮相对地面向前运动,地面对前轮有向后的摩擦力,A错误,B正确;C.地面对后轮的摩擦力与后轮对地面的摩擦力是一对作用力与反作用力,大小相等,C正确;D.刹车时车轮受到地面的滑动摩擦力,大小不变,D错误。故选BC。
2.(2025-2026高一上·河北保定·期中)(多选)如图所示,水平桌面上平铺一张宣纸,宣纸的左侧压有一镇纸,写字过程中宣纸保持静止不动,下列说法正确的是( )
A. 镇纸受到的向上弹力,是由于宣纸发生了形变
B. 自左向右行笔写一横过程中,镇纸不受摩擦力作用
C. 自左向右行笔写一横过程中,桌面给宣纸的摩擦力方向向右
D. 竖直提起毛笔悬空时,增大握笔的力度可以增大手和笔之间的摩擦力
【答案】AB
【详解】A.镇纸受到宣纸向上的弹力,是因为宣纸发生了弹性形变要恢复原状,故A正确;B.自左向右行笔写一横过程中,镇纸受力平衡,水平方向不受摩擦力作用,故B正确;C.自左向右行笔写一横过程中,笔对宣纸的摩擦力方向向右,宣纸静止,则桌面给宣纸的摩擦力方向向左,故C错误;D.竖直提起毛笔悬空时,手对笔的静摩擦力与重力等大反向,故增大握笔的力度,手和笔间的摩擦力不变,故D错误。故选AB。
3.(2025-2026高一上·河北邯郸·期中)(多选)如图甲所示,一同学用水平力推静止在水平地面上的沙发,缓慢增大推力,测得他施加的水平推力F与沙发所受到的摩擦力f之间的关系如图乙所示,已知沙发质量为m=50kg,重力加速度g取。下列说法正确的是( )
A. 该沙发受到的最大静摩擦力大小为150N
B. 当推力F在0~160N之间时,该沙发始终处于静止状态
C. 该沙发与地面间的动摩擦因数μ=0.3
D. 若换成另一质量为100kg的沙发(与地面间动摩擦因数不变)当水平推力F=100N时,该沙发所受的摩擦力大小将变为200N
【答案】BC
【详解】A.根据图像可知,该沙发受到的最大静摩擦力大小为160N,故A错误;B.当推力F在0~160N之间时,不大于最大静摩擦力,该沙发始终处于静止状态,故B正确;C.根据图像可知,滑动摩擦力解得,故C正确;D.换成另一质量为100kg的沙发(与地面间动摩擦因数不变),最大静摩擦力变大,当水平推力F=100N时,小于最大静摩擦力,所以沙发处于静止状态,根据平衡可知,该沙发所受的摩擦力大小为100N,故D错误。故选BC。
4.(2025-2026高一上·河北石家庄第二中学-11月·期中)(多选)如图所示,水平木板上有质量的物块,受到随时间t变化的水平拉力F作用,用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力的大小如图2所示,取重力加速度,下列判断正确的是( )
A. 时外力F等于零
B. 时外力F可能等于5N
C. 物块与木板间的动摩擦因数为0.08
D. 物块与木板间的动摩擦因数为0.11
【答案】ABC
【详解】A.由题意可知水平木板表面粗糙,因为物块在水平方向上的摩擦力在时为零,若受到不为零的外力F作用,则必定会产生摩擦力,故互相矛盾,因此时,,故A正确;B.由图可知,物块受到的最大静摩擦力为4N,外力需要大于最大静摩擦力才可能让该物体受到的摩擦力从静摩擦力变成滑动摩擦力,而在时,该物体受到的摩擦力刚好从静摩擦力变成滑动摩擦力,所以外力F必定大于4N,可能是5N,故B正确;CD.由图可知,物体受到的滑动摩擦力,因为动摩擦因数故C正确,故D错误;故选ABC。
5.(2025-2026高一上·河北衡水冀州中学·期中)质量为m=3kg的物块放在水平地面上,物块与地面间的动摩擦因数μ=0.5,现对物块同时施加方向相反的水平力F1、F2,大小分别为F1=12N,F2=20N,如图所示。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2,求:
(1)物块所受的摩擦力大小和方向;
(2)若撤去F2,则此时物块所受的摩擦力大小和方向;
(3)若撤去F1,则此时物块所受的摩擦力大小和方向。
【答案】(1),方向水平向右 (2),方向水平向左 (3),方向水平向右
【讲解】(1) 物块与水平地面间的最大静摩擦力为由于可知物块处于静止状态,所以物块所受的摩擦力大小方向水平向右。
(2) 若撤去,由于可知物块处于静止状态,所以物块所受的摩擦力大小为方向水平向左。
(3) 若撤去,由于可知物块向左运动,物块所受的摩擦力大小为方向水平向右。
6.(2025-2026高一上·河北保定·期中)如图所示,质量为2kg的物体放在水平地板上,用一原长为6cm的轻质弹簧水平拉该物体,当弹簧拉着物体匀速前进时,弹簧的长度为8cm。已知弹簧的劲度系数,g取。求:
(1)物体所受滑动摩擦力的方向和大小;
(2)物体与地板间的动摩擦因数;
(3)若在物体运动过程中撤去拉力,在物体继续向前滑行的过程中,物体受到的摩擦力是多大。
【答案】(1) (2) (3)
【讲解】(1) 当弹簧拉着物体匀速前进时,此时物体受到弹簧的弹力与地面的摩擦力是一对平衡力,故有代入数据解得(2) 又因为联立解得(3) 撤去拉力后,物体继续向前滑行的过程中,物体受到的摩擦依然为滑动摩擦,而物体与地面的动摩擦因数没变,对地面的压力没变,故物体受到的滑动摩擦力不变,即
7.(2025-2026高一上·河北张家口·期中)如图所示,质量为m=1kg的长方体木块受到水平的推力F=20N,被压在竖直墙面上匀速向下滑动。重力加速度g取10m/s2。求:
(1)木块受到的摩擦力的大小与方向;
