第三章 相互作用—力 章末知识清单+提高练习 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册
2026-10-20
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内容正文:
2026-2027学年高中物理上册人教版必修一
第三章 相互作用力章末知识清单+提高练习
考点与方法提炼
第一性原理 · 覆盖全卷 16 题 100 分
人教版 2019 必修第一册 第三章 相互作用——力
怎么用 每个知识点按四段读:原理(它为什么成立,一句话本质)→ 结论(能直接用的公式)→ 条件(什么时候能用)→ 易错(本卷最可能踩的坑)。最后一列「本卷」标出它对应哪道题,复习时按题号回查最快。
第三章 相互作用——力 本卷 16 题 · 100 分
K01 力与重力:先找施力物体
原理 力是物体对物体的作用,每个力都成对存在(施力/受力)。重力源于地球对物体的吸引,施力物体是地球。
结论 ,g 取 10 m/s²(本卷);方向竖直向下,指向地心附近。
重心是重力的等效作用点,与形状、质量分布有关,不一定在物体上。
条件 g 随纬度、高度略有变化,本卷一律取 10 m/s²。
本卷 第 8 题
易错 「物体本身就有重力所以没有施力物体」错——任何力都有施力物体。重力的方向写「垂直向下」「指向地心」都错,规范写法是「竖直向下」。
K02 弹力:接触+形变,方向垂直接触面
原理 发生弹性形变的物体要恢复原状,对使它形变的物体产生弹力。所以弹力出现需要两个条件:直接接触、发生形变(互相挤压)。
结论 支持力/压力:垂直于接触面;点与曲面接触时垂直于过接触点的切面。
绳的拉力:沿绳指向绳收缩的方向;杆可拉可压,方向不一定沿杆。
条件 只接触不挤压(如靠在一起不挤压的两球)没有弹力;判断有无弹力常用「假设撤去法」。
本卷 第 2、8、10 题
易错 斜面/斜杆上的支持力不是竖直向上,是垂直于斜面(杆)。第 10 题笔架对笔杆的支持力垂直笔杆斜向上,与「水平面给的竖直向上」是两个不同的力。
K03 胡克定律:认准形变量 x
原理 在弹性限度内,弹簧的弹力与形变量成正比:。k 由弹簧本身决定(材料、粗细、匝数),与 F、x 无关。
结论 ,x=|现长−原长|,不是弹簧总长。
图像的斜率即 k;图线弯曲说明超出弹性限度。
弹簧弹力方向沿弹簧轴线:拉伸为拉力、压缩为支持力。
条件 只在弹性限度内成立;形变量要减去原长。
本卷 第 3、11、15 题
易错 第 3 题原长 、现长 ,(先换单位再代)。实验 11 读数要估读到分度的下一位;图像法求 k 用 (两点相距远些误差小)。
K04 摩擦力有无与方向:先假设光滑
原理 摩擦力在接触面粗糙、有弹力、有相对运动(趋势)时出现,方向沿接触面、与相对运动(趋势)方向相反。
结论 判断有无趋势:假设接触面光滑,看物体是否会相对滑动;会滑的方向就是趋势方向。
静摩擦力方向与趋势相反;滑动摩擦力方向与相对运动方向相反。
条件 摩擦力可以与运动方向相同(它是动力),比如传送带把物体带上去。
本卷 第 2、9、10 题
易错 第 10 题笔架受毛笔的压力斜向左下,故地面对笔架有向右的摩擦力——「水平面对笔架没有摩擦力」这个选项错。摩擦力方向与「运动方向」没有必然关系。
K05 静摩擦力:被动力,不能代公式
原理 静摩擦力的大小由外部受力状态决定(使物体保持平衡所需的那个量),只在 0≤f≤ 内取值。
结论 静摩擦力大小用平衡条件求,不是 。
恰好滑动时 ;本卷取 滑动摩擦力 。
条件 只有「恰好滑动/刚好开始滑动」时才能用最大静摩擦力公式。
本卷 第 3、9、16 题
易错 第 9 题:压力 F 增大,f 同步增大但始终等于「重力的下滑分量+压力分量」,永远平衡,不会滑动。第 16 题(3):只有「刚好开始滑动」才能令 解 μ。
K06 滑动摩擦力:F=μF_N,F_N 未必是重力
原理 滑动摩擦力与正压力成正比,比例系数 μ 由接触面材料决定,与接触面积、速度无关。
结论 ; 是垂直于接触面的正压力。
水平面上水平拉动的物体 ;斜面上 ;斜向上拉时 。
条件 适用于滑动摩擦;最大静摩擦力可近似取 (本卷设为相等)。
本卷 第 3、6、13 题
易错 第 13 题拉力斜向上 53°,竖直方向平衡给 (不是 )!第 6 题金砖斜侧面上的正压力要把两侧摩擦力的竖直分量一起算。
K07 力的合成:平行四边形定则
原理 力是矢量,合成遵循平行四边形定则(三角形定则)。两分力首尾相接,从起点到终点即合力。
结论 || ≤ F ≤ ;夹角越小合力越大。
两力垂直:,方向 。
同一直线:先定正方向,带符号相加。
条件 共点力才可直接合成;合成前所有力必须作用(或平移)到同一点。
本卷 第 1、4、12 题
易错 实验 12:(作图的对角线)是理论值,F(一个弹簧秤的读数)是实验值,实验值一定沿橡皮条方向,理论值会有偏差。合力与分力是等效替代,不能同时出现在受力分析里。
K08 正交分解:让尽量多的力落在轴上
原理 把每个力沿两个互相垂直的方向投影后,矢量问题变成两组代数方程,是处理多力问题的通用方法。
结论 分解后 Σ、Σ(平衡态)。
斜面问题沿斜面/垂直斜面建轴;水平问题沿水平/竖直建轴。
条件 轴一经选定全题统一;与轴不垂直的力都要分解( 对斜边对边、 对邻边,别记反)。
本卷 第 5、13、14、15 题
易错 第 13 题 F 与水平成 53°:(水平)、(竖直)——「哪边对哪边」用邻边、对边 判断,别背反了。本卷给的 三角值要记牢。
K09 共点力平衡:ΣF=0 的两种用法
原理 物体静止或匀速直线运动时加速度为零,由牛顿第二定律得合力为零。这是本章一切计算的落点。
结论 二力平衡:等大、反向、共线。
三力平衡:任意两个力的合力与第三个力等大反向(可画出封闭矢量三角形)。
多力平衡:正交分解后每个方向各自为零。
条件 共点力作用于同一点(或可视为同一点);对转动物体还需合力矩为零(本章不涉及)。
本卷 第 1、2、7、14、15、16 题
易错 「静止在空中钢索上」的演员受两绳拉力的合力始终等于重力——第 7 题 选项考的就是这一点,别被「位置变化」带偏。匀速直线运动也是平衡态。
