第二章　相互作用-2014-2023十年高考物理真題分類匯編彩繪課件

第二章

相互作用考點(diǎn)2014~2018年2019年2020年2021年2022年2023年合計(jì)全國(guó)卷地方卷全國(guó)卷地方卷全國(guó)卷地方卷全國(guó)卷地方卷全國(guó)卷地方卷全國(guó)卷地方卷全國(guó)卷地方卷5.重力

彈力

摩擦力

力的合成和分解130203000000186.靜態(tài)平衡201112010401497.整體法和隔離法的應(yīng)用020000000000028.動(dòng)態(tài)平衡311100010100449.臨界和極值問(wèn)題0010000000001010.實(shí)驗(yàn):探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系2101000101002411.實(shí)驗(yàn):探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律12000000001022命題分析與備考建議1.命題熱度:本章屬于基礎(chǔ)熱點(diǎn)內(nèi)容,10年來(lái),從命題頻次上看,全國(guó)卷10年14考,地方卷29考。2.考查方向:本章屬于基礎(chǔ)熱點(diǎn)內(nèi)容,單獨(dú)命題時(shí)突出以輕繩、桿、彈簧為模型,以連接體、疊加體為載體,結(jié)合實(shí)際生活進(jìn)行受力分析,設(shè)計(jì)平衡問(wèn)題而且以動(dòng)態(tài)平衡為重點(diǎn),也常與電場(chǎng)和磁場(chǎng)相結(jié)合進(jìn)行考查,多以選擇題形式出現(xiàn)。3.明智備考:該部分是高中物理的重要基礎(chǔ),包含許多思想方法,它的應(yīng)用幾乎貫穿整個(gè)高中物理,所以一定要重視對(duì)本章知識(shí)的學(xué)習(xí)和掌握。在備考過(guò)程中要理解力和力的運(yùn)算法則、會(huì)正確受力分析、理解并熟練應(yīng)用力的平衡的各種表達(dá)形式解決具體問(wèn)題,并形成解決物理問(wèn)題的基本思路。在連接體問(wèn)題和動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題中體會(huì)優(yōu)選研究對(duì)象(整體和隔離)的便捷,在處理物體受不同個(gè)數(shù)的力的平衡問(wèn)題中體會(huì)優(yōu)選平衡條件的合適形式解決問(wèn)題的便捷。體會(huì)臨界極值法、函數(shù)法、圖像法、整體法、隔離法等解題方法,多聯(lián)系生活中的平衡現(xiàn)象,提高應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。第1節(jié)

重力

彈力

摩擦力

力的合成和分解考點(diǎn)5重力

彈力

摩擦力

力的合成和分解

1.(2020·浙江,3,3分,難度★★)矢量發(fā)動(dòng)機(jī)是噴口可向不同方向偏轉(zhuǎn)以產(chǎn)生不同方向推力的一種發(fā)動(dòng)機(jī)。當(dāng)殲20隱形戰(zhàn)斗機(jī)以速度v斜向上飛行時(shí),其矢量發(fā)動(dòng)機(jī)的噴口如圖所示。已知飛機(jī)受到重力G、發(fā)動(dòng)機(jī)推力F1、與速度方向垂直的升力F2和與速度方向相反的空氣阻力Ff。下列受力分析示意圖可能正確的是

(

A

)解析本題屬于基礎(chǔ)性和應(yīng)用性問(wèn)題,以殲20隱形戰(zhàn)斗機(jī)為素材,創(chuàng)設(shè)受力分析問(wèn)題情境。由于戰(zhàn)斗機(jī)以速度v斜向上飛行,受到的空氣阻力F1與速度方向相反,升力F2與速度方向垂直,根據(jù)示意圖可知,選項(xiàng)A正確。2.(2020·浙江,10,3分,難度★★)如圖是“中國(guó)天眼”500m口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡維護(hù)時(shí)的照片。為不損傷望遠(yuǎn)鏡球面,質(zhì)量為m的工作人員被懸在空中的氦氣球拉著,當(dāng)他在離底部有一定高度的望遠(yuǎn)鏡球面上緩慢移動(dòng)時(shí),氦氣球?qū)ζ溆写笮?6mg、方向豎直向上的拉力作用,使其有“人類在月球上行走”的感覺(jué),若將人視為質(zhì)點(diǎn),此時(shí)工作人員(

D

)

3.(2020·北京,11,3分,難度★★★)某同學(xué)利用圖甲所示裝置研究摩擦力的變化情況。實(shí)驗(yàn)臺(tái)上固定一個(gè)力傳感器,傳感器用輕繩拉住物塊,物塊放置在粗糙的長(zhǎng)木板上。水平向左拉木板,傳感器記錄的F-t圖像如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是(

C

)A.實(shí)驗(yàn)中必須讓木板保持勻速運(yùn)動(dòng)B.圖乙中曲線就是摩擦力隨時(shí)間的變化曲線C.最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力之比約為10∶7D.只用圖乙中數(shù)據(jù)可得出物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)解析

為了能研究摩擦力隨時(shí)間的變化曲線,故物塊一直要處于靜止?fàn)顟B(tài),則向左的摩擦力一直與輕繩向右的拉力平衡,圖乙是輕繩向右的拉力隨時(shí)間變化的曲線,故圖乙也可以反映摩擦力隨時(shí)間變化的曲線,由圖乙可知輕繩向右的拉力先增大后減小,最后趨于不變,故物塊先受靜摩擦力作用后受滑動(dòng)摩擦力作用,所以不需要讓木板保持勻速運(yùn)動(dòng),故A、B錯(cuò)誤;由圖乙可知,最大靜摩擦力約為10N,滑動(dòng)摩擦力約為7N,故最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力之比約為10∶7,故C正確;根據(jù)Ff=μFN,FN=mg可知,由于不知道物塊的重力,故無(wú)法求出物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù),故D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)5考點(diǎn)10考點(diǎn)6考點(diǎn)7考點(diǎn)8考點(diǎn)94.(2019·天津,2,6分,難度★★)2018年10月23日,港珠澳跨海大橋正式通車(chē)。為保持以往船行習(xí)慣,在航道處建造了單面索(所有鋼索均處在同一豎直面內(nèi))斜拉橋,其索塔與鋼索如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(