(2)木块与墙壁之间的动摩擦因数。
【答案】(1)10N,方向向上 (2)0.5
【讲解】(1) 木块匀速向下滑动,处于平衡状态,受到的摩擦力等于其重力方向向上。
(2) 木块受到墙面的弹力等于推力由于解得木块与墙壁之间的动摩擦因数为
8.(2025-2026高一上·河北保定·期中)用如图所示装置来研究静摩擦力的大小随拉力的变化规律。把木块放在固定的水平长木板上,在弹簧测力计的指针左侧轻放一个小纸团,它可以随指针移动,并作为指针到达最大位置的标记。用弹簧测力计沿水平方向拉木块,使拉力由零缓慢增大,在拉力F增大到一定值之前,木块不会运动,此种情况下静摩擦力大小等于 ,继续用力,当拉力F达到某一数值时木块开始运动,此时拉力会突然 。纸团会停在最大拉力处,则这个最大拉力 (填“等于”“大于”或“小于”)滑动摩擦力。
【答案】① 拉力 ② 变小 ③ 大于
【详解】[1]用弹簧测力计沿水平方向拉木块,使拉力由零缓慢增大,在拉力增大到一定值之前,木块不会运动,根据受力平衡可知,此种情况下静摩擦力大小等于拉力;[2][3]继续用力,当拉力达到某一数值时木块开始运动,此时拉力会突然变小,静摩擦力变成滑动摩擦力,而滑动摩擦力小于最大静摩擦力,所以拉力会突然变小。
9.(2025-2026高一上·河北·期中)如图所示,一轻质弹簧左端与竖直墙壁相连,右端与一质量为3kg的物块相连,现使物块将弹簧拉伸了4cm,物块在水平向右的拉力作用下处于静止状态,已知弹簧劲度系数为300N/m。物块与地面间的动摩擦因数(最大静摩擦力等于滑动摩擦力),重力加速度。
(1)求物块受到的摩擦力大小及方向;
(2)若物块所处位置不变,改为对其施加水平向右的的拉力,求此时物块受到的摩擦力大小及方向。
【答案】(1)3N,水平向左 (2)6N,水平向右
【讲解】(1) 弹簧伸长量,根据胡克定律,弹簧弹力,方向水平向左对物块受力分析,水平方向受向右的恒力,向左的弹簧弹力,根据平衡条件有 解得静摩擦力大小,方向水平向左。
(2) 物块与地面间的最大静摩擦力由题意知,则物块向左运动,摩擦力为滑动摩擦力,大小为滑动摩擦力方向与相对运动方向相反,水平向右。
10.(2025-2026高一上·河北沧州盐山中学-11月·期中)如图所示,某同学在水平地面上推一质量为的沙发,已知该同学对沙发施加水平向右、大小为的推力,未推动且此时沙发恰好能静止在水平地面上,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度。
(1)求沙发与水平地面间的动摩擦因数;
(2)若该同学改变水平向右推力的大小,求:
a、水平推力时,沙发所受的摩擦力;
b、水平推力时,沙发所受的摩擦力。
【答案】(1) (2)a、,方向水平向左;b、,方向水平向左
【讲解】(1) 由题意可知,联立解得
(2) a.由于,故此时沙发与地面间为静摩擦力,其大小为方向水平向左;b.由于,故此时沙发与地面间为滑动摩擦力,其大小为方向水平向左。
考点3 牛顿第三定律
1.(2025-2026高一上·河北保定·期中)(多选)如图所示,甲、乙在一次掰手腕的比赛中,甲获得了胜利。若甲对乙的力记为,乙对甲的力记为,则下列说法正确的是( )
A. 和大小相等
B. 的大小大于的大小
C. 先于产生
D. 和同时产生
【答案】AD
【详解】力的作用是相互的,甲同学对乙同学施力的同时,乙同学也受到甲同学对它的作用力,即和同时产生,一对相互作用力大小相等、方向相反,即和大小相等。故选AD。
2.(2025-2026高一上·河北衡水冀州中学·期中)(多选)2025年10月31日,神舟二十一号载人飞船圆满发射成功。火箭在升空过程中向下喷出的气体对火箭的作用力( )
A. 一定大于火箭对喷出气体的作用力大小
B. 一定等于火箭对喷出气体的作用力大小
C. 方向一定与火箭对喷出气体的作用力方向相反
D. 方向一定与火箭对喷出气体的作用力方向相同
【答案】BC
【详解】由题可知,气体对火箭的作用力和火箭对气体的作用力是一对作用力与反作用力,根据牛顿第三定律可知,二者大小相等,方向相反。故选BC。
3.(2025-2026高一上·河北唐山第一中学·期中)如图,利用弹簧测力计测量一重物的重力(忽略弹簧测力计的重力),下列说法中正确的是( )
A. 静止时弹簧测力计读数等于重物的重力的大小
B. 静止时弹簧测力计挂钩受到向下的拉力就是重物的重力
C. 静止时弹簧测力计对人手向下的拉力就是重物的重力
D. 只有静止时人手对弹簧测力计的拉力才等于弹簧测力计对人手的拉力
【答案】A
【详解】A.根据二力平衡,静止时弹簧测力计读数等于重物的重力大小,故A正确;BC.静止时弹簧测力计挂钩受到向下的拉力以及弹簧测力计对人手向下的拉力只在数值上等于重力,但拉力是弹力,重力是引力,二者仅仅是数值上相等,不能说拉力就是重力,故BC错误;D.人手对弹簧测力计的拉力和弹簧测力计对人手的拉力是作用力与反作用力,根据牛顿第三定律可知,二者总是大小相等,故D错误。故选A。
4.(2025-2026高一上·河北辛集中学·期中)下列关于作用力与反作用力的理解,正确的是( )
A. 一对相互作用力作用在一个物体上
B. 一对相互作用力的作用效果不可以抵消
C. 马拉车加速运动是因为车拉马的力小于马拉车的力
D. 桌面上木块受到的重力的反作用力是桌面对木块的支持力
【答案】B