K10 整体法与隔离法:先整体后隔离
原理 系统内各物体间的力(内力)在整体法中互相抵消,所以求外力用整体法最快;内力只能用隔离法求。
结论 求地面的支持力/摩擦力 → 优先整体法。
求绳、弹簧、接触面间的力 → 隔离受力少的那个物体。
常配合使用:先整体求外力,再隔离求内力。
条件 整体法要求系统内各物体加速度相同(静止/匀速成立)。
本卷 第 1、15、16 题
易错 第 1 题把两个球+两段绳看成整体,绳 b 的拉力是内力不用画;第 16 题求 时把结点 O 与甲作整体,乙的摩擦力立刻能接出来。
K11 动态平衡与临界:抓住不变量
原理 缓慢移动的每一瞬间都近似平衡。合力(通常是重力)不变时,各分力随角度的变化用矢量三角形或函数关系判断。
结论 角度 θ 增大 → 减小、 增大()。
「恰好/刚好」=临界状态:静摩擦取最大值、绳恰好松弛()等。
条件 「缓慢」才能每步都当平衡处理;临界条件要看题眼(恰好、刚好、至少、至多)。
本卷 第 5、7、16 题
易错 第 7 题 b 点下移后绳与竖直方向夹角增大,同一重力下拉力变大(A 对 B 错);但两绳拉力的合力仍等于重力,合力不变的选项别选成「增大/减小」。第 16 题(3)「刚好开始滑动」→ 的滑动摩擦力(等于最大静摩擦)。
本章一句话 这一章只回答三个问题:力从哪来(重力、弹力、摩擦力的产生条件)、力怎么合(平行四边形定则与正交分解)、力平衡时怎么算(Σ)。所有易错点都出在「想当然」上——把正压力想成重力、把静摩擦力代成 、把合力和分力画进同一张受力图。先受力分析、再选方法(合成/分解/正交),顺序不能乱。
附录一 公式速查
考前一晚只看这张表:公式、成立条件、对应的知识点编号。
公式
成立条件
对应
g 取 10 m/s²,方向竖直向下
K01
x 为形变量,弹性限度内
K03
F-x 图像斜率;图线弯折即超限度
K03
滑动摩擦;F_N 是正压力,不一定等于重力
K06
本卷设最大静摩擦力等于滑动摩擦力
K05
||≤F≤
平行四边形定则的合力范围
K07
两分力互相垂直时
K07
Σ,Σ
正交分解后按轴列平衡方程
K08、K09
斜向上拉水平面上的物体
K06、K08
三力平衡→封闭三角形
任意两力的合力与第三个力等大反向
K09
附录二 看到关键词,立刻想到什么
考场上的时间,多半耗在「这题考什么」的判断上。这张表把判断变成条件反射。
题干里的词
第一反应
知识点
「静止 / 匀速」
平衡态:ΣF=0,按正交分解列两个方程
「缓慢移动」
每一瞬间都是平衡,用矢量三角形看动态变化
「弹簧原长 / 现长」
先算形变量 x=|现长−原长|,再代 F=kx
「F-x 图像斜率」
劲度系数 k;图线弯折=超过弹性限度
「恰好滑动 / 刚好」
静摩擦取最大值 f_max≈μF_N,联立平衡式
「最大静摩擦力等于滑动摩擦力」
临界计算可直接代 μF_N
「斜向上/下与水平成 θ 角的拉力」
分解:水平 F·cosθ、竖直 F·sinθ;F_N=mg∓F·sinθ
「两球/两物用绳、杆相连」
整体法消内力;求内力再隔离
「三力平衡」
画封闭矢量三角形,用几何(相似/三角函数)求解
「实验:同一点 O」
等效替代;F′ 理论值(对角线)、F 实验值(沿橡皮条)
「说不出施力物体的力」
不存在,直接删除
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2026-2027学年高中物理上册人教版必修一
第三章 相互作用力章末知识清单+提高练习(教师版)
· 第一部分 知识清单
开考前 3 分钟过一遍:先想本质,再查公式,最后对方法。
一、第一性原理:先想「本质是什么」
1. 力是物体间的相互作用 每个力都有施力物体和受力物体,找不到施力物体的力不存在。重力、弹力、摩擦力都要能指出「谁对谁」;说不出施力物体的力(如「冲力」「向前的力」)一律是虚构。
2. 弹力来自形变 弹力是发生弹性形变的物体要恢复原状、对跟它接触的物体产生的力。方向:支持力垂直于接触面(点面接触垂直于面,点与曲面接触垂直于过接触点的切面),绳的拉力沿绳指向绳收缩方向。
3. 胡克定律只在弹性限度内成立 中的 x 是形变量(伸长或压缩的长度),不是弹簧的总长度。k 由弹簧本身决定,与 F、x 无关; 图像的斜率就是 k,图线弯了说明超过弹性限度。
4. 摩擦力是被动力 静摩擦力的大小、方向都由外部的受力状态决定,只在 0 与最大静摩擦力之间取值;滑动摩擦力 ,与接触面积、速度大小无关。方向与相对运动(趋势)方向相反,可以与运动方向相同。
5. 合力与分力是等效替代 合力不是「另外多出来的力」,画受力图时合力与分力不能同时出现。两个力合成遵循平行四边形定则:夹角越小合力越大,|| ≤ F ≤ 。
6. 共点力平衡只认合力为零 物体静止或匀速直线运动 ⇒ Σ。三个共点力平衡时,任意两个力的合力与第三个力等大反向;正交分解后每个方向各自平衡:Σ、Σ。
二、核心公式:缺哪个量就避开哪条
重力 (g 取 10 m/s²(本卷))
胡克定律 (x 是形变量,弹性限度内)
劲度系数(图像法) (F-x 图线斜率,分段弯折即超限度)
滑动摩擦力 (F_N 是正压力,不一定等于重力)
最大静摩擦力 (本卷取最大静摩擦=滑动摩擦)
力的合成(同一直线) 先定正方向,带符号相加 (结果的正负表示方向)
力的合成(互成角度) ||≤F≤ (平行四边形定则)
互相垂直的两力合成 (合力与分力构成直角三角形)
正交分解平衡 Σ,Σ (先选好 x、y 轴(让尽量多的力落在轴上))
三角函数(37°/53°) , (本卷给出的数值,直接代)
三、通用解题方法总览:拿到题先对号入座
1. 受力分析三步 先画重力 → 再画接触力(先找接触点:弹力垂直接触面,再看有无相对运动趋势定摩擦力)→ 每个力标出施力物体,说不出施力物体的力删掉。
2. 整体法与隔离法 求系统外力(如地面给的支持力、摩擦力)用整体法 → 求系统内力(绳、弹簧、接触面)用隔离法 → 两者常配合:先整体求外力,再隔离求内力。
3. 正交分解五步 选转轴原则:让尽量多的力落在轴上(斜面问题沿斜面/垂直斜面建轴)→ 分解不垂直于轴的力→ 列 Σ、Σ → 解方程 → 检查方向与单位。
