优化方案2017高中物理 第二章 力（课件+试题）（打包16套）教科版必修1.zip

第二章 力(时间：60 分钟，满分：100 分)一、单项选择题(本题共 7小题，每小题 6分，共 42分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确 )1.如图所示，一只蜗牛沿着葡萄枝缓慢爬行，若葡萄枝的倾角为 α ，则葡萄枝对重为G的蜗牛的作用力大小为( ) A． Gsin α B． Gcos αC． G D．小于 G解析：选 C.葡萄枝对蜗牛的作用力与蜗牛的重力大小相等，方向相反，C 对．2．用如图所示的四种方法悬挂一个镜框，绳中所受拉力最小的是( )解析：选 B.提示：四种情况下，两绳拉力均等于镜框的重力，B 中两绳的拉力平行，即两分力夹角为零，此时两绳中拉力最小，故 B正确．3．一根轻质弹簧一端固定，用大小为 F1的力压弹簧的另一端，平衡时长度为 l1；改用大小为 F2的力拉弹簧，平衡时长度为 l2.弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为( )A. B.F2－ F1l2－ l1 F2＋ F1l2＋ l1C. D.F2＋ F1l2－ l1 F2－ F1l2＋ l1解析：选 C.设弹簧的原长为 l0，劲度系数为 k，由胡克定律有：F1＝ k(l0－ l1)①F2＝ k(l2－ l0)②①＋②得 k＝ ，故选项 C正确．F1＋ F2l2－ l14．如图所示，一质量为 m的沙袋用不可伸长的轻绳悬挂在支架上，一练功队员用垂直于绳的力将沙袋缓慢拉起使绳与竖直方向的夹角为 θ ＝30°，且绳绷紧，则练功队员对沙袋施加的作用力大小为( )A. mg B. mg12 32C. mg D. mg33 3解析：选 A.对沙袋受力分析，由平行四边形定则可知，练功队员对沙袋施加的作用力大小为 F＝ mgsin 30°＝ mg，故选 A.125.如图所示，完全相同的质量为 m的 A、 B两球，用两根等长的细线悬挂在 O点，两球之间夹着一根劲度系数为 k的轻弹簧，静止不动时，弹簧处于水平方向，两根细线之间的夹角为 θ ， 则弹簧的长度被压缩了( ) A. B.mgtan θk 2mgtan θkC. D.mgtan θ2k2mgtan θ2k解析：选 C.以 A球为研究对象，其受力如图所示，所以 F 弹 ＝ mgtan ，Δ x＝ ＝ tan .C项正确．θ2 F弹k mgk θ26．如图所示，甲、乙、丙、丁四种情况，光滑斜面的倾角都是 θ ，球的质量都是 m，球都是用细绳系住处于平衡状态，则( )A．球对斜面压力最大的是甲图所示情况B．球对 斜面压力最小的是乙图所示情况C．球对斜面压力最小的是丙图所示情况D．球对 斜面压力最大的是丁图所示情况解析：选 C.弹性细绳上的弹力方向沿细绳的方向，分别对球进行受力分析如图所示，结合平衡条件可得，甲图情况下斜面对球的支持力为 N 甲 ＝ mgcos θ ，乙图情况下斜面对球的支持力为 N 乙 ＝ ，丙图情况下斜面对球的支持力为 0，丁图情况下斜面对球mgcos θ的支持力与细绳的方向有关，有 N 丁 ＝ ，其中 α 为细绳与竖直方向的夹角，mg－ T丁 cos αcos θ综合以上分析可知，选项 C正确．7.把一重为 G的物体用一个水平的推力 F＝ kt(k为恒量， t为时间)压在竖立的足够高的平整的墙上如图所示．从 t＝0 开始物体所受的摩擦力 f随 t的变化关系是( )解析：选 B.因物体在水平方向受力平衡，故墙壁给物体的压力 N始终等于水平推力 F的大小，即 N＝ F＝ kt.当墙壁给物体的摩擦力 f＝ μkt G后，物体虽然减速下滑，但滑动摩擦力仍随时间 t成正比例的增加，且一直增大到物体停止滑行前为止．当物体速度减小到零时，物体受到的滑动摩擦力“突变”成静摩擦力．由力的平衡条件得静摩擦力的大小 f＝ G.综上可知，正确选项应是 B.二、多项选择题(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，有多个选项符合题目要求，全部选对的得 6分，选对但不全的得 3分，有错选或不答的得0分)8．下列说法中正确的是( )A．甲打乙一拳，乙感到痛，而甲未感觉到痛，说明甲对乙施加了力，而乙未对甲施加力B． “风吹草动” ，草受到了力，但没有施力物体，说明没有施力物体的力也是存在的C．磁铁吸引铁钉时，磁铁不需要与铁钉接触，说明物体间不接触也可以产生力的作用D．网球运动员用力击球，网球受力飞出后，网球受力的施力物体不再是人解析：选 CD.甲打乙一拳，乙感到痛，而甲未感觉到痛，说明甲的耐受能 力较强，故选项 A错误；“风吹草动” ，草受到了力，但也有施力物体，故选项 B错误；磁铁吸引铁钉时，磁铁不需要与铁钉接触，说明不接触也可以产生力的作用，选项 C正确；网球运动员用力击球，网球受力飞出后，网球受力的施力物体不再是人而是地球，选项 D正确．9．