C

)A.增加鋼索的數(shù)量可減小索塔受到的向下的壓力B.為了減小鋼索承受的拉力,可以適當(dāng)降低索塔的高度C.索塔兩側(cè)鋼索對(duì)稱且拉力大小相同時(shí),鋼索對(duì)索塔的合力豎直向下D.為了使索塔受到鋼索的合力豎直向下,索塔兩側(cè)的鋼索必須對(duì)稱分布考點(diǎn)11考點(diǎn)5考點(diǎn)6考點(diǎn)7考點(diǎn)8考點(diǎn)9解析索塔受到向下的壓力等于兩側(cè)鋼索所連橋面的重力,與鋼索的數(shù)量無(wú)關(guān),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由受力分析可知,減小鋼索與索塔的夾角可以減小鋼索受到的拉力,故應(yīng)該適當(dāng)增大索塔的高度才能減小鋼索承受的拉力,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;索塔兩側(cè)鋼索對(duì)稱且拉力大小相同時(shí),鋼索對(duì)索塔的合力豎直向下,但索塔兩側(cè)鋼索不對(duì)稱、拉力大小不同時(shí),鋼索對(duì)索塔的合力也有可能豎直向下,選項(xiàng)C正確、D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)5考點(diǎn)4考點(diǎn)6考點(diǎn)7考點(diǎn)8考點(diǎn)95.(2019·浙江,6,3分,難度★)如圖所示,小明撐桿使船離岸,則下列說(shuō)法正確的是(

A

)A.小明與船之間存在摩擦力B.桿的彎曲是由于受到桿對(duì)小明的力C.桿對(duì)岸的力大于岸對(duì)桿的力D.小明對(duì)桿的力和岸對(duì)桿的力是一對(duì)相互作用力解析小明撐桿使船離岸,小明通過(guò)腳對(duì)船施加水平方向的摩擦力,使船做變速運(yùn)動(dòng),A正確;桿的彎曲是小明對(duì)桿施加的力造成的,桿的彎曲是因?yàn)槭芰?而不是施力,B錯(cuò)誤;桿對(duì)岸的力與岸對(duì)桿的力,施力物體與受力物體互換,是一對(duì)相互作用力,兩者大小相等,C錯(cuò)誤;桿對(duì)岸的力與小明對(duì)桿的力,施力物體與受力物體沒(méi)有互換,不是一對(duì)相互作用力,D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)5考點(diǎn)4考點(diǎn)6考點(diǎn)7考點(diǎn)8考點(diǎn)96.(2018·天津,7,6分,難度★★)(多選)明朝謝肇氵制的《五雜組》中記載:“明姑蘇虎丘寺塔傾側(cè),議欲正之,非萬(wàn)緡不l可。一游僧見(jiàn)之曰:無(wú)煩也,我能正之。”游僧每天將木楔從塔身傾斜一側(cè)的磚縫間敲進(jìn)去,經(jīng)月余扶正了塔身。假設(shè)所用的木楔為等腰三角形,木楔的頂角為θ,現(xiàn)在木楔背上加一力F,方向如圖所示,木楔兩側(cè)產(chǎn)生推力FN,則(

BC

)A.若F一定,θ大時(shí)FN大

B.若F一定,θ小時(shí)FN大C.若θ一定,F大時(shí)FN大

D.若θ一定,F小時(shí)FN大考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6考點(diǎn)7考點(diǎn)8考點(diǎn)9考點(diǎn)5考點(diǎn)4考點(diǎn)6考點(diǎn)7考點(diǎn)8考點(diǎn)97.(2017·全國(guó)3,17,6分,難度★★★)一根輕質(zhì)彈性繩的兩端分別固定在水平天花板上相距80cm的兩點(diǎn)上,彈性繩的原長(zhǎng)也為80cm。將一鉤碼掛在彈性繩的中點(diǎn),平衡時(shí)彈性繩的總長(zhǎng)度為100cm;再將彈性繩的兩端緩慢移至天花板上的同一點(diǎn),則彈性繩的總長(zhǎng)度變?yōu)?彈性繩的伸長(zhǎng)始終處于彈性限度內(nèi))(

B

)A.86cm

B.92cm

C.98cm

D.104cm考點(diǎn)5考點(diǎn)4考點(diǎn)6考點(diǎn)7考點(diǎn)8考點(diǎn)98.(2016·江蘇,1,3分,難度★)一輕質(zhì)彈簧原長(zhǎng)為8cm,在4N的拉力作用下伸長(zhǎng)了2cm,彈簧未超出彈性限度,則該彈簧的勁度系數(shù)為(

D

)A.40m/N B.40N/m

C.200m/N D.200N/m

考點(diǎn)5考點(diǎn)4考點(diǎn)6考點(diǎn)7考點(diǎn)8考點(diǎn)99.(2015·廣東,19,4分,難度★★)(多選)如圖所示,三條繩子的一端都系在細(xì)直桿頂端,另一端都固定在水平地面上,將桿豎直緊壓在地面上,若三條繩子長(zhǎng)度不同,下列說(shuō)法正確的有(

BC

)A.三條繩子中的張力都相等B.桿對(duì)地面的壓力大于自身重力C.繩子對(duì)桿的拉力在水平方向的合力為零D.繩子拉力的合力與桿的重力是一對(duì)平衡力解析對(duì)桿受力分析,桿所受向上的支持力與重力和三拉力的合力是一對(duì)平衡力,所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤;支持力大于重力,由牛頓第三定律知,桿對(duì)地面的壓力大于自身重力,故選項(xiàng)B正確;由于桿處于平衡狀態(tài),則桿在水平面內(nèi)的合力也應(yīng)為零,所以繩子對(duì)桿的拉力在水平方向的合力為零,故選項(xiàng)C正確;三條繩子與水平面的夾角不同,而三條繩子拉力在水平面內(nèi)分量的矢量和為零,所以三條繩子中的張力不相等,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤。第2節(jié)