4. 合成法解三力平衡 三个力平衡:把任意两个力合成,合力必与第三个力等大反向 → 借几何三角形(相似、全等、三角函数)求大小 → 绳、杆、斜面夹角问题优先想到几何法。
5. 弹簧问题两问 先问「形变量多少」:现长−原长 → 再代 ;弹簧弹力方向沿弹簧轴线,拉伸是拉力、压缩是支持力。图像题看斜率求 k,看弯折点找弹性限度。
6. 静摩擦三判据 先假设接触面光滑,看物体是否会相对滑动 → 会滑,静摩擦力阻碍这个趋势 → 大小由平衡条件求,别急着代 ;恰好滑动时才等于最大静摩擦力。
7. 实验题两条线 弹簧实验:读数→描点→画线(让尽量多的点落在线上,离群点舍去)→ 斜率即 k;力的合成实验:同一点 O(等效替代)→ 是理论值(平行四边形对角线)、F 是实验值(一定沿橡皮条方向)。
提醒 这一页只给思路与公式,不给结论;卷面上一律写「原始公式 → 代入数据 → 结果带单位」。
· 第二部分 提高练习
一、单选题:本题共 7 小题,每小题 4 分,共 28 分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.(整体法与隔离法)如图所示,用三根细线a、b、c将两个小球1和2连接并悬挂起来,两小球均处于静止状态,细线a与竖直方向的夹角为30°,细线c水平,细线a对球1的拉力为,细线c对球2的拉力为,则为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】将两个小球看成一个整体,竖直方向有
水平方向有
整理有
故选A。
2.(受力分析)如图所示是一种磁吸式的手机支架,将支架静置于水平桌面上,再将手机放上支架便会被牢牢吸住不动。关于手机的受力情况,下列说法正确的是( )
A.手机受到3个力的作用 B.手机受到4个力的作用
C.若手持支架使整个装置竖直向上匀速运动,手机所受摩擦力方向竖直向下
D.若手持支架使整个装置竖直向下匀速运动,手机可能不受摩擦力
【答案】B
【详解】AB.手机处于静止状态,受力平衡,手机受到重力、支架的支持力、摩擦力以及磁片的吸引力,共受到四个力的作用,故A错误,B正确;
CD.无论竖直向上还是竖直向下匀速运动,手机都处于平衡状态,根据平衡条件可知,手机所受摩擦力与重力沿支架平面向下的分力平衡,则摩擦力方向始终沿支架平面向上,故CD错误。
故选B。
3.(弹力与摩擦力)一根弹簧原长8cm,劲度系数为,用此弹簧水平拉一重为10N的物体,物体静止在水平地面上,如图所示。若物体与地面间的最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力,物体与地面间的动摩擦因数,当弹簧长为10cm时,此时物体所受的摩擦力的大小等于( )
A.2N B.1N
C.2.5N D.3N
【答案】A
【详解】物体与地面间的最大静摩擦为
当弹簧长为10cm时,弹簧弹力大小为
由于
可知物体处于静止状态,则此时物体所受的摩擦力的大小为
故选A。
4.(合成法求力)如图所示,用网兜把质量为m的足球挂在光滑的竖直墙壁上,A点为绳的固定点,B点为球与墙壁的接触点,绳与墙壁的夹角为,网兜的质量不计,绳子对足球的拉力大小为F,墙壁对足球的支持力大小为N,重力加速度为g,则( )。
A., B.,
C., D.,
【答案】C
【详解】足球受重力、拉力和支持力平衡,受力分析如图所示。
运用合成法,根据几何知识,可得绳子对球的拉力为
墙壁对足球的支持力为
故选C。
5.(正交分解)如图所示,一重物被和两轻绳悬挂在水平天花板上,并处于静止状态。轻绳与竖直方向夹角分别为,且。用分别表示的拉力,则( )
A.的水平分力大于的水平分力 B.的竖直分力与的竖直分力之比为
C.与大小之比为 D.若将点缓慢向左移动一小段距离,两绳上的力都变小
【答案】B
【详解】A.将沿水平方向和竖直方向正交分解,由于物体处于平衡状态,可知的水平分力等于的水平分力,即
A错误;
BC.在竖直方向上
联立解得
,
因此
,
B正确,C错误;
D.若将点缓慢向左移动一小段距离,两个分力间夹角大于90o,合力不变,两绳上的拉力与竖直方向夹角都增大,因此两个拉力都变大,D错误。
故选B。
6.(临界与平衡)某博物馆发起了一项“单手拿金砖”的挑战。如图所示,静置在桌面上金砖的纵截面为上窄下宽的梯形,挑战者用单手捏住金砖a、b两侧面,竖直拿起金砖并保持25秒以上即挑战成功。已知金砖质量为25kg,截面底角为,手与金砖间的动摩擦因数为0.4,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取,若要缓慢竖直拿起金砖,挑战者对a侧面的压力至少约为( )
A.2500N B.2000N
C.1500N D.300N
【答案】A
【详解】对金砖受力分析,如图所示
由平衡条件可得
解得挑战者对a侧面的压力至少约为
故选A。
7.(几何关系求力)如图所示,一名骑独轮车的杂技演员静止在空中钢索上,钢索的重力与摩擦不计,初始时钢索横跨在等高的两点。现保持钢索的长度不变,点降低到图中的点位置,当杂技演员再次静止时,下列说法正确的是( )
A.钢索的拉力变大 B.钢索的拉力变小
C.独轮车和杂技演员受钢索拉力的合力增大 D.独轮车和杂技演员受钢索拉力的合力减小
【答案】A
【详解】AB.设杂技演员和独轮车的总重力为G,同一根钢索上的拉力相等,受力分析如图所示
根据平衡条件有
设钢索长为,两点间的距离为,此时左右两侧钢索长度相等,设为,根据几何关系有
依题意有
点降低到图中的点位置时,受力分析如图所示
根据平衡条件有
设两点间的距离为,此时左侧钢索长度,右侧钢索长度,根据几何关系有且有
依题意
综上可得,A正确,B错误;
CD.独轮车和杂技演员的重力不变,故静止时钢索拉力的合力始终等于重力,CD错误。
故选A。
二、多选题:本题共 3 小题,每小题 6 分,共 18 分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,有选错的得 0 分。
8.(重力与弹力概念)下列说法中错误的是( )
A.因为物体本身就有重力,所以重力没有施力物体
B.重力的方向总是竖直向下的
C.放在水平桌面上的两个球,靠在一起但并不互相挤压,两球之间不存在弹力