【详解】A.一对相互作用力分别作用在两个物体上,故A错误;B.一对相互作用力分别作用在两个物体上,故一对相互作用力的作用效果不可以抵消,故B正确;C.马拉车加速运动是因为马拉车的力大于受到的阻力,车拉马的力与马拉车的力是作用力与反作用力,大小相等,故C错误;D.桌面上木块受到的重力的反作用力是木块对地球的引力,故D错误。故选B。
5.(2025-2026高一上·河北·期中)一名同学站在静止的小船上,用力水平推岸边固定的木桩,小船随后向远离木桩的方向缓慢移动,忽略水的阻力和空气阻力。下列关于此过程判断正确的是( )
A. 人对木桩的推力大于木桩对人的推力,因为木桩静止而小船运动
B. 人对木桩的推力与木桩对人的推力是一对作用效果抵消的平衡力
C. 人对木桩的推力与木桩对人的推力方向相反,且同时消失
D. 若人改用更大的力推木桩,则木桩对人的推力将先于人对木桩的推力产生
【答案】C
【详解】A.根据牛顿第三定律,人对木桩的推力与木桩对人的推力是一对作用力与反作用力,大小始终相等,故A错误;B.这两个力分别作用在木桩和人(船)两个不同物体上,无法“抵消”,属于相互作用力,故B错误;CD.作用力与反作用力大小相等、方向相反,且具有严格的“同时性”,无论力的大小如何,两者均同时产生、同时变化、同时消失,故C正确,D错误。故选C。
6.(2025-2026高一上·河北石家庄第一中学·期中)中国书法历史悠久,是中华民族优秀传统文化之一、小华同学练习书法时握毛笔的姿势如图所示,笔杆竖直悬空,则下列说法正确的是( )
A. 笔杆受到的压力是笔杆形变产生的
B. 手指受到的压力是笔杆形变产生的
C. 笔杆受到的重力和笔杆对手指的摩擦力是一对平衡力
D. 笔杆受到的重力和手指对笔杆的摩擦力是一对相互作用力
【答案】B
【详解】AB.手握毛笔悬空时,笔杆受到的压力是手指形变产生的,手指受到的压力是笔杆形变产生的,故A错误,B正确;C.笔杆受到的重力和笔杆对手指的摩擦力作用在不同对象上,不是一对平衡力D.手握毛笔悬空,毛笔处于平衡状态,笔杆受到的重力和手指对笔杆的摩擦力是一对平衡力,故D错误。故选B。
考点4 实验:探究弹簧弹力与形变量的关系
1.(2025-2026高一上·河北张家口·期中)如图所示,两根相同的轻弹簧悬挂着两个质量相等的物体,稳定时两弹簧的长度分别为30cm、25cm,则弹簧原长为( )
A. 5cm
B. 10cm
C. 15cm
D. 20cm
【答案】D
【详解】对弹簧与物体受力分析,且有胡克定律,可知下面的弹簧受到的拉力为上面的弹簧受到的拉力设原长为L,则有,可解得。故选D。
2.(2025-2026高一上·河北辛集中学·期中)如图所示,两木块的质量分别是和,两轻质弹簧的劲度系数分别为和 ,上面木块压在上面的弹簧上(但不栓接),整个系统处于平衡状态,现缓慢向上提上面的木块,直到它刚离开上面弹簧,在这过程中上面木块移动的距离为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】【详解】最初状态时,设弹簧压缩,压缩,根据胡克定律和平衡条件,对对整体得,当上面弹簧恢复原长时,设压缩,对得则木块移动的距离故选C。
3.(2025-2026高一上·河北唐山第十中学·期中)如图甲所示,将一轻质弹簧放在水平地面上,上端放一个质量为200 g的物体,弹簧的长度为30 cm;如图乙所示,若将该弹簧上端固定,下端挂一个质量为100 g的物体,弹簧的长度为45 cm。重力加速度大小g取10 m/s2。则该弹簧的劲度系数为( )
A. 0.2 N/m
B. 10 N/m
C. 20 N/m
D. 由于弹簧原长未知,无法求解
【答案】C
【详解】设弹簧的原长为l0,劲度系数为k,对甲图由胡克定律可得对乙图由胡克定律可得解得故选C。
4.(2025-2026高一上·河北衡水冀州中学·期中)某物理兴趣实验小组用如图甲所示的铁架台、弹簧和多个质量相等的钩码以及刻度尺探究弹簧弹力F与弹簧长度l的关系(已知每个钩码的质量为50g,重力加速度g取,弹簧原长为1.1cm)。实验中记录的数据如下表:
钩码个数n
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
弹簧长度l/cm
2.9
4.7
6.5
8.3
10.1
11.9
13.7
15.5
17.5
20.0
23.5
32.0
(1)实验小组同学已经将表中数据描在了图乙的n-l坐标系中,如图乙所示。
(2)根据图乙及题中所给数据,可求得弹簧的劲度系数为 N/m(保留3位有效数字)。
(3)图线与横轴交点的物理意义是: 。
(4)图线后段明显弯曲的原因是: 。
【答案】① 51.6 ② 弹簧的原长 ③ 形变超过了弹簧的弹性限度
【详解】[1]由题可知因此在图像斜率的0.49倍即为弹簧的劲度系数,则有[2]图线与横轴交点表示,弹力为零时,弹簧的长度,即弹簧的原长。[3]图线后段明显弯曲,主要是因为随着钩码的增加,使弹簧的形变超过了弹簧的弹性限度,导致弹力与弹簧的形变量不再是线性关系。
5.(2025-2026高一上·河北保定·期中)某同学做“探究弹簧弹力和弹簧形变量的关系”的实验。
(1)下列说法正确的有 ;
A. 实验前,必须先把弹簧水平放置测量其原长
B. 逐一增挂钩码,记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重力
C. 本实验说明弹簧弹力与弹簧的长度成正比
D. 弹簧下端悬挂钩码越多越好
(2)该同学在实验过程中,每次都待弹簧处于静止状态时读出弹簧的长度;
