内容正文:
专题04 相互作用——力
5大高频考点
1. 重力
2. 弹力
3. 摩擦力
4. 牛顿第三定律
5. 实验:探究弹簧弹力与形变量的关系
考点1 重力
1.(2025-2026高一上·江西赣州二十五校-11月·期中)如图为小朋友常玩的一种叫“平衡鸟”的玩具,把鸟嘴放在手指或其他支点上,静止时,它的身体都能保持水平,像鸟儿飞翔一样,则“平衡鸟”的重心在( )
A. 鸟尾上
B. 鸟嘴上
C. 鸟的一个翅膀上
D. 鸟的腹部
2.(2025-2026高一上·江西赣州十三校·期中)如图是小王同学在学校运动会跳高项目中背越式过杆的照片,以下说法正确的是( )
A. 整个过程中,重心在身体中的位置不变
B. 腾空过程中,不再受到重力的作用
C. 起跳时,脚对地的蹬力大于地对脚的力
D. 落在软垫上时,受到软垫的弹力,是因为软垫发生了形变
3.(2025-2026高一上·江西南昌南昌中学·期中)(多选)1969年在甘肃武威县雷台发掘出土了东汉铜奔马(马踏飞燕),其造型生动,宛如正在奔跑,三足腾空,一足落在飞燕上,却能稳稳地保持平衡。如图所示,现在市面上有不少仿照东汉铜奔马制作的文创作品,马蹄与飞燕连接处不固定,也具有“马踏飞燕”而不倒的效果。下列关于该文创作品的说法正确的是( )
A. 只有铜奔马的重心位置才受到重力作用
B. 铜奔马的重心在“飞燕”踏点正上方
C. 铜奔马在不同省份时,受到的重力可能略有差异
D. 铜奔马在不同省份时,受到的重力一定相同
4.(2025-2026高一上·江西·期中)关于重心与重力,下列说法正确的是( )
A. 物体的重心一定在物体上
B. 重力的方向总是垂直于地面向下的
C. 物体所受的重力大小由其质量唯一决定,与地理位置无关
D. 当铅球在空中飞行时,若不计空气阻力,则铅球只受重力作用
5.(2025-2026高一上·江西南昌东湖区南昌中学-11月·期中)(多选)欹(qī)器是我国古代一种倾斜易覆的盛水器,其特点是“虚则欹,中则正,满则覆”(空的时候是倾斜的,加了一半水后是直立的,加满水后即翻倒),如图1所示为仿制欹器的空桶,桶可绕水平轴转动,图2为其截面图,为桶的对称轴,下列说法正确的是( )
A. 向桶中加水过程中重心一直升高
B. 向桶中加水过程中重心先下降再升高
C. 加了一半水后重心处于水平轴的上方
D. 加满水后重心处于水平轴的上方
6.(2025-2026高一上·江西景德镇一中·期中)下列四图中物体重心位置一直升高的是( )
A. 将竖立的砖头推倒过程
B. 水从纸杯底部的小孔流出过程
C. 跳台跳水运动员跳水过程
D. 将天花板下悬挂的铁链下端用手往下拉过程
考点2 弹力
1.(2025-2026高一上·江西赣州二十五校-11月·期中)一弹性小球(视为质点)向右抛出后,落在水平桌面上反弹,下列四个选项中,小球受到桌面弹力的示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
2.(2025-2026高一上·江西宜春中学·期中)下列甲、乙、丙、丁所示各图中,所有接触面都是光滑的,且物体均保持静止。则Q球受一个弹力的有( )
A. 甲、乙
B. 甲、乙、丙
C. 甲、乙、丁
D. 甲、乙、丙、丁
3.(2025-2026高一上·江西鹰潭余江区第一中学-11月·期中)下图中各物体都处于静止状态,关于物体所受弹力,下列说法正确的是( )
A. 图①中小车受到弹簧的弹力方向如图①所示
B. 图②中杆子受到地面与支点O的弹力方向如图②所示
C. 图③中小球受到弯曲杆的弹力方向如图③所示
D. 图④中小球受到光滑斜面与绳子的弹力方向如图④所示
4.(2025-2026高一上·江西南昌南昌中学·期中)今年第18号台风“山陀儿”已于2024年10月4日凌晨2点钟在台湾省屏东县境内减弱为热带低压,中央气象台于当天早晨5点钟对其停止编号。由于“山陀儿”对我国的影响趋于结束,因此,中央气象台于当天早晨6点钟解除台风黄色预警。如图所示为台风吹弯大树的场景,下列说法正确的是( )
A. 树叶被风吹动飞舞过程中,树叶不受重力
B. 大树所受重力方向沿着树干方向向下
C. 大树被风吹弯,具有弹力,说明弹力可以只有施力物体,不需要受力物体
D. 风停后,掉落地面上的树枝处于静止状态,树枝对地面的弹力是由于树枝形变产生的
5.(2025-2026高一上·江西景德镇·期中)生活中弹力处处可见,关于弹力下列说法中正确的是( )
A. 物质互相接触,就有弹力的相互作用
B. 放在桌面上的木块受到桌面对它向上的弹力,这是由于桌面发生微小形变而产生的
C. 由胡克定律可知弹簧的劲度系数与弹力成正比,与形变量成反比
D. 压力和支持力的方向都平行于物体的接触面,绳的拉力沿绳而指向绳收缩的方向
6.(2025-2026高一上·江西景德镇·期中)图中各物体均处于静止状态,图中画出了小球A所受弹力的情况,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
7.(2025-2026高一上·江西南昌南昌中学·期中)(多选)如图所示,木块质量为,两个轻质弹簧1、2的劲度系数分别为、,弹簧与木块、地面各接触点都栓连,整个系统静止。在弹簧1的上端A点施加竖直向上的拉力,将木块缓慢提起,停止时弹簧2的弹力大小变为原来的一半,则在这一过程中A点向上移动的距离可能为(已知重力加速度为g)( )
A.
B.
C.
D.
8.(2025-2026高一上·江西宜春中学·期中)如图所示,两根相同的轻弹簧S1、S2,劲度系数均为k = 4 × 102 N/m,悬挂的A、B小球的质量分别为mA = 2 kg、mB = 4 kg,系统处于静止状态,g取10 m/s2。求:
(1)弹簧S1、S2的伸长量分别为多少;
(2)现用手托着B小球竖直向上缓慢移动,到弹簧S2处于压缩状态且弹力大小为原来的倍时,B小球上升的距离。(A、B小球始终在同一竖直线上)
9.(2025-2026高一上·江西·期中)如图所示,质量为的小球用两个轻弹簧甲、乙拴接,轻弹簧甲、乙的另一端分别固定在天花板和水平面上,静止时,两弹簧均竖直且处于压缩状态,压缩量均为。已知弹簧甲、乙的劲度系数之比为,重力加速度取,求:
(1)弹簧甲的劲度系数;
(2)若仅把小球换成另一个大小相同、质量为的小球,则系统静止时,弹簧甲的弹力多大。
10.(2025-2026高一上·江西南昌第二中学-11月·期中)如图所示,A、B两木块质量均为m,1、2两轻弹簧的劲度系数均为k,弹簧与木块、弹簧与地面均拴接在一起,整个系统静止。现用力向上缓慢提A木块,直到2弹簧弹力大小变为原来的一半为止,求这一过程中A木块移动的距离。
考点3 摩擦力
1.(2025-2026高一上·江西·期中)如图所示,一质量为的物块在大小为、方向水平向左的拉力作用下,由静止开始沿水平面做匀加速直线运动。已知物块与水平面间的动摩擦因数为0.1,重力加速度取,则物块受到的摩擦力( )
A. 大小为,方向水平向右
B. 大小为,方向水平向左
C. 大小为,方向水平向右
D. 大小为,方向水平向左
2.(2025-2026高一上·江西南昌第二中学-11月·期中)如图所示,质量为的物体与地面间的动摩擦因数,从时刻开始以初速度沿水平地面向右滑行,同时受到一个水平向左的恒力的作用,取向右为正方向,该物体受到的摩擦力随时间变化的图像是下列图中的(取)( )
A. B.
C. D.
3.(2025-2026高一上·江西贵溪第一中学·期中)一本书平放在水平桌面上,将一张A4纸夹在书页间,如图所示。A4 纸与书页间的动摩擦因数为μ₁,书与桌面间的动摩擦因数为, ,现用一水平向右的力 F 作用于 A4 纸上,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,A4纸的质量忽略不计,若要使书与A4纸一同运动,则A4纸上面书页的质量m₁与下面的书页的质量m₂之比应满足( )
A.