D.两物体间如果有相互作用的弹力,就一定存在摩擦力
【答案】AD
【详解】A.任何力都有施力物体和受力物体,重力的施力物体是地球,故A错误,满足题意要求;
B.重力的方向总是竖直向下的,故B正确,不满足题意要求;
C.放在水平桌面上的两个球,靠在一起但并不互相挤压,两球之间不存在弹力,故C正确,不满足题意要求;
D.两物体间如果有相互作用的弹力,如果接触面光滑,或两物体没有相对运动趋势,则不存在摩擦力,故D错误,满足题意要求。
故选AD。
9.(静摩擦力判断)如图所示,物体A在竖直向下的压力F的作用下静止在斜面上不动,下列说法正确的是( )
A.物体A受到四个力的作用 B.当压力F增大时,物体可能会下滑
C.物体A受到的摩擦力大小与压力F的大小成正比
D.物体A受到的摩擦力和弹力的合力方向一定竖直向上
【答案】AD
【详解】A.物体A受到重力、压力、弹力、摩擦力四个力作用,故A正确;
B.此时满足
所以无论F多大,物体A都不会滑动,故B错误;
C.随着F增大,摩擦力也增大,但不是成正比,因为此时受到的是静摩擦力,故C错误;
D.由平衡条件得,摩擦力和弹力的合力一定与压力和重力的合力大小相等、方向相反,方向竖直向上,故D正确。
故选AD。
10.(弹力方向)如图,笔架放置在水平面上,毛笔的笔杆一端靠在笔架上,笔杆的另一端也放在水平面上,笔架和毛笔均静止,忽略笔杆和笔架之间的摩擦力,下列说法正确的是( )
A.水平面对笔杆的支持力方向竖直向上 B.笔架对笔杆的支持力方向竖直向上
C.水平面对笔杆的摩擦力水平向左 D.水平面对笔架没有摩擦力的作用
【答案】AC
【详解】AB.水平面对毛笔的支持力属于弹力,弹力的方向应垂直于接触面指向受力物体,所以水平面对笔杆的支持力竖直向上,笔架对毛笔的支持力的方向应是垂直笔杆斜向右上方,故A正确,B错误;
CD.毛笔有沿水平面向右滑动的趋势,水平面会对毛笔产生向左的摩擦力,对笔架进行受力分析,笔架受到毛笔的压力应斜向左下方,其有水平向左的分力,而笔架处于静止状态,所以水平面对笔架应有向右的摩擦力,故C正确,D错误。
故选AC。
三、实验题:本题共 2 小题,共 14 分。
11.(胡克定律·图像法)用如图甲所示的装置,探究弹簧弹力的大小与伸长量之间的定量关系。
(1)未挂钩码时,弹簧原长的放大图如图甲所示,可读得弹簧原长________cm。
(2)实验过程中,记下每次所挂钩码的重力,即弹簧弹力的大小,在坐标纸上描出多次测量的弹簧弹力大小F与弹簧伸长的长度x对应的数据点,作出图像如图乙所示,由此得到弹簧的劲度系数为________
(3)图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量与弹力的关系图线,图线的末段明显偏离直线,造成这种现象的主要原因是________
【答案】(1)7.00
(2)25
(3)弹簧受到的力超过了弹性限度
【详解】(1)刻度尺最小刻度为0.1cm,则读得弹簧原长
(2)由可知,图像的斜率表示弹簧的劲度系数,故
(3)在弹簧的弹性限度范围内,胡克定律是成立的,但若超过弹簧的弹性限度,胡克定律将不再适用;图中出现偏折的原因是因为超过了弹簧的弹性限度。
12.(平行四边形定则)学习小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验。图甲中,橡皮条的一端挂有轻质小圆环,另一端固定,橡皮条的长度为GE。图乙中,用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环,小圆环处于O点;橡皮条伸长的长度为EO。图丙中,用一个力F单独拉住小圆环,仍使它处于O点。
(1)图丁是根据实验数据处理后得到的图像,其中__________(填“F”或“”)的方向一定沿GO;
(2)若实验中,,两力夹角为90°,则的大小是__________(结果保留三位有效数字);
(3)若初始时、成90°角,现将顺时针转过一个小角度,要保持图乙中O点位置和的大小不变,则下列操作可行的是__________。
A.增大,并沿顺时针方向转动一个小角度
B.增大,并沿逆时针方向转动一个小角度
C.减小,并沿顺时针方向转动一个小角度
D.减小,并沿逆时针方向转动一个小角度
【答案】(1)F
(2)5.00
(3)D
【详解】(1)是根据平行四边形定则作出的合力,有误差,其方向不一定沿GO方向,F是用一个弹簧作用时的拉力,根据二力平衡关系可知,一定沿GO方向。
(2)由矢量合成得
(3)
若要保持图乙中O点位置与的大小不变,根据三角形定则,力的变化关系如图所示,以点为圆心,到末端距离为半径顺时针方向转动,可知应减小,并沿逆时针方向转动一个小角度。
故选D。
四、解答题:本题共 4 小题,共 40 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13.(正交分解·平衡)如图所示,水平地面上质量为的物体,受到与水平方向成53°角的拉力,恰能沿水平方向做匀速直线运动(,)。求
(1)F在水平方向的分力大小和竖直方向的分力大小;
(2)物体受到的摩擦力f大小和支持力N的大小;
(3)物体与地面间的动摩擦因数。
【答案】(1),
(2),
(3)
【详解】(1)F在水平方向的分力大小和竖直方向的分力大小分别为,
(2)以物块为对象,根据受力平衡可得,
联立解得,
(3)根据,可得物体与地面间的动摩擦因数为
14.(共点力平衡)如图所示,质量为m的风筝在均匀风力及轻绳的作用下静止在空中,轻绳的另一端与一石块相连,石块静止在水平地面上不动。已知风对风筝的作用力与风筝平面垂直,此时风筝平面和轻绳与水平方向夹角均为,重力加速度为g。求
(1)风对风筝的作用力F的大小;
(2)石块对地面的摩擦力。
【答案】(1)
(2);方向水平向右
【详解】(1)如图所示
根据几何关系及对称性可得
则在垂直于风筝平面的方向,对风筝由平衡条件可得
解得
(2)对石块受力分析,由平衡条件可得
解得
根据牛顿第三定律可知,石块对地面的摩擦力大小为
方向水平向右。
