专题03 相互作用与静力平衡 9大题型45题（期中专项训练）高一物理上学期粤教版

专题03 相互作用与静力平衡 基础·固本强基 题型1 重力与重心 题型2 弹力方向与胡克定律 题型3 摩擦力大小与方向 题型4 合力范围与矢量合成 题型5 力的分解与实际效果 提升·进阶突破 题型6 复杂接触与受力分析 题型7 共点力平衡与情境应用 题型8 动态平衡与临界条件 题型9 相互作用实验与数据处理 基础·固本强基 题型1 重力与重心（共4小题） 【模型】重力方向竖直向下，重心由形状与质量分布确定，不一定在物体内部。 【方法】把重心的空间位置和物体内部的相对位置分开判断；借助几何关系判断升降。 1．（25-26高一上·广东深圳·期中）如图所示，两辆车正以相同的速度做匀速运动，根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是（　　） A．重力的方向总是垂直向下的 B．重心是重力的作用点，重心一定在物体上 C．物体重心的位置与物体形状和质量分布无关 D．物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点 2．（25-26高一上·广东清远·阶段检测）如图所示，自卸货车停在水平地面上，质量分布均匀的矩形货物放置在水平的车厢底部。司机通过操控货车携带的液压千斤顶缓慢增大车厢底面与水平面的夹角，实现货物“自卸”。在货物相对车厢底面运动前，随着夹角的缓慢增大，货物的重心位置（　　） A．升高 B．降低 C．保持不变 D．先升高后降低 3．（25-26高一上·广东·阶段检测）小王周末从广州去北京游学。下列说法正确的是（　　） A．小王在广州时所受重力的方向一定竖直向下，在北京时所受重力的方向一定垂直地面向下 B．小王在广州时所受重力的方向一定垂直地面向下，在北京时所受重力的方向一定竖直向下 C．在小王的质量不变的情况下，小王在广州时所受的重力大于在北京时所受的重力 D．在小王的质量不变的情况下，小王在广州时所受的重力小于在北京时所受的重力 4．（25-26高一上·广东·期中）如图，某同学将水平面上平放的物理课本（虚线），绕一端转动至竖直（实线），则该课本的重心位置（　　） A．降低了 B．升高了 C．不变 D．先降低后升高 题型2 弹力方向与胡克定律（共5小题） 【模型】弹力来自施力物体的弹性形变；支持力垂直接触面，弹簧在弹性限度内遵循胡克定律。 【方法】先找施力物体，再看接触面的方向；图像横轴为弹簧总长时，先减去原长求形变量。 5．（25-26高一上·广东佛山·期中）中国选手邓雅文在巴黎奥运会女子自由式小轮车公园赛决赛中，凭借悬空翻转、神龙摆尾等中国运动员的招牌动作，以92.60分的成绩夺得冠军，为中国国家自由式小轮车队赢得了奥运会历史上的首枚金牌，如图所示，邓雅文在水平场地上表演“金鸡独立”时处于静止状态，下列说法正确的是（     ） A．小轮车受到水平场地的弹力是由于小轮车发生形变引起的 B．小轮车和邓雅文的重心位置必在小轮车与地面接触点的正上方 C．若邓雅文在倾斜场地表演“金鸡独立”，则小轮车受到场地的弹力方向一定竖直向上 D．邓雅文完成“金鸡独立”动作后，带着小轮车跃起，此时她不受重力的作用 6．（25-26高一上·广东深圳·期中）如图所示，水平地面上堆放着直原木，关于原木P在支撑点M、N处所受的弹力，下列说法正确的是（     ） A．在M处受到的支持力垂直原木P向上 B．在M处受到的支持力是由于原木P发生弹性形变产生的 C．在N处受到的支持力垂直原木P向上 D．在N处受到的支持力竖直向上 7．（25-26高一上·广东韶关·阶段检测）下列物体均处于静止状态，关于弹力F的方向，描述正确的是（    ） A．图1中，弯曲的竹竿支撑着小球，竹竿对小球的弹力方向沿着竹竿斜向上 B．图2中，静止在粗糙斜面上的木箱，木箱受到的弹力垂直斜面向下 C．图3中，用固定在天花板上的绳拉住光滑斜面上的小球，绳对小球的弹力方向沿绳子方向向上 D．图4中，靠墙放置的铁棍，水平地面对铁棍的弹力方向垂直水平地面向上 8．（25-26高一上·广东汕头·期中）如图所示，杯子放在水平桌面时，杯子对桌面的压力为，桌面对杯子的支持力为，则下列说法正确的是（     ） A．力就是杯子的重力 B．力是因为杯子的形变产生的 C．力是因为杯子的形变产生的 D．力和的方向均与水平桌面垂直 9．（25-26高一上·广东珠海·期中）一个学习小组在探究弹簧弹力与形变量的关系的实验中，利用如图甲所示实验装置进行实验： (1)为了完成实验，还需要用到的器材有_________。 (2)通过处理数据，得到如图乙所示的图像，其中为弹簧弹力，为弹簧长度。由图乙可知，该弹簧的原长为_________，弹簧的劲度系数为_________。 题型3 摩擦力大小与方向（共6小题） 【模型】静摩擦力由平衡条件确定，滑动摩擦力由正压力与动摩擦因数确定。 【方法】先判断接触物体是否相对滑动；运动方向不能代替相对运动或相对运动趋势方向。 10．（25-26高一上·广东韶关·阶段检测）智能机械臂已经广泛应用于制造行业。如图所示，机械臂用机械手夹住纸箱将纸箱匀速向上提起，关于该过程，下列说法正确的是（    ） A．机械手对纸箱的作用力就是纸箱的重力 B．提起过程，机械手的压力越大，摩擦力越大 C．提起过程，机械手对纸箱的摩擦力方向竖直向下 D．机械手对纸箱的压力是由于机械手形变而产生的 11．（25-26高一上·广东广州·期中）如图所示，小明正沿水平向左擦一块竖直放置的黑板。下列说法不正确的是（     ） A．黑板擦与黑板间的摩擦力是静摩擦力 B．黑板擦与黑板间的摩擦力是滑动摩擦力 C．压力越大，黑板与黑板擦之间的摩擦力越大 D．若黑板擦不小心脱手，则其在自由下落的过程中不可能把字擦掉 12．（25-26高一上·广东东莞·期中）用手握住瓶子，使瓶子在竖直方向静止，则手对瓶子的摩擦力（　　） A．握力越大，摩擦力越大 B．手越干越粗糙，摩擦力越大 C．方向向上 D．大于瓶子所受重力 13．（25-26高一上·广东汕头·期中）如图所示，某同学用大小为100N的握力握住一个重为40N的瓶子向左匀速运动。瓶子竖直，且始终与手保持相对静止，已知手掌与瓶子间的动摩擦因数，则（　　） A．瓶子受到的摩擦力大小为50N B．瓶子受到的摩擦力向右 C．瓶子对手的摩擦力竖直向下 D．当握力减小时，瓶子受到的摩擦力大小将减小 14．（24-25高一上·广东中山·期中）小明同学学完摩擦力后有了以下看法，你认为其中正确的是（　　） A．摩擦力的方向可能与物体的运动方向相同 B．静摩擦力可以是动力，也可以是阻力，但滑动摩擦力一定是阻力 C．受摩擦力作用的物体，一定受到弹力作用 D．运动的物体也可能受静摩擦力的作用 15．（25-26高一上·广东江门·期中）如图甲所示为测量静摩擦力的实验装置，质量为的木块放在水平桌面上。现用力沿水平方向拉木块，拉力从0开始逐渐增大，木块先静止后运动。用力传感器采集拉力的大小，并用计算机绘制出随时间变化的图像，如图乙所示。木块运动起来后，如果做匀速直线运动，拉力大小将保持为3.2N。已知重力加速度大小。 (1)由图可知，木块与水平桌面间的最大静摩擦力为多大？ (2)木块与桌面间的动摩擦因数是多大？ (3)现用F=30N的力来拉另外一个静止在水平桌面的木块，该木块的质量为，与桌面间的动摩擦因数依然为，求该木块与桌面之间的摩擦力大小等于多少？ 题型4 合力范围与矢量合成（共6小题） 【模型】合力遵循平行四边形定则；合力大小由分力大小和夹角共同确定。 【方法】两力先检验大小之差与大小之和的范围；三力平衡可用闭合矢量三角形判断。 16．（25-26高一上·广东茂名·阶段检测）两个共点力的大小分别为F1=12N，F2=8N，它们的合力大小不可能为（    ） A．8N B．12N C．22N D．19N 17．（25-26高一上·广东深圳·阶段检测）三个共点力的大小分别为F1=15N，F2=10N，F3=20N，则关于这三个力的合力，下列说法错误的是（     ） A．不会大于45N B．最小值为5N C．可能为0N D．可能为20N 18．（25-26高一上·广东江门·期中）某物体同时受到同一平面内的三个共点力作用，如图所示，坐标纸中每格边长表示3N大小的力，该物体所受的合外力大小为（　　） A．6N B．N C．12N D．N 19．