如图，一个人站在水平地面上的长木板上用力 F向右推箱子，木板、人、箱子均处于静止状态，三者的质量均为 m，重力加速度为 g，则 ( )A．箱子受到的摩 擦力方向向右B．地面对木板的摩 擦力方向向左C．木板对地面的压力大小为 3mgD．若人用斜向下的力推箱子，则木板对地面的压力等于 3mg解析：选 CD.人向右推箱子，故箱子受到的摩擦力方向向左，选项 A错误；因木板静止，故地面对木板无摩擦力的作用，选项 B错误；对木板、人、箱子的整体分析，在竖直方向平衡，则木板对地面的压力大小为 3mg，选项 C正确；对木板、人、箱子的整体因受合力为零，若人用斜向下的力推箱子，则木板对地面的压力仍等于 3mg，选项 D正确．10．如图所示，体重为 60 kg的武术运动员，两脚蹬在两堵墙上且保持静止状态，若运动员的脚与墙面间的动摩擦因数为 0.5，两堵墙之间的距离和运动员的腿长相等．关于运动员与墙之间的压力大小，正确的是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取 g＝10 N/kg)( )A．一定等于 600 NB．可能等于 700 NC．可能等于 650 ND．可能小于 600 N解析：选 BC.因为运动员的重力为 600 N，所以墙给每只脚的静摩擦力为 f＝300 N，设每只脚对墙的压力为 N，因最大静摩擦力 fmax＝ μN ，且 fmaxf，则有 N600 N，显然N600 N时，每只脚受到的静摩擦力仍为 300 N．正确答案为 B、C.三、非选择题(本题共 3小题，共 40分．计算题解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)11．(10 分)某同学探究弹簧弹力和弹簧伸长的关系．实验装置如图所示，刻度尺(最小刻度为毫米)的 0刻度线与弹簧上端对齐．实验中， 通过改变弹簧下端所悬挂钩码的质量，改变弹簧弹力，并记录下此时弹簧长度，进而求得弹簧的劲度系数为 k.重力加速度 g取 10 N/kg.(1)如图是在弹簧下端悬挂质量为 350 g钩码时实验装置的示意图，此时弹簧的实际长度为________cm.(2)若已知弹簧原长为 7.80 cm，则根据此次测量的数据，求得弹簧的劲度系数k＝________N/m.(保留两位有效数字)解析：(1)弹簧的长度 l＝14.85 cm.(2)由 F＝ k(l－ l0)得，k＝ ＝ N/m＝50 N/m.Fl－ l0 350×10－ 3×10（ 14.85－ 7.80） ×10－ 2答案：(1)14.85 (2)5012．(14 分)如图所示，放在水平地面上的两木块，在水平推力 F的作用下保持静止．木块 A、 B的质量分别为 mA＝3 kg、 mB＝5 kg，它们与水平地面的动摩擦因数均为0.15，且木块与地面间的最大静摩擦 力等于滑动摩擦力．如果作用在木块 A上的推力 F＝6 N，木块 A、 B间的轻弹簧被压缩了 x＝5 cm，弹簧的劲度系数 k＝100 N/m.求：(1)此时木块 A所受摩擦力的大小；(2)刚撤去 F的瞬间，木块 A所受摩擦力．解析：(1) 木块 A所受弹簧弹力N＝ kx＝5 N(3 分)由平衡条件 N＋ f＝ F(4分)得 f＝1 N．(2 分)(2)刚撤去力 F后，木块 A将向左运动(1 分)滑动摩擦力 f＝ μN ′＝4.5 N(3 分)方向水平向右．(1 分)答案：(1)1 N (2)4.5 N 方向水平向右13．(16 分)如图所示，物块的质量 m＝30 kg，细绳一端与物块相连，另一端绕过光滑的轻质定滑轮，当人用 100 N的力斜向下拉绳子时，滑轮两侧细绳与水平方向的夹角均为30°，物体在水平面上保持静止，滑轮上端的悬绳竖直(取 g＝10 N/kg)．求：(1)地面对物体的弹力大小和摩擦力大小；(2)滑轮上方竖直悬绳的拉力大小．解析：(1)如图所示，对物体受力分析并正交分解有Fsin 30°＋ N＝ mg①(4 分)Fcos 30°＝ f②(4 分)由①②得 N＝250 N(1 分)f＝50 N．(1 分)3(2)如图，对绳上一点受力分析有T＝2 Fcos 60°(4分)解得 T＝100 N．(2 分)答案：(1)250 N 50 N (2)100 N3实验 探究共点力合成的规律1．(2015·高考安徽卷)在“验证力的平行四边形定则”实验中，某同学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板上一点，两个细绳套系在橡皮条的另一端．用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套，互成角度地施加拉力，使橡皮条伸长，结点到达纸面上某一位置，如图所示．