B.
C.
D.
4.(2025-2026高一上·江西·期中)如图所示,质量为2kg的木块静止在水平桌面上,用水平向右的拉力从零开始逐渐增大拉动木块.已知木块与桌面间的动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力为4.5N,取重力加速度大小。下列说法正确的是( )
A. 当拉力大小为3N时,木块受到的摩擦力大小为5N
B. 当拉力大小为4N时,木块仍静止,此时木块受到的摩擦力方向水平向右
C. 当拉力大小为6N时,木块受到的摩擦力大小为4N
D. 木块滑动后,若将拉力增大到8N,则木块受到的摩擦力将随之增大至8N
5.(2025-2026高一上·江西南昌南昌中学·期中)某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器,传感器用棉线拉住物块,物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板,传感器记录的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 实验中必须让木板保持匀速运动
B. 图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线
C. 最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7
D. 只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
6.(2025-2026高一上·江西南昌江西师范大学附属中学·期中)(多选)小宁同学在网上购买了一箱纸巾和一摞捆好的书。快递员将书置于箱子上放在小宁家门口。为了将包裹拖进房间,小宁需要从零开始逐渐增大拉力F。纸巾箱子与书籍间的摩擦力f1、箱子与地面间的摩擦力f2随水平拉力F变化的情况如图乙所示。已知一箱纸巾的质量M=10kg,书的质量m=20kg,取g=10m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )
A. 当0<F<30N时,箱子与书籍保持静止
B. 当30N<F<90N时,箱子与书籍发生相对运动
C. 箱子与地面间的动摩擦因数为0.3
D. 箱子与书籍间的动摩擦因数为0.2
7.(2025-2026高一上·江西南昌南昌中学·期中)质量为的雪橇,在平坦的雪地上用的水平拉力恰好可以拉着雪橇做匀速直线运动。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,。求:
(1)雪橇对雪地的压力;
(2)雪橇与雪地间的动摩擦因数;
(3)如果静止的雪橇受到水平向右的拉力F,且F随时间t变化关系为,已知,当时,雪橇受到的摩擦力大小。
8.(2025-2026高一上·江西景德镇·期中)如图所示,水平面上有一重50N的物体,其受到和的水平力的作用而保持静止,与的方向相反,物体与水平面间的动摩擦因数,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)求最大静摩擦力;
(2)若只撤去,求物体所受摩擦力的大小和方向;
(3)若只撤去,求物体所受摩擦力的大小和方向;
9.(2025-2026高一上·江西南昌第一中学·期中)如图所示,质量为20kg的木箱静止在水平地面上,至少要用120N的水平推力,才能使它从原地开始运动。木箱从原地移动后,用100N的水平推力,就可以使木箱做匀速运动。已知重力加速度g=10m/s2。求:
(1)如果用110N的水平向右的推力推这个静止的木箱,木箱所受到的摩擦力;
(2)如果该木箱内再加入m0=10kg的物体时,使木箱再次做匀速运动的水平推力大小。
10.(2025-2026高一上·江西赣州十三校·期中)重量为100N的木箱放在水平地板上,至少要用35N的水平推力,才能使它从原地开始运动,木箱从原地移动后,用30N的水平推力,就可以使木箱继续做匀速运动. 由此可知木箱与地板间的最大静摩擦力为多少?木箱与地板间的动摩擦因数为多少?如果水平推力为F,木箱所受的摩擦力为Ff,请画出Ff随F变化的函数图象?
考点4 牛顿第三定律
1.(2025-2026高一上·江西鹰潭余江区第一中学-11月·期中)如图所示,硬纸板(重力不可忽略)在物理课本与水平桌面之间,现用水平拉力将硬纸板从课本底下向右迅速抽出(物理课本未滑离桌面),下列说法正确的是( )
A. 硬纸板被抽出的过程中对物理课本的摩擦力方向水平向左
B. 硬纸板被抽出的过程中对桌面的摩擦力方向水平向左
C. 未拉动硬纸板时,物理课本对硬纸板的压力与硬纸板对物理课本的支持力是一对相互作用力
D. 未拉动硬纸板时,硬纸板受到的重力与桌面对硬纸板的支持力是一对平衡力
2.(2025-2026高一上·江西·期中)如图所示,水平桌面上放置一台秤,台秤上放一个砝码,下列说法正确的是( )
A. 砝码重力的施力物体是台秤
B. 砝码的重力和台秤对砝码的支持力是一对作用力和反作用力
C. 台秤对桌面的压力与桌面对台秤的支持力是一对作用力和反作用力
D. 砝码的重力就是砝码对台秤的压力
3.(2025-2026高一上·江西抚州崇仁县第一中学-11月·期中)如图所示,一位同学站在水平的船面上,用竹杆拨动岸边,小船向右运动,人和船之间没有相对运动.则( )
A. 人对船可能有滑动摩擦力
B. 杆发生形变,杆对船产生弹力
C. 人对船的压力方向竖直向上
D. 人对杆的力和杆对人的力是一对作用力与反作用力
考点5 实验:探究弹簧弹力与形变量的关系
1.(2025-2026高一上·江西南昌第一中学·期中)某同学用一弹簧制作弹簧秤,他先对弹簧进行测试,测试方式与课本实验“探究弹簧弹力与伸长量的关系”类似。进行测试的实验装置如图(a)所示,测试数据如下表,g取9.8N/kg。
钩码质量m/kg
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
钩码重力G/N
0.49
0.98
1.47
1.96
2.45
弹簧伸长量x/cm
0.50
1.15
1.65
2.15
2.70
(1)请在图(b)中补充描出剩余的两个数据点,并完成弹力F与弹簧长度x关系的F-x图线 。
(2)依据F-x图像,计算出弹簧的劲度系数k= N/cm。(结果保留小数点后两位)
(3)该同学用制作好的弹簧秤(刻度均匀)称量0.60kg的物体时,读出的重力示数是6.89N,出现该情况的原因是 。
2.(2025-2026高一上·江西·期中)某同学用如图甲所示的装置探究弹簧弹力与形变量的关系。
(1)在安装刻度尺时,必须使刻度尺保持 状态。
(2)通过实验得到如图乙所示的弹簧弹力大小与弹簧长度的关系图线,其中、、均为已知量。若不计弹簧所受的重力,则该弹簧的原长为 ;弹簧的劲度系数为 。(均用、、表示)
3.(2025-2026高一上·江西南昌江西师范大学附属中学·期中)在“探究弹力与弹簧伸长的关系”实验中,小明设计了如图甲所示的实验装置,弹簧放置在光滑水平桌面上,左端固定并与刻度尺的零刻度对齐,右端通过平行于桌面的细线跨过光滑的定滑轮与托盘相连,随后他在托盘中逐一增加砝码,待稳定后记录每次对应弹簧的形变量。小明以砝码的重力为纵坐标,以弹簧的形变量为横坐标,建立坐标系,并将测得数据在坐标纸上描点,得到如图乙所示曲线,g取10m/s2
(1)由图线求得弹簧的劲度系数为 N/m; (保留3位有效数)
(2)托盘的质量为 kg;
(3)图线AB段发生明显弯曲,造成这种现象的主要原因是 。
4.(2025-2026高一上·江西赣州二十五校-11月·期中)某实验小组用图甲所示装置探究弹簧弹力与弹簧形变量的关系。忽略弹簧自身重力的影响,请回答下列问题:
(1)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,然后在弹簧下端悬挂不同质量的钩码,记录弹簧弹力和相关数据。某同学根据实验数据,绘制的弹力与的关系图像如图乙所示,图中表示 (选填“弹簧的形变量”或“弹簧的长度”),根据图乙中数据可得弹簧的劲度系数 。