（25-26高一上·广东东莞·期中）物体在三个共点力、、的作用下做匀速直线运动，若、、三个力不共线，则这三个力可能选取的数值为（　　） A．15N、5N、6N B．1N、6 N、7 N C．1N、5N、10N D．3N、5N、4N 20．（24-25高一上·广东惠州·期中）两个力大小均为F，当它们夹角为90°时，其合力为（    ） A． B． C． D．F 21．（25-26高一上·广东惠州·期中）关于共点力的合成，下列说法正确的是（　　） A．两个分力的合力一定比分力大 B．三个力，大小分别为、、，这三个力合力最小值为 C．两个分力大小一定，夹角越大，合力也越大 D．两个分力的合力大小可能与分力大小相等 题型5 力的分解与实际效果（共5小题） 【模型】分解方向由坐标轴或作用效果确定；分力大小不能按代数分配。 【方法】标明角度对应的边和方向，按几何关系求分力；木楔与绳杆模型要先确认弹力方向。 22．（24-25高一上·广东深圳·期末）如图所示，名将汪顺游泳时，某时刻手掌对水的作用力大小为80N，若把该力分解为水平向左和竖直向下的两个力，则水平方向的分力大小为（　　） A． B．40N C． D．80N 23．（24-25高一上·广东揭阳·期末）如图所示，倾角为的斜面上放着重力为的物体，、分别是重力沿着斜面和垂直于斜面的两个分力，则下列正确的是（　　） A． B． C． D． 24．（24-25高一上·广东潮州·期中）如图所示是李强同学设计的一个小实验。他将细绳的一端系在手指上，绳的另一端系在直杆的A端，杆的左端顶在掌心上，组成一个“三角支架”。在杆的A端悬挂不同重物，并保持静止。下列正确的说法是（　　） A．绳子是被拉伸的，杆是被压缩的 B．杆对手掌施加作用力的方向沿杆由C指向A C．绳对手指施加作用力的方向沿绳由A指向B D．所挂重物质量越大，绳和杆对手的作用力也越大 25．（24-25高一上·广东惠州·阶段检测）如图所示，一大人用的恒定拉力，使小孩与冰车沿水平冰面一起滑动。已知拉力方向与水平冰面的夹角，小孩与冰车的总质量，水平地面对冰车的支持力，冰车与冰面间的动摩擦力大小，重力加速度，，。求： (1)力F在竖直方向的分力和水平方向的分力； (2)小孩与冰车在水平方向所受的合外力。 26．（25-26高一上·广东清远·期末）榫卯结构是中国古建筑的精髓，其中三角形木楔更是其灵魂所在，是实现刚柔并济的关键所在。如图，三角形木楔1、2的纵截面分别是直角三角形和等腰三角形，两木楔侧面间的夹角均为θ。现用竖直向下的力F分别作用在两木楔顶部，使木楔缓慢嵌入水平固定的木板中，已知木楔1的左侧面与木板平面垂直，木楔2两侧面与木板平面的夹角均相等，不计木楔的重力和一切摩擦，求： (1)木楔1左、右两侧面对木板的压力、的大小； (2)木楔2左、右两侧面对木板的压力、的大小。 提升·进阶突破 题型6 复杂接触与受力分析（共4小题） 【模型】接触力、绳张力和摩擦力分别受接触条件约束，合力与分力不能重复计入。 【方法】逐一核对施力物体，再按对称性或接触法线列式；临界离开接触面时支持力为零。 27．（25-26高一上·广东深圳·期末）机械手用两根“手指”抓起玻璃球并保持悬空静止状态，如图所示。抓取点对称分布在玻璃球心上方的同一水平面内，每根“手指”与玻璃球间的弹力大小为，摩擦力大小为。下列说法正确的有（　　） A．玻璃球受到的合外力为零 B．与成正比 C．随着的增大而增大 D．不随的改变而改变 28．（25-26高一上·广东广州·期中）如图所示，一半球体M固定在水平地面上，一物体P静止在半球体表面上（不在最高点）。关于物体P受力情况的分析，下列说法正确的是（　　） A．P所受的重力竖直向下 B．P所受的支持力是由M发生形变而产生的 C．P所受的支持力的方向与M形变的方向相同 D．M对P的支持力竖直向上 29．（25-26高一上·广东佛山·期中）(1)画出图（1）到图（4）中静止的球及图（5）杆受到的弹力的示意图。 (2)如图所示，质量的物块静置在水平面上，劲度系数、原长的竖直轻弹簧的下端连接物块。现用大小、方向竖直向上的拉力作用在弹簧的上端。取重力加速度大小，弹簧始终在弹性限度内。求： ①求此时弹簧的长度以及水平面对物块的支持力大小； ②当物块恰好要离开水平面时，弹簧的长度。 30．（25-26高一上·广东汕头·期中）质量为M的正方体A与质量为m的圆球B在水平向右的外力F作用下静止在墙角处，它们的截面图如图所示，截面正方形的对角线与截面圆的一条直径恰好在一条直线上，所有摩擦忽略不计，重力加速度为g，地面受到的压力为FN。则（　　） A． B． C． D． 题型7 共点力平衡与情境应用（共5小题） 【模型】静止或匀速直线运动的物体合力为零；三个共点力可构成闭合力三角形。 【方法】选定研究对象后逐轴列平衡方程；求接触面的作用力时，要合成支持力与摩擦力。 31．（25-26高一下·广东惠州·期中）拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具（如图），拖把头质量为m，与地面的动摩擦因数为，重力加速度为g，若将拖杆与竖直方向夹角为沿拖杆用力F推拖把头在地板上匀速移动，关于拖把头的受力情况正确的是（     ） A．拖把头受三个力作用 B．拖把头受滑动摩擦力大小为 C．拖把头所受合外力为0 D．拖把头所受到的支持力大小为 32．（25-26高一上·广东广州·阶段检测）餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示，三根完全相同的弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上，上端连接托盘。托盘上叠放若干相同的盘子，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平。已知单个盘子的质量为300g，相邻两盘间距1.0cm，重力加速度大小取10m/s²。弹簧始终在弹性限度内，每根弹簧的劲度系数为（     ） A．1N/m B．100N/m C．3N/m D．300N/m 33．（25-26高一上·广东广州·期末）如图所示为某种笔记本电脑支架，支架上有5个卡位用来调节角度，某人将电脑放在该支架上（电脑下端与支架底部没有接触）。若把卡位1调至卡位3，调节前后电脑与支架均处于静止状态，则（　　） A．电脑受到的支持力与摩擦力大小之和始终等于其重力大小 B．电脑放在卡位3位置的支架上受到的摩擦力比在卡位1位置小 C．电脑放在卡位3位置的支架上受到的支持力比在卡位1位置小 D．在任意卡位上支架对电脑的作用力一样大 34．（25-26高一上·广东河源·阶段检测）如图，物体所受重力为，用细绳悬于点，绳所能承受的最大拉力为。现用细绳绑住绳的点。 (1)当与竖直方向夹角为时，绳拉力，绳拉力分别为多少？ (2)再用缓慢增大的水平力牵引点，当段刚被拉断时，绳的拉力为多少？此时与竖直方向夹角为多少？（，，，） 35．（25-26高一上·广东茂名·阶段检测）长方体木块静止在倾斜角为θ的斜面上，其受力情况如图所示，那么斜面对木块作用力的方向（    ） A．垂直于斜面向上 B．沿着斜面向上 C．竖直向上 D．沿着斜面向下 题型8 动态平衡与临界条件（共5小题） 【模型】缓慢变化可视为连续平衡状态；弹力方向、绳张力与最大静摩擦力决定变化边界。 【方法】先找不变的力，再用力三角形分析增减；接触力为零、绳刚松弛或拉力极值分别对应不同边界。 36．（25-26高一上·广东汕头·期末）如图所示，用OA、OB两根轻绳将花盆悬于两竖直墙之间，开始时OB绳水平。现保持O点位置不变，改变OB绳长使绳右端由B点缓慢上移至B'点，此时（与OA之间的夹角。设此过程中OA、OB绳的拉力分别为、，则下列说法中正确的是（     ） A．一直增大 B．一直减小 C．先减小，后增大 D．当时，有最小值 37．（25-26高一上·广东清远·期末）如图甲所示，三条材料相同但长度不同的细线一端系在点O处，其中两条细线的另一端分别系在铁架台的水平杆上的A、B两处，另一条细线的端点系一重物C处于静止，作出结点O的受力分析图，如图乙所示，下列表述正确的是（　　） A．OA、OB绳子的拉力大小相等 B．OA绳子的拉力大于OB绳子的拉力 C．若重物C不断加重，OA绳先断 D．若重物C不断加重，OC绳先断 38．