共點(diǎn)力作用下物體的平衡考點(diǎn)6靜態(tài)平衡1.(2023·江蘇,7,4分,難度★★)如圖所示,“嫦娥五號(hào)”探測(cè)器靜止在月球平坦表面處。已知探測(cè)器質(zhì)量為m,四條腿與豎直方向的夾角均為θ,月球表面的重力加速度為地球表面重力加速度g的。每條腿對(duì)月球表面壓力的大小為(D)2.(2022·湖南,5,4分,難度★★)2022年北京冬奧會(huì)跳臺(tái)滑雪空中技巧比賽場(chǎng)地邊,有一根系有飄帶的風(fēng)力指示桿,教練員根據(jù)飄帶的形態(tài)提示運(yùn)動(dòng)員現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)力的情況。若飄帶可視為粗細(xì)一致的勻質(zhì)長(zhǎng)繩,其所處范圍內(nèi)風(fēng)速水平向右、大小恒定且不隨高度改變。當(dāng)飄帶穩(wěn)定時(shí),飄帶實(shí)際形態(tài)最接近的是(

A

)解析

任意選取飄帶上一小段P,以P為研究對(duì)象,因?yàn)轱h帶可視為粗細(xì)一致的勻質(zhì)長(zhǎng)繩,且風(fēng)速水平向右、大小恒定且不隨高度改變,所以該小段重力和風(fēng)力的合力方向不變,故選A。3.(2022·廣東,1,4分,難度★★)右圖是可用來(lái)制作豆腐的石磨。木柄AB靜止時(shí),連接AB的輕繩處于繃緊狀態(tài)。O點(diǎn)是三根輕繩的結(jié)點(diǎn),F、F1和F2分別表示三根繩的拉力大小,F1=F2且∠AOB=60°。下列關(guān)系式正確的是(D)A.F=F1

B.F=2F1C.F=3F1

D.F=F1解析對(duì)O點(diǎn)進(jìn)行受力分析,如圖所示,由幾何關(guān)系可知θ=30°。根據(jù)平衡條件得F1cos30°+F2cos30°=F,又F1=F2,解得F=F1,選項(xiàng)D正確,A、B、C錯(cuò)誤。4.(2022·遼寧,4,4分,難度★★)如圖所示,蜘蛛用蛛絲將其自身懸掛在水管上,并處于靜止?fàn)顟B(tài)。蛛絲OM、ON與豎直方向夾角分別為α、β(α>β)。用F1、F2分別表示OM、ON的拉力,則(D)A.F1的豎直分力大于F2的豎直分力B.F1的豎直分力等于F2的豎直分力C.F1的水平分力大于F2的水平分力D.F1的水平分力等于F2的水平分力5.(2022·重慶,1,4分,難度★★)如圖所示,吸附在豎直玻璃上質(zhì)量為m的擦窗工具,在豎直平面內(nèi)受重力、拉力和摩擦力(圖中未畫(huà)出摩擦力)的共同作用做勻速直線運(yùn)動(dòng)。若拉力大小與重力大小相等,方向水平向右,重力加速度為g,則擦窗工具所受摩擦力(B)A.大小等于mg

B.大小等于mgC.方向豎直向上

D.方向水平向左解析本題考查力的合成和分解、物體的平衡。選擦窗工具為研究對(duì)象,其受重力、拉力和摩擦力,根據(jù)平衡條件,拉力F與重力mg的合力與摩擦力大小相等,方向相反,所以擦窗工具所受摩擦力方向斜向左上,大小為f=mg。選項(xiàng)B正確。6.(2021·廣東,3,4分,難度★★)唐代《耒耜經(jīng)》記載了曲轅犁相對(duì)直轅犁的優(yōu)勢(shì)之一是起土省力。設(shè)牛用大小相等的拉力F通過(guò)耕索分別拉兩種犁,F與豎直方向的夾角分別為α和β,α<β,如圖所示。忽略耕索質(zhì)量,耕地過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是

(

B

)A.耕索對(duì)曲轅犁拉力的水平分力比對(duì)直轅犁的大B.耕索對(duì)曲轅犁拉力的豎直分力比對(duì)直轅犁的大C.曲轅犁勻速前進(jìn)時(shí),耕索對(duì)犁的拉力小于犁對(duì)耕索的拉力D.直轅犁加速前進(jìn)時(shí),耕索對(duì)犁的拉力大于犁對(duì)耕索的拉力解析耕索對(duì)曲轅犁拉力的水平分力為Fsinα,耕索對(duì)直轅犁拉力的水平分力為Fsinβ,耕索對(duì)曲轅犁拉力的豎直分力為Fcosα,耕索對(duì)直轅犁拉力的豎直分力為Fcosβ,因?yàn)棣?lt;β,所Fsinα<Fsinβ,Fcosα>Fcosβ,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確;根據(jù)牛頓第三定律,曲轅犁勻速前進(jìn)時(shí),耕索對(duì)犁的拉力等于犁對(duì)耕索的拉力,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;同理,直轅犁加速前進(jìn)時(shí),耕索對(duì)犁的拉力等于犁對(duì)耕索的拉力,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。7.

(2020·全國(guó)3,17,6分,難度★★★)如圖所示,懸掛甲物體的細(xì)線拴牢在一不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩上的O點(diǎn)處;繩的一端固定在墻上,另一端通過(guò)光滑定滑輪與物體乙相連。甲、乙兩物體質(zhì)量相等。系統(tǒng)平衡時(shí),O點(diǎn)兩側(cè)繩與豎直方向的夾角分別為α和β。若α=70°,則β等于 (

B

)A.45° B.55° C.60° D.70°解析本題以細(xì)繩為背景,意在考查共點(diǎn)力平衡。O點(diǎn)受力如圖所示,甲、乙兩物體的質(zhì)量相等,繩子的拉力與物體的重力相等,所以F甲=F乙;O點(diǎn)受三個(gè)力處于平衡狀態(tài),拉力F與另兩個(gè)力的合力等大反向,所以與墻相連一側(cè)的細(xì)繩的延長(zhǎng)線是力F甲和力F乙?jiàn)A角的角平分線,根據(jù)幾何關(guān)系知,θ=β,2θ+α=180°,解得β=55°,選項(xiàng)B正確?？键c(diǎn)5考點(diǎn)6考點(diǎn)10考點(diǎn)7考點(diǎn)8考點(diǎn)9

答案P213

8.(2020·山東,8,3分,難度★★★）如圖所示,一輕質(zhì)光滑定滑輪固定在傾斜木板上,質(zhì)量分別為m和2m的物塊A、B,通過(guò)不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)滑輪連接,A、B間的接觸面和輕繩均與木板平行。A與B間、B與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。當(dāng)木板與水平面的夾角為45°時(shí),物塊A、B剛好要滑動(dòng),則μ的值為(

C

)