(3)该同学根据记录的数据进行处理,描绘出弹簧的弹力F与弹簧长度l的图像如图乙所示,根据图像可知弹簧的原长 m,弹簧的劲度系数 。
【答案】① B ② 0.1 ③ 50
【详解】
(1)[1]A.为了消除弹簧自身重力的影响,实验前,应该先把弹簧竖直放置测量其原长,故A错误;B.为了更好地找出弹力与形变量之间的规律,应逐一增挂钩码,记下每增加一个钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重力,故B正确;C.本实验说明弹簧弹力与弹簧的形变量成正比,与弹簧的长度不是正比关系,故C错误;D.为了保证弹簧处于弹性限度内,弹簧下端悬挂钩码不能太多,故D错误。故选B。
(3)[2][3]根据胡克定律,外力F与弹簧长度l的关系为可知图像的横轴截距等于弹簧的原长,则有图像的斜率等于弹簧的劲度系数,则有
6.(2025-2026高一上·河北保定·期中)如图甲所示,小明同学先将弹簧竖直悬挂,而后在弹簧下端挂上重的钩码,静止时弹簧的长度;再挂上一个完全相同的钩码,静止时弹簧的长度。忽略弹簧自身的重力,且弹簧始终在弹性限度内,求:
(1)弹簧的劲度系数;
(2)若用该弹簧拉着钩码沿着水平地面匀速运动,如图乙所示,弹簧长度,钩码与地面之间的动摩擦因数。
【答案】(1)40N/m (2)0.6
【讲解】(1) 设弹簧的原长为,图甲中第一种情况有第二种情况有联立解得弹簧的劲度系数
(2) 弹簧长度时,弹簧的弹力大小钩码匀速运动,有其中解得钩码与地面之间的动摩擦因数
7.(2025-2026高一上·河北石家庄第一中学·期中)某学习小组利用生活中常见物品开展“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验。已知水的密度为ρ,当地重力加速度为g。实验过程如下:
(1)将两根细绳分别系在弹簧两端,将其平放在较光滑的水平桌面上,让其中一个系绳点与刻度尺零刻度线对齐,另一个系绳点对应的刻度如图1所示,可得弹簧原长为 cm。
(2)将弹簧一端细绳系到墙上挂钩,另一端细绳跨过固定在桌面边缘的光滑金属杆后,系一个空的小桶。使弹簧和桌面上方的细绳均与桌面平行,如图2所示。
(3)用带有刻度的杯子量取适量水,缓慢加到小桶里,待弹簧稳定后,测量两系绳点之间的弹簧长度并记录数据。按此步骤操作6次。
(4)以小桶中水的体积V为横坐标,弹簧伸长量x为纵坐标,根据实验数据拟合成如图3所示直线,其斜率为a(已知)。由此可得该弹簧的劲度系数为 (用题目中已知量表示)。
(5)图3中直线的截距为b(已知),可得所用小桶质量为 (用题目中已知量表示)。
【答案】① 13.14 ② ③
【详解】
(1)[1]该刻度尺的分度值为0.1cm,应估读到分度值的后一位,故弹簧原长为13.14cm
(4)[2]由胡克定律可知化简可得由图像可知解得该弹簧的劲度系数为
(5)[3]由图可知可得所用小桶质量为
8.(2025-2026高一上·河北唐山第一中学·期中)在“探究弹簧串联规律”的实验中,实验小组将两根完全相同的轻质弹簧Ⅰ、Ⅱ串联成如图所示装置,进行如下探究:
(1)实验前测得弹簧串联系统自然下垂时,指针在毫米刻度尺上的位置如图所示,则读数 cm。
(2)将弹簧Ⅰ单独竖直悬挂,在其下端挂质量为的钩码(重力加速度g近似取),记录不同钩码个数对应的指针位置如表。忽略弹簧自重,弹簧Ⅰ的劲度系数 N⁄m(结果保留两位有效数字)。
钩码个数
1
2
3
指针位置(x/cm)
8.00
10.00
12.00
(3)将两根弹簧串联后竖直悬挂,在下端挂相同规格的钩码(),记录数据如表。计算串联系统的等效劲度系数 N/m(结果保留三位有效数字),则可得出串联后的总劲度系数比单个弹簧的劲度系数小这一结论。
钩码个数
1
2
3
指针位置(x/cm)
11.00
15.00
19.00
【答案】(1)5.00 (2)25 (3)12.5
【讲解】(1) 毫米刻度尺的分度值为1mm,读数需估读到分度值的下一位,指针读数5.00cm。
(2) 单个钩码重力根据胡克定律可得
(3) 根据胡克定律可得
9.(2025-2026高一上·河北张家口·期中)某同学用如图甲所示装置探究弹力与弹簧形变量的关系
(1)该同学使刻度尺的0刻度与弹簧顶端对齐,在弹簧下端挂上不同个数的钩码,测出对应的弹簧长度,处理数据后得到图乙所示的图像。该弹簧的劲度系数为 N/m(保留两位有效数字),图乙中的横坐标L是弹簧的 (填“长度”或“形变量”)
(2)若将该弹簧水平放在桌面上,其长度 (填“大于”“等于”或“小于”)10cm
(3)下列关于该实验的操作,正确的是
A. 必须用轻质弹簧以减小弹簧重力带来的影响
B. 直尺必须竖直固定
C. 应多挂几个钩码,使弹簧尽可能的长,以提高实验精度
【答案】(1)① 50 ② 长度 (2)小于 (3)B
【讲解】(1) [1]弹簧的劲度系数[2]图乙中F=0时L=10cm,可知L表示弹簧的长度。
(2) 由图乙可知弹簧在竖直状态下的自然长度为10cm,在水平状态下的自然长度应小于10cm。
(3) A.该实验可通过图像斜率计算弹簧劲度系数,弹簧重力不会造成实验误差,A错误;B.为保证直尺与弹簧平行,应竖直固定直尺,B正确;C.挂上太多钩码可能会使弹簧形变超过其弹性限度,C错误。故选B。
10.(2025-2026高一上·河北辛集中学·期中)泸州高中的同学们热爱学习和运动,某同学家里备有健身器材——拉力器。某学习小组利用拉力器做实验,探究胡克定律。首先把弹簧上端固定在铁架台的横杆上,弹簧的右侧固定一刻度尺,如甲图所示。然后在弹簧下端悬挂不同质量的钩码,记录弹簧弹力F和相关数据。