请将以下的实验操作和处理补充完整：①用铅笔描下结点位置，记为 O；②记录两个弹簧测力计的示数 F1和 F2，沿每条细绳(套)的方向用铅笔分别描出几个点，用刻度尺把相应的点连成线；③只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位置 O，记录测力计的示数 F3，________________________________________________________________________________________________________________________________________________；④按照力的图示要求，作出拉力 F1、 F2、 F3；⑤根据力的平行四边形定则作出 F1和 F2的合力 F；⑥比较________的一致程度，若有较大差异，对其原因进行分析，并作出相应的改进后再次进行实验．解析：③用铅笔描出绳上的几个点，用刻度尺把这些点连成直线(画拉力的方向)，目的是画出同两分力产生相同效果的这个力的方向．⑥ F 与 F3作比较，即比较用平行四边形定则作出的合力和产生相同效果的实际的力是否相同，即可验证力的平行四边形定则的正确性．答案：③沿此时细绳(套)的方向用铅笔描出几个点，用刻度尺把这些点连成直线 ⑥ F 与 F32．某同学做“探究共点力合成的规律”实验时，主要步骤有A．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；B．用图钉把橡皮筋的一端固定在木板上的 A 点，在橡皮筋的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸长，结点到达某一位置 O，记录下 O 点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力 F1和 F2的图示，并用平行四边形定则求出合力 F；E．只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮筋使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力 F′的图示；F．比较 F′和 F 的大小和方向，看它们是否相同，得出结论．上述步骤中：(1)有重要遗漏的步骤的序号是________和________；(2)遗漏的内容分别是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________和________________________________________________________________________________________________________________________________________________.解析：(1)根据“探究共点力合成的规律”实验的操作规程可知，有重要遗漏的步骤的序号是 C、E.(2)在 C 中未记下两条细绳的方向，E 中未说明是否把橡皮筋的结点拉到同一位置 O.答案：(1)C E (2)C 中应加上“记下两条细绳的方向”E 中应说明 “把橡皮筋的结点拉到同一位置 O”3．某同学用如图甲所示的装置做“探究共点力合成的规律”实验．将一木板竖直平行放在铁架台和轻弹簧所在平面后面．其部分实验操作如下，请完成下列相关内容：(1)如图甲，在木板上记下悬挂两个钩码时弹簧末端的位置 O；(2)如图乙所示，卸下钩码，然后将两细绳套系在弹簧下端，用两弹簧测力计将轻弹簧末端拉到同一位置 O，记录细绳套 AO、 BO 的________及两弹簧测力计相应的读数．其中 B弹簧测力计的读数为________N；(3)该同学在坐标纸上画出两弹簧拉力 FA、 FB的大小和方向如图丙所示，请在图丙中作出 FA、 FB的合力 F′；(4)已知钩码的重力，可得弹簧所受的拉力 F 如图丙所示，观察比较 F 和 F′，得出结论：_______________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.答案：(2)方向 11.40 (3)如图所示(4)在误差允许的范围内， F＝ F′4．某同学用如图所示的实验装置来探究“共点力合成的规律” ．弹簧测力计 A 挂于固定点 P，下端用细线挂一重物 M.弹簧测力计 B 的一端用细线系于 O 点，手持另一端向左拉，使结点 O 静止在某位置．分别读出弹簧测力计 A 和 B 的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录 O 点的位置和拉线的方向 ．(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为 N，图中 A 的示数为________N.(2)下列不必要的实验要求是________．A．应测量重物 M 所受的重力B．弹簧测力计应在使用前校零C．