(2)从图乙中可以发现,图线后面部分明显偏离直线,原因是 。
(3)实验过程中发现某类弹簧自身重力不可忽略,若把此类弹簧放在铁架台上竖直悬挂时,弹簧呈现的形态如下图中的__________(选填“A”“B”或“C”)。
A. B.
C.
5.(2025-2026高一上·江西·期中)晓宇同学利用图1所示的装置探究了“弹簧弹力大小与形变量的关系”,实验时将弹簧竖直固定在铁架台上,弹簧的左侧沿竖直方向固定一刻度尺,将砝码盘固定在弹簧的下端,静止时弹簧下端对应刻度尺的读数如图2所示,然后将质量已知的砝码逐一加在砝码盘中,并依次读出刻度尺的读数,重力加速度取。
(1)刻度尺的读数 cm。
(2)将得到的实验数据描绘在坐标系中,若以盘中砝码的质量为纵轴,以为横轴,拟合的图像为过原点的直线,如图3所示,则弹簧的劲度系数为 。
(3)由以上的条件 (选填“能”或“不能”)求出砝码盘的质量。
6.(2025-2026高一上·江西南昌南昌中学·期中)(多选)如图甲所示,用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码,探究“在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系”实验。
(1)实验中还需要的测量工具有 。
(2)如图乙所示,根据实验数据绘图,纵轴是钩码质量m,横轴是弹簧的形变量x。由图像可得结论:在弹簧的弹性限度内,弹簧的弹力与弹簧的伸长量成 (填“正比”或“反比”),弹簧的劲度系数k= N/m(计算结果保留2位有效数字,重力加速度g取10m/s2)。
(3)如图丙所示,实验中用两根不同的弹簧a和b,作出弹簧弹力F与弹簧长度L的图像,下列说法正确的是___________。
A. a的原长比b的短
B. a的劲度系数比b的大
C. a的劲度系数比b的小
D. 弹力与弹簧长度成正比
7.(2025-2026高一上·江西南昌第二中学-11月·期中)某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数,缓冲装置如图所示,固定在斜面上的透明有机玻璃管与水平面夹角为30°,弹簧固定在有机玻璃管底端。实验过程如下:先沿管轴线方向固定一毫米刻度尺,再将单个质量为200g的钢球(直径略小于玻璃管内径)逐个从管口滑进,每滑进一个钢球,待弹簧静止,记录管内钢球的个数n和弹簧上端对应的刻度尺示数,数据如表所示。实验过程中弹簧始终处于弹性限度内。采用逐差法计算弹簧压缩量,进而计算其劲度系数。
n
1
2
3
4
5
6
8.04
10.03
12.05
14.07
16.11
18.09
(1)利用计算弹簧的压缩量:,, cm,压缩量的平均值 cm;
(2)上述是管中增加 个钢球时产生的弹簧平均压缩量;
(3)忽略摩擦,重力加速度g取,该弹簧的劲度系数为 N/m。(结果保留3位有效数字)
8.(2025-2026高一上·江西南昌东湖区南昌中学-11月·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”)。
(3)实验过程中发现某类弹簧自身重力不可忽略,不可视为轻质弹簧,若把此类弹簧放在铁架台上竖直悬挂时,弹簧呈现的形态如下图中的________。
A.
B. C.
9.(2025-2026高一上·江西景德镇·期中)某同学在做“探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系”实验时,他先将一弹簧竖直悬挂让其自然下垂,测出其自然长度,然后在其下部挂上钩码,测出弹簧的总长度,改变钩码个数,测出几组数据,作出弹簧弹力与弹簧总长度的关系图线,如图乙所示。
(1)关于本实验,下列说法正确的是______。(填正确答案标号)
A. 应保证标尺位于竖直方向,要待钩码静止时再读数
B. 为了使实验效果明显,每个钩码重力越大越好
C. 为减小实验误差,应多测几组数据,每次增加的钩码数量必须相等
(2)实验中,该同学以弹簧弹力F为纵轴、弹簧长度为横轴建立坐标系,依据实验数据作出图线如图乙所示,由图线可得出该弹簧的原长为 cm,弹簧的劲度系数为 N/m。
(3)该同学利用本实验原理把上述弹簧做成了一个弹簧测力计,若某次测量时弹簧测力计示数如图丙所示,则弹簧测力计的示数为 N。
试卷第1页,共3页
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》
考点1重力
1.【答案】B
2.【答案】D
3.【答案】BC
4.【答案】D
5.【答案】BD
6.【答案】D
》
考点2弹力
1.【答案】C
2.【答案】C
3.【答案】B
4.【答案】D
5.【答案】B
6.【答案】C
7.【答案】CD
8.【答案】(1)0.15m:0.1m
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专题04相互作用一一力
(2)0.25m
1/4
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9.【答案】(1)k1=40N/m
(2)Fg=1.2N
10【答案】29骏62
考点3摩擦力
1.【答案】A
2.【答案】A
3.【答案】D
4.【答案】C
5.【答案】C
6.【答案】AD
7.【答案】(1)400N,方向竖直向下
(2)0.025
8.【答案】(1)15N;(2)9N,方向水平向左;(3)15N,
9.【答案】(1)110N,方向水平向左
(2)150N
FN
35
fm=35Nμ=0.3
30
10.【答案】
35
考点4牛顿第三定律
1.【答案】C
21/4
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(3)①N
方向水平向右
→FN
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2.【答案】c
3.【答案】D
考点5实验:探究弹簧弹力与形变量的关系
个FN
2.0
1.0
x/cm
1.【答案】(1)
0.501.001.502.002.503.00
(2)0.91(3)超过了弹簧的弹
性限度
AFN
3.0
2.0
k=AE=25 N/cm=0.91N/cm
4x2.75
1.0
>x/cm
0.501.001.502.002.503.00
(2)根据图像可知
(3)称量0.60kg的物体时,读出的重力示数是6.8N,出现该情况的原因是超过了弹簧的弹性限度。
2.【答案】(1)竖直
(2)①a
②
b-a
3.【答案】①16.0
②0.08
③弹簧的弹力超出了弹性限度
4.【答案】(1)①弹簧的形变量
②100
(2)超过了弹簧的弹性限
度
(3)B
3/4
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5.【答案】(1)7.19.20.21
(2)502.0
(3)不能
6.【答案】(1)刻度尺
(2)①正比
②5.0
(3)AB
7.【答案】①6.04
②6.05
③3
④48.6
8.【答案】(1)A
(2)①小于
②a
(3)B