（25-26高一上·广东珠海·阶段检测）如图所示，两梯形木块A、B叠放在水平地面上，A、B之间的接触面倾斜。连接A与天花板之间的细绳沿竖直方向。关于两木块的受力，下列说法正确的是（　　） A．木块A可能受三个力作用 B．A、B之间一定存在摩擦力作用 C．绳子对木块A一定有拉力 D．木块B一定受到木块A对它的压力 39．（24-25高一上·广东湛江·期末）如图所示，四个通过绳子连接起来的大灯笼被吹起来处于静止状态，悬挂最上面灯笼的绳子与竖直方向的夹角为30°，灯笼序号自上往下依次标记为1、2、3、4，灯笼质量均为m，每个灯笼所受的风力大小相等，方向水平向右，重力加速度大小为g，则（     ） A．每根绳与竖直方向的夹角相等 B．若增加悬挂灯笼绳子的长度，绳子与竖直方向的夹角变小 C．若加大风力，绳子与竖直方向夹角不变 D．若加大风力，绳子与竖直方向夹角变大 40．（25-26高一上·广东·阶段检测）如图所示，将一个质量为m的铅球放在倾角为45°的斜面AB上，并用竖直挡板OP挡住，铅球处于静止状态。若不考虑铅球受到的摩擦力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．挡板对铅球的作用力大小为mg，方向水平向右 B．斜面对铅球的支持力大小为，方向垂直斜面向上 C．将竖直挡板OP以O点为轴逆时针缓慢转至水平位置的过程中，斜面对铅球的支持力先增大后减小 D．将竖直挡板OP以O点为轴逆时针缓慢转至水平位置的过程中，挡板OP对铅球的支持力的最小值为 题型9 相互作用实验与数据处理（共5小题） 【模型】实验通过测量力与形变量、控制压力或保持同一作用效果检验相互作用规律。 【方法】读数按分度值估读，先写数据单位；比较合力实验的一次替代前后保持结点位置相同。 41．（25-26高一上·广东深圳·阶段检测）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。水平向左拉长木板，传感器记录的F—t图像如图乙所示。下列说法正确的是（     ） A．实验中必须让长木板保持匀速运动 B．最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10∶7 C．在4.5秒后，物块静止，所以物块与木板之间的摩擦力是静摩擦力 D．根据图像可知，3-3.5s内物块与木板之间的摩擦力越来越大，由此可推断二者间的摩擦因数增加了 42．（25-26高一上·广东广州·期末）某同学利用图甲所示的装置探究弹簧弹力和伸长量之间的关系。 (1)该同学将轻质弹簧的上端与毫米刻度尺的零刻度对齐，然后在弹簧下端挂上钩码，逐渐增加钩码，依次读出弹簧下端指针所指刻度尺的读数，所读数据列表如下：（设弹簧始终未超过弹性限度，取g=10m/s2） 1 2 3 4 5 钩码质量 30 60 90 120 150 刻度尺读数 8.38 9.46 10.62 11.80 在图甲中，挂30g钩码时刻度尺的读数为___________cm； (2)如图乙所示，该同学根据所测数据，建立了x−m坐标系，并描出了4组测量数据，请将第1组数据描在坐标纸上（用“+”表示所描的点），画出x−m的关系图线________，并根据图线得到弹簧原长为_________cm；（保留3位有效数字） (3)根据x−m的关系图线可得该弹簧的劲度系数为___________N/m（保留3位有效数字）。 43．（25-26高一上·广东广州·阶段检测）在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”时，小华提出了“滑动摩擦力的大小可能与压力大小有关”的猜想；小辉提出了“滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关”的猜想。图是验证他们猜想的实验装置图。 (1)小辉同学为了完成他自己的探究应按__________两图进行。 (2)小华选用正确的实验装置进行实验得到图表所记录的实验数据，由此可以得出与 成____（正比或反比）。 F/N 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 f/N 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 (3)实验中，他们发现很难做到让木块做匀速直线运动，于是提出了改进方案，如图所示，得到了老师的高度肯定。你认为这一方案的优点是__________。（写出一种合理的优点即可） (4)在上图中画出物块A的受力示意图。__________（全部力都画在重心上，注意加上物理参量用来区分重力、弹力、摩擦力） 44．（25-26高一上·广东汕头·期末）某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验，他用图钉把白纸固定在水平放置的木板上，将橡皮条的一端固定在木板上的A点，另一端系两个细绳套，用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套，互成角度施加拉力，使橡皮条伸长，让结点到达纸面上某位置，记为O，然后撤去两个力，再用一个弹簧测力计把结点拉到位置O，如图甲所示。 (1)某次实验中，一弹簧测力计的指针位置如图乙所示，读数为________N； (2)关于该实验的操作，下列说法中正确的一项是________（填字母）； A．实验中，弹簧测力计应与纸面平行 B．把结点拉到O点位置时，两个弹簧测力计之间夹角应取90°，以便算出合力大小 C．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点在同一位置 (3)某次实验作出力的平行四边形如图丙所示，如果没有操作失误，在F与两力中，方向一定沿AO方向的是________（选填“F”或“”）。 45．（24-25高一上·广东广州·阶段检测）某研究小组做“验证力的平行四边形定则”的实验，将白纸固定在水平放置的木板上，橡皮筋的 端用图钉固定在木板上，端系上两根带有绳套的细绳。 (1)如图 ，用两个弹簧测力计通过细绳沿平行木板的不同方向同时拉橡皮筋，将橡皮筋的端拉至某点，记下点位置和两细绳的方向，并读出两个拉力的大小分别为________N和。 (2)如图 ，撤去（1）中的拉力，现只用一个弹簧测力计通过细绳沿平行木板的方向拉橡皮筋，要将橡皮筋的端拉到点，这样做的目的是________；记下细绳的方向，并读出拉力的大小为。 (3)如图 ，某同学以点为作用点，用图示标度画出了力 的图示，请你画出力、的图示并按平行四边形定则画出它们的合力________。 (4)比较与________的关系，即可验证。 (5)在做完实验后，某同学将其实验操作过程进行了回顾，并在笔记本上记下如下几条体会，你认为他的体会中正确的是________ A．两根细绳套必须等长 B．用两只弹簧测力计拉绳套时，两测力计的示数要相同 C．若、方向不变，而大小各增加1N，则合力的方向也不变，大小也增加1N D．用两只弹簧测力计拉时合力的图示与用一只弹簧测力计拉时图示 不完全重合，在误差允许范围内，可以说明“力的平行四边形定则”成立 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 相互作用与静力平衡 基础·固本强基 题型1 重力与重心 题型2 弹力方向与胡克定律 题型3 摩擦力大小与方向 题型4 合力范围与矢量合成 题型5 力的分解与实际效果 提升·进阶突破 题型6 复杂接触与受力分析 题型7 共点力平衡与情境应用 题型8 动态平衡与临界条件 题型9 相互作用实验与数据处理 基础·固本强基 题型1 重力与重心（共4小题） 【模型】重力方向竖直向下，重心由形状与质量分布确定，不一定在物体内部。 【方法】把重心的空间位置和物体内部的相对位置分开判断；借助几何关系判断升降。 1．（25-26高一上·广东深圳·期中）如图所示，两辆车正以相同的速度做匀速运动，根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是（　　） A．重力的方向总是垂直向下的 B．重心是重力的作用点，重心一定在物体上 C．物体重心的位置与物体形状和质量分布无关 D．