拉线方向应与木板平面平行D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使 O 点静止在同一位置(3)某次实验中，该同学发现弹簧测力计 A 的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决办法．________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________解析：(1)弹簧测力计的最小刻度为 0.2 N，所以 A 的读数为 3.6 N.(2)根据三力平衡的特点可知，弹簧测力计 A、 B 的拉力的合力与重物 M 的重力等值反向，故 A 项是必要的．弹簧测力计的零点误差影响各拉力的测量值，所以使用前需校零，B 项是必要的．只有拉线方向与木板平面平行，才能保证所研究的各力在同一平面内，C 项也是必要的．实验中只需测出两拉力的大小和方向以及重物的重力即可验证平行四边形定则，而测力计 A 的拉力不同时 O 点的位置就不同，故没必要使 O 点静止在同一位置，答案为 D.(3)弹簧测力计 A 的指针稍稍超出量程，说明拉弹簧测力计 A 的力大了，可行的解决方法有：①改变弹簧测力计 B 拉力的大小或方向；②减小重物 M 的质量(或将 A 更换成较大量程的弹簧测力计)．答案：(1)3.6 (2)D (3)见解析5．某同学在做“探究共点力合成的规律”的实验时，利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置 O 以及两只弹簧测力计拉力的大小，如图甲所示．甲 乙(1)试在图甲中作出无实验误差情况下 F1和 F2的合力图示，并用 F 表示此力．(2)有关此实验，下列叙述正确的是________．A．两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大B．橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力C．两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置 OD．若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变，只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可(3)图乙所示是 A 和 B 两位同学在做以上实验时得到的结果，其中________(填“ A”或“B”)比较符合实验事实．(力 F′是用一只弹簧测力计拉时的示意图)(4)在以上比较符合实验事实的一位同学中，造成误差的主 要原因是：(至少写两种情况)______ __________________________________________________________________________________________________________________________________________解析：(1)如图所示(2)两弹簧测力计的拉力是分力，橡皮筋的拉力与两弹簧测力计的拉力的合力等大反向，两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大，选项 A 正确，选项 B 错误；两次拉橡皮筋时，将橡皮筋结点拉到同一位置 O 是为了达到相同的效果，选项 C 正确；若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变，需调整另一只弹簧测力计拉力的大小和方向，选项 D 错误．(3)图中 F 是 F1与 F2的理论合力， F′是实际合力， A 符合实验事实．(4)① F1的方向比真实方向偏左；② F2的大小比真实偏小且方向比真实方向偏左；③作图时两虚线没有分别与 F1线和 F2线平行．(任选其二)．答案：(1)见解析图 (2)AC (3)A (4)见解析6.(2014·高考江苏卷)小明通过实验验证力的平行四边形定则．(1)实验记录纸如图甲所示， O 点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置，两弹簧测力计共同作用时，拉力 F1和 F2 的方向分别过 P1 和 P2 点；一个弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力 F3 的方向过 P3 点 . 三个力的大小分别为： F1＝3.30 N、 F2＝3.85 N 和 F3＝4.25 N. 请根据图中给出的标度作图求出 F1和 F2的合力．(2)仔细分析实验，小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化，影响实验结果．他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度， 发现读数不相同，于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响．