9.【答案】(1)A
(2)①12.1
②100
(3)2.70.69.71
4/4
专题04 相互作用——力
5大高频考点
1. 重力
2. 弹力
3. 摩擦力
4. 牛顿第三定律
5. 实验:探究弹簧弹力与形变量的关系
考点1 重力
1.(2025-2026高一上·江西赣州二十五校-11月·期中)如图为小朋友常玩的一种叫“平衡鸟”的玩具,把鸟嘴放在手指或其他支点上,静止时,它的身体都能保持水平,像鸟儿飞翔一样,则“平衡鸟”的重心在( )
A. 鸟尾上
B. 鸟嘴上
C. 鸟的一个翅膀上
D. 鸟的腹部
【答案】B
【详解】“平衡鸟”静止时,“平衡鸟”受到的重力和支持力是一对平衡力,大小相等,方向相反,而支持力作用在鸟嘴上竖直向上,故重力作用线也在过鸟嘴的竖直方向线上,又重力作用线过重心,因此“平衡鸟”的重心在过鸟嘴的竖直线上。故选B。
2.(2025-2026高一上·江西赣州十三校·期中)如图是小王同学在学校运动会跳高项目中背越式过杆的照片,以下说法正确的是( )
A. 整个过程中,重心在身体中的位置不变
B. 腾空过程中,不再受到重力的作用
C. 起跳时,脚对地的蹬力大于地对脚的力
D. 落在软垫上时,受到软垫的弹力,是因为软垫发生了形变
【答案】D
【详解】A.人体形态有变化,重心在身体中位置会变,A错误;B.人始终受到重力作用,B错误;C.脚对地的蹬力与地对脚的力是作用力与反作用力,大小总是相等,C错误;D.人受弹力是软垫形变产生的,D正确。故选D。
3.(2025-2026高一上·江西南昌南昌中学·期中)(多选)1969年在甘肃武威县雷台发掘出土了东汉铜奔马(马踏飞燕),其造型生动,宛如正在奔跑,三足腾空,一足落在飞燕上,却能稳稳地保持平衡。如图所示,现在市面上有不少仿照东汉铜奔马制作的文创作品,马蹄与飞燕连接处不固定,也具有“马踏飞燕”而不倒的效果。下列关于该文创作品的说法正确的是( )
A. 只有铜奔马的重心位置才受到重力作用
B. 铜奔马的重心在“飞燕”踏点正上方
C. 铜奔马在不同省份时,受到的重力可能略有差异
D. 铜奔马在不同省份时,受到的重力一定相同
【答案】BC
【详解】A.重心只是重力的等效作用点,铜奔马每个部位都受到重力作用,故A错误;B.为了保证铜奔马踏在“飞燕”上不倒,重心应在“飞燕”正上方,故B正确;CD.纬度越高,重力加速度越大,故铜奔马在不同省份时,受到的重力略有差异,故C正确,D错误。故选BC。
4.(2025-2026高一上·江西·期中)关于重心与重力,下列说法正确的是( )
A. 物体的重心一定在物体上
B. 重力的方向总是垂直于地面向下的
C. 物体所受的重力大小由其质量唯一决定,与地理位置无关
D. 当铅球在空中飞行时,若不计空气阻力,则铅球只受重力作用
【答案】D
【详解】A.重心是物体各部分所受重力的等效作用点,但重心不一定在物体上。例如,质量分布均匀的圆环,其重心在圆心,而圆心不在圆环上,故A错误;B.重力方向是竖直向下,而非“垂直于地面”。例如,在斜面上,重力方向仍竖直向下,而非垂直于斜面,故B错误;C.重力公式为,其中 随地理位置(如纬度、海拔)变化。例如,同一物体在两极的重力比赤道大,故C错误;D.铅球被抛出后,若忽略空气阻力,仅受重力作用(地球引力),故D正确。故选D。
5.(2025-2026高一上·江西南昌东湖区南昌中学-11月·期中)(多选)欹(qī)器是我国古代一种倾斜易覆的盛水器,其特点是“虚则欹,中则正,满则覆”(空的时候是倾斜的,加了一半水后是直立的,加满水后即翻倒),如图1所示为仿制欹器的空桶,桶可绕水平轴转动,图2为其截面图,为桶的对称轴,下列说法正确的是( )
A. 向桶中加水过程中重心一直升高
B. 向桶中加水过程中重心先下降再升高
C. 加了一半水后重心处于水平轴的上方
D. 加满水后重心处于水平轴的上方
【答案】BD
【详解】AB.向桶中加水过程中容器及容器内的水整体重心先降低再升高,A错误,B正确;C.当重心位于水平轴下方时,容器直立。故加了一半水后重心处于水平轴的下方,C错误;D.当重心位于水平轴上方时,容器容易翻倒,故加满水后重心处于水平轴的上方,D正确。故选BD。
6.(2025-2026高一上·江西景德镇一中·期中)下列四图中物体重心位置一直升高的是( )
A. 将竖立的砖头推倒过程
B. 水从纸杯底部的小孔流出过程
C. 跳台跳水运动员跳水过程
D. 将天花板下悬挂的铁链下端用手往下拉过程
【答案】D
【详解】A.将竖立的砖头推倒过程,重心先升高后降低,故A错误;B.水从纸杯底部的小孔流出过程,重心先降低后升高,故B错误;C.跳台跳水运动员跳水过程,重心先升高后降低,故C错误;D.将天花板下悬挂的铁链下端用手往下拉过程,重心一直升高,故D正确。故选D。
考点2 弹力
1.(2025-2026高一上·江西赣州二十五校-11月·期中)一弹性小球(视为质点)向右抛出后,落在水平桌面上反弹,下列四个选项中,小球受到桌面弹力的示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】小球与桌面接触时,小球受到桌面的弹力方向垂直桌面向上,C图正确。故选C。
2.(2025-2026高一上·江西宜春中学·期中)下列甲、乙、丙、丁所示各图中,所有接触面都是光滑的,且物体均保持静止。则Q球受一个弹力的有( )
A. 甲、乙
B. 甲、乙、丙
C. 甲、乙、丁
D. 甲、乙、丙、丁
【答案】C
【详解】甲图中地面对Q有向上的弹力,假设两球间有弹力则小球Q将向左运动,可知PQ间无弹力,即Q只受一个弹力;乙图地面对Q有向上的弹力,假设两球间有弹力则小球将向两边运动,可知PQ间无弹力,即Q只受一个弹力;丙图中Q受细绳的拉力和斜面的支持力两个弹力作用;丁图中因上面的细绳竖直,可知旁边的细绳无弹力,否则中间细绳不会竖直,即Q只受一个弹力。故选C。
3.(2025-2026高一上·江西鹰潭余江区第一中学-11月·期中)下图中各物体都处于静止状态,关于物体所受弹力,下列说法正确的是( )
A. 图①中小车受到弹簧的弹力方向如图①所示
B. 图②中杆子受到地面与支点O的弹力方向如图②所示
C. 图③中小球受到弯曲杆的弹力方向如图③所示
D. 图④中小球受到光滑斜面与绳子的弹力方向如图④所示
【答案】B
【详解】A.图①中小车受到弹簧的弹力方向沿弹簧的轴线水平向右,A错误;B.图②中杆子受到地面与支点O的弹力方向垂直于接触面的方向,B正确;C.图③中小球受到弯曲杆的弹力与重力平衡,故弹力方向竖直向上,C错误;D.图④中小球受到的重力与细线的拉力平衡,小球与斜面间没有弹力,D错误。故选B。
4.(2025-2026高一上·江西南昌南昌中学·期中)今年第18号台风“山陀儿”已于2024年10月4日凌晨2点钟在台湾省屏东县境内减弱为热带低压,中央气象台于当天早晨5点钟对其停止编号。由于“山陀儿”对我国的影响趋于结束,因此,中央气象台于当天早晨6点钟解除台风黄色预警。如图所示为台风吹弯大树的场景,下列说法正确的是( )
A. 树叶被风吹动飞舞过程中,树叶不受重力
B. 大树所受重力方向沿着树干方向向下
C. 大树被风吹弯,具有弹力,说明弹力可以只有施力物体,不需要受力物体