15.(胡克定律与平衡)如图所示,轻弹簧的一端固定在天花板上的O点,另一端连接质量为的小球,小球置于倾角为的光滑斜面体上,斜面体放在水平地面上,系统处在静止状态。弹簧劲度系数,弹簧轴线与竖直方向夹角,重力加速度,,。求:
(1)小球对斜面的压力大小;
(2)弹簧的伸长量;
(3)地面对斜面体的摩擦力。
【答案】(1)50N
(2)0.25m
(3)30N,方向水平向左
【详解】(1)对小球受力分析如图所示
小球受到的重力,斜面对小球的支持力为,弹簧的弹力为,由几何关系,和与竖直方向夹角均为,正交分解,有,
解得
由牛顿第三定律得,小球对斜面的压力大小
(2)设弹簧的伸长量为,由胡克定律
解得
(3)设斜面体质量为,地面对斜面体的支持力为,地面对斜面体的摩擦力。对斜面体受力分析如图所示
由几何关系,与竖直方向夹角为,正交分解,则有
解得,方向水平向左
16.(整体法与隔离法)如图所示,质量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端与放在水平面上、质量为的物体乙相连,轻绳OA与竖直方向的夹角,物体甲、乙均处于静止状态,已知,,取,乙与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)求轻绳OA受到的拉力大小;
(2)求物体乙受到的摩擦力大小;
(3)若物体乙的质量,缓慢增大物体甲的质量,当物体甲的质量时物体乙刚好开始滑动,求物体乙与水平地面之间的动摩擦因数。
【答案】(1)25N
(2)15N
(3)0.6
【详解】(1)对节点O与甲整体进行受力分析,根据平衡条件有
,
解得
,
所以轻绳OA受到的拉力为25N。
(2)对物体乙进行受力分析,根据平衡条件有
结合上述解得
(3)若物体乙的质量,甲的质量时,节点O与甲整体进行受力分析,根据平衡条件有
解得
对物体乙进行受力分析,根据平衡条件有
结合上述解得
由于物体乙刚好开始滑动,则有
解得
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2026-2027学年高中物理上册人教版必修一
第三章 相互作用力章末知识清单+提高练习(学生版)
人教版 2019 必修第一册 第一章 运动的描述
· 第一部分 知识清单
开考前 3 分钟过一遍:先想本质,再查公式,最后对方法。
一、第一性原理:先想「本质是什么」
1. 力是物体间的相互作用 每个力都有施力物体和受力物体,找不到施力物体的力不存在。重力、弹力、摩擦力都要能指出「谁对谁」;说不出施力物体的力(如「冲力」「向前的力」)一律是虚构。
2. 弹力来自形变 弹力是发生弹性形变的物体要恢复原状、对跟它接触的物体产生的力。方向:支持力垂直于接触面(点面接触垂直于面,点与曲面接触垂直于过接触点的切面),绳的拉力沿绳指向绳收缩方向。
3. 胡克定律只在弹性限度内成立 中的 x 是形变量(伸长或压缩的长度),不是弹簧的总长度。k 由弹簧本身决定,与 F、x 无关; 图像的斜率就是 k,图线弯了说明超过弹性限度。
4. 摩擦力是被动力 静摩擦力的大小、方向都由外部的受力状态决定,只在 0 与最大静摩擦力之间取值;滑动摩擦力 ,与接触面积、速度大小无关。方向与相对运动(趋势)方向相反,可以与运动方向相同。
5. 合力与分力是等效替代 合力不是「另外多出来的力」,画受力图时合力与分力不能同时出现。两个力合成遵循平行四边形定则:夹角越小合力越大,|| ≤ F ≤ 。
6. 共点力平衡只认合力为零 物体静止或匀速直线运动 ⇒ Σ。三个共点力平衡时,任意两个力的合力与第三个力等大反向;正交分解后每个方向各自平衡:Σ、Σ。
二、核心公式:缺哪个量就避开哪条
重力 (g 取 10 m/s²(本卷))
胡克定律 (x 是形变量,弹性限度内)
劲度系数(图像法) (F-x 图线斜率,分段弯折即超限度)
滑动摩擦力 (F_N 是正压力,不一定等于重力)
最大静摩擦力 (本卷取最大静摩擦=滑动摩擦)
力的合成(同一直线) 先定正方向,带符号相加 (结果的正负表示方向)
力的合成(互成角度) ||≤F≤ (平行四边形定则)
互相垂直的两力合成 (合力与分力构成直角三角形)
正交分解平衡 Σ,Σ (先选好 x、y 轴(让尽量多的力落在轴上))
三角函数(37°/53°) , (本卷给出的数值,直接代)
三、通用解题方法总览:拿到题先对号入座
1. 受力分析三步 先画重力 → 再画接触力(先找接触点:弹力垂直接触面,再看有无相对运动趋势定摩擦力)→ 每个力标出施力物体,说不出施力物体的力删掉。
2. 整体法与隔离法 求系统外力(如地面给的支持力、摩擦力)用整体法 → 求系统内力(绳、弹簧、接触面)用隔离法 → 两者常配合:先整体求外力,再隔离求内力。
3. 正交分解五步 选转轴原则:让尽量多的力落在轴上(斜面问题沿斜面/垂直斜面建轴)→ 分解不垂直于轴的力→ 列 Σ、Σ → 解方程 → 检查方向与单位。
4. 合成法解三力平衡 三个力平衡:把任意两个力合成,合力必与第三个力等大反向 → 借几何三角形(相似、全等、三角函数)求大小 → 绳、杆、斜面夹角问题优先想到几何法。
5. 弹簧问题两问 先问「形变量多少」:现长−原长 → 再代 ;弹簧弹力方向沿弹簧轴线,拉伸是拉力、压缩是支持力。图像题看斜率求 k,看弯折点找弹性限度。
6. 静摩擦三判据 先假设接触面光滑,看物体是否会相对滑动 → 会滑,静摩擦力阻碍这个趋势 → 大小由平衡条件求,别急着代 ;恰好滑动时才等于最大静摩擦力。
7. 实验题两条线 弹簧实验:读数→描点→画线(让尽量多的点落在线上,离群点舍去)→ 斜率即 k;力的合成实验:同一点 O(等效替代)→ 是理论值(平行四边形对角线)、F 是实验值(一定沿橡皮条方向)。
提醒 这一页只给思路与公式,不给结论;卷面上一律写「原始公式 → 代入数据 → 结果带单位」。
· 第二部分 提高练习
一、单选题:本题共 7 小题,每小题 4 分,共 28 分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.如图所示,用三根细线a、b、c将两个小球1和2连接并悬挂起来,两小球均处于静止状态,细线a与竖直方向的夹角为30°,细线c水平,细线a对球1的拉力为,细线c对球2的拉力为,则为( )