(1)某同学根据实验数据,绘制的弹力F与x的关系图像如图乙所示,图中x表示( )
A. 弹簧的形变量
B. 弹簧处于竖直状态下的自然长度
C. 弹簧处于水平状态下的自然长度
(2)小天同学使用两条不同的轻质弹簧a和b,根据实验数据绘制F与x图像(如图丙所示),发现图像中弹簧a的斜率小于弹簧b的斜率,由此可知弹簧a的劲度系数 (“大于”“等于”或“小于”)弹簧b的劲度系数。若要制作一个精确度较高的弹簧测力计,应选弹簧 (填“a”或“b”)。
【答案】(1)A (2)① 小于 ② a
【讲解】(1) 图乙中F与x成正比,由胡克定律可知,图中x表示弹簧的形变量。故选A。
(2) [1]由(1)中分析可知,F-x图像的斜率表示弹簧的劲度系数,由于图丙中弹簧a的斜率小于弹簧b的斜率,故知弹簧a的劲度系数小于弹簧b的劲度系数。[2]要制作一个精确度较高的弹簧测力计,应选用在一定的外力作用时,弹簧的伸长量大的弹簧,则应选择劲度系数小的弹簧,故选弹簧a。
试卷第1页,共3页
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专题04 相互作用——力
4大高频考点
1. 重力和弹力
2. 摩擦力
3. 牛顿第三定律
4. 实验:探究弹簧弹力与形变量的关系
考点1 重力和弹力
1.(2025-2026高一上·河北唐县第一中学·期中)如图所示,在光滑水平面上有一质量为1kg的物体系在两弹簧之间,物体左右两侧弹簧的劲度系数分别为k1=3.0N/cm和k2=5.0N/cm,物体在O位置时两侧弹簧均处于原长。现向左拉动物体2cm,然后由静止释放,物体在O点左右两侧来回运动,运动过程中弹簧始终在弹性限度内,则物体刚释放时受到弹簧的弹力为( )
A. 4N,方向向左
B. 8N,方向向右
C. 10N,方向向左
D. 16N,方向向右
2.(2025-2026高一上·河北衡水冀州中学·期中)如下图所示四种情境,物体均处于静止状态,其中物体A(表面均光滑)所受弹力的示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
3.(2025-2026高一上·河北唐山第十中学·期中)(多选)下列对图中弹力有无的判断,正确的是( )
A. 小球随车厢(底部光滑)一起向右做匀速直线运动,则车厢左壁对小球有弹力
B. 小球被轻绳斜拉着静止在光滑的斜面上,则绳对小球有弹力
C. 小球被a、b两轻绳悬挂而静止,其中a绳处于竖直方向,则b绳对小球有拉力
D. 小球静止在光滑的三角槽中,三角槽底面水平,倾斜面对球无弹力
4.(2025-2026高一上·河北唐山第十中学·期中)体育课上一学生将足球踢向斜台,如图所示,则斜台给足球的弹力方向( )
A. 沿v1方向
B. 垂直于斜台斜向左上方
C. 沿v2的方向
D. 先沿v1的方向后沿v2的方向
5.(2025-2026高一上·河北保定·期中)关于力、重力和弹力的说法,下列选项正确的是( )
A. 力的作用离不开物体,所以一个力必然涉及两个物体
B. 重力的方向总是竖直向下的,所以重力方向一定与地面垂直
C. 桌子对地面的压力是由于地面发生形变而产生的
D. 物体放在水平地面上,物体对地面的压力就是物体的重力
6.(2025-2026高一上·河北张家口·期中)将一个双圆锥体(两个圆锥底面对接在一起)轻放在倾斜轨道的下端,它会沿轨道向上滚去。下列说法正确的是( )
A. 双圆锥体向上滚动是因为受到向上的力大于其重力
B. 双圆锥体向上滚动时重心向下运动
C. 轨道对双圆锥体的支持力是由于双圆锥体的形变产生的
D. 换用一个均匀足够长的圆柱体,也能从轨道下端向上滚动
7.(2025-2026高一上·河北保定·期中)质量均匀的钢管,一端支在水平地面上,另一端被竖直细绳悬挂着。关于钢管的受力情况,下列说法正确的是( )
A. 钢管受到4个力的作用
B. 钢管受到地面的摩擦力
C. 绳子对钢管的弹力方向与钢管的形变方向相反
D. 地面对钢管的作用力方向竖直向上
8.(2025-2026高一上·河北邯郸·期中)2025年第13号台风“剑鱼”是有气象观测记录以来对三亚影响最严重的台风。图为台风经过时吹弯大树的场景,下列说法正确的是( )
A. 大树所受重力方向沿着树干方向向下
B. 树叶被台风吹动在空中飞舞过程中,树叶不受重力
C. 台风破坏力巨大,说明力可以只有受力物体,没有施力物体
D. 大树被吹弯时,产生的弹力指向恢复原状的方向
9.(2025-2026高一上·河北石家庄第二中学-11月·期中)如图所示,一位于水平面上的小车,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为,在斜杆的下端固定有质量为m的小球下列关于杆对球的作用力F的判断中,正确的是( )
A. 小车静止时,,方向沿杆向上
B. 小车静止时,,方向垂直于杆向上
C. 小车向右匀速运动时,,方向竖直向上
D. 小车向右匀速运动时,,方向沿杆向上
10.(2025-2026高一上·河北石家庄第二中学-11月·期中)如图所示,两个质量均为的相同物块、用一个劲度系数为的轻弹簧连接,两物块都处于静止状态。现用竖直力缓慢地向上拉物块,直到物块刚好离开水平地面为止。取,这个过程中物块移动的距离是( )
A.