考點(diǎn)11考點(diǎn)4考點(diǎn)6考點(diǎn)5考點(diǎn)7考點(diǎn)8考點(diǎn)9A.支持力豎直向上B.支持力小于手機(jī)所受的重力C.摩擦力沿斜面向下D.摩擦力大于手機(jī)所受的重力沿斜面向下的分力9.(2020·海南,2,3分,難度★)如圖,上網(wǎng)課時(shí)小明把手機(jī)放在斜面上,手機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)。則斜面對(duì)手機(jī)的(

B

)解析設(shè)手機(jī)的質(zhì)量為m,斜面傾角為θ。對(duì)手機(jī)進(jìn)行受力分析,如圖所示,由圖可知支持力方向垂直于斜面向上,摩擦力方向沿斜面向上,根據(jù)平衡條件,有Ff=mgsinθ,FN=mgcosθ,因cosθ<1,故FN<mg,且摩擦力等于手機(jī)所受的重力沿斜面向下的分力,故選B。10.(2019·全國(guó)3,16,6分,難度★★)用卡車(chē)運(yùn)輸質(zhì)量為m的勻質(zhì)圓筒狀工件,為使工件保持固定,將其置于兩光滑斜面之間,如圖所示。兩斜面Ⅰ、Ⅱ固定在車(chē)上,傾角分別為30°和60°。重力加速度為g。當(dāng)卡車(chē)沿平直公路勻速行駛時(shí),圓筒對(duì)斜面Ⅰ、Ⅱ壓力的大小分別為F1、F2,則(

D

)

11.(2019·江蘇,2,3分,難度★★)如圖所示,一只氣球在風(fēng)中處于靜止?fàn)顟B(tài),風(fēng)對(duì)氣球的作用力水平向右。細(xì)繩與豎直方向的夾角為α,繩的拉力為T(mén),則風(fēng)對(duì)氣球作用力的大小為（C）解析對(duì)氣球受力分析,由水平方向平衡條件可得:F風(fēng)=Tsinα,故C正確。12.(2017·全國(guó)2,16,6分,難度★★)如圖,一物塊在水平拉力F的作用下沿水平桌面做勻速直線運(yùn)動(dòng)。若保持F的大小不變,而方向與水平面成60°角,物塊也恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)。物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為(

C

)

考點(diǎn)4考點(diǎn)7考點(diǎn)6考點(diǎn)5考點(diǎn)8考點(diǎn)913.(2016·全國(guó)3,17,6分,難度★★★)如圖,兩個(gè)輕環(huán)a和b套在位于豎直面內(nèi)的一段固定圓弧上;一細(xì)線穿過(guò)兩輕環(huán),其兩端各系一質(zhì)量為m的小球。在a和b之間的細(xì)線上懸掛一小物塊。平衡時(shí),a、b間的距離恰好等于圓弧的半徑。不計(jì)所有摩擦。小物塊的質(zhì)量為(

C

)考點(diǎn)4考點(diǎn)7考點(diǎn)6考點(diǎn)5考點(diǎn)8考點(diǎn)9解析由幾何關(guān)系知,△Oab為等邊三角形,故∠AaO=θ1=30°;設(shè)細(xì)線中的張力為FT,同一根繩子中的張力大小處處相等,故FT=mg,對(duì)a處受力分析知,θ1=θ2=30°,則θ3=30°,故α=60°,對(duì)結(jié)點(diǎn)C分析可知,2FTcos

α=m物g,解得m物=m,選項(xiàng)C正確。考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6考點(diǎn)7考點(diǎn)8考點(diǎn)9考點(diǎn)7整體法和隔離法的應(yīng)用1.(2016·海南,2,3分,難度★★)如圖,在水平桌面上放置一斜面體P,長(zhǎng)方體物塊a和b疊放在P的斜面上,整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。若將a和b、b與P、P與桌面之間摩擦力的大小分別用Ff1、Ff2和Ff3表示。則

(

C

)

A.Ff1=0,Ff2≠0,Ff3≠0B.Ff1≠0,Ff2=0,Ff3=0C.Ff1≠0,Ff2≠0,Ff3=0D.Ff1≠0,Ff2≠0,Ff3≠0解析對(duì)整體受力分析可知,整體相對(duì)地面沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),故Ff3=0;再將a和b看成一個(gè)整體,a、b整體有相對(duì)斜面向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),故b與P之間有摩擦力,即Ff2≠0;再對(duì)a受力分析可知,a相對(duì)于b有向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),a和b之間存在摩擦力作用,即Ff1≠0。選項(xiàng)C正確?？键c(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6考點(diǎn)7考點(diǎn)8考點(diǎn)92.(2015·山東,16,6分,難度★★)如圖,滑塊A置于水平地面上,滑塊B在一水平力作用下緊靠滑塊A(A、B接觸面豎直),此時(shí)A恰好不滑動(dòng),B剛好不下滑。已知A與B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1,A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。A與B的質(zhì)量之比為

(

B

)

考點(diǎn)88動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題1.(2022·河北,7,4分,難度★★)如圖,用兩根等長(zhǎng)的細(xì)繩將一勻質(zhì)圓柱體懸掛在豎直木板的P點(diǎn),將木板以底邊MN為軸向后方緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)直至水平,繩與木板之間的夾角保持不變,忽略圓柱體與木板之間的摩擦,在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中(B)A.圓柱體對(duì)木板的壓力逐漸增大B.圓柱體對(duì)木板的壓力先增大后減小C.兩根細(xì)繩上的拉力均先增大后減小D.兩根細(xì)繩對(duì)圓柱體拉力的合力保持不變2.(2021·湖南,5,4分,難度★★★)質(zhì)量為m‘的凹槽靜止在水平地面上,內(nèi)壁為半圓柱面,截面如圖所示,A為半圓的最低點(diǎn),B為半圓水平直徑的端點(diǎn)。凹槽恰好與豎直墻面接觸,內(nèi)有一質(zhì)量為m的小滑塊。用推力F動(dòng)小滑塊由A點(diǎn)向B點(diǎn)緩慢移動(dòng),力F的方向始終沿圓弧的切線方向,在此過(guò)程中所有摩擦均可忽略,下列說(shuō)法正確的是(

C

)A.推力F先增大后減小B.凹槽對(duì)滑塊的支持力先減小后增大C.墻面對(duì)凹槽的壓力先增大后減小D.水平地面對(duì)凹槽的支持力先減小后增大考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6考點(diǎn)7考點(diǎn)9