D. 风停后,掉落地面上的树枝处于静止状态,树枝对地面的弹力是由于树枝形变产生的
【答案】D
【详解】A.树叶依然受重力,故A错误;B.大树所受重力方向竖直向下,沿着树干方向向下不一定与竖直向下相同,故B错误;C.力是成对出现的,施力物体和受力物体同时存在,故C错误;D.根据弹力的含义,树枝对地面的弹力是由于树枝形变产生的,故D正确。故选D。
5.(2025-2026高一上·江西景德镇·期中)生活中弹力处处可见,关于弹力下列说法中正确的是( )
A. 物质互相接触,就有弹力的相互作用
B. 放在桌面上的木块受到桌面对它向上的弹力,这是由于桌面发生微小形变而产生的
C. 由胡克定律可知弹簧的劲度系数与弹力成正比,与形变量成反比
D. 压力和支持力的方向都平行于物体的接触面,绳的拉力沿绳而指向绳收缩的方向
【答案】B
【详解】A.弹力的产生需满足两个条件——物体接触且发生弹性形变。仅接触而无形变时(如轻触未挤压),不会产生弹力,故A错误;B.桌面因木块压迫发生微小形变,为恢复原状而对木块施加向上的弹力。弹力由施力物体(桌面)的形变产生,故B正确;C.胡克定律公式为,其中劲度系数由弹簧的材料、形状、匝数等自身因素决定,与弹力和形变量无关,故C错误;D.压力和支持力的方向始终垂直于接触面(如斜面支持力垂直于斜面),故D错误。故选B。
6.(2025-2026高一上·江西景德镇·期中)图中各物体均处于静止状态,图中画出了小球A所受弹力的情况,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.图中A球只受重力和杆的弹力且处于静止状态,由二力平衡可得小球受到的弹力应竖直向上,故A错误;B.图中因为右边绳竖直向上,如果左边的绳有拉力的话,则有水平向左的分力,水平方向不可能受力平衡,所以左边的绳没有拉力,故B错误;C.根据受力平衡可知图中A球受到竖直墙面水平向左的弹力和下方小球垂直于过接触点的公切面(即在两球心的连线上)的弹力,故C正确;D.对于球与面接触的弹力方向,过接触点垂直于接触面(即在接触点与球心的连线上),即图中大半圆对小球的支持力应指向大半圆的圆心,故D错误。故选C。
7.(2025-2026高一上·江西南昌南昌中学·期中)(多选)如图所示,木块质量为,两个轻质弹簧1、2的劲度系数分别为、,弹簧与木块、地面各接触点都栓连,整个系统静止。在弹簧1的上端A点施加竖直向上的拉力,将木块缓慢提起,停止时弹簧2的弹力大小变为原来的一半,则在这一过程中A点向上移动的距离可能为(已知重力加速度为g)( )
A.
B.
C.
D.
【答案】CD
【详解】未施加拉力时,弹簧1没有形变量,弹簧2的形变量满足解得将木块缓慢提起,停止时,当弹簧2处于压缩状态,有,此过程中A点向上移动的距离当弹簧2处于拉伸状态,有,此过程中A点向上移动的距离故选CD。
8.(2025-2026高一上·江西宜春中学·期中)如图所示,两根相同的轻弹簧S1、S2,劲度系数均为k = 4 × 102 N/m,悬挂的A、B小球的质量分别为mA = 2 kg、mB = 4 kg,系统处于静止状态,g取10 m/s2。求:
(1)弹簧S1、S2的伸长量分别为多少;
(2)现用手托着B小球竖直向上缓慢移动,到弹簧S2处于压缩状态且弹力大小为原来的倍时,B小球上升的距离。(A、B小球始终在同一竖直线上)
【答案】(1)0.15 m;0.1 m (2)0.25 m
【讲解】(1) 平衡时对B小球受力分析可知解得代入数据得平衡时对AB整体受力分析可知解得代入数据得则平衡时弹簧S1、S2的伸长量分别为0.15 m和0.1 m。
(2) 再次平衡时对A小球受力,易知弹簧:S2弹力从拉伸40 N变为压缩10 N:根据解得同理对弹簧S1则由几何关系知,B小球上升的距离为
9.(2025-2026高一上·江西·期中)如图所示,质量为的小球用两个轻弹簧甲、乙拴接,轻弹簧甲、乙的另一端分别固定在天花板和水平面上,静止时,两弹簧均竖直且处于压缩状态,压缩量均为。已知弹簧甲、乙的劲度系数之比为,重力加速度取,求:
(1)弹簧甲的劲度系数;
(2)若仅把小球换成另一个大小相同、质量为的小球,则系统静止时,弹簧甲的弹力多大。
【答案】(1) (2)
【讲解】(1) 设轻弹簧甲、乙的劲度系数分别为、,由题意得对小球受力分析,有解得
(2) 设更换后的小球质量为,甲的压缩量减小,则乙的压缩量增大对小球受力分析,有解得此时弹簧甲弹力大小为解得
10.(2025-2026高一上·江西南昌第二中学-11月·期中)如图所示,A、B两木块质量均为m,1、2两轻弹簧的劲度系数均为k,弹簧与木块、弹簧与地面均拴接在一起,整个系统静止。现用力向上缓慢提A木块,直到2弹簧弹力大小变为原来的一半为止,求这一过程中A木块移动的距离。
【答案】或
【详解】由胡克定律可知,1弹簧的形变量2弹簧的形变量2弹簧弹力大小变为原来的一半时,且2弹簧仍处于压缩状态,则此时2弹簧的压缩量为由此可知1弹簧处于原长,在这过程中A木块向上移动的距离是若2弹簧弹力大小变为原来的一半时,且2弹簧处于拉伸状态,则此时2弹簧的拉伸量为可知B木块对2弹簧拉力大小是mg,分析可知1弹簧的弹力大小为2mg,此时1弹簧的拉伸量为在这过程中A木块向上移动的距离是综上所述,这一过程中A木块移动的距离为或。
考点3 摩擦力
1.(2025-2026高一上·江西·期中)如图所示,一质量为的物块在大小为、方向水平向左的拉力作用下,由静止开始沿水平面做匀加速直线运动。已知物块与水平面间的动摩擦因数为0.1,重力加速度取,则物块受到的摩擦力( )
A. 大小为,方向水平向右
B. 大小为,方向水平向左
C. 大小为,方向水平向右
D. 大小为,方向水平向左
【答案】A
【详解】因物块向左运动,故物块受到的是滑动摩擦力,方向水平向右,大小为故选A。
2.(2025-2026高一上·江西南昌第二中学-11月·期中)如图所示,质量为的物体与地面间的动摩擦因数,从时刻开始以初速度沿水平地面向右滑行,同时受到一个水平向左的恒力的作用,取向右为正方向,该物体受到的摩擦力随时间变化的图像是下列图中的(取)( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】物体从开始以初速度沿水平地面向右做匀减速运动,受到的滑动摩擦力大小为,方向向左,为负值;当物体的速度减到零时,物体所受的最大静摩擦力为,则,所以物体不能被拉动而处于静止状态,受到静摩擦力作用,其大小为,方向向右,为正值。故选A。
3.(2025-2026高一上·江西贵溪第一中学·期中)一本书平放在水平桌面上,将一张A4纸夹在书页间,如图所示。A4 纸与书页间的动摩擦因数为μ₁,书与桌面间的动摩擦因数为, ,现用一水平向右的力 F 作用于 A4 纸上,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,A4纸的质量忽略不计,若要使书与A4纸一同运动,则A4纸上面书页的质量m₁与下面的书页的质量m₂之比应满足( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】对A4纸分析可知对整体分析可知其中解得故选D。