B.
C.
D.
考点2 摩擦力
1.(2025-2026高一上·河北张家口·期中)(多选)2025年6月2日京津冀“京张体育文化旅游带”山地自行车青少年速降联赛首站于富龙四季小镇圆满结束。自行车速降是自行车的顶级赛事之一,充满激情与挑战。下列关于骑行的说法正确的是( )
A. 骑行时地面对前轮有向前的摩擦力
B. 骑行时地面对后轮有向前的摩擦力
C. 加速时地面对后轮的摩擦力大小等于后轮对地面的摩擦力大小
D. 刹车时(车轮不转)地面对车轮的摩擦力越来越小
2.(2025-2026高一上·河北保定·期中)(多选)如图所示,水平桌面上平铺一张宣纸,宣纸的左侧压有一镇纸,写字过程中宣纸保持静止不动,下列说法正确的是( )
A. 镇纸受到的向上弹力,是由于宣纸发生了形变
B. 自左向右行笔写一横过程中,镇纸不受摩擦力作用
C. 自左向右行笔写一横过程中,桌面给宣纸的摩擦力方向向右
D. 竖直提起毛笔悬空时,增大握笔的力度可以增大手和笔之间的摩擦力
3.(2025-2026高一上·河北邯郸·期中)(多选)如图甲所示,一同学用水平力推静止在水平地面上的沙发,缓慢增大推力,测得他施加的水平推力F与沙发所受到的摩擦力f之间的关系如图乙所示,已知沙发质量为m=50kg,重力加速度g取。下列说法正确的是( )
A. 该沙发受到的最大静摩擦力大小为150N
B. 当推力F在0~160N之间时,该沙发始终处于静止状态
C. 该沙发与地面间的动摩擦因数μ=0.3
D. 若换成另一质量为100kg的沙发(与地面间动摩擦因数不变)当水平推力F=100N时,该沙发所受的摩擦力大小将变为200N
4.(2025-2026高一上·河北石家庄第二中学-11月·期中)(多选)如图所示,水平木板上有质量的物块,受到随时间t变化的水平拉力F作用,用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力的大小如图2所示,取重力加速度,下列判断正确的是( )
A. 时外力F等于零
B. 时外力F可能等于5N
C. 物块与木板间的动摩擦因数为0.08
D. 物块与木板间的动摩擦因数为0.11
5.(2025-2026高一上·河北衡水冀州中学·期中)质量为m=3kg的物块放在水平地面上,物块与地面间的动摩擦因数μ=0.5,现对物块同时施加方向相反的水平力F1、F2,大小分别为F1=12N,F2=20N,如图所示。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2,求:
(1)物块所受的摩擦力大小和方向;
(2)若撤去F2,则此时物块所受的摩擦力大小和方向;
(3)若撤去F1,则此时物块所受的摩擦力大小和方向。
6.(2025-2026高一上·河北保定·期中)如图所示,质量为2kg的物体放在水平地板上,用一原长为6cm的轻质弹簧水平拉该物体,当弹簧拉着物体匀速前进时,弹簧的长度为8cm。已知弹簧的劲度系数,g取。求:
(1)物体所受滑动摩擦力的方向和大小;
(2)物体与地板间的动摩擦因数;
(3)若在物体运动过程中撤去拉力,在物体继续向前滑行的过程中,物体受到的摩擦力是多大。
7.(2025-2026高一上·河北张家口·期中)如图所示,质量为m=1kg的长方体木块受到水平的推力F=20N,被压在竖直墙面上匀速向下滑动。重力加速度g取10m/s2。求:
(1)木块受到的摩擦力的大小与方向;
(2)木块与墙壁之间的动摩擦因数。
8.(2025-2026高一上·河北保定·期中)用如图所示装置来研究静摩擦力的大小随拉力的变化规律。把木块放在固定的水平长木板上,在弹簧测力计的指针左侧轻放一个小纸团,它可以随指针移动,并作为指针到达最大位置的标记。用弹簧测力计沿水平方向拉木块,使拉力由零缓慢增大,在拉力F增大到一定值之前,木块不会运动,此种情况下静摩擦力大小等于 ,继续用力,当拉力F达到某一数值时木块开始运动,此时拉力会突然 。纸团会停在最大拉力处,则这个最大拉力 (填“等于”“大于”或“小于”)滑动摩擦力。