3.(2019·全國(guó)1,19,6分,難度★★★)(多選)如圖,一粗糙斜面固定在地面上,斜面頂端裝有一光滑定滑輪。一細(xì)繩跨過(guò)滑輪,其一端懸掛物塊N,另一端與斜面上的物塊M相連,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)用水平向左的拉力緩慢拉動(dòng)N,直至懸掛N的細(xì)繩與豎直方向成45°。已知M始終保持靜止,則在此過(guò)程中

(

BD

)

A.水平拉力的大小可能保持不變B.M所受細(xì)繩的拉力大小一定一直增加C.M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加D.M所受斜面的摩擦力大小可能先減小后增加考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6考點(diǎn)7考點(diǎn)9考點(diǎn)8

4.(2019·浙江,11,3分,難度★★)如圖所示,一根粗糙的水平橫桿上套有A、B兩個(gè)輕環(huán),系在兩環(huán)上的等長(zhǎng)細(xì)繩拴住的書(shū)本處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)將兩環(huán)距離變小后書(shū)本仍處于靜止?fàn)顟B(tài),則

(

B

)A.桿對(duì)A環(huán)的支持力變大B.B環(huán)對(duì)桿的摩擦力變小C.桿對(duì)A環(huán)的力不變D.與B環(huán)相連的細(xì)繩對(duì)書(shū)本的拉力變大考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6考點(diǎn)7考點(diǎn)8考點(diǎn)9解析以兩個(gè)輕環(huán)和書(shū)本組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象,設(shè)系統(tǒng)總質(zhì)量為M,豎直方向受到重力和水平橫桿對(duì)輕環(huán)的支持力2FN,受力分析圖如圖1所示。圖1根據(jù)平衡條件得2FN=Mg,得到FN=12Mg,可見(jiàn),水平橫桿對(duì)每個(gè)輕環(huán)的支持力FN不變,A錯(cuò)誤。以A環(huán)為研究對(duì)象,受力分析圖如圖2所示。豎直方向:FN=Fsinα①水平方向:Fcosα=Ff②由①②得Ff=FNcotα,α增大時(shí),Ff變小,由牛頓第三定律可知B環(huán)對(duì)桿的摩擦力變小,B正確。FN和Ff的合力即為桿對(duì)環(huán)的作用力,合力變小,C錯(cuò)誤。對(duì)書(shū)本受力分析,受重力和兩個(gè)拉力,如圖所示。根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件,兩根輕繩對(duì)書(shū)本的拉力的合力始終等于書(shū)本的重力,即保持不變。由幾何關(guān)系有FA=FB=mg2cosθ2當(dāng)兩輕環(huán)間距離縮短一些時(shí),拉力FA、FB均變小,D錯(cuò)誤。圖25.(2017·全國(guó)1,21,6分,難度★★★★)(多選)如圖,柔軟輕繩ON的一端O固定,其中間某點(diǎn)M拴一重物,用手拉住繩的另一端N,初始時(shí),OM豎直且MN被拉直,OM與MN之間的夾角為α(α>π2)?，F(xiàn)將重物向右上方緩慢拉起,并保持夾角α不變。在OM由豎直被拉到水平的過(guò)程中(

AD

)A.MN上的張力逐漸增大

B.MN上的張力先增大后減小C.OM上的張力逐漸增大

D.OM上的張力先增大后減小考點(diǎn)8考點(diǎn)5考點(diǎn)6考點(diǎn)7考點(diǎn)4考點(diǎn)9

重力保持不變,是矢量圓的一條弦,FOM與FMN夾角即圓心角保持不變,由圖知FMN一直增大到最大,FOM先增大再減小,當(dāng)OM與豎直夾角為θ=α-90°時(shí)FOM最大

三力動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題分析方法6.(2017·天津,8,6分,難度★★★)(多選)如圖所示,輕質(zhì)不可伸長(zhǎng)的晾衣繩兩端分別固定在豎直桿M、N上的a、b兩點(diǎn),懸掛衣服的衣架掛鉤是光滑的,掛于繩上處于靜止?fàn)顟B(tài)。如果只人為改變一個(gè)條件,當(dāng)衣架靜止時(shí),下列說(shuō)法正確的是(

AB

)A.繩的右端上移到b',繩子拉力不變B.將桿N向右移一些,繩子拉力變大C.繩的兩端高度差越小,繩子拉力越小D.若換掛質(zhì)量更大的衣服,則衣架懸掛點(diǎn)右移考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)8考點(diǎn)7考點(diǎn)6考點(diǎn)9解析如圖所示,由幾何關(guān)系可知∠1=∠5=∠2=∠4,若繩子的端點(diǎn)b向上移至b',繩的夾角大小不變,故晾衣繩拉力不變,故A正確。桿N右移,繩長(zhǎng)不變,兩段繩的夾角變大,但合力大小、方向均不變,故繩的拉力變大,故B正確。只要桿M、N間距不變,如圖所示,無(wú)論移動(dòng)哪個(gè)端點(diǎn),繩的拉力始終保持不變,故C錯(cuò)誤。若要換掛質(zhì)量更大的衣服,只是衣服的重力增大,繩與豎直方向的夾角θ不變,則衣架懸掛點(diǎn)不變,故D錯(cuò)誤。考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)8考點(diǎn)7考點(diǎn)6考點(diǎn)97.(2016·全國(guó)2,14,6分,難度★★)質(zhì)量為m的物體用輕繩AB懸掛于天花板上。用水平向左的力F緩慢拉動(dòng)繩的中點(diǎn)O,如圖所示。用FT表示繩OA段拉力的大小,在O點(diǎn)向左移動(dòng)的過(guò)程中(

A

)A.F逐漸變大,FT逐漸變大

B.F逐漸變大,FT逐漸變小C.F逐漸變小,FT逐漸變大

D.F逐漸變小,FT逐漸變小考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)8考點(diǎn)7考點(diǎn)6考點(diǎn)9解析由于是緩慢移動(dòng),O點(diǎn)所受力處于動(dòng)態(tài)平衡,設(shè)任意時(shí)刻繩子與豎直方向的夾角為θ,移動(dòng)過(guò)程中θ增大,如圖所示。將拉力F與重力合成后,合力與繩子拉力等大反向。根據(jù)幾何關(guān)系,可知F=Gtan