4.(2025-2026高一上·江西·期中)如图所示,质量为2kg的木块静止在水平桌面上,用水平向右的拉力从零开始逐渐增大拉动木块.已知木块与桌面间的动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力为4.5N,取重力加速度大小。下列说法正确的是( )
A. 当拉力大小为3N时,木块受到的摩擦力大小为5N
B. 当拉力大小为4N时,木块仍静止,此时木块受到的摩擦力方向水平向右
C. 当拉力大小为6N时,木块受到的摩擦力大小为4N
D. 木块滑动后,若将拉力增大到8N,则木块受到的摩擦力将随之增大至8N
【答案】C
【详解】A.当拉力大小为3N时,拉力小于最大静摩擦力4.5N,木块静止,静摩擦力与拉力平衡,大小为3N,选项A错误;B.静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反,木块有向右运动的趋势,可知木块受到的摩擦力方向水平向左,选项B错误;C.当拉力大小为6N时,拉力大于最大静摩擦力,木块受到的滑动摩擦力大小,选项C正确;D.滑动摩擦力仅与动摩擦因数和正压力有关,拉力增大后,木块受到的滑动摩擦力大小仍为4N,选项D错误。故选C。
5.(2025-2026高一上·江西南昌南昌中学·期中)某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器,传感器用棉线拉住物块,物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板,传感器记录的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 实验中必须让木板保持匀速运动
B. 图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线
C. 最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7
D. 只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
【答案】C
【详解】A.力传感器与物块用棉线连接,物块受力平衡,力传感器所测量的力的大小即为摩擦力的大小。而物块所受摩擦力的大小,与木板是否匀速运动无关,故A错误;B.题图乙为传感器所受棉线拉力随时间的变化曲线,故B错误;C.由图可知,最大静摩擦力约为10N,滑动摩擦力约为7N,故最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7,故C正确;D.根据,可知,由于不知道物块的重力,故无法求物块与木板间的动摩擦因数,故D错误。故选C。
6.(2025-2026高一上·江西南昌江西师范大学附属中学·期中)(多选)小宁同学在网上购买了一箱纸巾和一摞捆好的书。快递员将书置于箱子上放在小宁家门口。为了将包裹拖进房间,小宁需要从零开始逐渐增大拉力F。纸巾箱子与书籍间的摩擦力f1、箱子与地面间的摩擦力f2随水平拉力F变化的情况如图乙所示。已知一箱纸巾的质量M=10kg,书的质量m=20kg,取g=10m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )
A. 当0<F<30N时,箱子与书籍保持静止
B. 当30N<F<90N时,箱子与书籍发生相对运动
C. 箱子与地面间的动摩擦因数为0.3
D. 箱子与书籍间的动摩擦因数为0.2
【答案】AD
【详解】A.当时,箱子与书籍间没有摩擦力作用,因此箱子与书籍处于静止状态,A正确;B.当时,由图可知,箱子与地面间摩擦力是滑动摩擦力,而箱子与书籍间是静摩擦力,因此箱子在地面上滑动,而箱子与书籍保持相对静止,B错误;C.对书籍和箱子整体受力分析可知,整体受到重力 地面给整体的支持力 ,整体与地面间的滑动摩擦力 解得 ,C错误;D.对书籍受力分析,箱子给书籍的支持力,箱子与书籍间的滑动摩擦力,可得 ,D正确。故选AD。
7.(2025-2026高一上·江西南昌南昌中学·期中)质量为的雪橇,在平坦的雪地上用的水平拉力恰好可以拉着雪橇做匀速直线运动。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,。求:
(1)雪橇对雪地的压力;
(2)雪橇与雪地间的动摩擦因数;
(3)如果静止的雪橇受到水平向右的拉力F,且F随时间t变化关系为,已知,当时,雪橇受到的摩擦力大小。
【答案】(1)400N,方向竖直向下 (2)0.025 (3)6N
【讲解】(1) 雪橇处于平衡状态,竖直方向由平衡可知,地面对雪橇的支持力为根据牛顿第三定律可知,雪橇对雪地的压力,方向竖直向下;
(2) 对雪橇水平方向由平衡可知其中可得雪橇与雪地间的动摩擦因数
(3) 当时,可知雪橇不能被拉动,此时雪橇与地面之间的摩擦力为静摩擦力,大小为f1=6N。
8.(2025-2026高一上·江西景德镇·期中)如图所示,水平面上有一重50N的物体,其受到和的水平力的作用而保持静止,与的方向相反,物体与水平面间的动摩擦因数,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)求最大静摩擦力;
(2)若只撤去,求物体所受摩擦力的大小和方向;
(3)若只撤去,求物体所受摩擦力的大小和方向;
【答案】(1)15N;(2)9N,方向水平向左;(3)15N,方向水平向右
【详解】
(1)最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则(2)若只撤去F1,由于,则物体仍将静止,其所受静摩擦力的大小为方向水平向左。
(3)因为所以若只撤去F2,物体将在水平面上沿F1的方向滑动,此时物体所受滑动摩擦力的大小为方向水平向右。
9.(2025-2026高一上·江西南昌第一中学·期中)如图所示,质量为20kg的木箱静止在水平地面上,至少要用120N的水平推力,才能使它从原地开始运动。木箱从原地移动后,用100N的水平推力,就可以使木箱做匀速运动。已知重力加速度g=10m/s2。求:
(1)如果用110N的水平向右的推力推这个静止的木箱,木箱所受到的摩擦力;
(2)如果该木箱内再加入m0=10kg的物体时,使木箱再次做匀速运动的水平推力大小。
【答案】(1)110N,方向水平向左 (2)150N
【讲解】(1) 由题意可知,木箱与水平地面间的最大静摩擦力为120N;如果用110N的水平向右的推力推这个静止的木箱,由题意可知,木箱处于静止状态,根据平衡条件可知,木箱所受到的摩擦力大小为方向水平向左。
(2) 设木箱与水平地面间的动摩擦因数为,由题意有解得如果该木箱内再加入m0=10kg的物体时,使木箱再次做匀速运动,根据平衡条件可得水平推力大小为
10.(2025-2026高一上·江西赣州十三校·期中)重量为100N的木箱放在水平地板上,至少要用35N的水平推力,才能使它从原地开始运动,木箱从原地移动后,用30N的水平推力,就可以使木箱继续做匀速运动. 由此可知木箱与地板间的最大静摩擦力为多少?木箱与地板间的动摩擦因数为多少?如果水平推力为F,木箱所受的摩擦力为Ff,请画出Ff随F变化的函数图象?