实验装置如图乙所示，将一张白纸固定在竖直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于 O 点，下端 N 挂一重物 . 用与白纸平行的水平力缓慢地移动 N，在白纸上记录下 N 的轨迹. 重复上述过程，再次记录下 N 的轨迹．两次实验记录的轨迹如图丙所示. 过 O 点作一条直线与轨迹交于 a、 b 两点， 则实验中橡皮筋分别被拉伸到 a 和 b 时所受拉力 Fa、 Fb 的大小关系为________. (3)根据(2) 中的实验，可以得出的实验结果有哪些？ ( 填写选项前的字母) A．橡皮筋的长度与受到的拉力成正比B．两次受到的拉力相同时，橡皮筋第 2 次的长度较长C．两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋第 2 次受到的拉力较大D．两次受到的拉力相同时，拉力越大，橡皮筋两次的长度之差越大(4)根据小明的上述实验探究，请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项．解析：(1)作出的图示如图所示．(2)重物受力情况如图所示，由于重力不变，两次实验时，橡皮筋拉力 T 的方向相同，故水平拉力 F 大小相等，即 Fa＝ Fb.(3)根据题图丙可知，选项 B、D 正确；选项 A、C 错误．(4)橡皮筋拉伸不宜过长，选用新橡皮筋等可减小误差．答案：(1)见解析( F 合 ＝4.6～4.9 N 都算对)(2)Fa＝ Fb (3)BD(4)橡皮筋拉伸不宜过长；选用新橡皮筋(或：拉力不宜过大；选用弹性好的橡皮筋；换用弹性好的弹簧)实验 探究弹力与弹簧伸长的关系1.在“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验中，某实验小组将不同数量的钩码分别挂在竖直弹簧下端，进行测量，根据实验所测数据，利用描点法作出了所挂钩码的重力 G 与弹簧总长 L 的关系图像，如图所示，根据图像回答以下问题：(1)弹簧的原长为________．(2)弹簧的劲度系数为________．解析：钩码的重力等于其对弹簧的拉力，又根据胡克定律 F＝ kx＝ k(L－ L0)，所以图线在横轴上的截距表示弹簧原长，斜率表示 弹簧的劲度系数，故 L0＝10 cm， k＝N/m＝1 000 N/m.40（ 14－ 10） ×10－ 2答案：(1)10 cm(0.1 m 也 可 ) (2)1 000 N/m2．(2015·高考四川卷)某同学在“探究弹力和弹簧伸长 的关系”时，安装好实验装置，让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐，在弹簧下端挂 1 个钩码，静止时弹簧长度为 l1，如图甲所示，图乙是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺(最小分度是 1 毫米)上位置的放大图，示数 l1＝______cm.在弹簧下端分别挂 2 个、3 个、4 个、5 个相同钩码，静止时弹簧长度分别是 l2、 l3、 l4、 l5.已知每个钩码质量是 50 g，挂 2 个钩码时，弹簧弹力F2＝________N(当地重力加速度 g＝9.8 N/kg)．要得到弹簧伸长量 x，还需要测量的是________．作出 F－ x 曲线，得到弹力与弹簧伸长量的关系．甲乙解析：由题图乙知 l1＝25.85 cm.挂两个钩码时，弹簧弹力 F＝0.98 N．要测弹簧伸长量，还需要测量弹簧的原长．答案：25.85 0.98 弹簧的原长3．(2015·高考福建卷)某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验．甲乙丙(1)图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，其示数为 7.73 cm；图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度，此时弹簧的伸长量 Δ l 为________cm；(2)本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，关于此操作，下列选项中规范的做法是________；(填选项前的字母)A．逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩 码总重B．随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重(3)图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量 Δ l 与弹力 F 的关系图线，图线的 AB 段明显偏离直线 OA，造成这种现象的主要原因是________________________________________________________________________．