θ,FT=F合=,隨θ增大,F和FT都增大?？键c(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)8考點(diǎn)7考點(diǎn)6考點(diǎn)98.(2016·全國(guó)1,19,6分,難度★★★)(多選)如圖,一光滑的輕滑輪用細(xì)繩OO'懸掛于O點(diǎn);另一細(xì)繩跨過(guò)滑輪,其一端懸掛物塊a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物塊b。外力F向右上方拉b,整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。若F方向不變,大小在一定范圍內(nèi)變化,物塊b仍始終保持靜止,則(

BD

)A.繩OO'的張力也在一定范圍內(nèi)變化B.物塊b所受到的支持力也在一定范圍內(nèi)變化C.連接a和b的繩的張力也在一定范圍內(nèi)變化D.物塊b與桌面間的摩擦力也在一定范圍內(nèi)變化考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)8考點(diǎn)7考點(diǎn)6考點(diǎn)9解析物塊b始終保持靜止,物塊a也始終保持靜止,繩子對(duì)a的拉力等于a的重力,繩子的夾角α也保持不變,OO'繩的拉力也保持不變,選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤。選b為研究對(duì)象,在y軸方向有FTcos

β+Fcos

γ+FN=mbg,由于FT不變,F變化,所以FN也變化,選項(xiàng)B正確。FT和F在x軸方向的分力和桌面對(duì)b的摩擦力的合力為零,由于F在一定范圍內(nèi)變化,則摩擦力也在一定范圍內(nèi)變化,選項(xiàng)D正確?？键c(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6考點(diǎn)7考點(diǎn)8考點(diǎn)9考點(diǎn)9臨界和極值問(wèn)題答案P214

(2019·全國(guó)2,16,6分,難度★★)物塊在輕繩的拉動(dòng)下沿傾角為30°的固定斜面向上勻速運(yùn)動(dòng),輕繩與斜面平行。已知物塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,重力加速度取10m/s2。若輕繩能承受的最大張力為1500N,則物塊的質(zhì)量最大為(

A

)解析本題考查物體的平衡及臨界問(wèn)題。因?yàn)槲飰K在拉力作用下沿斜面向上做勻速運(yùn)動(dòng),所以F-mgsin

θ-μmgcos

θ=0,而F≤1

500

N。第3節(jié)

實(shí)驗(yàn):探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系考點(diǎn)10實(shí)驗(yàn):探究彈簧的彈力與形變量的關(guān)系1.(2022·湖南,11,6分,難度★★★)小圓同學(xué)用橡皮筋、同種一元硬幣、刻度尺、塑料袋、支架等,設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置,測(cè)量冰墩墩玩具的質(zhì)量。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:(1)查找資料,得知每枚硬幣的質(zhì)量為6.05g。序號(hào)12345硬幣數(shù)量n/枚510152025橡皮筋長(zhǎng)度l/cm10.5112.0213.5415.0516.56(2)將硬幣以5枚為一組逐次加入塑料袋,測(cè)量每次穩(wěn)定后橡皮筋的長(zhǎng)度l,記錄數(shù)據(jù)如下表:(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖乙上描點(diǎn),繪制圖線:考點(diǎn)5考點(diǎn)6考點(diǎn)7考點(diǎn)8考點(diǎn)9考點(diǎn)10考點(diǎn)4(4)取出全部硬幣,把冰墩墩玩具放入塑料袋中,穩(wěn)定后橡皮筋長(zhǎng)度的示數(shù)如圖丙所示,此時(shí)橡皮筋的長(zhǎng)度為

cm。

(5)由上述數(shù)據(jù)計(jì)算得冰墩墩玩具的質(zhì)量為

g(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

考點(diǎn)5考點(diǎn)6考點(diǎn)7考點(diǎn)8考點(diǎn)9考點(diǎn)10考點(diǎn)4答案

(3)如圖所示答案(4)15.35

(5)127解析(4)由題圖丙可知,刻度尺的分度值為1mm,讀數(shù)為15cm+3.5mm=153.5mm=15.35cm。(5)設(shè)橡皮筋的勁度系數(shù)為k,原長(zhǎng)為x0,則n1mg=k(x1-x0)n5mg=k(x5-x0)設(shè)冰墩墩質(zhì)量為m1,則有m1g=k(l-x0)聯(lián)立各式代入數(shù)據(jù)解得m1=127g。考點(diǎn)5考點(diǎn)6考點(diǎn)7考點(diǎn)8考點(diǎn)9考點(diǎn)10考點(diǎn)42.(2021·廣東,11,7分,難度★★)某興趣小組測(cè)量一緩沖裝置中彈簧的勁度系數(shù)。緩沖裝置如圖所示,固定在斜面上的透明有機(jī)玻璃管與水平面夾角為30°,彈簧固定在有機(jī)玻璃管底端。實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:先沿管軸線方向固定一毫米刻度尺,再將單個(gè)質(zhì)量為200g的鋼球(直徑略小于玻璃管內(nèi)徑)逐個(gè)從管口滑進(jìn),每滑進(jìn)一個(gè)鋼球,待彈簧靜止,記錄管內(nèi)鋼球的個(gè)數(shù)n和彈簧上端對(duì)應(yīng)的刻度尺示數(shù)Ln,數(shù)據(jù)如表所示。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。采用逐差法計(jì)算彈簧壓縮量,進(jìn)而計(jì)算其勁度系數(shù)。n123456Ln/cm8.0410.0312.0514.0716.1118.09考點(diǎn)5考點(diǎn)6考點(diǎn)7考點(diǎn)8考點(diǎn)9考點(diǎn)10考點(diǎn)4答案(1)6.04