物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点 【答案】D 【详解】A．重力的方向总是和水平面垂直，指向地心，是竖直向下而不是垂直向下，故A错误； B．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，其重心在环心，不在环体上，故B错误； C．重心的位置由物体的形状和质量分布共同决定。形状改变或质量分布改变，重心位置都可能发生变化，从题图中可以看出，车（包括货物）的形状和质量分布发生了变化，重心的位置就发生了变化，故C错误； D．物体各部分都受重力作用，但为了研究方便，可以把各部分重力等效为集中于一点，这一点就是重心，故D正确。 故选D。 2．（25-26高一上·广东清远·阶段检测）如图所示，自卸货车停在水平地面上，质量分布均匀的矩形货物放置在水平的车厢底部。司机通过操控货车携带的液压千斤顶缓慢增大车厢底面与水平面的夹角，实现货物“自卸”。在货物相对车厢底面运动前，随着夹角的缓慢增大，货物的重心位置（　　） A．升高 B．降低 C．保持不变 D．先升高后降低 【答案】A 【详解】在货物相对车厢底面运动前，根据几何关系可知，随着夹角的缓慢增大，货物被抬高，货物的重心位置升高。 故选A。 3．（25-26高一上·广东·阶段检测）小王周末从广州去北京游学。下列说法正确的是（　　） A．小王在广州时所受重力的方向一定竖直向下，在北京时所受重力的方向一定垂直地面向下 B．小王在广州时所受重力的方向一定垂直地面向下，在北京时所受重力的方向一定竖直向下 C．在小王的质量不变的情况下，小王在广州时所受的重力大于在北京时所受的重力 D．在小王的质量不变的情况下，小王在广州时所受的重力小于在北京时所受的重力 【答案】D 【详解】AB．重力的方向始终是竖直向下的，在地球上任何地点其方向描述都应相同，故AB错误； CD．广州纬度低于北京，重力加速度较小，因此在小王质量不变的情况下，广州时所受重力小于北京时所受重力，故C错误、D正确； 故选D。 4．（25-26高一上·广东·期中）如图，某同学将水平面上平放的物理课本（虚线），绕一端转动至竖直（实线），则该课本的重心位置（　　） A．降低了 B．升高了 C．不变 D．先降低后升高 【答案】B 【详解】我们可以将物理课本看作一个质量分布均匀的长方体，其重心位于其几何中心，可知课本的重心位置升高了。 故选B。 题型2 弹力方向与胡克定律（共5小题） 【模型】弹力来自施力物体的弹性形变；支持力垂直接触面，弹簧在弹性限度内遵循胡克定律。 【方法】先找施力物体，再看接触面的方向；图像横轴为弹簧总长时，先减去原长求形变量。 5．（25-26高一上·广东佛山·期中）中国选手邓雅文在巴黎奥运会女子自由式小轮车公园赛决赛中，凭借悬空翻转、神龙摆尾等中国运动员的招牌动作，以92.60分的成绩夺得冠军，为中国国家自由式小轮车队赢得了奥运会历史上的首枚金牌，如图所示，邓雅文在水平场地上表演“金鸡独立”时处于静止状态，下列说法正确的是（     ） A．小轮车受到水平场地的弹力是由于小轮车发生形变引起的 B．小轮车和邓雅文的重心位置必在小轮车与地面接触点的正上方 C．若邓雅文在倾斜场地表演“金鸡独立”，则小轮车受到场地的弹力方向一定竖直向上 D．邓雅文完成“金鸡独立”动作后，带着小轮车跃起，此时她不受重力的作用 【答案】B 【详解】A．小轮车受到水平场地的弹力是由于水平场地发生形变引起的，A错误； B．重力与支持力二力平衡，故重心位置必在小轮车与地面接触点的正上方，B正确； C．在倾斜场地表演，弹力方向与作用面垂直，并不是竖直向上，C错误； D．跃起后仍受重力作用，D错误； 故选 B。 6．（25-26高一上·广东深圳·期中）如图所示，水平地面上堆放着直原木，关于原木P在支撑点M、N处所受的弹力，下列说法正确的是（     ） A．在M处受到的支持力垂直原木P向上 B．在M处受到的支持力是由于原木P发生弹性形变产生的 C．在N处受到的支持力垂直原木P向上 D．在N处受到的支持力竖直向上 【答案】C 【详解】A．接触面处的弹力方向垂直于接触面，原木在处与水平地面接触，受到的支持力垂直地面竖直向上，并不垂直原木，故A错误； B．原木在处受到的支持力是地面发生弹性形变后对原木产生的弹力，故B错误； CD．原木在处受到的支持力垂直接触面，方向垂直原木向上，而不是竖直向上，故C正确，D错误。 故选C。 7．（25-26高一上·广东韶关·阶段检测）下列物体均处于静止状态，关于弹力F的方向，描述正确的是（    ） A．图1中，弯曲的竹竿支撑着小球，竹竿对小球的弹力方向沿着竹竿斜向上 B．图2中，静止在粗糙斜面上的木箱，木箱受到的弹力垂直斜面向下 C．图3中，用固定在天花板上的绳拉住光滑斜面上的小球，绳对小球的弹力方向沿绳子方向向上 D．图4中，靠墙放置的铁棍，水平地面对铁棍的弹力方向垂直水平地面向上 【答案】CD 【详解】A．图1中，弯曲的竹竿支撑着小球，竹竿对小球的弹力与小球的重力二力平衡，则该弹力方向竖直向上，故A错误； B．图2中，静止在粗糙斜面上的木箱，木箱受到的弹力垂直斜面向上，故B错误； C．图3中，用固定在天花板上的绳拉住光滑斜面上的小球，绳对小球的弹力方向沿绳斜向上，故C正确； D．图4中，靠墙放置的铁棍，水平地面对铁棍的弹力方向过接触点垂直水平地面向上，故D正确。 故选CD。 8．（25-26高一上·广东汕头·期中）如图所示，杯子放在水平桌面时，杯子对桌面的压力为，桌面对杯子的支持力为，则下列说法正确的是（     ） A．力就是杯子的重力 B．力是因为杯子的形变产生的 C．力是因为杯子的形变产生的 D．力和的方向均与水平桌面垂直 【答案】BD 【详解】A. 力是杯子对桌面的压力，属于弹力，不是杯子的重力，故A错误； B. 力的施力物体是杯子，则其是由杯子形变产生的，故B正确； C. 力的施力物体是桌面，则其是由桌面形变产生的，故C错误； D. 力和均为弹力，方向与接触面垂直，即均与水平桌面垂直，故D正确。 故选BD。 9．（25-26高一上·广东珠海·期中）一个学习小组在探究弹簧弹力与形变量的关系的实验中，利用如图甲所示实验装置进行实验： (1)为了完成实验，还需要用到的器材有_________。 (2)通过处理数据，得到如图乙所示的图像，其中为弹簧弹力，为弹簧长度。由图乙可知，该弹簧的原长为_________，弹簧的劲度系数为_________。 【答案】(1)刻度尺 (2) 8 25 【详解】（1）实验装置中已有弹簧、砝码和支架。要探究弹簧弹力与形变量的关系，需要测量弹簧的长度（或伸长量），因此必须使用刻度尺。 （2）[1]根据图乙，当弹簧弹力时，弹簧长度即为原长 [2]当弹簧长度时，弹力 由胡克定律，因此图像斜率即为弹簧劲度系数，故 题型3 摩擦力大小与方向（共6小题） 【模型】静摩擦力由平衡条件确定，滑动摩擦力由正压力与动摩擦因数确定。 【方法】先判断接触物体是否相对滑动；运动方向不能代替相对运动或相对运动趋势方向。 10．（25-26高一上·广东韶关·阶段检测）智能机械臂已经广泛应用于制造行业。如图所示，机械臂用机械手夹住纸箱将纸箱匀速向上提起，关于该过程，下列说法正确的是（    ） A．机械手对纸箱的作用力就是纸箱的重力 B．提起过程，机械手的压力越大，摩擦力越大 C．提起过程，机械手对纸箱的摩擦力方向竖直向下 D．机械手对纸箱的压力是由于机械手形变而产生的 【答案】D 【详解】A．机械手对纸箱的作用力，施力物体是机械手，本质是机械手对纸箱的弹力和摩擦力的合力；而重力的施力物体是地球，二者本质不同，故A错误； B．纸箱匀速提起，受力平衡，总静摩擦力大小始终等于纸箱重力，大小不变；机械手压力增大只会增大最大静摩擦力，实际静摩擦力不变，故B错误； C．纸箱有向下滑动的趋势，机械手对纸箱的静摩擦力需要平衡重力，方向竖直向上，故C错误； D．弹力的本质是施力物体发生弹性形变后对受力物体的作用力，机械手对纸箱的压力，施力物体是机械手，因此是机械手形变产生的，故D正确。 故选D。 11．（25-26高一上·广东广州·期中）如图所示，小明正沿水平向左擦一块竖直放置的黑板。下列说法不正确的是（     ） A．黑板擦与黑板间的摩擦力是静摩擦力 B．黑板擦与黑板间的摩擦力是滑动摩擦力 C．压力越大，黑板与黑板擦之间的摩擦力越大 D．若黑板擦不小心脱手，则其在自由下落的过程中不可能把字擦掉 【答案】A 【详解】AB．