【答案】;;
【分析】当木箱刚要滑动时受到的静摩擦力达到最大值,恰好等于此时的水平推力.当物体被推动后,受到滑动摩擦力,匀速运动时,由平衡条件求出滑动摩擦力,根据摩擦力公式求出动摩擦因数.【详解】由题意知,当要用的水平推力时,木箱才能从原地开始运动,则此时水平推力恰好等于最大静摩擦力,所以木箱与地板间的最大静摩擦力为:.用的水平推力,使木箱做匀速运动,则由平衡条件得到,木箱受到的滑动摩擦力:木箱对地面的压力大小等于重力,即:由解得动摩擦因数为:随变化的函数图象:
考点4 牛顿第三定律
1.(2025-2026高一上·江西鹰潭余江区第一中学-11月·期中)如图所示,硬纸板(重力不可忽略)在物理课本与水平桌面之间,现用水平拉力将硬纸板从课本底下向右迅速抽出(物理课本未滑离桌面),下列说法正确的是( )
A. 硬纸板被抽出的过程中对物理课本的摩擦力方向水平向左
B. 硬纸板被抽出的过程中对桌面的摩擦力方向水平向左
C. 未拉动硬纸板时,物理课本对硬纸板的压力与硬纸板对物理课本的支持力是一对相互作用力
D. 未拉动硬纸板时,硬纸板受到的重力与桌面对硬纸板的支持力是一对平衡力
【答案】C
【详解】AB.物理课本和水平桌面相对于硬纸向左运动,则它们受到硬纸板的摩擦力方向都是水平向右的,故AB错误;C.根据牛顿第三定律可知,未拉动硬纸板时,物理课本对硬纸板的压力与硬纸板对物理课本的支持力是一对相互作用力,故C正确;D.硬纸板重力不可忽略,未拉动硬纸板时,硬纸板受到的重力与桌面对硬纸板的支持力大小不相等,不是平衡力,故D错误。故选C。
2.(2025-2026高一上·江西·期中)如图所示,水平桌面上放置一台秤,台秤上放一个砝码,下列说法正确的是( )
A. 砝码重力的施力物体是台秤
B. 砝码的重力和台秤对砝码的支持力是一对作用力和反作用力
C. 台秤对桌面的压力与桌面对台秤的支持力是一对作用力和反作用力
D. 砝码的重力就是砝码对台秤的压力
【答案】C
【详解】AD.砝码的重力是由于地球的吸引而产生的,砝码对台秤的压力是由于发生弹性形变而产生的,故砝码的重力不是砝码对台秤的压力,故AD错误;B.砝码的重力和台秤对砝码的支持力是一对平衡力,故B错误;C.台秤对桌面的压力与桌面对台秤的支持力是一对作用力、反作用力,大小相等、方向相反,故C正确。故选C。
3.(2025-2026高一上·江西抚州崇仁县第一中学-11月·期中)如图所示,一位同学站在水平的船面上,用竹杆拨动岸边,小船向右运动,人和船之间没有相对运动.则( )
A. 人对船可能有滑动摩擦力
B. 杆发生形变,杆对船产生弹力
C. 人对船的压力方向竖直向上
D. 人对杆的力和杆对人的力是一对作用力与反作用力
【答案】D
【详解】A.根据题设,人与船之间没有相对运动,故人与船不可能存在滑动摩擦力,故A错误;B.杆产生形变,杆是对人产生弹力,杆与船没有直接接触,不会产生弹力,故B错误;C.人对船的压力方向是垂直于人与船的接触面向下,故C错误;D.人对杆的作用力和杆对人的作用力是一对作用力与反作用力,故D正确。故选D。
考点5 实验:探究弹簧弹力与形变量的关系
1.(2025-2026高一上·江西南昌第一中学·期中)某同学用一弹簧制作弹簧秤,他先对弹簧进行测试,测试方式与课本实验“探究弹簧弹力与伸长量的关系”类似。进行测试的实验装置如图(a)所示,测试数据如下表,g取9.8N/kg。
钩码质量m/kg
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
钩码重力G/N
0.49
0.98
1.47
1.96
2.45
弹簧伸长量x/cm
0.50
1.15
1.65
2.15
2.70
(1)请在图(b)中补充描出剩余的两个数据点,并完成弹力F与弹簧长度x关系的F-x图线 。
(2)依据F-x图像,计算出弹簧的劲度系数k= N/cm。(结果保留小数点后两位)
(3)该同学用制作好的弹簧秤(刻度均匀)称量0.60kg的物体时,读出的重力示数是6.89N,出现该情况的原因是 。
【答案】(1) (2)0.91 (3)超过了弹簧的弹性限度
【讲解】(1) 描点作图如下
(2) 根据图像可知
(3) 称量0.60kg的物体时,读出的重力示数是6.89N,出现该情况的原因是超过了弹簧的弹性限度。
2.(2025-2026高一上·江西·期中)某同学用如图甲所示的装置探究弹簧弹力与形变量的关系。
(1)在安装刻度尺时,必须使刻度尺保持 状态。
(2)通过实验得到如图乙所示的弹簧弹力大小与弹簧长度的关系图线,其中、、均为已知量。若不计弹簧所受的重力,则该弹簧的原长为 ;弹簧的劲度系数为 。(均用、、表示)
【答案】(1)竖直 (2)① a ②
【讲解】(1) 在利用图(a)装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验时,为减少因读数带来的误差影响,应让刻度尺保持竖直状态;
(2) [1][2]根据结合图象可知F=0时弹簧原长x0=a劲度系数
3.(2025-2026高一上·江西南昌江西师范大学附属中学·期中)在“探究弹力与弹簧伸长的关系”实验中,小明设计了如图甲所示的实验装置,弹簧放置在光滑水平桌面上,左端固定并与刻度尺的零刻度对齐,右端通过平行于桌面的细线跨过光滑的定滑轮与托盘相连,随后他在托盘中逐一增加砝码,待稳定后记录每次对应弹簧的形变量。小明以砝码的重力为纵坐标,以弹簧的形变量为横坐标,建立坐标系,并将测得数据在坐标纸上描点,得到如图乙所示曲线,g取10m/s2
(1)由图线求得弹簧的劲度系数为 N/m; (保留3位有效数)
(2)托盘的质量为 kg;
(3)图线AB段发生明显弯曲,造成这种现象的主要原因是 。
【答案】① 16.0 ② 0.08 ③ 弹簧的弹力超出了弹性限度
【分析】【详解】
(1) [1]由该图像的斜率表示弹簧的劲度系数,可得(2) [2]不加砝码时,弹簧的拉力等于托盘的重力,即得(3) [3]图线AB段发生明显弯曲,说明不再满足胡克定律,则说明弹簧超出了弹性限度 。
4.(2025-2026高一上·江西赣州二十五校-11月·期中)某实验小组用图甲所示装置探究弹簧弹力与弹簧形变量的关系。忽略弹簧自身重力的影响,请回答下列问题:
(1)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,然后在弹簧下端悬挂不同质量的钩码,记录弹簧弹力和相关数据。某同学根据实验数据,绘制的弹力与的关系图像如图乙所示,图中表示 (选填“弹簧的形变量”或“弹簧的长度”),根据图乙中数据可得弹簧的劲度系数 。
(2)从图乙中可以发现,图线后面部分明显偏离直线,原因是 。
(3)实验过程中发现某类弹簧自身重力不可忽略,若把此类弹簧放在铁架台上竖直悬挂时,弹簧呈现的形态如下图中的__________(选填“A”“B”或“C”)。
A. B.
C.