6.05

(2)3

(3)48.6考點(diǎn)5考點(diǎn)6考點(diǎn)7考點(diǎn)8考點(diǎn)9考點(diǎn)10考點(diǎn)4

考點(diǎn)5考點(diǎn)6考點(diǎn)7考點(diǎn)8考點(diǎn)9考點(diǎn)10考點(diǎn)43.(2019·海南,12,12分,難度★★)某同學(xué)利用圖(a)的裝置測(cè)量輕彈簧的勁度系數(shù)。圖中,光滑的細(xì)桿和刻度尺水平固定在鐵架臺(tái)上,一輕彈簧穿在細(xì)桿上,其左端固定,右端與細(xì)繩連接;細(xì)繩跨過(guò)光滑定滑輪,其下端可以懸掛砝碼(實(shí)驗(yàn)中,每個(gè)砝碼的質(zhì)量均為m=50.0g)。彈簧右端連有一豎直指針,其位置可在刻度尺上讀出。實(shí)驗(yàn)步驟如下:圖(a)考點(diǎn)5考點(diǎn)6考點(diǎn)7考點(diǎn)8考點(diǎn)9考點(diǎn)10考點(diǎn)4①在繩下端掛上一個(gè)砝碼,調(diào)整滑輪,使彈簧與滑輪間的細(xì)線水平且彈簧與細(xì)桿沒(méi)有接觸;②系統(tǒng)靜止后,記錄砝碼的個(gè)數(shù)及指針的位置;③逐次增加砝碼個(gè)數(shù),并重復(fù)步驟②(保持彈簧在彈性限度內(nèi));④用n表示砝碼的個(gè)數(shù),l表示相應(yīng)的指針位置,將獲得的數(shù)據(jù)記錄在表格內(nèi)?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)根據(jù)下表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖(b)中補(bǔ)齊數(shù)據(jù)點(diǎn)并作出l-n圖像。n12345l/cm10.4810.9611.4511.9512.40(2)彈簧的勁度系數(shù)k可用砝碼質(zhì)量m、重力加速度大小g及l(fā)-n圖線的斜率α表示,表達(dá)式為k=

。若g取9.80m/s2,則本實(shí)驗(yàn)中k=

N/m(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

圖(b)

考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6考點(diǎn)7考點(diǎn)84.(2018·全國(guó)1,22,5分,難度★★)如圖(a),一彈簧上端固定在支架頂端,下端懸掛一托盤(pán);一標(biāo)尺由游標(biāo)和主尺構(gòu)成,主尺豎直固定在彈簧左邊;托盤(pán)上方固定有一能與游標(biāo)刻度線準(zhǔn)確對(duì)齊的裝置,簡(jiǎn)化為圖中的指針。現(xiàn)要測(cè)量圖(a)中彈簧的勁度系數(shù)。當(dāng)托盤(pán)內(nèi)沒(méi)有砝碼時(shí),移動(dòng)游標(biāo),使其零刻度線對(duì)準(zhǔn)指針,此時(shí)標(biāo)尺讀數(shù)為1.950cm;當(dāng)托盤(pán)內(nèi)放有質(zhì)量為0.100kg的砝碼時(shí),移動(dòng)游標(biāo),再次使其零刻度線對(duì)準(zhǔn)指針,標(biāo)尺示數(shù)如圖(b)所示,其讀數(shù)為

3.775

cm。當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?.80m/s2,此彈簧的勁度系數(shù)為

53.7

N/m(保留3位有效數(shù)字)。

考點(diǎn)10考點(diǎn)9考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6考點(diǎn)7考點(diǎn)8考點(diǎn)10考點(diǎn)91.本題主要考查游標(biāo)卡尺的讀數(shù)、彈簧勁度系數(shù)的測(cè)量、胡克定律及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn),意在考查學(xué)生靈活運(yùn)用教材上游標(biāo)卡尺的使用和探究彈簧的彈力與形變量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)知識(shí)的科學(xué)探究素養(yǎng)。解答此題常見(jiàn)錯(cuò)誤主要有:一是游標(biāo)卡尺讀數(shù)誤差,或單位搞錯(cuò)導(dǎo)致錯(cuò)寫(xiě)成37.70;二是把重力加速度按照習(xí)慣用g=10m/s2代入計(jì)算導(dǎo)致錯(cuò)誤;三是考慮采用圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算勁度系數(shù)耽誤時(shí)間。2.該類考題涉及的彈簧、橡皮條實(shí)驗(yàn)包括:探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系、驗(yàn)證力的平行四邊形定則、探究動(dòng)能定理。探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系、驗(yàn)證力的平行四邊形定則等,主要利用了胡克定律及等效思想,常用作圖法處理數(shù)據(jù)。探究動(dòng)能定理涉及彈力做功的知識(shí),一般用比例法表示彈力做的功。考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6考點(diǎn)7考點(diǎn)85.(2015·福建,19(1),6分,難度★)某同學(xué)做“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。(1)圖甲是不掛鉤碼時(shí)彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度,其示數(shù)為7.73cm;圖乙是在彈簧下端懸掛鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度,此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量Δl為

6.93(6.92~6.94)

cm;

考點(diǎn)10考點(diǎn)9考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6考點(diǎn)7考點(diǎn)8(2)本實(shí)驗(yàn)通過(guò)在彈簧下端懸掛鉤碼的方法來(lái)改變彈簧的彈力,關(guān)于此操作,下列選項(xiàng)中規(guī)范的做法是

A

;(填選項(xiàng)前的字母)

A.逐一增掛鉤碼,記下每增加一只鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對(duì)應(yīng)的鉤碼總重B.隨意增減鉤碼,記下增減鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對(duì)應(yīng)的鉤碼總重(3)圖丙是該同學(xué)描繪的彈簧的伸長(zhǎng)量Δl與彈力F的關(guān)系圖線,圖線的AB段明顯偏離直線OA,造成這種現(xiàn)象的主要原因是超過(guò)彈簧的彈性限度。

考點(diǎn)10考點(diǎn)9解析(1)題圖甲示數(shù)為7.73

cm,題圖乙示數(shù)為14.66

cm,彈簧的伸長(zhǎng)量Δl=(14.66-7.73)

cm=6.93

cm。(2)逐一增掛鉤碼,彈簧的伸長(zhǎng)量逐漸地增大,不會(huì)出現(xiàn)超過(guò)彈性限度的情況,選項(xiàng)A正確。(3)當(dāng)超過(guò)彈簧的彈性限度時(shí),彈力與彈簧伸長(zhǎng)量不再成正比?？键c(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6考點(diǎn)7考點(diǎn)8考點(diǎn)10考點(diǎn)9考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6考點(diǎn)7考點(diǎn)86.(2014·全國(guó)課標(biāo)2,23,9分,難度★★)圖(a)某實(shí)驗(yàn)小組探究彈簧的勁度系數(shù)k與其長(zhǎng)度(圈數(shù))的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)裝置如圖(a)所示:一均勻長(zhǎng)彈簧豎直懸掛,7個(gè)指針P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分別固定在彈簧上距懸點(diǎn)0、10、20、30、40、50、60圈處;通過(guò)旁邊豎直放置的刻度尺,可以讀出指針的位置,P0指向0刻度。設(shè)彈簧下端未掛重物時(shí),各指針的位置記為x0,掛有質(zhì)量為0.100kg的砝碼時(shí),各指針的位置記為x。測(cè)量結(jié)果及部分計(jì)算結(jié)果如下表所示(n為彈簧的圈數(shù),取重力加速度為9.80m/s2)。已知實(shí)驗(yàn)所用彈簧總?cè)?shù)為60,整個(gè)彈簧的自由長(zhǎng)度為11.88cm?？键c(diǎn)10考點(diǎn)9考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6考點(diǎn)7考點(diǎn)8(1)將表中數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整:①