擦黑板时黑板擦相对于黑板发生了相对滑动，因此黑板擦与黑板间的摩擦力是滑动摩擦力，故A错误，B正确； C．滑动摩擦力的大小满足公式，接触面粗糙程度不变时，正压力越大，摩擦力就越大，故C正确； D．黑板擦脱手后自由下落，与黑板之间没有相互挤压，正压力为0，因此摩擦力为0，不可能产生摩擦擦除字迹，故D正确。 由于本题选择错误的，故选A。 12．（25-26高一上·广东东莞·期中）用手握住瓶子，使瓶子在竖直方向静止，则手对瓶子的摩擦力（　　） A．握力越大，摩擦力越大 B．手越干越粗糙，摩擦力越大 C．方向向上 D．大于瓶子所受重力 【答案】C 【详解】AB．瓶子在竖直方向静止，处于平衡状态，在竖直方向上受到向下的重力和手对瓶子的静摩擦力，二力大小相等、方向相反，可知手对瓶子的摩擦力大小不变，故AB错误； C．静摩擦力需要平衡向下的重力，因此方向竖直向上，故C正确； D．平衡状态下竖直方向合力为0，静摩擦力大小等于瓶子所受重力，故D错误。 故选C。 13．（25-26高一上·广东汕头·期中）如图所示，某同学用大小为100N的握力握住一个重为40N的瓶子向左匀速运动。瓶子竖直，且始终与手保持相对静止，已知手掌与瓶子间的动摩擦因数，则（　　） A．瓶子受到的摩擦力大小为50N B．瓶子受到的摩擦力向右 C．瓶子对手的摩擦力竖直向下 D．当握力减小时，瓶子受到的摩擦力大小将减小 【答案】C 【详解】A．瓶子向左匀速运动，故竖直方向重力及静摩擦力二力平衡，则瓶子受到的摩擦力大小等于其重力40N，A错误； B．瓶子受到手的摩擦力方向竖直向上，B错误； C．瓶子对手的摩擦力方向竖直向下，C正确； D．当握力减小时，只要瓶子仍处于静止状态，则静摩擦力不变，D错误。 故选C。 14．（24-25高一上·广东中山·期中）小明同学学完摩擦力后有了以下看法，你认为其中正确的是（　　） A．摩擦力的方向可能与物体的运动方向相同 B．静摩擦力可以是动力，也可以是阻力，但滑动摩擦力一定是阻力 C．受摩擦力作用的物体，一定受到弹力作用 D．运动的物体也可能受静摩擦力的作用 【答案】ACD 【详解】A．摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动趋势方向相反，与物体的运动方向无关，可能相同也可能相反。例如，人走路时，地面给脚的静摩擦力方向与人的运动方向相同，A正确； B．静摩擦力和滑动摩擦力都可以是动力或阻力。例如，物体静止放到有速度的传送带上时，物体受到传送带给物体的滑动摩擦力，为物体提供和传送带运动方向一致的动力，B错误； C．摩擦力产生的条件包括接触面粗糙、存在弹力、有相对运动或相对运动趋势，因此受摩擦力作用的物体一定受到弹力，C正确； D．运动的物体可能受静摩擦力作用。例如，手握住一只粉笔向上运动，同时保证粉笔和手相对静止，此时粉笔运动，粉笔同时受到手给粉笔的静摩擦力，D正确； 故选ACD。 15．（25-26高一上·广东江门·期中）如图甲所示为测量静摩擦力的实验装置，质量为的木块放在水平桌面上。现用力沿水平方向拉木块，拉力从0开始逐渐增大，木块先静止后运动。用力传感器采集拉力的大小，并用计算机绘制出随时间变化的图像，如图乙所示。木块运动起来后，如果做匀速直线运动，拉力大小将保持为3.2N。已知重力加速度大小。 (1)由图可知，木块与水平桌面间的最大静摩擦力为多大？ (2)木块与桌面间的动摩擦因数是多大？ (3)现用F=30N的力来拉另外一个静止在水平桌面的木块，该木块的质量为，与桌面间的动摩擦因数依然为，求该木块与桌面之间的摩擦力大小等于多少？ 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由图可知，木块与水平桌面间的最大静摩擦力为 （2）由图可知，木块与水平面间的滑动摩擦力为 对木块受力分析得 根据滑动摩擦力公式 解得 （3）另一个木块与桌面间的滑动摩擦力大小为 解得 最大静摩擦力略大于32N，当用30N的力来拉木块时，因为拉力小于最大静摩擦力，所以木块与地面之间的摩擦力是静摩擦力，大小为 题型4 合力范围与矢量合成（共6小题） 【模型】合力遵循平行四边形定则；合力大小由分力大小和夹角共同确定。 【方法】两力先检验大小之差与大小之和的范围；三力平衡可用闭合矢量三角形判断。 16．（25-26高一上·广东茂名·阶段检测）两个共点力的大小分别为F1=12N，F2=8N，它们的合力大小不可能为（    ） A．8N B．12N C．22N D．19N 【答案】C 【详解】二力合成时，合力的取值范围满足公式 代入、，可求得合力的取值范围为 所以它们的合力大小不可能为。 故选C。 【点睛】 17．（25-26高一上·广东深圳·阶段检测）三个共点力的大小分别为F1=15N，F2=10N，F3=20N，则关于这三个力的合力，下列说法错误的是（     ） A．不会大于45N B．最小值为5N C．可能为0N D．可能为20N 【答案】B 【详解】A．三个共点力的合力最大值为三力同向时的和 合力最大为45N，不会大于45N，故A正确，不符合题意； B．先求、的合力范围 代入得 在该范围内，当且与反向时，三个力合力为0，即合力最小值 合力最小值为0，不是5N，故B错误，符合题意； C．合力最小值为0，因此可能为0N，故C正确，不符合题意； D．由之前分析三个力的合力范围为，20N在合力取值范围内，因此可能为20N，故D正确，不符合题意。 故选B。 18．（25-26高一上·广东江门·期中）某物体同时受到同一平面内的三个共点力作用，如图所示，坐标纸中每格边长表示3N大小的力，该物体所受的合外力大小为（　　） A．6N B．N C．12N D．N 【答案】D 【详解】图像可知水平方向合力大小为 竖直方向合力大小 则合力大小 故选D。 19．（25-26高一上·广东东莞·期中）物体在三个共点力、、的作用下做匀速直线运动，若、、三个力不共线，则这三个力可能选取的数值为（　　） A．15N、5N、6N B．1N、6 N、7 N C．1N、5N、10N D．3N、5N、4N 【答案】D 【详解】A．物体在三个共点力作用下做匀速直线运动，说明三个力合力为零，则三个力的大小满足三角形三边关系：任意一个力的大小小于另外两个力的大小之和，大于另外两个力的大小之差（可构成封闭矢量三角形）。若、、三个力不共线，若为15N、5N、6N，其中5N、6N方向相同时，合力最大为，小于15N，可知合力不为零，故A错误； B．若为1N、6N、7N，此时三个力必须共线才能平衡，不符合不共线的条件，故B错误； C．若为1N、5N、10N，其中1N、5N方向相同时，合力最大为，小于10N，可知合力不为零，故C错误； D．若为3N、5N、4N，任意一个力都小于另外两个力之和、大于另外两个力之差，可知三个力可不共线且合力为零，故D正确。 故选D。 20．（24-25高一上·广东惠州·期中）两个力大小均为F，当它们夹角为90°时，其合力为（    ） A． B． C． D．F 【答案】B 【详解】根据平行四边形定则可知两个力大小均为F，当它们夹角为90°时，其合力为 故选B。 21．（25-26高一上·广东惠州·期中）关于共点力的合成，下列说法正确的是（　　） A．两个分力的合力一定比分力大 B．三个力，大小分别为、、，这三个力合力最小值为 C．两个分力大小一定，夹角越大，合力也越大 D．两个分力的合力大小可能与分力大小相等 【答案】D 【详解】A．两个分力的合力不一定比分力大，例如当两分力方向相反时，合力可能小于分力（如分力大小分别为5N和3N，夹角180°，合力为2N，小于5N），故A错误； B．三个力（3N、6N、8N）的合力最小值可通过矢量合成分析：3N与6N的合力范围为3N～9N，该合力可与8N方向相反，当合力为8N时（如3N与6N夹角适当），总合力最小值为0N（满足三角形不等式），故B错误； C．两个分力大小一定时，合力大小公式为，夹角越大，越小，合力越小（如时合力最大，时最小），故C错误； D．两个分力的合力大小可能与分力相等，例如两分力大小均为，夹角时，合力大小，故D正确。 故选D。 题型5 力的分解与实际效果（共5小题） 【模型】分解方向由坐标轴或作用效果确定；分力大小不能按代数分配。 【方法】标明角度对应的边和方向，按几何关系求分力；木楔与绳杆模型要先确认弹力方向。 22．