【答案】(1)① 弹簧的形变量 ② 100 (2)超过了弹簧的弹性限度 (3)B
【讲解】(1) 表示弹簧的形变量,由图乙,弹簧形变长度在范围内,图像为过原点的直线,即弹力大小与弹簧伸长量关系满足胡克定律,这种规格弹簧的劲度系数。
(2) 图线中后半部分明显偏离直线,主要原因是超过弹簧的弹性限度(或弹簧发生了永久性形变)。
(3) 当弹簧自身重力不可忽略时,如果把弹簧竖直悬挂,则越靠近悬挂点处的弹簧部位受到下面部分的拉力越大,拉伸越明显,B项正确。
5.(2025-2026高一上·江西·期中)晓宇同学利用图1所示的装置探究了“弹簧弹力大小与形变量的关系”,实验时将弹簧竖直固定在铁架台上,弹簧的左侧沿竖直方向固定一刻度尺,将砝码盘固定在弹簧的下端,静止时弹簧下端对应刻度尺的读数如图2所示,然后将质量已知的砝码逐一加在砝码盘中,并依次读出刻度尺的读数,重力加速度取。
(1)刻度尺的读数 cm。
(2)将得到的实验数据描绘在坐标系中,若以盘中砝码的质量为纵轴,以为横轴,拟合的图像为过原点的直线,如图3所示,则弹簧的劲度系数为 。
(3)由以上的条件 (选填“能”或“不能”)求出砝码盘的质量。
【答案】(1)7.19 .20 .21 (2)502.0 (3)不能
【讲解】(1) 刻度尺的最小刻度为1mm,应估计到下一位,即估读到0.1mm,所以
(2) 设砝码盘的质量为,弹簧的原长为,砝码盘中不放砝码时,有将质量为的砝码放在砝码盘中时,有由以上整理得结合图3可知图像的斜率为则有解得
(3) 由于弹簧的原长未知,因此利用以上条件不能求出砝码盘的质量。
6.(2025-2026高一上·江西南昌南昌中学·期中)(多选)如图甲所示,用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码,探究“在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系”实验。
(1)实验中还需要的测量工具有 。
(2)如图乙所示,根据实验数据绘图,纵轴是钩码质量m,横轴是弹簧的形变量x。由图像可得结论:在弹簧的弹性限度内,弹簧的弹力与弹簧的伸长量成 (填“正比”或“反比”),弹簧的劲度系数k= N/m(计算结果保留2位有效数字,重力加速度g取10m/s2)。
(3)如图丙所示,实验中用两根不同的弹簧a和b,作出弹簧弹力F与弹簧长度L的图像,下列说法正确的是___________。
A. a的原长比b的短
B. a的劲度系数比b的大
C. a的劲度系数比b的小
D. 弹力与弹簧长度成正比
【答案】(1)刻度尺 (2)① 正比 ② 5.0 (3)AB
【讲解】(1) 实验需要测量弹簧伸长的长度,故还需要刻度尺;
(2) [1]由于图像是一条过坐标原点的倾斜直线,故可得出结论:在弹簧的弹性限度内,弹簧的弹力与弹簧的伸长量成正比;[2]根据,由图线乙可得,图线的斜率等于弹簧的劲度系数,即。
(3) A.由图丙知,图像横坐标的截距表示原长,所以a的原长比b的短,故A正确;BC.斜率越大,劲度系数越大,所以a的劲度系数比b的大,故B正确,C错误;D.弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比,与弹簧长度不成正比,故D错误。故选AB。
7.(2025-2026高一上·江西南昌第二中学-11月·期中)某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数,缓冲装置如图所示,固定在斜面上的透明有机玻璃管与水平面夹角为30°,弹簧固定在有机玻璃管底端。实验过程如下:先沿管轴线方向固定一毫米刻度尺,再将单个质量为200g的钢球(直径略小于玻璃管内径)逐个从管口滑进,每滑进一个钢球,待弹簧静止,记录管内钢球的个数n和弹簧上端对应的刻度尺示数,数据如表所示。实验过程中弹簧始终处于弹性限度内。采用逐差法计算弹簧压缩量,进而计算其劲度系数。
n
1
2
3
4
5
6
8.04
10.03
12.05
14.07
16.11
18.09
(1)利用计算弹簧的压缩量:,, cm,压缩量的平均值 cm;
(2)上述是管中增加 个钢球时产生的弹簧平均压缩量;
(3)忽略摩擦,重力加速度g取,该弹簧的劲度系数为 N/m。(结果保留3位有效数字)
【答案】① 6.04 ② 6.05 ③ 3 ④ 48.6
【分析】【详解】
(1)[1]根据压缩量的变化量为[2]压缩量的平均值为(2)[3]因三个是相差3个钢球的压缩量之差,则所求平均值为管中增加3个钢球时产生的弹簧平均压缩量;
(3)[4]根据钢球的平衡条件有解得
8.(2025-2026高一上·江西南昌东湖区南昌中学-11月·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”)。
(3)实验过程中发现某类弹簧自身重力不可忽略,不可视为轻质弹簧,若把此类弹簧放在铁架台上竖直悬挂时,弹簧呈现的形态如下图中的________。
A.
B. C.
【答案】(1)A (2)① 小于 ② (3)B
【讲解】(1) 图乙中F与x成正比,由胡克定律可知,图中表示弹簧的形变量。故选A。
(2) [1]由(1)中分析可知,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。
(3) 当弹簧自身受到的重力相对其弹力较大时,如果把弹簧竖直悬挂,则越靠近悬挂点处的弹簧部位受到下面部分的拉力越大,拉伸越明显;越靠近下端的弹簧部位受到下面部分的拉力越小,拉伸也就越小。故选B。
9.(2025-2026高一上·江西景德镇·期中)某同学在做“探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系”实验时,他先将一弹簧竖直悬挂让其自然下垂,测出其自然长度,然后在其下部挂上钩码,测出弹簧的总长度,改变钩码个数,测出几组数据,作出弹簧弹力与弹簧总长度的关系图线,如图乙所示。
(1)关于本实验,下列说法正确的是______。(填正确答案标号)
A. 应保证标尺位于竖直方向,要待钩码静止时再读数
B. 为了使实验效果明显,每个钩码重力越大越好
C. 为减小实验误差,应多测几组数据,每次增加的钩码数量必须相等
(2)实验中,该同学以弹簧弹力F为纵轴、弹簧长度为横轴建立坐标系,依据实验数据作出图线如图乙所示,由图线可得出该弹簧的原长为 cm,弹簧的劲度系数为 N/m。
(3)该同学利用本实验原理把上述弹簧做成了一个弹簧测力计,若某次测量时弹簧测力计示数如图丙所示,则弹簧测力计的示数为 N。
【答案】(1)A (2)① 12.1 ② 100 (3)2.70 .69 .71
【讲解】(1) A.为确保读数准确,要保证标尺位于竖直方向,要待钩码静止时再读数,选项A正确;B.钩码总重力应在弹性限度内,若每个钩码重力越大,测量数据越少,误差越大,选项B错误;C.每次增加的钩码数量不必相等,选项C错误。故选A。
(2) [1]当弹簧弹力等于零时,弹簧的长度是原长,由图乙可得出弹簧原长为12.1cm;[2]根据,结合图乙可知,图线斜率即为劲度系数,则
(3) 题图丙中弹簧测力计的最小分度为0.1N,因此要估读到0.01N,根据图丙读出弹簧测力计的示数为2.70N。
试卷第1页,共3页
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