解析：(1)弹簧伸长后的总长度为 14.66 cm， 则伸长量 Δ l＝14.66 cm－7.73 cm＝6.93 cm.(2)逐一增挂钩码，便于有规律地描点作图，也可避免因随意增加钩码过多超过弹簧的弹性限度而损坏弹簧．(3)AB 段明显偏离 OA，伸长量 Δ l 不再与弹力 F 成正比，是超出弹簧的弹性限度造成的．答案：(1)6.93 (2)A (3)弹簧受到的拉力超过了其弹性限度4．某同学用如图甲所示装置做“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验．他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码，测出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下：( g 取 9.8 N/kg) 钩码总质量m/102 g0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00标尺刻度x/10－2 m15.00 18.94 22.82 26.78 30.66 34.60 42.00 54.50(1)根据所测数据在图乙坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度 x 与钩码总质量 m 的关系曲线．(2)根据所测得的数据和关系曲线可以判断，在________N 范围内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为________N/m.解析：(1)根据表格中的各组数据在坐标纸上标出相应的点，然后用平滑曲线连接这些点，作出的图像如图所示．(2)根据作出的图线可知，钩码质量在 0～500 g 范围内图线是直线，表明弹力大小与弹簧伸长量关系满足胡克定律．在这个范围内的曲线上找到相距较远的两点，利用这两点的坐标值计算弹簧的劲度系数 k＝ ＝ N/m＝25.00 N/m.Δ mgΔ x 5×102×10－ 3×9.8（ 34.60－ 15.00） ×10－ 2答案：(1)见解析 (2)0～4.9 25.005．某同学在竖直悬挂的弹簧下加挂 钩码，探究弹力与弹簧伸长量的关系．弹簧的弹力用 F 表示，弹簧挂上钩码后的总长度用 L 表示，表中是该同学记录的实验数据，实验中弹簧始终未超过弹性限度．( g＝10 N/kg)钩码总质量 m/g 0 30 60 90 120 150弹簧总长度 L/cm 6.0 7.2 8.4 9.6 10.8 12.4(1)根据实验数据在如图所示坐标系中作出弹簧的弹力 F 与弹簧的伸长量 x 的关系图像；(2)根据图像得到的结论是：________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(3)根据图像得到的弹簧的劲度系数是________N/m.答案：(1)如图所示(2)在弹性限度内，弹簧的弹力 F 与弹簧的伸长量 x 成正比 (3)256.在“探究弹力和弹簧伸长量的关系，并测定弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如图甲所示．所挂钩码的重力相当于对弹簧提供了向右的恒定拉力．实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将 5 个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度．(1)有一个同学通过以上实验测量后把 6 组数据描点在坐标系图乙中，请作出 F－ L 图线．(2)由此图线可得出该弹簧的原长 L0＝________ cm，劲度系数 k＝________N/m.(3)试根据该同学以上的实验情况，帮助他设计一个记录实验数据的表格(不必填写其实验测得的具体数据)．(4)该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较，优点在于：________________________________________________________________________缺点在于：________________________________________________________________________解析：(1 )F－ L 图线如图所示(2)弹簧的原长 L0即弹力为零时弹簧的长度，由图像可知， L0＝5×10 －2 m＝5 cm.劲度 系数为图像直线部分的斜率， k＝20 N/m.(3)记录数据的表格如表次数 1 2 3 4 5 6弹力 F/N弹簧的长度L/(×10－2 m)(4)优点是：可以避免弹簧自身重力对实验的影响．