（24-25高一上·广东深圳·期末）如图所示，名将汪顺游泳时，某时刻手掌对水的作用力大小为80N，若把该力分解为水平向左和竖直向下的两个力，则水平方向的分力大小为（　　） A． B．40N C． D．80N 【答案】A 【详解】把该力分解为水平向左和竖直向下的两个力，则水平方向的分力大小为。 故选A。 23．（24-25高一上·广东揭阳·期末）如图所示，倾角为的斜面上放着重力为的物体，、分别是重力沿着斜面和垂直于斜面的两个分力，则下列正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】AD 【详解】斜面上物体的重力沿着斜面和垂直于斜面的两个方向分解，根据数学知识可知，。 故选AD。 24．（24-25高一上·广东潮州·期中）如图所示是李强同学设计的一个小实验。他将细绳的一端系在手指上，绳的另一端系在直杆的A端，杆的左端顶在掌心上，组成一个“三角支架”。在杆的A端悬挂不同重物，并保持静止。下列正确的说法是（　　） A．绳子是被拉伸的，杆是被压缩的 B．杆对手掌施加作用力的方向沿杆由C指向A C．绳对手指施加作用力的方向沿绳由A指向B D．所挂重物质量越大，绳和杆对手的作用力也越大 【答案】AD 【详解】A．由题图可知，物体重力的作用效果是：一方面拉紧细绳，另一方面，压缩杆，A正确； BC．杆对手掌的作用力方向沿杆由A指向C，绳对手指的作用力由B指向A，BC错误； D．将重力mg分解为沿绳方向的力F1和沿杆方向的力F2，如图所示，由图可得    可知重物的质量越大，F1、F2也越大，可知绳和杆对手的作用力也越大，D正确。 故选AD。 25．（24-25高一上·广东惠州·阶段检测）如图所示，一大人用的恒定拉力，使小孩与冰车沿水平冰面一起滑动。已知拉力方向与水平冰面的夹角，小孩与冰车的总质量，水平地面对冰车的支持力，冰车与冰面间的动摩擦力大小，重力加速度，，。求： (1)力F在竖直方向的分力和水平方向的分力； (2)小孩与冰车在水平方向所受的合外力。 【答案】(1)竖直方向的分力为，水平方向的分力为 (2)，方向水平向右 【详解】（1）根据力的正交分解，力在竖直方向的分力大小为 力在水平方向的分力大小为 （2）对小孩与冰车进行受力分析，在水平方向上，小孩与冰车受到拉力向右的水平分力 和冰面施加的向左的滑动摩擦力 规定向右为正方向，水平方向所受的合外力为 代入已知数据可得 结果为正值，说明合外力方向与拉力的水平分力方向相同，即水平向右。 26．（25-26高一上·广东清远·期末）榫卯结构是中国古建筑的精髓，其中三角形木楔更是其灵魂所在，是实现刚柔并济的关键所在。如图，三角形木楔1、2的纵截面分别是直角三角形和等腰三角形，两木楔侧面间的夹角均为θ。现用竖直向下的力F分别作用在两木楔顶部，使木楔缓慢嵌入水平固定的木板中，已知木楔1的左侧面与木板平面垂直，木楔2两侧面与木板平面的夹角均相等，不计木楔的重力和一切摩擦，求： (1)木楔1左、右两侧面对木板的压力、的大小； (2)木楔2左、右两侧面对木板的压力、的大小。 【答案】(1)， (2) 【详解】（1）将力F进行分解，如图所示 由几何关系可知， 解得， （2）将力F进行分解，如图所图 由几何关系，可得 由对称性可知 解得 提升·进阶突破 题型6 复杂接触与受力分析（共4小题） 【模型】接触力、绳张力和摩擦力分别受接触条件约束，合力与分力不能重复计入。 【方法】逐一核对施力物体，再按对称性或接触法线列式；临界离开接触面时支持力为零。 27．（25-26高一上·广东深圳·期末）机械手用两根“手指”抓起玻璃球并保持悬空静止状态，如图所示。抓取点对称分布在玻璃球心上方的同一水平面内，每根“手指”与玻璃球间的弹力大小为，摩擦力大小为。下列说法正确的有（　　） A．玻璃球受到的合外力为零 B．与成正比 C．随着的增大而增大 D．不随的改变而改变 【答案】AC 【详解】A．由玻璃球保持悬空静止状态,故由平衡条件知玻璃球受到的合外力为零,故A正确； B．对玻璃球进行受力分析 即，静摩擦力与弹力不成正比,故B错误； CD．因为能够产生向下的分力，故随着的增大而增大，故C正确，D错误。 故选AC。 。 28．（25-26高一上·广东广州·期中）如图所示，一半球体M固定在水平地面上，一物体P静止在半球体表面上（不在最高点）。关于物体P受力情况的分析，下列说法正确的是（　　） A．P所受的重力竖直向下 B．P所受的支持力是由M发生形变而产生的 C．P所受的支持力的方向与M形变的方向相同 D．M对P的支持力竖直向上 【答案】AB 【详解】A．P所受的重力竖直向下，故A正确； B．P所受的支持力是由M发生弹性形变之后由于要恢复原状而产生的弹力，故B正确； C．P所受的支持力的方向与M形变的方向相反，故C错误； D．物体P静止在半球体表面上，受重力、支持力和摩擦力而处于平衡状态，如图所示： M对P的支持力沿P与圆心的连线斜向上，故D错误。 故选AB。 29．（25-26高一上·广东佛山·期中）(1)画出图（1）到图（4）中静止的球及图（5）杆受到的弹力的示意图。 (2)如图所示，质量的物块静置在水平面上，劲度系数、原长的竖直轻弹簧的下端连接物块。现用大小、方向竖直向上的拉力作用在弹簧的上端。取重力加速度大小，弹簧始终在弹性限度内。求： ①求此时弹簧的长度以及水平面对物块的支持力大小； ②当物块恰好要离开水平面时，弹簧的长度。 【答案】(1) (2)①，② 【详解】（1）见答案。 （2）①设此时弹簧的形变量为，根据胡克定律有 解得 又 解得 此时，对物块有 解得 ②设当物块恰好要离开水平面时，拉力的大小为，弹簧的形变量为，根据胡克定律有 此时，对物块有 联立解得 又 解得 30．（25-26高一上·广东汕头·期中）质量为M的正方体A与质量为m的圆球B在水平向右的外力F作用下静止在墙角处，它们的截面图如图所示，截面正方形的对角线与截面圆的一条直径恰好在一条直线上，所有摩擦忽略不计，重力加速度为g，地面受到的压力为FN。则（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】AB．对圆球B受力分析如图所示 根据几何关系，可知 根据平衡条件，可得A对B的弹力 根据牛顿第三定律B对A的弹力 对A受力分析，根据平衡条件，在水平方向上可得 可知，故A正确，B错误； CD．对A受力分析，根据平衡条件，在竖直方向上可得 根据牛顿第三定律，可知地面受到的压力为，故CD错误。 故选A。 题型7 共点力平衡与情境应用（共5小题） 【模型】静止或匀速直线运动的物体合力为零；三个共点力可构成闭合力三角形。 【方法】选定研究对象后逐轴列平衡方程；求接触面的作用力时，要合成支持力与摩擦力。 31．（25-26高一下·广东惠州·期中）拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具（如图），拖把头质量为m，与地面的动摩擦因数为，重力加速度为g，若将拖杆与竖直方向夹角为沿拖杆用力F推拖把头在地板上匀速移动，关于拖把头的受力情况正确的是（     ） A．拖把头受三个力作用 B．拖把头受滑动摩擦力大小为 C．拖把头所受合外力为0 D．拖把头所受到的支持力大小为 【答案】C 【详解】A．拖把头受重力、地面的支持力和摩擦力以及沿拖杆方向的推力F共四个力作用，A错误； B．拖把头受滑动摩擦力大小为，B错误； C．拖把头匀速移动，则所受合外力为0，C正确； D．拖把头所受到的支持力大小为，D错误。 故选C。 32．（25-26高一上·广东广州·阶段检测）餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示，三根完全相同的弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上，上端连接托盘。托盘上叠放若干相同的盘子，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平。已知单个盘子的质量为300g，相邻两盘间距1.0cm，重力加速度大小取10m/s²。弹簧始终在弹性限度内，每根弹簧的劲度系数为（     ） A．1N/m B．100N/m C．3N/m D．300N/m 【答案】B 【详解】由题知，取走一个盘子，稳定后余下的盘子正好升高补平，则说明一个盘子的重力可以使三根弹簧发生形变的形变量恰好等于相邻两盘间距，则有 解得 故选B。 