A. B.
C. D.
2.如图所示是一种磁吸式的手机支架,将支架静置于水平桌面上,再将手机放上支架便会被牢牢吸住不动。关于手机的受力情况,下列说法正确的是( )
A.手机受到3个力的作用 B.手机受到4个力的作用
C.若手持支架使整个装置竖直向上匀速运动,手机所受摩擦力方向竖直向下
D.若手持支架使整个装置竖直向下匀速运动,手机可能不受摩擦力
3.一根弹簧原长8cm,劲度系数为,用此弹簧水平拉一重为10N的物体,物体静止在水平地面上,如图所示。若物体与地面间的最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力,物体与地面间的动摩擦因数,当弹簧长为10cm时,此时物体所受的摩擦力的大小等于( )
A.2N B.1N
C.2.5N D.3N
4.如图所示,用网兜把质量为m的足球挂在光滑的竖直墙壁上,A点为绳的固定点,B点为球与墙壁的接触点,绳与墙壁的夹角为,网兜的质量不计,绳子对足球的拉力大小为F,墙壁对足球的支持力大小为N,重力加速度为g,则( )。
A., B.,
C., D.,
5.如图所示,一重物被和两轻绳悬挂在水平天花板上,并处于静止状态。轻绳与竖直方向夹角分别为,且。用分别表示的拉力,则( )
A.的水平分力大于的水平分力 B.的竖直分力与的竖直分力之比为
C.与大小之比为 D.若将点缓慢向左移动一小段距离,两绳上的力都变小
6.某博物馆发起了一项“单手拿金砖”的挑战。如图所示,静置在桌面上金砖的纵截面为上窄下宽的梯形,挑战者用单手捏住金砖a、b两侧面,竖直拿起金砖并保持25秒以上即挑战成功。已知金砖质量为25kg,截面底角为,手与金砖间的动摩擦因数为0.4,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取,若要缓慢竖直拿起金砖,挑战者对a侧面的压力至少约为( )
A.2500N B.2000N
C.1500N D.300N
7.如图所示,一名骑独轮车的杂技演员静止在空中钢索上,钢索的重力与摩擦不计,初始时钢索横跨在等高的两点。现保持钢索的长度不变,点降低到图中的点位置,当杂技演员再次静止时,下列说法正确的是( )
A.钢索的拉力变大 B.钢索的拉力变小
C.独轮车和杂技演员受钢索拉力的合力增大 D.独轮车和杂技演员受钢索拉力的合力减小
二、多选题:本题共 3 小题,每小题 6 分,共 18 分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,有选错的得 0 分。
8.下列说法中错误的是( )
A.因为物体本身就有重力,所以重力没有施力物体
B.重力的方向总是竖直向下的
C.放在水平桌面上的两个球,靠在一起但并不互相挤压,两球之间不存在弹力
D.两物体间如果有相互作用的弹力,就一定存在摩擦力
9.如图所示,物体A在竖直向下的压力F的作用下静止在斜面上不动,下列说法正确的是( )
A.物体A受到四个力的作用 B.当压力F增大时,物体可能会下滑
C.物体A受到的摩擦力大小与压力F的大小成正比
D.物体A受到的摩擦力和弹力的合力方向一定竖直向上
10.如图,笔架放置在水平面上,毛笔的笔杆一端靠在笔架上,笔杆的另一端也放在水平面上,笔架和毛笔均静止,忽略笔杆和笔架之间的摩擦力,下列说法正确的是( )
A.水平面对笔杆的支持力方向竖直向上 B.笔架对笔杆的支持力方向竖直向上
C.水平面对笔杆的摩擦力水平向左 D.水平面对笔架没有摩擦力的作用
三、实验题:本题共 2 小题,共 14 分。
11.用如图甲所示的装置,探究弹簧弹力的大小与伸长量之间的定量关系。
(1)未挂钩码时,弹簧原长的放大图如图甲所示,可读得弹簧原长________cm。
(2)实验过程中,记下每次所挂钩码的重力,即弹簧弹力的大小,在坐标纸上描出多次测量的弹簧弹力大小F与弹簧伸长的长度x对应的数据点,作出图像如图乙所示,由此得到弹簧的劲度系数为________
(3)图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量与弹力的关系图线,图线的末段明显偏离直线,造成这种现象的主要原因是________
12.学习小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验。图甲中,橡皮条的一端挂有轻质小圆环,另一端固定,橡皮条的长度为GE。图乙中,用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环,小圆环处于O点;橡皮条伸长的长度为EO。图丙中,用一个力F单独拉住小圆环,仍使它处于O点。
(1)图丁是根据实验数据处理后得到的图像,其中__________(填“F”或“”)的方向一定沿GO;
(2)若实验中,,两力夹角为90°,则的大小是__________(结果保留三位有效数字);
(3)若初始时、成90°角,现将顺时针转过一个小角度,要保持图乙中O点位置和的大小不变,则下列操作可行的是__________。
A.增大,并沿顺时针方向转动一个小角度
B.增大,并沿逆时针方向转动一个小角度
C.减小,并沿顺时针方向转动一个小角度
D.减小,并沿逆时针方向转动一个小角度
四、解答题:本题共 4 小题,共 40 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13.如图所示,水平地面上质量为的物体,受到与水平方向成53°角的拉力,恰能沿水平方向做匀速直线运动(,)。求
(1)F在水平方向的分力大小和竖直方向的分力大小;
(2)物体受到的摩擦力f大小和支持力N的大小;
(3)物体与地面间的动摩擦因数。
14.如图所示,质量为m的风筝在均匀风力及轻绳的作用下静止在空中,轻绳的另一端与一石块相连,石块静止在水平地面上不动。已知风对风筝的作用力与风筝平面垂直,此时风筝平面和轻绳与水平方向夹角均为,重力加速度为g。求
(1)风对风筝的作用力F的大小;
(2)石块对地面的摩擦力。
15.如图所示,轻弹簧的一端固定在天花板上的O点,另一端连接质量为的小球,小球置于倾角为的光滑斜面体上,斜面体放在水平地面上,系统处在静止状态。弹簧劲度系数,弹簧轴线与竖直方向夹角,重力加速度,,。求:
(1)小球对斜面的压力大小;
(2)弹簧的伸长量;