缺点是：弹簧与桌面及绳子与 滑轮间存在的摩擦会造成实验误差．答案：(1 )见解析图 (2)5 20 (3)、(4)见解析力的分解[随堂达标] 1．将一个力 F分解为两个力 F1、 F2，下列情况不可能的是( )A． F1或 F2垂直于 FB． F1、 F2都与 F在同一直线上C． F1或 F2的大小等于 FD． F1、 F2的大小和方向都与 F相同解析：选 D.一个力 F可以分解成无数对分力，分力的大小和方向都是不确定的， F1和F2可以与 F在同一直线上，但是不可能同时大小也都与 F相同，因为两力合力的最大值为两力之和．2．(多选)如图所示，物体 A静止在倾角为 30°的斜面上，现将斜面倾角由 30°增大到 45°，物体仍保持静止，则下列说法中正确的是( ) A． A对斜面的 压力不变B． A对斜面的压力减小C． A受到的摩擦力减小D． A受到的摩擦力增大解析：选 BD.倾角为 30°时，物体受到的摩擦力 f＝ mgsin 30°＝ mg，对斜面的压力12N＝ mgcos 30°＝ mg；倾角为 45°时，物体受到的摩擦力 f′＝ mgsin 45°＝ mg，对斜32 22面的压力 N′＝ mgcos 45°＝ mg，故 f＜ f′， N＞ N′，B、D 正确．223.甲、乙两人用绳子拉船，使船沿 OO′方向航行，甲用 1 000 N的力拉绳子，方向如图所示，要使船沿 OO′方向航行，乙的拉力最小值为( )A．500 N B．500 N3C．1 000 N D．400 N解析：选 B.要使船沿 OO′方向航行，甲和乙的拉力的合力方向必须沿 OO′方向．如图所示，作平行四边形可知，当乙拉船的力的方向垂直于 OO′时，乙的拉力 F 乙 最小，其最小值为F 乙 min＝ F 甲 sin 30°＝1 000× N＝500 N，故 B正确．124.一个 G＝60 N的物体放在水平地面上，受到两个与水平面间的夹角分别为 45°和 30°的斜向上拉力 F1＝40 N、 F2＝30 N 的作用，物体仍保持静止．则物体对 地面的压力为( )2A．60 N B．20 NC．0 N D．5 N解析：选 D.按力的作用效果可以看出， F1与 F2对物体有向上提拉的作用，且两个分力大小为F1y＝ F1sin 45°＝40 × N222＝40 N，F2y＝ F2sin 30°＝30× N＝15 N，12所以地面对物体的支持力N＝ G－ F1y－ F2y＝60 N－15 N－40 N＝5 N，故物体对地面的压力为 5 N，D 选项正确．5．如图所示，已知电灯的重力 G＝10 N， AO绳与顶板间的夹角 θ ＝45°， BO绳水平．(1)请按力的实际作用效果将 OC绳对 O点的拉力加以分解，并作出示意图．(2)AO绳所受的拉力 F1和 BO绳所受的拉力 F2分别为多少？解析：(1)OC绳的拉力产生了两个效果，一是 沿着 AO的方向向下拉紧 AO的分力 F1，另一个是沿着 BO绳的方向向左拉紧 BO绳的分力 F2，画出平行四边形，如图所示．(2)因为电灯处于静止状态，根据二力平衡的条件，可判断 OC绳的拉力大小等于电灯的重力，因此由几何关系得 F1＝ ＝10 N， F2＝ ＝10 N；其方向分别为沿 AOGsin θ 2 Gtan θ方向和沿 BO方向(如上图所示)．答案：(1)见解析图 (2) F1＝10 N，方向沿 AO方向 F2＝10 N，方向沿 BO方向2[课时作业]一、单项选择题1．已知某力的大小为 10 N，则不可能将此力分解为下列哪组力( )A．3 N、3 N B．6 N、6 NC．100 N、100 N D．400 N、400 N解析：选 A.合力与分力之间满足平行四边形定则，合力 10 N必须介于两分力的合力的范围内才有可能，但 A项中，两力的合力范围为 0≤ F≤6 N，所以 10 N的力不可能分解为 3 N、3 N．A 不可能，而 B、C、D 均可能．2．如图所示，甲、乙、丙三个物体质量相同，与地面的动摩擦因数相同，受到三个大小相同的作用力 F，当它们滑动时，受到的摩擦力大小是( )A．甲、乙、丙所受摩擦力 相同 B．甲受到的摩擦力最大C．乙受到的摩擦力最大 D．丙受到的摩擦力最大解析：选 C.图中三个物体对地面的压力分别为 N 甲 ＝ mg－ Fsin θ ， N 乙 ＝ mg＋ Fsin θ ， N 丙 ＝ mg，因它们均相对地面滑动，由 f＝ μN 知， f 乙 ＞ f 丙 ＞ f 甲 ，故 C正确．3.用两根承受的最大拉力相等、长度不等的细线 AO、 BO，悬挂一个中空铁球，如图所示，当在球内不断注入铁砂时，则( )A． AO先被拉断 B． BO先被拉断C． AO、 BO同时被拉断 D．条件不足，无法判断解析：选 B.依据力的作用效果，将重力分解如图所示，据图示可知： FBFA.又因为两绳承受能 力相同，故当在球内不断注入铁砂时， BO绳先断．选项 B正确．4.