9.(2025-2026高一上·河北·期中)如图所示,一轻质弹簧左端与竖直墙壁相连,右端与一质量为3kg的物块相连,现使物块将弹簧拉伸了4cm,物块在水平向右的拉力作用下处于静止状态,已知弹簧劲度系数为300N/m。物块与地面间的动摩擦因数(最大静摩擦力等于滑动摩擦力),重力加速度。
(1)求物块受到的摩擦力大小及方向;
(2)若物块所处位置不变,改为对其施加水平向右的的拉力,求此时物块受到的摩擦力大小及方向。
10.(2025-2026高一上·河北沧州盐山中学-11月·期中)如图所示,某同学在水平地面上推一质量为的沙发,已知该同学对沙发施加水平向右、大小为的推力,未推动且此时沙发恰好能静止在水平地面上,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度。
(1)求沙发与水平地面间的动摩擦因数;
(2)若该同学改变水平向右推力的大小,求:
a、水平推力时,沙发所受的摩擦力;
b、水平推力时,沙发所受的摩擦力。
考点3 牛顿第三定律
1.(2025-2026高一上·河北保定·期中)(多选)如图所示,甲、乙在一次掰手腕的比赛中,甲获得了胜利。若甲对乙的力记为,乙对甲的力记为,则下列说法正确的是( )
A. 和大小相等
B. 的大小大于的大小
C. 先于产生
D. 和同时产生
2.(2025-2026高一上·河北衡水冀州中学·期中)(多选)2025年10月31日,神舟二十一号载人飞船圆满发射成功。火箭在升空过程中向下喷出的气体对火箭的作用力( )
A. 一定大于火箭对喷出气体的作用力大小
B. 一定等于火箭对喷出气体的作用力大小
C. 方向一定与火箭对喷出气体的作用力方向相反
D. 方向一定与火箭对喷出气体的作用力方向相同
3.(2025-2026高一上·河北唐山第一中学·期中)如图,利用弹簧测力计测量一重物的重力(忽略弹簧测力计的重力),下列说法中正确的是( )
A. 静止时弹簧测力计读数等于重物的重力的大小
B. 静止时弹簧测力计挂钩受到向下的拉力就是重物的重力
C. 静止时弹簧测力计对人手向下的拉力就是重物的重力
D. 只有静止时人手对弹簧测力计的拉力才等于弹簧测力计对人手的拉力
4.(2025-2026高一上·河北辛集中学·期中)下列关于作用力与反作用力的理解,正确的是( )
A. 一对相互作用力作用在一个物体上
B. 一对相互作用力的作用效果不可以抵消
C. 马拉车加速运动是因为车拉马的力小于马拉车的力
D. 桌面上木块受到的重力的反作用力是桌面对木块的支持力
5.(2025-2026高一上·河北·期中)一名同学站在静止的小船上,用力水平推岸边固定的木桩,小船随后向远离木桩的方向缓慢移动,忽略水的阻力和空气阻力。下列关于此过程判断正确的是( )
A. 人对木桩的推力大于木桩对人的推力,因为木桩静止而小船运动
B. 人对木桩的推力与木桩对人的推力是一对作用效果抵消的平衡力
C. 人对木桩的推力与木桩对人的推力方向相反,且同时消失
D. 若人改用更大的力推木桩,则木桩对人的推力将先于人对木桩的推力产生
6.(2025-2026高一上·河北石家庄第一中学·期中)中国书法历史悠久,是中华民族优秀传统文化之一、小华同学练习书法时握毛笔的姿势如图所示,笔杆竖直悬空,则下列说法正确的是( )
A. 笔杆受到的压力是笔杆形变产生的
B. 手指受到的压力是笔杆形变产生的
C. 笔杆受到的重力和笔杆对手指的摩擦力是一对平衡力
D. 笔杆受到的重力和手指对笔杆的摩擦力是一对相互作用力
考点4 实验:探究弹簧弹力与形变量的关系
1.(2025-2026高一上·河北张家口·期中)如图所示,两根相同的轻弹簧悬挂着两个质量相等的物体,稳定时两弹簧的长度分别为30cm、25cm,则弹簧原长为( )
A. 5cm
B. 10cm
C. 15cm
D. 20cm
2.(2025-2026高一上·河北辛集中学·期中)如图所示,两木块的质量分别是和,两轻质弹簧的劲度系数分别为和 ,上面木块压在上面的弹簧上(但不栓接),整个系统处于平衡状态,现缓慢向上提上面的木块,直到它刚离开上面弹簧,在这过程中上面木块移动的距离为( )
A.
B.
C.
D.