81.7

;②

0.0122

。

考點(diǎn)10考點(diǎn)9考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6考點(diǎn)7考點(diǎn)8答案見(jiàn)解析圖

考點(diǎn)10考點(diǎn)9考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6考點(diǎn)7考點(diǎn)8考點(diǎn)10考點(diǎn)9考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6考點(diǎn)7考點(diǎn)8考點(diǎn)10考點(diǎn)9第4節(jié)

實(shí)驗(yàn):探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律考點(diǎn)11實(shí)驗(yàn):探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律

1.(2023·全國(guó)乙,22,5分,難度★)在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中使用的器材有:木板、白紙、兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)彈簧測(cè)力計(jì)、橡皮條、輕質(zhì)小圓環(huán)、刻度尺、鉛筆、細(xì)線和圖釘若干。完成下列實(shí)驗(yàn)步驟:①用圖釘將白紙固定在水平木板上。②將橡皮條的一端固定在木板上,另一端系在輕質(zhì)小圓環(huán)上。將兩細(xì)線也系在小圓環(huán)上,它們的另一端均掛上測(cè)力計(jì)。用互成一定角度、方向平行于木板、大小適當(dāng)?shù)牧瓌?dòng)兩個(gè)測(cè)力計(jì),小圓環(huán)停止時(shí)由兩個(gè)測(cè)力計(jì)的示數(shù)得到兩拉力F1和F2的大小,并

。(多選,填正確答案標(biāo)號(hào))

A.用刻度尺量出橡皮條的長(zhǎng)度B.用刻度尺量出兩細(xì)線的長(zhǎng)度C.用鉛筆在白紙上標(biāo)記出小圓環(huán)的位置D.用鉛筆在白紙上標(biāo)記出兩細(xì)線的方向③撤掉一個(gè)測(cè)力計(jì),用另一個(gè)測(cè)力計(jì)把小圓環(huán)拉到

,由測(cè)力計(jì)的示數(shù)得到拉力F的大小,沿細(xì)線標(biāo)記此時(shí)F的方向。

④選擇合適標(biāo)度,由步驟②的結(jié)果在白紙上根據(jù)力的平行四邊形定則作F1和F2的合成圖,得出合力F'的大小和方向;按同一標(biāo)度在白紙上畫(huà)出力F的圖示。⑤比較F'和F的

,從而判斷本次實(shí)驗(yàn)是否驗(yàn)證了力的平行四邊形定則。

答案②CD

③步驟②中標(biāo)記的小圓環(huán)同一位置

⑤大小和方向在誤差允許的范圍內(nèi)是否一致解析②兩拉力F1和F2共同作用,產(chǎn)生的效果是使橡皮條一端的小圓環(huán)到某一位置;用一個(gè)力F將小圓環(huán)拉到同一位置,說(shuō)明兩種方法達(dá)到的效果一樣,所以要記錄小圓環(huán)的位置,選項(xiàng)C正確,A錯(cuò)誤。力是矢量,所以還需記錄兩拉力F1和F2的方向,以便步驟④繪制平行四邊形。細(xì)線的方向即為F1和F2的方向,選項(xiàng)D正確。F1和F2的大小、方向與細(xì)線的長(zhǎng)度無(wú)關(guān),選項(xiàng)B錯(cuò)誤。2.(2018·天津,9(2),4分,難度★★)某研究小組做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn),所用器材有:方木板一塊,白紙,量程為5N的彈簧測(cè)力計(jì)兩個(gè),橡皮條(帶兩個(gè)較長(zhǎng)的細(xì)繩套),刻度尺,圖釘(若干個(gè))。①具體操作前,同學(xué)們提出了如下關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作的建議,其中正確的有

BC

。

A.橡皮條應(yīng)和兩繩套夾角的角平分線在一條直線上B.重復(fù)實(shí)驗(yàn)再次進(jìn)行驗(yàn)證時(shí),結(jié)點(diǎn)O的位置可以與前一次不同C.使用測(cè)力計(jì)時(shí),施力方向應(yīng)沿測(cè)力計(jì)軸線;讀數(shù)時(shí)視線應(yīng)正對(duì)測(cè)力計(jì)刻度D.用兩個(gè)測(cè)力計(jì)互成角度拉橡皮條時(shí)的拉力必須都小于只用一個(gè)測(cè)力計(jì)時(shí)的拉力考點(diǎn)6考點(diǎn)7考點(diǎn)8考點(diǎn)9考點(diǎn)10考點(diǎn)11②該小組的同學(xué)用同一套器材做了四次實(shí)驗(yàn),白紙上留下的標(biāo)注信息有結(jié)點(diǎn)位置O、力的標(biāo)度、分力和合力的大小及表示力的作用線的點(diǎn),如下圖所示。其中對(duì)于提高實(shí)驗(yàn)精度最有利的是

B

。

考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6考點(diǎn)7考點(diǎn)8考點(diǎn)9解析①做驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)時(shí),橡皮筋和兩繩套夾角的角平分線沒(méi)有必要在一條直線上,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;在同一次實(shí)驗(yàn)中要保持橡皮筋結(jié)點(diǎn)O在同一位置,但為了尋找普遍規(guī)律重復(fù)實(shí)驗(yàn)(或不同實(shí)驗(yàn)小組實(shí)驗(yàn))時(shí),結(jié)點(diǎn)O的位置可以不同,選項(xiàng)B正確;由彈簧測(cè)力計(jì)的使用規(guī)則可知選項(xiàng)C正確;合力與分力的大小關(guān)系不確定