生活中的物理知识无处不在，如图是我们衣服上的拉链的一部分，在把拉链拉开的时候，我们可以看到有一个三角形的东西在两链中间运动，使很难直接分开的拉链很容易拉开，关于其中的物理原理，以下说法中正确的是( )A．拉开拉链时，三角形的物体增大了分开拉链的力B．拉开拉链时，三角形的物体只是为了将拉链分开并没有增大分开拉链的力C．拉开拉链时，三角形的物体增大了分开拉链的力，但合上拉链时减小了合上拉链的力D．以上说法均不正确解析：选 A.拉开拉链时，三角形的物体在两链间和拉链一起运动，手的拉力在三角形的物体上产生了两个分力，如图甲所示，在 α 角很小的情况下， F1＝ F2F，即分力大于手的拉力，所以很难直接分开的拉链很容易地被三角形的物体分开．合上拉链时，手的拉力在三角形物体上产生的拉拉链的两 分力，如图乙所示，根据边角关系，仍有 F1＝ F2F，即增大了合上的力，所以，只有选项 A正确．5.已知力 F的一个分力 F1跟 F成 30°角， F1大小未知，如图所示，则另一个分力 F2的最小值为( )A. B.F2 3F3C． F D．无法判断解析：选 A.由力的三角形知识可知，当 F2与力 F1垂直时， F2为最小值，故 F2＝ Fsin 30°＝ .F26.小明想推动家里的衣橱，但使出了吃奶的力气也推不动，他便想了个妙招，如图所示，用 A、 B两块木板，搭成一个底角较小的“人”字形架，然后往中央一站，衣橱被推动了．下列说法中正确的是( )A．这是不可能的，因为小明根本没有用力去推衣橱B．这是不可能的，因为无论如何小明的力气也没那么大C．这有可能， A板对衣橱的推 力有可能大于小明的重力D．这有可能， A板对衣橱的推力不可能大于小明的重力解析：选 C.开始小明是推不动衣橱的，但是小明的推力与他自身的重力没什么关系．如图：小明的重力可以分解成沿 A、 B两个方向的力，由于底角较 小，所以 A、 B方向的力会很大． A对衣橱的力可以分解成水平方向和竖直方向的力，而水平方向的力有可能大于小明的重力，故选 C.二、多项选择题7．关于力的分解，下列说法正确的是( )A．力的分解的本质就是用同时作用于物体的几个力产生的效果替代一个力的作用效果B．分力的大小一定大于合力的大小C．力的分解是力的合成的逆运算，同样遵守平行四边形定则D．分解一个力往往根据它产生的效果来进行解析：选 ACD.力的分解是力的合成的逆运算，同样遵守平行四边形定则；力的分解的原则是根据力的实际作用效果来分解力；合力和分力的作用效果是相同的；合力与分力的关系只有等效替代关系，没有固定的大小关系，故 A、C、D 项都正确．8.如图所示，建筑装修中，工人用质量为 m的磨石对斜壁进行打磨，当对磨石加竖直向上大小为 F的推力时，磨石恰好沿斜壁向上匀速运动，已知磨石与斜壁之间的动摩擦因数为 μ ，则磨石受到的摩擦力是( )A．( F－ mg)cos θB． μ (F－ mg)sin θC． μ (F－ mg)cos θD． μ (F－ mg)解析：选 AB.对磨石进行受力分析，由平 衡条件，沿斜壁：( F－ mg)cos θ ＝ f，A 对；垂直于斜壁：压力 N＝( F－ mg)·sin θ ，故摩擦力 f＝ μN ＝ μ (F－ mg)sin θ ，选项 B正确．9.人站在岸上通过定滑轮用绳牵引低处的小船，如图所示，若水的阻力恒定不变，则在船匀速靠岸的过程中，下列说法正确的是( )A．绳的拉力不断增大B．绳的拉力保持不变C．船受到的浮力保持不变D．船受到的浮力不断减小解析：选 AD.小船受力如图，利用正交分解：水平方向上Fsin θ ＝ f①竖直方向上Fcos θ ＋ N＝ mg ②船靠岸过程中 θ 减小，由①得 F增大，再由②得 N减小，所以应选 A、D.三、非选择题10.三条轻绳结于 O点，通过一轻质弹簧测力计将 一重物悬挂起来，如图所示．已知 系在竖直墙上的绳与墙成 37°角，弹簧测力计水平且读数为 3 N，求重物的质量( g取 10 N/kg)．解析：将竖直绳对 O点的 拉力 T沿两绳方向进行分解，分力分别为 T1和 T2，如图所示．则 T1＝ Ttan 37°而 T＝ mg， T1＝3 N.所以重物的质量： m＝ ＝ kg＝0.4 kg.T1gtan 37° 310×0.75答案：0.4 kg11.质量为 30 kg的小孩坐在 10 kg的雪橇上，大人用与水平方向成 37°斜向上的大小为 100 N的拉力 拉雪橇，使雪橇沿水平地面做匀速运动，如图所示，( g取 10 N/kg，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：(1)雪橇对地面的压力大小；(2)雪橇与水平地面的动摩擦因数的大小．解析：(1)对小孩和雪橇整体受力分析得竖直方向： Fsin θ ＋ N＝ mg解得 N＝ mg－ Fsin θ ＝340 N雪橇对地面的压力N′＝ N＝340 N.(2)水平方向Fcos θ － f＝0， f＝ μN .由上式解得 μ ＝4/17≈0.24.答案：(1)340 N (2)0.24