(3)地面对斜面体的摩擦力。
16.如图所示,质量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端与放在水平面上、质量为的物体乙相连,轻绳OA与竖直方向的夹角,物体甲、乙均处于静止状态,已知,,取,乙与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)求轻绳OA受到的拉力大小;
(2)求物体乙受到的摩擦力大小;
(3)若物体乙的质量,缓慢增大物体甲的质量,当物体甲的质量时物体乙刚好开始滑动,求物体乙与水平地面之间的动摩擦因数。
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第三章 相互作用力章末知识清单+提高练习
对应题型方法提示
按解题动作分组 · 覆盖全卷 16 题 · 每条都是一句能直接执行的动作
人教版 2019 必修第一册 第三章 相互作用——力
怎么用 先自己做,卡住了才看对应那一行。三列这样读:题号定位你在哪道题卡住 → 考点告诉你这题在考什么、该想起哪条规律 → 解题核心方法是一串可以照着做的动作,不是答案。做完后用中间一列回查:自己漏的是哪一步。
一、受力分析与概念辨析 3 题
先数力、再辨方向:每个力都要能指出「谁对谁」,说不出施力物体的力删掉
题号
考点
解题核心方法
单选 2
受力分析、共点力平衡的判断
先画重力 → 再找接触点画弹力(支架面+磁吸面)→ 磁吸吸引力别漏
匀速运动=平衡状态,各方向合力仍为零,摩擦力方向不变
竖直面/斜面接触处的弹力不一定等于重力,看平衡条件
多选 8
重力、弹力、摩擦力的概念
重力施力物体是地球,任何力都有施力物体
弹力产生的条件:接触+形变,只接触不挤压无弹力
有弹力不一定有摩擦力:还需粗糙+相对运动趋势
多选 10
弹力方向、静摩擦力有无判断
支持力垂直接触面:水平面给的竖直向上,斜杆给的垂直杆
先假设接触面光滑,看会不会相对滑动,判断有无摩擦力
对每个物体单独受力分析,用牛顿第三定律传力
二、弹力与摩擦力的计算 3 题
胡克定律先认形变量、摩擦力先判静还是滑,再选公式
题号
考点
解题核心方法
单选 3
胡克定律、静摩擦力与最大静摩擦力
形变量 x=现长−原长,代 求弹力
比较弹簧弹力与最大静摩擦力:弹力小则静止,静摩擦力与弹力等大反向
最大静摩擦按题设取 ,别直接用滑动摩擦力当答案
单选 6
摩擦力、共点力平衡
对金砖整体受力:两侧各有摩擦力, 求单侧摩擦力
斜侧面上正压力 由竖直方向分量算出,再代
「至少」对应恰好临界:摩擦力取最大值
解答 13
正交分解、滑动摩擦力
沿水平/竖直建轴,把 F 按 、 分解
匀速⇒平衡:水平 、竖直 (注意方向)
,最后一步才代入数值
三、力的合成与分解求力 4 题
矢量三角形+几何关系是本族通用武器;合力与分力别重复画
题号
考点
解题核心方法
单选 1
整体法与隔离法、力的合成
把两球看成整体:竖直 总,水平
整体法直接消去绳 b 的内力,避免逐球隔离
求比值直接用两式相除,不用算出具体数值
单选 4
合成法、矢量三角形
重力、支持力 N、拉力 F 三力平衡,合成直角三角形
几何角 α 就是绳与墙的夹角,直接写 、
、 一类结果由三角形对应边读出
单选 5
力的正交分解、分力的比例
水平方向: 与 的水平分力相等(别只比大小)
竖直方向列 ,两式联立求比值
动态移动问题:合力不变(等于重力),夹角增大→分力增大
单选 7
几何关系、动态平衡
用几何约束列绳长关系: 一类,找 与 d 的关系
对车与人整体:两绳拉力的合力始终等于重力,先排除合力选项
角 θ 变大 → 变小 → 同 G 下拉力变大
四、多力平衡综合与临界问题 4 题
先隔离再整体或反之;「恰好滑动」就是摩擦力取最大值的临界条件
题号
考点
解题核心方法
多选 9
静摩擦力、共点力平衡
沿斜面方向: 随 F 增大而增大,但仍是静摩擦
f 由平衡条件求,与 无关(没滑动)
弹力与摩擦力的合力=压力与重力的合力的平衡力,方向竖直向上
解答 14
共点力平衡、正交分解
对风筝沿「垂直风筝平面/沿平面」方向分解风与绳的力
用对称性和几何角 写分量式
对石块:绳的拉力的水平分量=地面摩擦力,再由牛顿第三定律反答
解答 15
隔离法、胡克定律、整体法
先隔离小球:N、、F 三力平衡,用 分解求 N 与 F
弹簧伸长量 ,F 是沿弹簧轴线的弹力
再对斜面体:f 与 由整体(球+斜面体)或隔离斜面体求,注意方向
解答 16
整体法与隔离法、临界与最大静摩擦
结点 O 与甲整体:、甲g 两式解 T 与 f
乙静止⇒乙受绳的水平拉力=地面静摩擦力
第(3)问临界:乙恰好滑动⇒乙g,联立 O 点平衡式解 μ
五、实验:探究弹力、验证力的合成 2 题
图像法求 k、等效替代是两个实验的灵魂
题号
考点
解题核心方法
实验 11
胡克定律、刻度尺读数、图像处理数据
刻度尺估读到最小分度的下一位(→读到 )
图像斜率,取相距较远的两点算 减小误差
图线末端弯曲⇒超出弹性限度,胡克定律不再适用
实验 12
等效替代、平行四边形定则
两次拉到同一点 O 才叫等效; 是理论值(作图对角线),F 是实验值(沿橡皮条)
互相垂直的两力合成直接勾股:,保留三位有效数字
转动问题用三角形定则:半径不变画圆弧,看 长度与方向怎么变
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第三章 相互作用力章末测试卷版
(第三章 相互作用——力 考试时间:60 分钟 分值:100 分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、考号填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.测试范围:第三章 相互作用——力(重力与弹力、摩擦力、力的合成与分解、共点力的平衡),人教版 2019 必修第一册。
一、单选题:本题共 7 小题,每小题 4 分,共 28 分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.如图所示,用三根细线a、b、c将两个小球1和2连接并悬挂起来,两小球均处于静止状态,细线a与竖直方向的夹角为30°,细线c水平,细线a对球1的拉力为,细线c对球2的拉力为,则为( )