33．（25-26高一上·广东广州·期末）如图所示为某种笔记本电脑支架，支架上有5个卡位用来调节角度，某人将电脑放在该支架上（电脑下端与支架底部没有接触）。若把卡位1调至卡位3，调节前后电脑与支架均处于静止状态，则（　　） A．电脑受到的支持力与摩擦力大小之和始终等于其重力大小 B．电脑放在卡位3位置的支架上受到的摩擦力比在卡位1位置小 C．电脑放在卡位3位置的支架上受到的支持力比在卡位1位置小 D．在任意卡位上支架对电脑的作用力一样大 【答案】CD 【详解】AD．任意卡位上，电脑都是受到重力和支架的作用力，由平衡条件可知，支架对电脑的作用力始终与重力等大反向。 其中支架对电脑的作用力是支持力和摩擦力的合力，遵循平行四边形法则，这两个力方向互相垂直，大小之和大于合力的大小，故A错误，D正确； BC．对电脑受力分析如图所示 平衡条件可知， 电脑由卡位1调至卡位3，变大，所以摩擦力变大，支持力变小，故B错误，C正确。 故选CD。 34．（25-26高一上·广东河源·阶段检测）如图，物体所受重力为，用细绳悬于点，绳所能承受的最大拉力为。现用细绳绑住绳的点。 (1)当与竖直方向夹角为时，绳拉力，绳拉力分别为多少？ (2)再用缓慢增大的水平力牵引点，当段刚被拉断时，绳的拉力为多少？此时与竖直方向夹角为多少？（，，，） 【答案】(1)， (2)， 【详解】（1）以A点为研究对象，受到三段细绳的拉力作用，由平衡条件有 （2）以A点为研究对象，受到三段细绳的拉力作用，如图所示 当OA段刚被拉断时，OA绳上的拉力为T=50N 则绳AB的拉力为 此时OA与竖直方向夹角为 所以 35．（25-26高一上·广东茂名·阶段检测）长方体木块静止在倾斜角为θ的斜面上，其受力情况如图所示，那么斜面对木块作用力的方向（    ） A．垂直于斜面向上 B．沿着斜面向上 C．竖直向上 D．沿着斜面向下 【答案】C 【详解】木块静止在斜面上，受到重力、支持力、摩擦力三个力的作用。斜面对木块的作用力是支持力和静摩擦力的合力。因为木块处于平衡状态，所以这个合力必须与重力大小相等、方向相反。由于重力方向竖直向下，因此斜面对木块的作用力方向应为竖直向上。 故选C。 题型8 动态平衡与临界条件（共5小题） 【模型】缓慢变化可视为连续平衡状态；弹力方向、绳张力与最大静摩擦力决定变化边界。 【方法】先找不变的力，再用力三角形分析增减；接触力为零、绳刚松弛或拉力极值分别对应不同边界。 36．（25-26高一上·广东汕头·期末）如图所示，用OA、OB两根轻绳将花盆悬于两竖直墙之间，开始时OB绳水平。现保持O点位置不变，改变OB绳长使绳右端由B点缓慢上移至B'点，此时（与OA之间的夹角。设此过程中OA、OB绳的拉力分别为、，则下列说法中正确的是（     ） A．一直增大 B．一直减小 C．先减小，后增大 D．当时，有最小值 【答案】C 【详解】以结点O为研究对象，其受重力G、绳OA的拉力FOA和绳OB的拉力FOB，如图所示 根据平衡条件知，两根绳子的拉力的合力与重力大小相等、方向相反，作出轻绳OB在不同位置时力的合成图，由图看出，FOA一直减小，FOB先减小，后增大，当时，FOB最小。 故选C。 37．（25-26高一上·广东清远·期末）如图甲所示，三条材料相同但长度不同的细线一端系在点O处，其中两条细线的另一端分别系在铁架台的水平杆上的A、B两处，另一条细线的端点系一重物C处于静止，作出结点O的受力分析图，如图乙所示，下列表述正确的是（　　） A．OA、OB绳子的拉力大小相等 B．OA绳子的拉力大于OB绳子的拉力 C．若重物C不断加重，OA绳先断 D．若重物C不断加重，OC绳先断 【答案】D 【详解】AB．根据结点O的受力分析图乙，在图像中由于两根细绳的长短不同，导致细绳与竖直方向的角度不同，如图所示线段的长度可以表示力的大小，所以，故AB错误； CD．根据图像乙，当重物C不断加重时，与的大小等比例增加，根据图像可知 所以OC绳会先断裂，故C错误，D正确。 故选D。 38．（25-26高一上·广东珠海·阶段检测）如图所示，两梯形木块A、B叠放在水平地面上，A、B之间的接触面倾斜。连接A与天花板之间的细绳沿竖直方向。关于两木块的受力，下列说法正确的是（　　） A．木块A可能受三个力作用 B．A、B之间一定存在摩擦力作用 C．绳子对木块A一定有拉力 D．木块B一定受到木块A对它的压力 【答案】A 【详解】A．若绳子对木块没有拉力，则此时A受重力、支持力及摩擦力而处于平衡，故A正确； B．对A进行受力分析，则A可能受绳子的拉力、重力而处于平衡；此时A、B间没有相互挤压，所以没有摩擦力，故B错误； C．对A进行受力分析，绳子对木块A可能有拉力，也可能没有拉力，故C错误； D．对A进行受力分析，则A可能受绳子的拉力、重力而处于平衡；此时A、B间没有相互挤压，所以木块B不一定受到木块A对它的压力，故D错误。 故选A。 39．（24-25高一上·广东湛江·期末）如图所示，四个通过绳子连接起来的大灯笼被吹起来处于静止状态，悬挂最上面灯笼的绳子与竖直方向的夹角为30°，灯笼序号自上往下依次标记为1、2、3、4，灯笼质量均为m，每个灯笼所受的风力大小相等，方向水平向右，重力加速度大小为g，则（     ） A．每根绳与竖直方向的夹角相等 B．若增加悬挂灯笼绳子的长度，绳子与竖直方向的夹角变小 C．若加大风力，绳子与竖直方向夹角不变 D．若加大风力，绳子与竖直方向夹角变大 【答案】AD 【详解】A．对任意一段绳下方所悬挂的个灯笼作为整体分析，水平方向合风力为，竖直方向合重力为，该段绳的拉力方向与竖直方向夹角设为 由平衡条件有，与无关，所以每根绳与竖直方向的夹角相等，故A正确； B．绳子与竖直方向的夹角由受力比值决定，由可知，增加悬挂灯笼绳子的长度不会改变夹角，故B错误； C．若加大风力，由可知增大，绳子与竖直方向夹角会改变，故C错误； D．若加大风力，由可知增大，绳子与竖直方向夹角变大，故D正确。 故选AD。 40．（25-26高一上·广东·阶段检测）如图所示，将一个质量为m的铅球放在倾角为45°的斜面AB上，并用竖直挡板OP挡住，铅球处于静止状态。若不考虑铅球受到的摩擦力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．挡板对铅球的作用力大小为mg，方向水平向右 B．斜面对铅球的支持力大小为，方向垂直斜面向上 C．将竖直挡板OP以O点为轴逆时针缓慢转至水平位置的过程中，斜面对铅球的支持力先增大后减小 D．将竖直挡板OP以O点为轴逆时针缓慢转至水平位置的过程中，挡板OP对铅球的支持力的最小值为 【答案】AD 【详解】AB．根据题意，对球受力分析，如图所示    由平衡条件可得， 解得， 则挡板对铅球的作用力大小为mg，方向水平向右，斜面对铅球的支持力大小为，故A正确B错误； C．由挡板绕点逆时针转至水平的过程中挡板对球的弹力由水平向右逆时针转至竖直向上，如图    由矢量三角形可知斜面对铅球的支持力一直减小，故C错误； D．根据C选项可知，将竖直挡板OP以O点为轴逆时针缓慢转至水平位置的过程中，当F沿斜面向上时，挡板OP对铅球的支持力最小，为，故D正确。 故选AD。 题型9 相互作用实验与数据处理（共5小题） 【模型】实验通过测量力与形变量、控制压力或保持同一作用效果检验相互作用规律。 【方法】读数按分度值估读，先写数据单位；比较合力实验的一次替代前后保持结点位置相同。 41．（25-26高一上·广东深圳·阶段检测）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。水平向左拉长木板，传感器记录的F—t图像如图乙所示。下列说法正确的是（     ） A．实验中必须让长木板保持匀速运动 B．最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10∶7 C．在4.5秒后，物块静止，所以物块与木板之间的摩擦力是静摩擦力 D．根据图像可知，3-3.5s内物块与木板之间的摩擦力越来越大，由此可推断二者间的摩擦因数增加了 【答案】B 【详解】A．本实验中，物块相对于地面静止，受力平衡，传感器拉力等于摩擦力。只要长木板运动，物块与木板间即为滑动摩擦力，其大小 与木板运动速度无关，故不需要让长木板保持匀速运动，故A错误； B．