3.(2025-2026高一上·河北唐山第十中学·期中)如图甲所示,将一轻质弹簧放在水平地面上,上端放一个质量为200 g的物体,弹簧的长度为30 cm;如图乙所示,若将该弹簧上端固定,下端挂一个质量为100 g的物体,弹簧的长度为45 cm。重力加速度大小g取10 m/s2。则该弹簧的劲度系数为( )
A. 0.2 N/m
B. 10 N/m
C. 20 N/m
D. 由于弹簧原长未知,无法求解
4.(2025-2026高一上·河北衡水冀州中学·期中)某物理兴趣实验小组用如图甲所示的铁架台、弹簧和多个质量相等的钩码以及刻度尺探究弹簧弹力F与弹簧长度l的关系(已知每个钩码的质量为50g,重力加速度g取,弹簧原长为1.1cm)。实验中记录的数据如下表:
钩码个数n
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
弹簧长度l/cm
2.9
4.7
6.5
8.3
10.1
11.9
13.7
15.5
17.5
20.0
23.5
32.0
(1)实验小组同学已经将表中数据描在了图乙的n-l坐标系中,如图乙所示。
(2)根据图乙及题中所给数据,可求得弹簧的劲度系数为 N/m(保留3位有效数字)。
(3)图线与横轴交点的物理意义是: 。
(4)图线后段明显弯曲的原因是: 。
5.(2025-2026高一上·河北保定·期中)某同学做“探究弹簧弹力和弹簧形变量的关系”的实验。
(1)下列说法正确的有 ;
A. 实验前,必须先把弹簧水平放置测量其原长
B. 逐一增挂钩码,记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重力
C. 本实验说明弹簧弹力与弹簧的长度成正比
D. 弹簧下端悬挂钩码越多越好
(2)该同学在实验过程中,每次都待弹簧处于静止状态时读出弹簧的长度;
(3)该同学根据记录的数据进行处理,描绘出弹簧的弹力F与弹簧长度l的图像如图乙所示,根据图像可知弹簧的原长 m,弹簧的劲度系数 。
6.(2025-2026高一上·河北保定·期中)如图甲所示,小明同学先将弹簧竖直悬挂,而后在弹簧下端挂上重的钩码,静止时弹簧的长度;再挂上一个完全相同的钩码,静止时弹簧的长度。忽略弹簧自身的重力,且弹簧始终在弹性限度内,求:
(1)弹簧的劲度系数;
(2)若用该弹簧拉着钩码沿着水平地面匀速运动,如图乙所示,弹簧长度,钩码与地面之间的动摩擦因数。
7.(2025-2026高一上·河北石家庄第一中学·期中)某学习小组利用生活中常见物品开展“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验。已知水的密度为ρ,当地重力加速度为g。实验过程如下:
(1)将两根细绳分别系在弹簧两端,将其平放在较光滑的水平桌面上,让其中一个系绳点与刻度尺零刻度线对齐,另一个系绳点对应的刻度如图1所示,可得弹簧原长为 cm。
(2)将弹簧一端细绳系到墙上挂钩,另一端细绳跨过固定在桌面边缘的光滑金属杆后,系一个空的小桶。使弹簧和桌面上方的细绳均与桌面平行,如图2所示。
(3)用带有刻度的杯子量取适量水,缓慢加到小桶里,待弹簧稳定后,测量两系绳点之间的弹簧长度并记录数据。按此步骤操作6次。
(4)以小桶中水的体积V为横坐标,弹簧伸长量x为纵坐标,根据实验数据拟合成如图3所示直线,其斜率为a(已知)。由此可得该弹簧的劲度系数为 (用题目中已知量表示)。
(5)图3中直线的截距为b(已知),可得所用小桶质量为 (用题目中已知量表示)。
8.(2025-2026高一上·河北唐山第一中学·期中)在“探究弹簧串联规律”的实验中,实验小组将两根完全相同的轻质弹簧Ⅰ、Ⅱ串联成如图所示装置,进行如下探究:
(1)实验前测得弹簧串联系统自然下垂时,指针在毫米刻度尺上的位置如图所示,则读数 cm。
(2)将弹簧Ⅰ单独竖直悬挂,在其下端挂质量为的钩码(重力加速度g近似取),记录不同钩码个数对应的指针位置如表。忽略弹簧自重,弹簧Ⅰ的劲度系数 N⁄m(结果保留两位有效数字)。
钩码个数
1
2
3
指针位置(x/cm)
8.00
10.00
12.00
(3)将两根弹簧串联后竖直悬挂,在下端挂相同规格的钩码(),记录数据如表。计算串联系统的等效劲度系数 N/m(结果保留三位有效数字),则可得出串联后的总劲度系数比单个弹簧的劲度系数小这一结论。
钩码个数
1
2
3
指针位置(x/cm)
11.00
15.00
19.00
9.(2025-2026高一上·河北张家口·期中)某同学用如图甲所示装置探究弹力与弹簧形变量的关系
(1)该同学使刻度尺的0刻度与弹簧顶端对齐,在弹簧下端挂上不同个数的钩码,测出对应的弹簧长度,处理数据后得到图乙所示的图像。该弹簧的劲度系数为 N/m(保留两位有效数字),图乙中的横坐标L是弹簧的 (填“长度”或“形变量”)
(2)若将该弹簧水平放在桌面上,其长度 (填“大于”“等于”或“小于”)10cm
(3)下列关于该实验的操作,正确的是
A. 必须用轻质弹簧以减小弹簧重力带来的影响
B. 直尺必须竖直固定
C. 应多挂几个钩码,使弹簧尽可能的长,以提高实验精度
10.(2025-2026高一上·河北辛集中学·期中)泸州高中的同学们热爱学习和运动,某同学家里备有健身器材——拉力器。某学习小组利用拉力器做实验,探究胡克定律。首先把弹簧上端固定在铁架台的横杆上,弹簧的右侧固定一刻度尺,如甲图所示。然后在弹簧下端悬挂不同质量的钩码,记录弹簧弹力F和相关数据。
(1)某同学根据实验数据,绘制的弹力F与x的关系图像如图乙所示,图中x表示( )
A. 弹簧的形变量
B. 弹簧处于竖直状态下的自然长度
C. 弹簧处于水平状态下的自然长度
(2)小天同学使用两条不同的轻质弹簧a和b,根据实验数据绘制F与x图像(如图丙所示),发现图像中弹簧a的斜率小于弹簧b的斜率,由此可知弹簧a的劲度系数 (“大于”“等于”或“小于”)弹簧b的劲度系数。若要制作一个精确度较高的弹簧测力计,应选弹簧 (填“a”或“b”)。
试卷第1页,共3页
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