A. B.
C. D.
2.如图所示是一种磁吸式的手机支架,将支架静置于水平桌面上,再将手机放上支架便会被牢牢吸住不动。关于手机的受力情况,下列说法正确的是( )
A.手机受到3个力的作用 B.手机受到4个力的作用
C.若手持支架使整个装置竖直向上匀速运动,手机所受摩擦力方向竖直向下
D.若手持支架使整个装置竖直向下匀速运动,手机可能不受摩擦力
3.一根弹簧原长8cm,劲度系数为,用此弹簧水平拉一重为10N的物体,物体静止在水平地面上,如图所示。若物体与地面间的最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力,物体与地面间的动摩擦因数,当弹簧长为10cm时,此时物体所受的摩擦力的大小等于( )
A.2N B.1N
C.2.5N D.3N
4.如图所示,用网兜把质量为m的足球挂在光滑的竖直墙壁上,A点为绳的固定点,B点为球与墙壁的接触点,绳与墙壁的夹角为,网兜的质量不计,绳子对足球的拉力大小为F,墙壁对足球的支持力大小为N,重力加速度为g,则( )。
A., B.,
C., D.,
5.如图所示,一重物被和两轻绳悬挂在水平天花板上,并处于静止状态。轻绳与竖直方向夹角分别为,且。用分别表示的拉力,则( )
A.的水平分力大于的水平分力 B.的竖直分力与的竖直分力之比为
C.与大小之比为 D.若将点缓慢向左移动一小段距离,两绳上的力都变小
6.某博物馆发起了一项“单手拿金砖”的挑战。如图所示,静置在桌面上金砖的纵截面为上窄下宽的梯形,挑战者用单手捏住金砖a、b两侧面,竖直拿起金砖并保持25秒以上即挑战成功。已知金砖质量为25kg,截面底角为,手与金砖间的动摩擦因数为0.4,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取,若要缓慢竖直拿起金砖,挑战者对a侧面的压力至少约为( )
A.2500N B.2000N
C.1500N D.300N
7.如图所示,一名骑独轮车的杂技演员静止在空中钢索上,钢索的重力与摩擦不计,初始时钢索横跨在等高的两点。现保持钢索的长度不变,点降低到图中的点位置,当杂技演员再次静止时,下列说法正确的是( )
A.钢索的拉力变大 B.钢索的拉力变小
C.独轮车和杂技演员受钢索拉力的合力增大 D.独轮车和杂技演员受钢索拉力的合力减小
二、多选题:本题共 3 小题,每小题 6 分,共 18 分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,有选错的得 0 分。
8.下列说法中错误的是( )
A.因为物体本身就有重力,所以重力没有施力物体
B.重力的方向总是竖直向下的
C.放在水平桌面上的两个球,靠在一起但并不互相挤压,两球之间不存在弹力
D.两物体间如果有相互作用的弹力,就一定存在摩擦力
9.如图所示,物体A在竖直向下的压力F的作用下静止在斜面上不动,下列说法正确的是( )
A.物体A受到四个力的作用 B.当压力F增大时,物体可能会下滑
C.物体A受到的摩擦力大小与压力F的大小成正比
D.物体A受到的摩擦力和弹力的合力方向一定竖直向上
10.如图,笔架放置在水平面上,毛笔的笔杆一端靠在笔架上,笔杆的另一端也放在水平面上,笔架和毛笔均静止,忽略笔杆和笔架之间的摩擦力,下列说法正确的是( )
A.水平面对笔杆的支持力方向竖直向上 B.笔架对笔杆的支持力方向竖直向上
C.水平面对笔杆的摩擦力水平向左 D.水平面对笔架没有摩擦力的作用
三、实验题:本题共 2 小题,共 14 分。
11.用如图甲所示的装置,探究弹簧弹力的大小与伸长量之间的定量关系。
(1)未挂钩码时,弹簧原长的放大图如图甲所示,可读得弹簧原长________cm。
(2)实验过程中,记下每次所挂钩码的重力,即弹簧弹力的大小,在坐标纸上描出多次测量的弹簧弹力大小F与弹簧伸长的长度x对应的数据点,作出图像如图乙所示,由此得到弹簧的劲度系数为________
(3)图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量与弹力的关系图线,图线的末段明显偏离直线,造成这种现象的主要原因是________
12.学习小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验。图甲中,橡皮条的一端挂有轻质小圆环,另一端固定,橡皮条的长度为GE。图乙中,用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环,小圆环处于O点;橡皮条伸长的长度为EO。图丙中,用一个力F单独拉住小圆环,仍使它处于O点。
(1)图丁是根据实验数据处理后得到的图像,其中__________(填“F”或“”)的方向一定沿GO;
(2)若实验中,,两力夹角为90°,则的大小是__________(结果保留三位有效数字);
(3)若初始时、成90°角,现将顺时针转过一个小角度,要保持图乙中O点位置和的大小不变,则下列操作可行的是__________。
A.增大,并沿顺时针方向转动一个小角度
B.增大,并沿逆时针方向转动一个小角度
C.减小,并沿顺时针方向转动一个小角度
D.减小,并沿逆时针方向转动一个小角度
四、解答题:本题共 4 小题,共 40 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13.如图所示,水平地面上质量为的物体,受到与水平方向成53°角的拉力,恰能沿水平方向做匀速直线运动(,)。求
(1)F在水平方向的分力大小和竖直方向的分力大小;
(2)物体受到的摩擦力f大小和支持力N的大小;
(3)物体与地面间的动摩擦因数。
14.如图所示,质量为m的风筝在均匀风力及轻绳的作用下静止在空中,轻绳的另一端与一石块相连,石块静止在水平地面上不动。已知风对风筝的作用力与风筝平面垂直,此时风筝平面和轻绳与水平方向夹角均为,重力加速度为g。求
(1)风对风筝的作用力F的大小;
(2)石块对地面的摩擦力。
15.如图所示,轻弹簧的一端固定在天花板上的O点,另一端连接质量为的小球,小球置于倾角为的光滑斜面体上,斜面体放在水平地面上,系统处在静止状态。弹簧劲度系数,弹簧轴线与竖直方向夹角,重力加速度,,。求:
(1)小球对斜面的压力大小;
(2)弹簧的伸长量;
(3)地面对斜面体的摩擦力。
16.如图所示,质量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端与放在水平面上、质量为的物体乙相连,轻绳OA与竖直方向的夹角,物体甲、乙均处于静止状态,已知,,取,乙与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)求轻绳OA受到的拉力大小;
(2)求物体乙受到的摩擦力大小;
(3)若物体乙的质量,缓慢增大物体甲的质量,当物体甲的质量时物体乙刚好开始滑动,求物体乙与水平地面之间的动摩擦因数。
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