由图乙可知，最大静摩擦力约为，滑动摩擦力约为，故最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为 ，故B正确； C．在 后，传感器示数稳定，说明木板仍在运动，物块与木板间发生相对滑动，摩擦力为滑动摩擦力，故C错误； D．根据图像可知， 内（对应图乙上升阶段），物块处于静止状态，受静摩擦力作用，静摩擦力随拉力增大而增大，但二者间的动摩擦因数由接触面性质决定，保持不变，故D错误。 故选B。 42．（25-26高一上·广东广州·期末）某同学利用图甲所示的装置探究弹簧弹力和伸长量之间的关系。 (1)该同学将轻质弹簧的上端与毫米刻度尺的零刻度对齐，然后在弹簧下端挂上钩码，逐渐增加钩码，依次读出弹簧下端指针所指刻度尺的读数，所读数据列表如下：（设弹簧始终未超过弹性限度，取g=10m/s2） 1 2 3 4 5 钩码质量 30 60 90 120 150 刻度尺读数 8.38 9.46 10.62 11.80 在图甲中，挂30g钩码时刻度尺的读数为___________cm； (2)如图乙所示，该同学根据所测数据，建立了x−m坐标系，并描出了4组测量数据，请将第1组数据描在坐标纸上（用“+”表示所描的点），画出x−m的关系图线________，并根据图线得到弹簧原长为_________cm；（保留3位有效数字） (3)根据x−m的关系图线可得该弹簧的劲度系数为___________N/m（保留3位有效数字）。 【答案】(1)7.15/7.13/7.14/7.16/7.17 (2) 5.80~6.20 (3)25.0~27.0 【详解】（1）毫米刻度尺分度值为1mm，需估读到0.1mm，由放大图可得读数为 （2）[1]第1组数据为、，在乙图对应坐标位置描出+，再连接所有点作直线，使点均匀分布在直线两侧。 [2]根据胡克定律推导 可得，直线纵轴截距即为弹簧原长，可得原长为 （3）根据 取，对应 代入得 43．（25-26高一上·广东广州·阶段检测）在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”时，小华提出了“滑动摩擦力的大小可能与压力大小有关”的猜想；小辉提出了“滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关”的猜想。图是验证他们猜想的实验装置图。 (1)小辉同学为了完成他自己的探究应按__________两图进行。 (2)小华选用正确的实验装置进行实验得到图表所记录的实验数据，由此可以得出与 成____（正比或反比）。 F/N 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 f/N 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 (3)实验中，他们发现很难做到让木块做匀速直线运动，于是提出了改进方案，如图所示，得到了老师的高度肯定。你认为这一方案的优点是__________。（写出一种合理的优点即可） (4)在上图中画出物块A的受力示意图。__________（全部力都画在重心上，注意加上物理参量用来区分重力、弹力、摩擦力） 【答案】(1)甲、丙 (2)正比 (3)不必拉着木板匀速运动 (4) 【详解】（1）小辉要探究“滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关”，应保证压力相同，改变接触面的粗糙程度，因此应采用甲、丙两图进行。 （2）根据表格中数据进行描点，连线如图： 通过图像可知摩擦力与压力大小关系是一条上升的直线，所以可以得出接触面的粗糙程度相同，滑动摩擦力大小与压力成正比。 （3）改进后的方案因为摩擦力和速度无关，所以长木板无论是匀速还是加速、减速都不会影响摩擦力的大小，因此不必控制木板做匀速运动；同时木块静止受到拉力和摩擦力的作用，摩擦力和拉力是平衡力，摩擦力等于拉力，拉动长木板测力计保持相对静止，测力计示数稳定，测量更准确。 （4）画出物块A的受力示意图 44．（25-26高一上·广东汕头·期末）某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验，他用图钉把白纸固定在水平放置的木板上，将橡皮条的一端固定在木板上的A点，另一端系两个细绳套，用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套，互成角度施加拉力，使橡皮条伸长，让结点到达纸面上某位置，记为O，然后撤去两个力，再用一个弹簧测力计把结点拉到位置O，如图甲所示。 (1)某次实验中，一弹簧测力计的指针位置如图乙所示，读数为________N； (2)关于该实验的操作，下列说法中正确的一项是________（填字母）； A．实验中，弹簧测力计应与纸面平行 B．把结点拉到O点位置时，两个弹簧测力计之间夹角应取90°，以便算出合力大小 C．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点在同一位置 (3)某次实验作出力的平行四边形如图丙所示，如果没有操作失误，在F与两力中，方向一定沿AO方向的是________（选填“F”或“”）。 【答案】(1)3.00 (2)A (3) 【详解】（1）弹簧测力计的最小分度值为，读数时需要估读到分度值的下一位，故读数为。 （2）A．实验中，弹簧测力计应与纸面平行，以减小实验误差，故A正确； B．把结点拉到O点位置时，两个弹簧测力计之间夹角适当即可，不需要取，故B错误； C．改变拉力，进行多次实验，每次实验只要保证两次拉橡皮条时结点到达同一位置O即可，不同次实验O点位置可以不同，故C错误。 故选A。 （3）在实验中，是根据平行四边形定则作出的理论合力，由于实验误差的存在，其方向不一定沿方向；是用一个弹簧测力计拉橡皮条时的实际拉力，其方向一定沿方向。 45．（24-25高一上·广东广州·阶段检测）某研究小组做“验证力的平行四边形定则”的实验，将白纸固定在水平放置的木板上，橡皮筋的 端用图钉固定在木板上，端系上两根带有绳套的细绳。 (1)如图 ，用两个弹簧测力计通过细绳沿平行木板的不同方向同时拉橡皮筋，将橡皮筋的端拉至某点，记下点位置和两细绳的方向，并读出两个拉力的大小分别为________N和。 (2)如图 ，撤去（1）中的拉力，现只用一个弹簧测力计通过细绳沿平行木板的方向拉橡皮筋，要将橡皮筋的端拉到点，这样做的目的是________；记下细绳的方向，并读出拉力的大小为。 (3)如图 ，某同学以点为作用点，用图示标度画出了力 的图示，请你画出力、的图示并按平行四边形定则画出它们的合力________。 (4)比较与________的关系，即可验证。 (5)在做完实验后，某同学将其实验操作过程进行了回顾，并在笔记本上记下如下几条体会，你认为他的体会中正确的是________ A．两根细绳套必须等长 B．用两只弹簧测力计拉绳套时，两测力计的示数要相同 C．若、方向不变，而大小各增加1N，则合力的方向也不变，大小也增加1N D．用两只弹簧测力计拉时合力的图示与用一只弹簧测力计拉时图示 不完全重合，在误差允许范围内，可以说明“力的平行四边形定则”成立 【答案】(1)1.80 (2)保证力单独作用的效果与、共同作用的效果相同 (3) (4)F (5)D 【详解】（1）弹簧测力计的最小刻度为，则读出拉力的大小为。 （2）只用一个弹簧测力计通过细绳沿平行木板的方向拉橡皮筋，要将橡皮筋的端拉到点，这样做的目的是保证力单独作用的效果与、共同作用的效果相同； （3）画出力、的图示并按平行四边形定则画出它们的合力如图 （4）比较与 的关系，即可验证。 （5）A．两根细绳套不一定必须等长，故A错误； B．用两只弹簧测力计拉绳套时，两测力计的示数大小要适当，不一定必须要相同，故B错误； C．根据平行四边形定则，若、方向不变，而大小各增加1N，则合力的方向可能改变，大小也不一定增加1N，故C错误； D．用两只弹簧测力计拉时合力的图示与用一只弹簧测力计拉时图示不完全重合，在误差允许范围内，可以说明“力的平行四边形定则”成立，故D正确。 故选D。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $