(新课标)2020届高考物理一轮总复习随堂训练第二章相互作用第6讲实验验证力的平行四边形定则(必修1

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(新课标)2020高考物理总复习第二章相互作用教师用书(含解析)(最新整理)

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相互作用点点通(一)重力、弹力的分析与判断1.重力(1)定义:由于地球的吸引而使物体受到的力。

(2)大小:G=mg,不一定等于地球对物体的引力。

(3)方向:竖直向下。

(4)重心:重力的等效作用点,重心的位置与物体的形状和质量分布都有关系,且不一定在物体上。

2.弹力(1)定义:发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力.(2)条件:①两物体相互接触;②发生弹性形变.(3)方向:弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反。

3.弹力有无的判断多用来判断形变较明显的情况假设法对形变不明显的情况,可假设两个物体间没有弹力,若运动状态不变,则此处不存在弹力;若运动状态改变,则此处一定存在弹力状态法根据物体的运动状态,利用共点力的平衡条件或牛顿第二定律判断是否存在弹力4.弹力方向的判断(1)根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断。

(2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律判断。

[小题练通]1。

(多选)如图所示,一倾角为45°的斜面固定于竖直墙边,为使图中光滑的铁球静止,需加一水平力F,且F通过球心,下列说法正确的是()A.球一定受墙的弹力且水平向左B.球可能受墙的弹力且水平向左C.球一定受斜面的弹力且垂直斜面向上D.球可能受斜面的弹力且垂直斜面向上解析:选BC 球处于静止状态,由平衡条件知,当F较小时,球的受力情况如图甲所示,当F较大时,球的受力情况如图乙所示,故B、C正确。

2.如图所示,小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成α角的细绳共同拴接一小球。

当小车和小球相对静止,一起在水平面上运动时,下列说法正确的是( )A.细绳一定对小球有拉力B.轻弹簧一定对小球有弹力C.细绳不一定对小球有拉力,但是轻弹簧对小球一定有弹力D.细绳不一定对小球有拉力,轻弹簧对小球也不一定有弹力解析:选D 若小球与小车一起做匀速运动,则细绳对小球无拉力;若小球与小车有向右的加速度a=g tan α,则轻弹簧对小球无弹力,D正确。

全品复习方案2020届高考物理一轮复习第2单元相互作用物体平衡听课正文含解析

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一、力考点一关于重力、弹力有无的判断图3-1我国古代劳动人民就对其有了比较复杂的应用图3-2图3-3考点二图3-4有三个重力、形状都相同的光滑圆柱体3-图3-5角的曲杆,杆的另一端固定一个质量为图3-6的值为考点三图3-7图3-8一轻质细绳一端固定于竖直墙壁上的O点,另一端跨过大小可忽略、不计摩擦的定滑轮=图3-9两根完全相同的轻质弹簧a、b图3-10图3-11 斜插入墙中并固定,mgmg mg mg mg 摩擦力考点一关于滑动摩擦力的分析与计算图4-1 在静止的传送带上匀速下滑时,传送带突然转动,)图4-2考点二与物体间的相对运动趋势的方向相反图4-3图4-4 考点三图4-5图4-6 图4-7图4-8 图4-9图4-10一、力的合成考点一力的合成cos=图5-1当两人对水桶的作用力都竖直向上时,每人的作用力大小等于图5-2图5-3个共点力的情况如图5-个力恰好围成一个正方形考点二图5-4 F F图5-5铰链处作用一垂直于墙壁的力杆的重力及滑块C的重力不计考点三图5-6平行和垂直于接触面;③平行和垂直于运动方向轴和y轴)分解,如图5F F F=F图5-8-图5-9叠放在水平地面上的四个完全相同的排球如图球与地面间的动摩擦因数均为mgμ热点一共点力平衡条件及受力分析一般原则图Z2-1在竖直向上的恒力F作用下图Z2-2热点二图Z2-3点顺时针缓慢转过一个微小角度,则关于轻绳对图Z2-4]如图Z2-图Z2-5Z2-,轻杆AB一端通过铰链固定在端系有一根轻绳并绕过定滑轮C,用力F拉绳,()热点三图Z2-7平行于斜面处于压缩状态的轻弹簧一端连接物块为图Z2-8sinθ热点四图Z2-9mg图Z2-10图Z2-11图Z2-12AB悬挂于天花板上段拉力的大小,在图Z2-13m。

(新课标)高考物理一轮复习第二章相互作用实验三验证力的平行四

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(新课标)高考物理一轮复习第二章相互作用实验三验证力的平行四实验三验证力的平行四边形定则【基本要求】一、实验目的1.验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则.2.培养应用作图法处理实验数据和得出结论的能力.二、实验原理能斯脱角度的两个力f1、f2与另外一个力f′产生相同的效果,看看f1、f2用平行四边形定则算出的合力f与f′在实验误差容许范围内与否成正比.三、实验器材木板、白纸、图钉若干、橡皮条、细绳、弹簧测力计两个、三角板、刻度尺、铅笔.四、实验步骤1.用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上.2.用图钉把橡皮条的一端紧固在a点,橡皮条的另一端拴上两个粗绳套.3.用两只弹簧测力计分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条与绳的结点伸长到某一位置o,如图所示,记录两弹簧测力计的读数,用铅笔描下o点的位置及此时两细绳的方向.4.就用一只弹簧测力计通过粗绳套把橡皮条的结点扎至同样的边线o,记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向.5.改变两弹簧测力计拉力的大小和方向,再重做两次实验.【方法规律】一、数据处理1.用铅笔和刻度尺从结点o沿两条细绳方向画直线,按选取的标度做出这两只弹簧测力计的拉力f1和f2的图示,并以f1和f2为邻边用刻度尺和三角板并作平行四边形,过o点画平行四边形的对角线,此对角线即为为合力f的图示.12.用刻度尺从o点按同样的标度沿记录的方向做出实验步骤4中弹簧测力计的拉力f′的图示.3.比较f与f′是否完全重合或几乎完全重合,从而验证平行四边形定则.二、注意事项1.同一实验中的两只弹簧测力计的挑选出方法就是:将两只弹簧测力计调零后互钩对拉,读数相同.2.在同一次实验中,使橡皮条拉长时,结点o位置一定要相同.3.用两只弹簧测力计击晕绳套能斯脱角度地拉橡皮条时,夹角不必太大也不必太小,在60°~100°之间为宜.4.实验时弹簧测力计应与木板平行,读数时眼睛要正视弹簧测力计的刻度,在合力不超过量程及橡皮条弹性限度的前提下,拉力的数值尽量大些.5.粗绳套应适当短一些,易于确认力的方向.不要轻易沿细绳套的方向画直线,应当在细绳套末端用铅笔画一个点,换成粗绳套后,再将所标点与o点相连接,即可确认力的方向.6.在同一次实验中,画力的图示所选定的标度要相同,并且要恰当选取标度,使所作力的图示稍大一些.三、误差分析1.弹簧测力计本身的误差.2.读数误差和作图误差.3.两分力f1、f2间的夹角θ越大,用平行四边形定则作图得出结论的合力f的误差δf也越大.对实验原理和操作的考查某同学用钩码和弹簧测力计搞“检验力的平行四边形定则”实验.(1)恳请将实验内容补足完备:a.将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上,在另一端绑上两根系有细绳套的细线.b.其中一根细线摆上5个质量成正比的钩码(每个钩码质量均为50g),并使橡皮筋弯曲,例如图甲右图,记录________、结点的边线o和细线方向.c.将图甲中钩码取下一个,并将细线用一光滑铁钉b(可随时固定)支开,在另一细线2上挂上弹簧测力计,使两细线成一定角度,拉弹簧测力计,如图乙所示,图中α、β可测cosα3定,当=时,橡皮筋正好位于竖直方向且橡皮筋cosβ4与细线结点的位置与步骤b中结点的位置o重合,此时弹簧测力计的示数应为________n(当地重力加速度g=10m/s).(2)本实验使用的科学方法就是________.a.理想实验法b.耦合替代法c.控制变量法d.创建物理模型法[解析](1)由实验原理可知本实验利用等效替代法来验证“力的平行四边形定则”,图甲中钩码的重力即合力大小,细线方向即合力方向,所以应记录钩码的个数(细线上的拉力)、结点o的位置和细线方向,在用钩码和弹簧测力计一起拉橡皮筋时,一定要将橡皮筋与细线结点的位置与步骤b中结点的位置o重合,此时应记录钩码个数、弹簧测力计示数及对应的细线方向,分析图乙中结点的受力情况可得水平方向有4mgcosα=fcosβ,代入数据得弹簧测力计的示数应为f=3mg=1.5n.(2)由(1)王经耦合替代法.[答案](1)钩码的个数(细线上的拉力)1.5(2)b对实验数据处理和误差分析的考查小明通过实验验证力的平行四边形定则.(1)实验记录纸例如图甲右图,o点为橡皮筋被弯曲后弯曲至的边线,两弹簧测力计共同促进作用时,拉力f1和f2的方向分别过p1和p2点;一个弹簧测力计扎橡皮筋时,拉力f3的方向过p3点.三个力的大小分别为:f1=3.30n、f2=3.85n和f3=4.25n.恳请根据图中得出的标度作图算出f1和f2的合力.2(2)仔细分析实验,小明猜测实验中的橡皮筋被多次弯曲后弹性出现了变化,影响实验结果.他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋弯曲至相同长度,辨认出读数不相同,于是进一步探究了弯曲过程对橡皮筋弹性的影响.实验装置例如图乙右图,将一张白纸紧固在直角置放的木板上,橡皮筋的上端紧固于o点,下端n摆一重物.用与白纸平行的水平力缓慢地带动3n,在白纸上记录之下n的轨迹.重复上述过程,再次记录之下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时所受水平拉力fa、fb的大小关系为____________.(3)根据(2)中的实验,可以得出结论的实验结果存有________.(学测选项前的字母)a.橡皮筋的长度与受的拉力成正比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,恳请对检验力的平行四边形定则实验明确提出两点注意事项.[解析](1)做出的图示例如图1右图.(2)重物受力情况如图2所示,由于重力不变,两次实验时,橡皮筋拉力ft的方向相同,故水平拉力f大小相等,即fa=fb.(3)根据题图丙所述,选项b、d恰当,a、c错误.(4)橡皮筋弯曲不必过长,采用崭新橡皮筋等可以增大误差.[答案](1)见到解析图(f合=4.6~4.9n都算是对)(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)4。

2020版高考物理新增分大一轮复习第二章相互作用实验二力的平行四边形定则课

2020版高考物理新增分大一轮复习第二章相互作用实验二力的平行四边形定则课

大一轮复习讲义第二章相互作用实验二力的平行四边形定则NEIRONGSUOYIN内容索引过好双基关研透命题点回扣基础知识训练基础题目细研考纲和真题分析突破命题点随堂测试随堂检测检测课堂学习效果过好双基关1.实验目的验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则.2.实验原理等效法:使一个力F ′的作用效果和两个力F 1、F 2的相同,都是使同一条一端固定的橡皮条,所以这个力F ′就是那两个力F 1和F 2的合力.作出力F ′的图示,再根据作出力F 1和F 2的合力F 的图示,比较F 和F ′的大小和方向是否相同.3.实验器材方木板、白纸、弹簧测力计(两个)、三角板、刻度尺、图钉(若干个)、细芯铅笔、橡皮条、细绳套(两个).作用效果伸长到某点平行四边形定则4.实验步骤(1)用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上.(2)用图钉把橡皮条的一端固定在A 点,橡皮条的另一端拴上两个细绳套.(3)用两个弹簧测力计分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长到某一位置O ,如图1甲所示,记录的读数,用铅笔描下O 点的位置及此时的两细绳套的方向.(4)用铅笔和刻度尺从结点O 沿两条细绳套方向画直线,按选定的标度作出这两个弹簧测力计的拉力F 1和F 2的图示,并以F 1和F 2为邻边用刻度尺、三角板作平行四边形,过O 点画平行四边形的对角线,此对角线即为的图示.图1弹簧测力计合力F(5)只用一个弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O ,记下和,用刻度尺从O 点按同样的标度沿记录的方向作出这个弹簧测力计的拉力F ′的图示.(6)比较力F ′与用平行四边形定则求出的合力F 在大小和方向上是否相同.(7)改变两个力F 1和F 2的大小和夹角,再重复实验两次.5.注意事项(1)不要直接以橡皮条端点为结点,可拴一短细绳连两细绳套,以三绳交点为结点,应使结点小些,以便准确地记录结点O 的位置.(2)在同一次实验中,使橡皮条拉长时结点O 的位置一定要相同.细绳套的方向弹簧测力计的读数F ′(3)不要用老化的橡皮条,检查方法是用一个弹簧测力计拉橡皮条,要反复做几次,使橡皮条拉到相同的长度看弹簧测力计读数有无变化.(4)细绳套应适当长一些,便于确定力的方向.不要直接沿细绳套的方向画直线,应在细绳套末端用铅笔画一个点,取掉细绳套后,再将所标点与O点连直线确定力的方向.(5)在同一次实验中,画力的图示所选定的标度要相同,并且要恰当选取标度,使所作力的图示稍大一些.6.误差分析(1)弹簧测力计本身不够准确造成的误差,为此要选择比较准确的弹簧测力计.(2)弹簧测力计读数和作图造成偶然误差,需要多做几次实验,并且使两分力F1、F2的夹角适当大些.自测1本实验采用的科学方法是√A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法D.建立物理模型法自测2某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图2甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳.图乙是在白纸上根据实验结果画出的图.如果没有操作失误,图乙中的F与F′F′两力中,方向一定沿AO方向的是____.图2研透命题点例1(2018·金陵中学等三校四模)“验证力的平行四边形定则”的实验如图3甲所示.命题点一教材原型实验(1)某同学实验操作步骤如下:①如图甲所示把橡皮条的一端固定在板上的A点,用两条细绳连在橡皮条的另一端,通过细绳用两个弹簧测力计互成角度拉橡皮条,橡皮条伸长,使结点伸长到O点,用铅笔记下O点的位置,并记下两个测力计的读数.②在纸上按比例作出两个力FOB 、FOC的图示,用平行四边形定则求出合力F.③只用一个测力计,通过细绳把橡皮条上的结点拉到同样的位置O点,记下测力计的读数和细绳的方向,按同样比例作出这个力F′的图示(如图乙),比较F′与用平行四边形定则求得的合力F.④改变FOB 和FOC的夹角和大小,重复上述过程.上述实验过程中有重要遗漏的步骤是_____(填步骤序号);图乙中,力_______的图线与AO延长线重合(选填F或F′)F′①(2)某同学认为在实验过程中必须注意以下几项,你认为正确的有________.ACA.拉橡皮条的细绳套适当细一些且长一些B.实验中把橡皮条节点拉到O点时,两弹簧测力计之间的夹角为90°不变,可便于计算合力C.拉橡皮条时,橡皮条、细绳和弹簧测力计应贴近且平行于木板D.两根细绳必须等长,且橡皮条应与两绳夹角的角平分线在同一直线上(3)如图丙,某次测量F OB、F OC大小、方向实验过程中发现,F OC读数几乎满量读数不到量程一半(两弹簧测力计相同),需要作适当调整,下列做程,而FOB法正确的是________.DA.保持结点O位置不变、OB方向不变,OC逆时针转过一定的角度B.保持结点O位置不变,OB、OC逆时针转过适当的角度C.适当调整结点O远离A,OB顺时针方向、OC逆时针各转过适当角度D.适当调整结点O靠近A,OB方向可不变,OC逆时针转过一个角度变式1(2018·锡山中学月考)在“力的合成的平行四边形定则”实验中,某同学将橡皮筋的一端固定于P 点,用一只弹簧测力计将橡皮筋的另一端拉到O 点,记下拉力F 合的大小和方向.(1)改用两只弹簧测力计拉伸橡皮筋,记下两个分力,如图4甲所示.请指出图中两处操作错误______________________________;____________________________.橡皮筋的端点没有再次回到O 点图4拴在橡皮筋上的细绳套太短解析两处错误是:橡皮筋的端点没有再次回到O 点;拴在橡皮筋上的细绳套太短;(2)纠正错误后,记下两分力F 1、F 2的大小和方向,如图乙所示,用力的图示法在纸上画出表示三个力的箭头,以表示F 1和F 2的线段为邻边作平行四边形,由图可得,F 1和F 2的合力F =_____N.4.5解析由题图乙可得,F 1和F 2的合力F =4.5N ;(3)在图乙中,表示F 合的线段不在平行四边形的对角线上,上述实验误差产生的原因可能有哪些?________________________________________________________________________________.上述实验误差产生的原因可能有力的测量有误差;作图不准确;力的方向记录不准确等解析误差原因:力的测量有误差;作图不准确;力的方向记录不准确等.1.对实验原理的理解、实验方法的迁移命题点二实验拓展与创新2.实验器材的改进(1)橡皮筋――――→替代弹簧测力计(2)钩码――――→替代弹簧测力计例2(2018·徐州市期中)某同学为了“验证力的平行四边形定则”,准备了三根相同的橡皮筋、木板、重物、刻度尺、三角板、铅笔、细绳套、白纸、钉子等器材.操作步骤如下:a.把三根橡皮筋的一端系在一起,另一端分别系一个细绳套;b.将白纸固定在木板上,在木板上钉两个钉子,将任意两个橡皮筋上的绳套分别套在两钉子上;c.立起木板,将重物挂在剩下的一个绳套上,如图5甲所示;d.记录下三根橡皮筋的长度和橡皮筋结点的位置O及每个橡皮筋的方向;e.取下白纸,利用橡皮筋的伸长量作为拉力大图5小,画出受力图,验证力的平行四边形定则;f.换用不同的重物重复实验.(1)此实验还需____:CA.测量重物的质量B.记录下两个钉子的位置C.测量橡皮筋的原长解析实验通过作出三个力的图示,来验证“力的平行四边形定则”,因此重物的重力不需要知道,故不选A;在题述步骤中已经记录了每条橡皮筋的方向,不需要记录两个钉子的位置,故不选B;本实验以弹簧的伸长量来作平行四边形,步骤d中测量了橡皮筋悬挂重物后的长度,要计算伸长量,需要测量橡皮筋的原长,故选C.(2)某次实验,测得三根橡皮筋的伸长量及方向.把橡皮筋的伸长量作为拉力大小,作出力的图示,如图乙所示,请任选两个力,根据平行四边形定则作出合力;答案见解析图解析如图,以其中两个橡皮筋的伸长量为邻边作平行四边形,平行四边形的对角线为合力的理论值;(3)在(2)问作出的图中,根据_______________________________________________________________________________________可以说明力的合成满足平行四边形定则.由平行四边形作出的对角线与第三条橡皮筋的伸长量大小基本相等,方向差不多都在竖直方向上解析由平行四边形作出的对角线与第三条橡皮筋的伸长量大小基本相等,方向差不多都在竖直方向上即验证了力的合成满足平行四边形定则.不需要(4)如果换用不同的重物再次重复该实验,________(填“需要”或“不需要”)改变钉子的位置,使橡皮筋的结点回到原来的O点.解析因为该实验是利用橡皮筋的伸长量作为拉力大小,画出受力图,验证力的平行四边形定则,若换用不同的重物重复该实验,不需要使橡皮筋结点回到原来的O点.变式2(2018·兴化市第一中学期初)有同学利用如图6所示的装置来验证力的平行四边形定则.在竖直木板上铺有白纸,固定两个光滑的滑轮A和B,将绳子打一个结点O,每个钩码的重量相等,当系统达到平衡时,根据钩码个数读出三根绳子的拉力F1、F2、和F3,回答下列问题.(1)改变钩码个数,实验能完成的是________.A.钩码的个数N1=N2=2,N3=4B.钩码的个数N1=N3=3,N2=4C.钩码的个数N1=N2=N3=4D.钩码的个数N1=3,N2=4,N3=5图6BCDA(2)在拆下钩码和绳子前,最重要的一个步骤是____.A.标记结点O的位置,并记录OA、OB、OC三段绳子的方向B.量出OA、OB、OC三段绳子的长度C.用量角器量出三段绳子之间的夹角D.用天平测出钩码的质量解析为验证力的平行四边形定则,必须作受力图,所以先明确受力点,即标记结点O的位置,其次要作出力的方向并读出力的大小,最后作出力的图示,因此要记录砝码的个数和OA、OB、OC三段绳子的方向,故A正确,B、C、D 错误.(3)在作图时,你认为图7中____(选填“甲”或“乙”)是正确的.甲解析以O点为研究对象,F3的实际作用效果在OC这条线上,由于误差的存在,F1、F2的理论值要与实际值有一定偏差,故题图甲符合实际,题图乙不符合实际.图7随堂测试1.(2019·响水中学一模)在“探究求合力的方法”实验中,某同学用两只弹簧秤将橡皮筋的端点拉到点O ,作出这两个力F 1、F 2的图示(图8甲),然后用一只弹簧秤将橡皮筋的端点仍然拉到O ,弹簧秤示数F 如图乙所示.(1)弹簧秤的示数F =________N ;2.8图8解析弹簧秤的最小刻度为0.2N ,可知弹簧秤的示数F =2.8N.(2)请帮他在图甲中画出力F的图示(图中a为记录F方向时所记录的一点);答案见解析图解析根据图示法作出F的图示,如图所示.(3)该同学用虚线把F的箭头末端分别与F1、F2的箭头末端连起来.他观察图形后受到了启发.你认为他紧接着应进行的两个实验步骤是________.A.整理实验器材B.提出求合力方法的猜想C.改变F1、F2的大小和方向,重复上述实验D.与同学交流讨论实验结果,得出结论BC解析用虚线把F的箭头末端分别与F1、F2的箭头末端连起来.观察图形后受到了启发.提出求合力方法的猜想,然后改变F1、F2的大小和方向,重复上述实验,故B、C正确.2.(2018·盐城市期中)某实验小组为“验证力的平行四边形定则”,设计了如下三个实验方案:方案一:实验装置如图9甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,OA为橡皮条,OB和OC为细绳.用两只弹簧测力计分别拉OB和OC将橡皮条与细绳的结点拉到O点,再重合用一只弹簧测力计拉细绳将结点拉到与O点________(选填“重合”或“不重合”).解析方案一:该实验采用“等效替代”法,同一次实验中要求两次拉橡皮条要到同一位置,即要求橡皮条形变的大小相同,故用一只弹簧测力计拉细绳与用两只弹簧测力计拉细绳结点O的位置会重合;方案二:实验装置如图乙所示,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点的位置和三根细线的方向.弹簧测力计示数的单位为N,图中A的示数为3.6________N.解析方案二:弹簧测力计读数,每1N被分成5格,则1格就等于0.2N.则题图中A的示数为3.6N;方案三:实验装置如图丙所示,在竖直木板上铺有白纸,固定两个光滑的滑轮A和B,将绳子打一个结点O,每个钩码的重量相等,当系统达到平衡时,要记各条绳上所挂钩码的个数录的是:结点O的位置、三段绳子的方向和__________________________.解析方案三:为验证力的平行四边形定则,必须作受力图,所以先明确受力点,即标记结点O的位置,其次要作出力的方向并读出力的大小,最后作出力的图示,因此还要记录OA、OB、OC三段绳子的方向和各条绳上所挂钩码的个数.3.某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验,将画有坐标轴(横轴为x 轴,纵轴为y轴,最小刻度表示1mm)的纸贴在水平桌面上,如图10(a)所示.将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示部分之外),另一端P位于y轴上的A点时,橡皮筋处于原长.(1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O,此时拉力F的大小可由测力计读出.测力计的示数如图(b)所示,F的大小为_____N.4.0解析由题图(b)可知,F的大小为4.0N(2)撤去(1)中的拉力,橡皮筋P 端回到A 点;现使用两个测力计同时拉橡皮筋,再次将P 端拉至O 点.此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向,由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F 1=4.2N 和F 2=5.6N.①用5mm 长度的线段表示1N 的力,以O 为作用点,在图(a)中画出力F 1、F 2的图示,然后按平行四边形定则画出它们的合力F 合;②F 合的大小为____N,F 合与拉力F 的夹角的正切值为_______.若F 合与拉力F 的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内,则该实验验证了力的平行四边形定则.答案见解析图4.00.054.一同学用电子秤、水壶、细线、墙钉和贴在墙上的白纸等物品,在家中“验证力的平行四边形定则”.(1)如图11甲,在电子秤的下端悬挂一装满水的水壶,记下水壶__________________________时电子秤的示数F ;图11静止(或稳定、解析要测量装满水的水壶的重力,当水壶处于平衡状态时电子秤的拉力等于水壶的重力,故需记下水壶静止时电子秤的示数F .平衡、不动)(2)如图乙,将三根细线L1、L2、L3的一端打结,另一端分别拴在电子秤的挂钩、,在白纸上记下结点O的位置、墙钉A和水壶杯带上.水平拉开细线L1三根细线的方向________________和电子秤的示数F1;解析要画出平行四边形,则需要记录分力的大小和方向,所以在白纸上记下结点O的位置的同时也要记录三根细线的方向以及电子秤的示数F.1(3)如图丙,将另一颗墙钉B钉在与O同一水平位置上,并将L1拴在其上.手握电子秤沿着图乙中L2的方向拉开细线L2,使_______________和三根细线的方向与图乙中重合,记录电子秤的示数F2;结点O的位置解析已经记录了一个分力的大小,还要记录另一个分力的大小,则结点O位置不能变化,力的方向也都不能变化,所以应使结点O的位置和三根细线的方向与题图乙中重合,记录电子秤的示数F2.(4)在白纸上按一定标度作出电子秤拉力F、F1、F2的图示,根据平行四边形定则作出F1、F2的合力F′的图示,若______________________________,则平行四边形定则得到验证.F′与F的图示在误差范围内重合解析根据平行四边形定则作出F1、F2的合力F′的图示,若F和F′在误差允许范围内重合,则验证了平行四边形定则.。

高三物理一轮第二章相互作用复习测试题及答案解析

高三物理一轮第二章相互作用复习测试题及答案解析

绝密★启用前高三物理一轮第二章相互作用复习测试题本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分,考试时间150分钟。

第Ⅰ卷一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分)1.如图所示,在水平天花板的A点处固定一根轻杆a,杆与天花板保持垂直.杆的下端有一个轻滑轮O.另一根细线上端固定在该天花板的B点处,细线跨过滑轮O,下端系一个重为G的物体,BO段细线与天花板的夹角为θ=30°.系统保持静止,不计一切摩擦.下列说法中正确的是()A.细线BO对天花板的拉力大小是B.a杆对滑轮的作用力大小是C.a杆和细线对滑轮的合力大小是GD.a杆对滑轮的作用力大小是G2.两物体M、m用跨过光滑定滑轮的轻绳相连,如图所示,OA,OB与水平面的夹角分别为30°、60°,M、m均处于静止状态.则()A.绳OA对M的拉力大小大于绳OB对M的拉力B.绳OA对M的拉力大小等于绳OB对M的拉力C.m受到水平面的静摩擦力大小为零D.m受到水平面的静摩擦力的方向水平向左3.如下图所示,放在斜面上的物体处于静止状态. 斜面倾角为30°物体质量为m,若想使物体沿斜面从静止开始下滑,至少需要施加平行斜面向下的推力F=0.2mg,则()A.若F变为大小0.1mg沿斜面向下的推力,则物体与斜面的摩擦力是0.1mgB.若F变为大小0.1mg沿斜面向上的推力,则物体与斜面的摩擦力是0.2mgC.若想使物体沿斜面从静止开始上滑,F至少应变为大小1.2mg沿斜面向上的推力D.若F变为大小0.8mg沿斜面向上的推力,则物体与斜面的摩擦力是0.7mg4.如图所示,与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m=1.0 kg的物体.细绳的一端与物体相连.另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连.物体静止在斜面上,弹簧秤的示数为4.9 N.关于物体受力的判断(取g=9.8 m/s2).下列说法正确的是()A.斜面对物体的摩擦力大小为零B.斜面对物体的摩擦力大小为4.9 N,方向沿斜面向上C.斜面对物体的支持力大小为4.9N,方向竖直向上D.斜面对物体的支持力大小为4.9 N,方向垂直斜面向上5.作用于O点的三力平衡,设其中一个力大小为F1,沿y轴正方向,力F2大小未知,与x轴负方向夹角为θ,如图所示.下列关于第三个力F3的判断中正确的是()A.力F3只能在第四象限B.力F3与F2夹角越小,则F2和F3的合力越小C.F3的最小值为F1cosθD.力F3可能在第一象限的任意区域6.如图所示,用平行于斜面体A的斜面的轻弹簧将物块P拴接在挡板B上,在物块P上施加沿斜面向上的推力F,整个系统处于静止状态.下列说法正确的是()A.物块P与斜面之间一定存在摩擦力B.弹簧的弹力一定沿斜面向下C.地面对斜面体A的摩擦力水平向左D.若增大推力,则弹簧弹力一定减小7.如图所示,水平细杆上套一细环A,环A和球B间用一轻质细绳相连,质量分别为mA、mB(mA>mB),B球受到水平风力作用,细绳与竖直方向的夹角为θ,A环与B球都保持静止,则下列说法正确的是()A.B球受到的风力大小为mAg sinθB.当风力增大时,杆对A环的支持力不变C.A环与水平细杆间的动摩擦因数为tanθD.当风力增大时,轻质绳对B球的拉力仍保持不变8.粗细均匀的电线架在A,B两根电线杆之间.由于热胀冷缩,电线在夏、冬两季呈现如图所示的两种形状,电线杆始终处于竖直状态,下列说法中正确的是()A.冬季,电线对电线杆的拉力较大B.夏季,电线对电线杆的拉力较大C.夏季与冬季,电线对电线杆的拉力一样大D.夏季,杆对地面的压力较大9.如图所示,物体B的上表面水平,当A、B相对静止沿斜面匀速下滑时,设B给A的摩擦力为F f1,水平面给斜面体C的摩擦力为F f2,则()A.F f1=0,F f2=0B.F f1水平向右,F f2水平向左C.F f1水平向左,F f2水平向右D.F f1=0,F f2水平向右10.如图所示,在粗糙绝缘的水平地面上放置一带正电的物体甲,现将另一个也带正电的物体乙沿着以甲为圆心的竖直平面内的圆弧由M点移动到N点,若此过程中甲始终保持静止,甲、乙两物体可视为质点,则下列说法正确的是()A.乙的电势能先增大后减小B.甲对地面的压力先增大后减小C.甲受到地面的摩擦力不变D.甲受到地面的摩擦力先增大后减小11.如图所示,三根长度均为l的轻绳分别连接于C、D两点,A、B两端被悬挂在水平天花板上,相距2l.现在C点悬挂一个质量为m的重物,为使CD绳保持水平,在D点可施加力的最小值为()A.mgB.mgC.mgD.mg12.在新疆克拉玛依航空旅游节上,解放军八一跳伞队带来了精彩的表演.如图所示,某段时间内将伞对运动员的作用力简化为两根绳子对运动员的拉力,设两绳与竖直方向的夹角均为30°,运动员重力为G(不计运动员所受空气阻力),若运动员匀速运动,则每根绳的拉力为()A.B.C.D.G13.如图所示,置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m的照相机,三脚架的三根轻质支架等长,与竖直方向均成30°角,则每根支架中承受的压力大小为()A.mgB.mgC.mgD.mg14.壁虎在竖直玻璃面上斜向上匀速爬行,关于它在此平面内的受力分析,下列图示中正确的是()A.B.C.D.15.如图所示,在水平桌面上放一木块,用从零开始逐渐增大的水平拉力F拉着木块沿桌面运动,则木块所受到的摩擦力F f随拉力F变化的图象(木块与地面间的最大静摩擦力略大于滑动摩擦力)正确的是下图中的()A.B.C.D.16.如图所示,一条细绳跨过定滑轮连接两个小球A,B,它们都穿在一根光滑的竖直杆上,不计绳与滑轮间的摩擦,当两球平衡时OA绳与水平方向的夹角为2θ,OB绳与水平方向的夹角为θ,则球A,B的质量之比为()A.2cosθ∶1B.1∶2cosθC.tanθ∶1D.1∶2sinθ17.如图所示,有一重力不计的方形容器,被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态,现缓慢地向容器内注水,直到注满为止,此过程中容器始终保持静止,则下列说法正确的是()A.容器受到的摩擦力不断增大B.容器受到的摩擦力不变C.水平力F必须逐渐增大D.容器受到的合力逐渐增大18.如图是“探究求合力的方法”实验示意图.图甲表示在两个拉力F1、F2的共同作用下,将橡皮条的结点拉长到O点;图乙表示准备用一个拉力F拉橡皮条.下列说法正确的是()A.甲实验时,两个拉力的大小应相等B.甲实验时,两个拉力的方向应互相垂直C.乙实验时,只须使橡皮条的伸长量与甲实验相等D.乙实验时,仍须将橡皮条的结点拉到O点19.如图,一条不可伸长的轻质细绳一端跨过光滑钉子b悬挂一质量为m1的重物,另一端与一轻质绳相连于c点,ac=,c点悬挂质量为m2的重物,平衡时ac正好水平,此时质量为m1的重物的上表面正好与ac在同一水平线上且到b点的距离为l,到a点的距离为l,则两重物的质量之比为()A.B.2C.D.20.如图所示,倾角α的斜面体,质量为M,静止放在粗糙的水平地面上.质量为m的木块沿斜面由静止开始加速滑下.已知斜面体的斜面是光滑的,底面是粗糙的;且在木块加速下滑过程中斜面体始终保持静止,则()A.木块对斜面的压力为mg sinαB.木块沿斜面下滑的加速度为g cosαC.斜面体对地面的压力大于(m+M)gD.斜面体对地面的静摩擦力方向水平向右第Ⅱ卷二、非选择题(共4小题,每小题10.0分,共40分)21.在“验证力的平行四边形定则”实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,先用一个弹簧秤将橡皮条的另一端拉到某-点并记下该点的位置;再将橡皮条的另一端系两根细绳,细绳的另一端都有绳套,用两个弹簧秤分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条.(1)以下操作中正确的是________A.同一次实验过程中,O点位置允许变动B.实验中,弹簧秤必须与木板平行,读数时视线要正对弹簧秤刻度C.实验中,先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程,然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向,把橡皮条另一端拉到O点D.实验中,两弹簧秤之间夹角应取适当角度(2)如图甲所示,两弹簧秤的读数分别为________N和________N.(3)图乙中A、B两图是两位同学得到的实验结果,其中符合实际的是________图.(4)本实验采用的科学方法是________A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法D.建立物理模型法.22.如图所示,α=30°,装置的重力和摩擦力均不计,若用F=100 N的水平推力使滑块B保持静止,则工件上受到的向上的弹力多大?23.如图所示,水平轻杆的一端固定在墙上,轻绳与竖直方向的夹角为37°,小球的重力为12 N,轻绳的拉力为10 N,水平轻弹簧的拉力为9 N,求轻杆对小球的作用力.24.如图所示,轻杆BC的C点用光滑铰链与墙壁固定,杆的B点通过水平细绳AB使杆与竖直墙壁保持30°的夹角.若在B点悬挂一个定滑轮(不计重力),某人用它匀速地提起重物.已知重物的质量m=30 kg,人的质量M=50 kg,g取10 m/s2.试求:(1)此时地面对人的支持力的大小;(2)轻杆BC所受力的大小.答案与解析1.【答案】D【解析】细线对天花板的拉力等于物体的重力G;以滑轮为研究对象,两段绳的拉力都是G,互成120°,因此合力大小是G,根据共点力平衡,a杆对滑轮的作用力大小也是G(方向与竖直方向成60°斜向右上方);a杆和细线对滑轮的合力大小为零.2.【答案】D【解析】设绳OA对M的拉力为FA,绳OB对M的拉力为FB,由O点合力为零可得:FA·cos 30°=FB·cos 60°即FA=FB,故A、B均错误;因FB>FA,物体m有向右滑动的趋势,m受到水平面的摩擦力的方向水平向左,C错误,D正确.3.【答案】C【解析】施加平行斜面向下的推力F=0.2mg,根据共点力平衡,有:F+mg sin 30°=F f,解得F f=0.7mg,当推力F变为0.1mg,方向仍然沿斜面向下,此时物体处于静止状态,所受的摩擦力F f=mg sin 30°+0.1mg =0.6mg.故A错误;当F的大小为0.1mg,方向向上时,则物体仍然处于静止状态,有mg sin 30°=F+F f,解得F f=0.4mg.故B错误;若想使物体沿斜面从静止开始上滑,摩擦力方向沿斜面向下,根据共点力平衡有:F=mg sin 30°+F f=0.5mg+0.7mg=1.2mg.故C正确;若F大小为0.8mg,方向沿斜面向上,则物体处于静止状态,所受摩擦力为静摩擦力,根据共点力平衡有:mg sin 30°+F f=F,解得F f=0.3mg.故D错误.4.【答案】A【解析】对物体进行受力分析可知重力沿斜面方向向下的分力Gx=mg sin 30°=4.9 N,恰好与弹簧的弹力相等,根据平衡条件可知物体不受摩擦力作用,故A正确,B错误;根据平衡有,F N=mg cos 30°=4.9 N,方向垂直于斜面向上,故C、D错误.5.【答案】C【解析】O点受三力平衡,因此F2、F3的合力大小等于F1,方向与F1相反,故B错误;作出平行四边形,由图可以看出F3的方向范围为第一象限中F2反方向下侧及第四象限,故A、D错;当F3⊥F2时,F3最小,F3=F1cosθ,故C正确.6.【答案】C【解析】对物块P受力分析可知,若推力F与弹簧弹力的合力平衡了物块重力沿斜面向下的分力,则无摩擦力,A错误;弹簧处于拉伸或压缩状态物块P均可能保持静止状态,B错误;由整体法可知地面对斜面体A的静摩擦力平衡了推力F水平向右的分力,C正确;增大推力F若物块保持静止则弹簧的弹力不变,D错误.7.【答案】B【解析】对球B受力分析,受重力、风力和拉力,如图甲由几何知识,风力:F=mBg tanθ,故A错误;把环和球当作一个整体,对其受力分析,受重力(mA+mB)g、支持力F N、风力F和向左的摩擦力F f,如图乙,根据共点力平衡条件可得:杆对A环的支持力:F N=(mA+mB)g可见,当风力增大时,杆对A环的支持力不变,B正确;A所受摩擦力为静摩擦力,动摩擦因数为μ不能由滑动摩擦力公式求出,故C错误;由图甲可得绳对B球的拉力:F T=,当风力增大时,θ增大,则F T增大.故D错误.8.【答案】A【解析】以整条电线为研究对象,受力分析如图所示:由共点力的平衡条件知,两电线杆对电线的弹力的合力与其重力平衡,由几何关系得:F cosθ=,即:F=,由于夏天气温较高,电线的体积会膨胀,两杆正中部位电线下坠的距离h变大,则电线在杆上固定处的切线方向与竖直方向的夹角θ变小,故变小,所以两电线杆处的电线拉力与冬天相比是变小.电线杆上的电线的质量一定,受力平衡,夏季、冬季杆对地面的压力相等.所以选项A正确.9.【答案】A10.【答案】B【解析】因为物体乙沿着以甲为圆心的竖直平面内的圆弧由M点移动到N点,而此圆弧为等势面,因而电场力不做功,则乙的电势能不变,故A错误;当物体乙由M点运动到最高点过程中,对物体甲受力分析,如图,受重力G、地面的支持力F N、摩擦力F f以及静电力F;将静电力正交分解,由共点力平衡条件得到:F sinθ-F f=0①F N-F cosθ-mg=0②由①②两式可解得:F N=mg+F cosθ;F f=F sinθ;其中G与F不变,θ逐渐减小为零,因而支持力F N逐渐变大,F f逐渐变小;同理当乙由甲的正上方向右运动时,θ由零逐渐增大,因而支持力F N逐渐变小,F f逐渐变大;综合以上两个过程可知:物体甲受到地面的支持力F N先增大后减小,物体甲受到地面的摩擦力先减小后增大,故B正确,C、D错误.11.【答案】C12.【答案】A【解析】由于运动员匀速运动,合力为0,所以有2F cos 30°=G,每根绳的拉力为F=,选项A正确.13.【答案】D【解析】三根支架的支持力在竖直方向的分力之和等于照相机的重力,即3F cos 30°=mg,F=mg,故D正确.14.【答案】A【解析】壁虎在竖直玻璃面上斜向上匀速爬行,受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力,图示中A正确.15.【答案】D【解析】对木块受力分析,受到重力、支持力、拉力和摩擦力;木块静止不动时,拉力和静摩擦力二力平衡,此时静摩擦力随着拉力的增大而增大;木块运动以后,摩擦力突变为滑动摩擦力,滑动摩擦力与正压力成正比,故滑动摩擦力不变,等于μmg;最大静摩擦力略大于滑动摩擦力;故选D.16.【答案】A【解析】以A为研究对象,根据平衡条件得:F T sin 2θ=mAg.以B为研究对象,根据平衡条件得:F T sinθ=,解得mA∶mB=2cosθ∶1,故A正确.mBg17.【答案】A【解析】由于容器始终保持静止,故摩擦力为静摩擦力,而且始终与容器受到的重力平衡,由于水的质量不断增大,因此静摩擦力也随之增大,只有A正确.18.【答案】D【解析】图甲实验时,两个拉力的大小适当,将橡皮筋拉到O点,并非要求它们的大小一定相等,故A错误;实验时两个分力的夹角大小适当即可,并非要求一定垂直,故B错误;图乙实验时,要求橡皮条的伸长量和形变方向与甲实验相等,即将橡皮筋拉到同一点,故C错误;为了保证两次拉橡皮筋效果相同,图乙实验时,仍须将橡皮条的结点拉到O点,故D正确.19.【答案】C【解析】取c点为研究对象,设此时bc绳与水平方向夹角为θ.方法一合成法因c点处于平衡状态,所以任意两个力的合力均与第三个力大小相等,方向相反,根据平行四边形定则将力F与m1g合成,如图甲,则sinθ=,而sinθ==,所以=,C对.方法二效果分解法因c点处于平衡状态,所以可在F、m1g方向上分解m2g,如图乙,则同样有sinθ=,所以=,C 对.方法三正交分解法将倾斜绳拉力m1g沿竖直方向和水平方向分解,如图丙,则m1g sinθ=m2g,同样可得=,C对.20.【答案】D【解析】对木块受力分析可知,木块对斜面的压力为mg cosα;故A错误;木块下滑的加速度a=g sinα;故B错误;以M和m整体为研究对象,受力图如图.将加速度a分解为水平方向和竖直方向,如图.根据牛顿第二定律得;对竖直方向F N=(M+m)g-ma sinα;对水平方向F f=ma cosα,方向水平向左;故斜面体对地面的摩擦力向右,故D正确.21.【答案】(1)BD(2)4.00 2.50(3)B(4)B【解析】(1)本实验研究合力与分力的关系,合力与分力是等效的,同一次实验过程中,O点位置不能变动,以保证橡皮筋伸长的长度相同,效果相同.故A错误;本实验是通过在白纸上作力的图示来验证平行四边定则,为了减小实验误差,弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行,否则,作出的是拉力在纸面上的分力,误差较大.读数时视线必须与刻度尺垂直,防止视觉误差.故B正确;本实验只要使两次效果相同就行,两个弹簧称拉力的大小和方向都没有限制,不需要先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程,两弹簧秤之间夹角应取适当角度,要方便作图,故C错误,D正确;(2)根据图象可知,两弹簧秤的读数分别为4.00 N和2.50 N(3)F1,F2合力的理论值是指通过平行四边形定则求出的合力值,而其实验值是指一个弹簧拉橡皮条时所测得的数值,一定沿AO方向,由此可知F是F1,F2合力的理论值,F′是合力的实验值;由于误差的存在,作图法得到的合力与实验值有一定的差别,故B更符合实验事实.(4)本实验采用的科学方法是等效替代法,故B正确.22.【答案】100N【解析】对B受力分析如图甲,得F2sinα=F对装置上部分受力分析如图乙,其中N为工件对装置的压力.得:N=F2′cosα又F2与F2′为一对作用力和反作用力,所以F2′=F2可得:N=F=100N由牛顿第三定律得:工件受到的向上的弹力为100N.23.【答案】5 N方向与竖直方向成37°角斜向上【解析】本题考查轻绳、轻杆、轻弹簧中力的方向及大小的特点,解题时要结合题意及小球处于平衡状态的受力特点.以小球为研究对象,受力分析如图所示,小球受四个力的作用:重力、轻绳的拉力、轻弹簧的拉力、轻杆的作用力,其中轻杆的作用力的方向和大小不能确定,重力、弹簧的弹力二者的合力的大小为F==15 N设F与竖直方向夹角为α,sinα==,则α=37°即方向与竖直方向成37°角斜向下,这个力与轻绳的拉力恰好在同一条直线上.根据物体平衡的条件可知,轻杆对小球的作用力大小为5 N,方向与竖直方向成37°角斜向上.24.【答案】(1)200 N(2)400N【解析】(1)对人进行受力分析,根据平衡条件有:F N=Mg-mg=(500-300) N=200 N (2)滑轮对结点B的拉力为:F T=2mg=2×30×10 N=600 N以结点B为研究对象,进行受力分析,如图,根据共点力平衡得,=F T tan 30°=600×N=200NFAB===400NFBC由牛顿第三定律得,轻杆BC所受力的大小为400N.。

2020版高考物理一轮复习单元质检02 相互作用(含解析)

2020版高考物理一轮复习单元质检02 相互作用(含解析)

所示。则杆对环的摩擦力大小为( )
A.mgsin θ
B.mgcos θ C.mgtan θ D.mgsin θcos θ
答案 D
解析设细线的弹力为 F,对斜面上的物块,由共点力平衡条件得 F-mgsinθ=0。对轻环,由共点力平
衡条件,有 Fcosθ-Ff=0,解得杆对环的摩擦力大小为 Ff=mgsinθcosθ,选项 D 正确。
A.小球受到的摩擦力方向竖直向下 B.小球受到的摩擦力与重力大小相等 C.若增大铁夹对小球的压力,小球受到的摩擦力变大 D.若铁夹水平移动,小球受到的摩擦力变大 答案 B 解析对小球受力分析可知,小球受重力、两侧铁夹的弹力以及摩擦力作用,根据平衡条件可知,小球 在竖直方向上受到的摩擦力与重力大小相等,方向相反,故 A 错误,B 正确;增大铁夹对小球的压力, 小球受到的摩擦力仍等于重力,大小不变,故 C 错误;若水平移动铁夹,由于小球在竖直方向受力始 终平衡,故摩擦力大小不变,故 D 错误。
2.如图所示,光滑小球放置在半球面的底端,竖直放置的挡板水平向右缓慢地推动小球,则在挡板运 动(小球始终未脱离球面)的过程中,挡板对小球的推力 F、半球面对小球的支持力 FN 的变化情况正 确的是( ) A.F 增大,FN 减小 B.F 减小,FN 增大
C.F 减小,FN 减小 D.F 增大,FN 增大 答案 D 解析对处在某一位置的小球受力分析,受重力、挡板向右的支持力和半球面的支持力,如图所示
mg 根据平衡条件,解得 F=mgtanθ,FN=cosθ, 由于 θ 不断增大,故 F 增大、FN 增大,选项 D 正确。 3.
在水平地面上固定一个上表面光滑的斜面体,斜面上面放有质量为 m 的木块,用一根平行于斜面的
细线连接一个轻环,并将轻环套在一根两端固定、粗糙的水平直杆上,整个系统处于静止状态,如图

2020版高考物理一轮复习第二章相互作用冲刺训练

2020版高考物理一轮复习第二章相互作用冲刺训练

第二章相互作用易出错的4类组合体的受力分析准确地受力分析是正确解答物理问题的前提和保证,作答前养成良好的受力分析习惯,可以帮助我们减少错误,还可以在分析中获得便捷思路。

而受力分析容易出错的问题一般都是涉及多物体组合的情景,下面根据物理情景分4类组合体进行研究。

1.A上放着质量为m的物块C,木板和物块均处于静止状态。

A、B、C之间以及B与地面之间的动摩擦因数均为μ,设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g,现用水平恒力F向右拉木板A,则以下判断正确的是( )A.不管F多大,木板B一定保持静止B.B受到地面的摩擦力大小一定小于FC.A、C之间的摩擦力大小一定等于μmgD.A、B之间的摩擦力大小不可能等于F解析:选A 以A、B、C整体为研究对象,若整体静止不动,则地面对B的静摩擦力大小等于F,此时A、B之间的静摩擦力大小也为F,B、D均错误;若拉力足够大,使A、C之间发生了相对滑动时,A、C 之间的摩擦力大小才等于μmg,C错误;因A对B的最大静摩擦力μ(m+M板)g小于B所受地面的最大静摩擦力μ(m+2M板)g,故无论F多大,木板B一定保持静止,A正确。

2.(多选)如图所示,质量为m的木块在质量为M的长木板上向右滑行,木块同时受到向右的拉力F的作用,长木板处于静止状态。

已知木块与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与地面间的动摩擦因数为μ2,以下几种说法正确的是( )A.木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mgB.木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m+M)gC.当F>μ2(m+M)g时,木板便会开始运动D.无论怎样改变F的大小,木板都不可能运动解析:选AD 由于木板静止,所以地面给木板的静摩擦力大小等于木块给长木板的滑动摩擦力,选项A正确,B错误;由题意易知,木板所受木块的摩擦力小于木板所受地面的最大静摩擦力,木板会不会动,完全取决于木板的受力,故木板不可能运动,因此选项C错误,D正确。

(全国I卷)2020年高考物理一轮复习 第2章 相互作用章末质量检测

(全国I卷)2020年高考物理一轮复习 第2章 相互作用章末质量检测

第2章相互作用(时间:60分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分。

在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。

)1.已知物体在4 N、6 N、8 N三个共点力的作用下处于平衡状态,若撤去其中8 N的力,那么其余两个力的合力大小为( )A.4 NB.6 NC.8 ND.10 N解析物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,若撤去其中一个力,那么其余两个力的合力与撤去的力等大反向。

答案 C2.(2020·河北石家庄模拟)如图1所示,放在粗糙水平面上的物体A上叠放着物体B,A和B之间有一根处于压缩状态的弹簧,A、B均处于静止状态,下列说法中正确的是( )图1A.B受到向左的摩擦力B.B对A的摩擦力向右C.地面对A的摩擦力向右D.地面对A没有摩擦力解析压缩的弹簧对B有向左的弹力,B有向左运动的趋势,受到向右的摩擦力,选项A错误;A对B的摩擦力向右,由牛顿第三定律可知,B对A的摩擦力向左,选项B错误;对整体研究,根据平衡条件分析可知,地面对A没有摩擦力,选项C错误,D正确。

答案 D3.如图2,一质量为m的正方体物块置于风洞内的水平面上,其一面与风速垂直,时刚好能推动该物块。

已知风对物块的推力F∝Sv2,其中v为风速,当风速为v时,刚好能推动用同一材料做成的另一正方S为物块迎风面积。

当风速变为2v体物块,则该物块的质量为( )图2A.4mB.8mC.32mD.64m解析根据题意知F=kSv2,其中k为常量,根据水平方向二力平衡有μmg=kSv2,设物块的密度为ρ,正方体物块的边长为L,则m=ρL3,S=L2,得μmg=k(mρ)23v2,即m∝v6,根据比值法,当风速为2v时,该物块的质量为64m,选项D正确。

答案 D4.如图3所示,A、B为同一水平线上的两个绕绳装置,转动A、B改变绳的长度,使光滑挂钩下的重物C缓慢下降。

关于此过程中绳上拉力大小的变化,下列说法中正确的是( )图3A.不变B.逐渐减小C.逐渐增大D.可能不变,也可能增大解析当光滑挂钩下的重物C缓慢下降时,设绳AC和BC与竖直方向的夹角为α,绳的拉力为F,则绳AC和BC在水平方向上的分力大小相等为Fx=Fsin α,方向相反,是一对平衡力,绳AC和BC在竖直方向上的分力都为Fy=Fcos α,两绳的合力与重力是一对平衡力,所以2Fy =2Fcos α=mg,即F=mg2cos α,重物C缓慢下降时,α角逐渐减小,所以两绳的拉力F都逐渐减小。

2020版高考物理一轮复习名师课件:专题二 相互作用 (共95张PPT)

2020版高考物理一轮复习名师课件:专题二 相互作用 (共95张PPT)

根据弹力产生的 根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存 条件直接判断 在弹力.此方法多用来判断形变明显的情况
对形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在,即
利用假设法判断
把与我们所研究的物体相接触的其他物体去掉,看物体 还能否保持原有状态.若状态不变,则此处不存在弹力;若
状态改变,则此处一定存在弹力
考查实际生活中静力学问题(考向2) 考查物体的动态平衡及相关知识点(考向3) 考查应用图解法分析动态平衡问题(考向3)
考查探究弹力和弹簧伸长的关系实验(考向4)
考查验证力的平行四边形定则实验(考向4)
命题分析预测
1.高考命题主要涉及对重力、弹力、摩擦力的理解和应用,对物体的受力分 析,共点力平衡等内容; 2.试题联系实际,特别是平衡状态下的极值、临界及动态平衡问题,往往对能 力要求较高
质量为m的物体静止在斜面上,其重力产生两个效果:一 是使物体沿斜面下滑,相当于分力F2的作用;二是使物体 压紧斜面,相当于分力F1的作用.F1=mgcos α,F2=mgsin α
物理 专题二:相互作用
考点3 共点力平衡问题
高考对共点力平衡问题的考查几乎年年都有,题型有选择题也有计算题, 要求掌握物体的受力分析、合成与分解、力的正交分解等方法,特别是涉 及临界、极值及动态平衡等问题,对能力要求较高.分析求解共点力平衡 问题时首先应掌握如下内容:
物理 专题二:相互作用
A.考点帮·知识全通关
考点1 常见的几种力 考点2 力的合成与分解 考点3 共点力平衡问题 考点4 实验:探究弹力和弹簧伸长的关系 考点5 实验:验证力的平行四边形定则
考点1 常见的几种力
重力、弹力、摩擦力是力学中最基本而又最常见的性质力,也是历年高考命 题的重要考点.主要考查对重力、弹力和摩擦力的理解及应用.复习备考时 要特别注意明确以下几点: 1.弹力有无的判断方法

2020届高三物理(人教版)一轮复习晚自习随堂练(含解析) 力的合成与分解

2020届高三物理(人教版)一轮复习晚自习随堂练(含解析)  力的合成与分解

2020届高三物理(人教版)一轮复习晚自习随堂练力的合成与分解1、如图所示,某实验小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的合成.A、B为两个相同的双向力传感器,该型号传感器在受到拉力时读数为正,受到压力时读数为负.A连接质量不计的细绳,可沿固定的板做圆弧形移动,B固定不动,通过光滑铰链连接长0.3m的杆,将细绳连接在杆右端0点构成支架,保持杆在水平方向.按如下步骤操作:①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB=θ;②对两个传感器进行调零;③用另一根绳在O点悬挂一个钩码,记录两个传感器读数;④取下钩码,移动传感器A改变θ角.重复上述实验步骤,得到下表数据:F1/N 1.001 0.580 … 1.002 …F2/N ﹣0.868 ﹣0.291 …0.865 …θ30°60°…150°…(1)根据表格,A传感器对应的是表中的力_____(填“F1”或“F2”),钩码质量为_____㎏(g=10 m/s2,结果保留位有效数字).(2)本实验中多次对传感器进行调零,其目的是_____.2、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,取下两个弹簧测力计,用一个弹簧测力计把结点拉到同一位置O,如图所示(1)本实验中采用了“等效代替”的物理思想,“等效代替”含义是_____________.A.橡皮条可以用细绳替代B.左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果C.右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果D.两弹簧测力计共同作用的效果与用一个弹簧测力计的作用效果等效(2)完成该实验的下列措施中,能够有效减小实验误差的是________.A.两测力计的示数差应尽可能大一些B.拉橡皮条时,弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板面平行C.两测力计拉力的方向应相互垂直D.拉橡皮条的细绳适当长些,标记同一细绳方向的两点适当远些3、在“验证力的平行四边形定则”的实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳套,并用两个弹簧测力计分别勾住绳套互成角度的拉橡皮条,使结点到达某一位置O。

2020版高考物理人教版(山东专用)一轮复习练习:第二章 《相互作用》综合检测 Word版含解析

2020版高考物理人教版(山东专用)一轮复习练习:第二章 《相互作用》综合检测 Word版含解析

《相互作用》综合检测(时间:90分钟 满分:100分)一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第1~7小题只有一个选项正确,第8~12小题有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分)1.减速带是交叉路口常见的一种交通设施,用以使车辆以较慢速度通过路口,车辆驶过减速带时会进一步减速.当汽车前轮刚爬上减速带时,减速带对车轮的弹力为F,下图中弹力F画法正确且分解合理的是( B )解析:减速带对车轮的弹力方向垂直车轮和减速带的接触面,指向受力物体,故A,C错误;按照力的作用效果,力F应该分解为水平方向和竖直方向的两个分力,水平方向的分力产生的效果减慢汽车的速度,竖直方向上的分力产生向上运动的作用效果,故B正确,D错误.2.大小相等的力F按如图所示的四种方式作用在相同的物体上,使物体能沿不同粗糙程度的水平面匀速运动,则物体与水平面间的摩擦力最大的是( A )解析:根据物体的平衡条件有f A=F,f B=Fcos 30°,f C=Fcos 30°,f D=Fcos 60°,知物体与水平面间的摩擦力最大的是A选项.3.如图所示,用一根轻绳晾晒重量为G的衣服,衣服是通过一个光滑的小圆环穿过细绳后悬挂起来的,此时两段绳间的夹角为120°,绳中张力为F1;若在环上加一水平拉力使细绳的一部分处在竖直线上,此时晾衣绳中的张力大小为F2,不计小圆环的重力,则下列关系正确的是( B )A.F1=F2=GB.F2<F1=GC.F2>F1>GD.F2<F1<G解析:分别对两种情况下的环进行受力分析,如图.由图可知,开始时三个力的方向之间的夹角都是120°,所以F1=G;若在环上加一水平拉力使细绳的一部分处在竖直线上,则在竖直方向上有F2+F2sin θ=G,得F2<G,所以三个力之间的关系为F2<F1=G.故选项B正确.4.如图所示,OA,OB为竖直平面内的两根固定光滑杆,OA竖直,OB与OA 间的夹角为45°,两杆上套有可以自由移动的轻质环E和F,通过不可伸长的轻绳在结点D处悬挂一个质量为m的物体,当物体静止时,环E与杆OA间的作用力大小为F1,环F与杆OB间的作用力大小为F2,则( B )A.F1=mg,F2=mgB.F1=mg,F2=mgC.F1=mg,F2=mgD.F1=mg,F2=mg解析:由于OA,OB均为光滑杆,对套在杆上的轻质环的作用力的方向只能垂直于杆.由此可知,当物体静止时,DE轻绳水平,DF轻绳与竖直方向的夹角为45°,由平衡条件可知,DE轻绳中的拉力等于mg,DF轻绳中的拉力等于mg,所以环E与杆OA之间的作用力大小F1=mg,环F与杆OB之间的作用力大小F2=mg,选项B正确.5.如图所示,倾角为45°的斜面B放置在水平面上,物块A放在斜面B 上,A,B接触面光滑,水平力F作用在物块A上,A,B一起沿水平面向左匀速滑动,若B与水平面间的动摩擦因数为μ,则A与B的质量之比为( A )A. B.C. D.解析:把A,B看成一个整体,根据平衡条件得F=μ(m A+m B)g.A物体在三个力的作用下受力平衡,因为斜面的倾角为45°,可知F=m A g,联立解得=,选项A正确.6.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,一人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,则人对沙袋施加的作用力大小为( A )A. B.mgC.mgD.mg解析:建立如图所示直角坐标系,对沙袋进行受力分析.由平衡条件有Fcos 30°-F T sin 30°=0,F T cos 30°+Fsin 30°-mg=0,联立可解得F=,故选项A正确.7.如图所示,光滑的半圆柱固定在水平地面上,在其圆心O1的正上方O2处有一光滑小滑轮.质量分别为m,m的A,B两小球通过光滑的小滑轮用细线相连.当O2A间细线的长度与圆柱半径相等时,两小球处于静止状态,且半圆柱对小球B的作用力恰好为零,则O2A与竖直方向的夹角θ为( C )A.60°B.45°C.30°D.15°解析:以小球B为研究对象,细线的拉力F T=mg.以小球A为研究对象,受力分析如图所示.由几何关系可知,=F T cos θ,又因为F T=mg,F=m A g=mg,所以cos θ= ,即θ=30°,故选项C正确.8.如图所示,一倾角为α的斜面固定于竖直墙上,为使一光滑的铁球静止,需加一水平力F,且F通过球心,下列说法正确的是( BC )A.球一定受墙的弹力且水平向左B.球可能受墙的弹力且水平向左C.球一定受斜面的弹力且垂直斜面向上D.球可能受斜面的弹力且垂直斜面向上解析:F大小合适时,球可以静止在靠墙的斜面上,且与墙面间无挤压,F再增大时墙才对球有水平向左的弹力,故A错误,B正确;而斜面对球必须有斜向上的弹力才能使球静止,故C正确,D错误.9.两个中间有孔的质量为M的小球A,B用一轻弹簧相连,套在一根光滑水平杆上.两个小球下面分别连有一轻弹簧.两轻弹簧下端系在同一小球C上,如图所示.已知小球C的质量为m,三根轻弹簧的劲度系数都为k,三根轻弹簧刚好构成一个等边三角形.则( CD )A.水平杆对质量为M的小球的支持力为(M+m)gB.连接质量为m的小球的轻弹簧的弹力为C.连接质量为m的小球的轻弹簧的伸长量为D.套在光滑水平杆上的轻弹簧的形变量为解析:以三个小球和三根弹簧组成的整体为研究对象,由平衡条件可得水平杆对质量为M的小球的支持力F=(M+)g,选项A错误;单独研究质量为m的小球C,由平衡条件可得连接质量为m的小球的轻弹簧的弹力F=,再由胡克定律可得连接质量为m的小球的轻弹簧的伸长量x==,选项B错误,C正确;单独研究质量为M的小球,由平衡条件可得套在水平杆上的弹簧的弹力F′=,由胡克定律可得该弹簧的形变量x′=,故选项D正确.10.我国很多地方在节日期间有挂红灯笼的习俗.如图,质量为m的灯笼用两根不等长的轻绳OA,OB悬挂在水平天花板上,OA比OB长,O为结点.重力加速度大小为g.设OA,OB对O点的拉力分别为F A,F B,轻绳能够承受足够大的拉力,则( ACD )A.F A小于F BB.F A,F B的合力大于mgC.调节悬点A的位置,可使F A,F B都大于mgD.换质量更大的灯笼,F B的增加量比F A的增加量大解析:以结点O为研究对象,受力如图所示,F A,F B的合力与分力大小相等,根据正弦定理有==,因为α>β,故F A<F B,故选项A正确;根据共点力平衡条件知两轻绳的拉力的合力大小等于灯笼受到的重力,故选项B错误;根据力的三角形关系可知,当α,β都比较大时,两轻绳的拉力可能都大于mg,故选项C 正确;保持角度不变,更换质量更大的灯笼时,由于F A==k A m,F B==k B m,而k B>k A,可知ΔF B>ΔF A,故选项D正确.11.如图所示,一竖直挡板固定在水平地面上,图(甲)用一斜面将一质量为M的光滑球顶起,图(乙)用一圆柱体将同一光滑球顶起;当斜面或圆柱体缓慢向右推动的过程中,关于两种情况下挡板所受的压力,下列说法正确的是( CD )A.两种情况下挡板所受的压力都不变B.两种情况下挡板所受的压力都增大C.图(甲)中挡板所受的压力不变D.图(乙)中挡板所受的压力减小解析:图(甲)中,球受重力、挡板的弹力、斜面的支持力,由于缓慢向右推动的过程中,各力的方向不变,重力不变,所以挡板的弹力、斜面的支持力大小均不变,由牛顿第三定律知挡板所受压力也不变;图(乙)中球受重力、挡板的弹力、圆柱体的支持力,由于缓慢向右推动的过程中,圆柱体支持力与竖直方向的夹角减小(示意图如图),挡板的弹力方向不变,重力不变,因此挡板的弹力减小,由牛顿第三定律知,挡板所受的压力也减小,选项C,D正确,A,B错误.12.如图所示,倾角为θ的斜面体C置于水平面上,物块B置于斜面上,通过细绳跨过光滑定滑轮与沙漏A连接,连接B的一段细绳与斜面平行,在A中的沙子缓慢流出的过程中,A,B,C都处于静止状态,则下列说法正确的是( AD )A.B对C的摩擦力可能始终增大B.地面对C的支持力可能不变C.C对地面的摩擦力方向始终向左,且逐渐减小D.滑轮对绳的作用力方向始终不变解析:若一开始C对B的摩擦力就沿斜面向上,则在A中的沙子缓慢流出的过程中,C对B的摩擦力逐渐增大,根据牛顿第三定律可知,此时B对C的摩擦力也始终增大,选项A正确;在A中的沙子缓慢流出的过程中,细绳的张力逐渐减小,以B,C为整体,在竖直方向根据平衡条件可知,地面对C的支持力逐渐变大;在水平方向根据平衡条件可得,地面对C的摩擦力方向向左,始终减小,根据牛顿第三定律可知C对地面的摩擦力方向始终向右,且逐渐减小,选项B,C均错误;绳的张力大小处处相等,且方向不变,根据平行四边形定则可知,它们的合力的方向也不变,因此滑轮对绳的作用力方向也始终不变,选项D正确.二、非选择题(共52分)13.(6分)在探究“弹力和弹簧伸长的关系”时,小张同学用如图(甲)所示的实验装置进行实验.将该弹簧竖直悬挂,在自由端挂上钩码,通过改变钩码的个数,记录钩码的质量m和弹簧上指针在刻度尺上的读数x.(1)小张同学根据实验数据在坐标纸上用描点法画出x-m图像如图(乙)所示,由图像可求得该弹簧的劲度系数k= N/m(当地的重力加速度g=9.8 m/s2,结果保留三位有效数字).(2)在本次实验中,考虑到弹簧自身有重量,测得弹簧劲度系数k的值与真实值相比较 (选填“偏大”“偏小”或“没有影响”). 解析:(1)由胡克定律mg=k(x-x0),变化为x=m+x0.图(乙)所示的x-m 图像的斜率等于,由x-m图像可得k=73.5 N/m.(2)弹簧自身重力不影响x-m图像的斜率,对弹簧劲度系数的测量没有影响.答案:(1)73.5 (2)没有影响评分标准:每空3分.14.(5分)请完成“验证力的平行四边形定则”实验的相关内容. (1)如图(甲)所示,在铺有白纸的水平木板上,橡皮条一端固定在A点,另一端拴两个细绳套.(2)如图(乙)所示,用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条,使绳与橡皮条的结点伸长到某位置并记为O点,记下此时弹簧测力计的示数F1和F2及 .(3)如图(丙)所示,用一个弹簧测力计拉橡皮条,使绳与橡皮条的结点拉到O点,记下此时弹簧测力计的示数 F= N和细绳的方向.(4)如图(丁)所示,已按一定比例作出了F1,F2和F的图示,请用作图法作出F1和F2的合力.(5)合力与F大小相等,方向略有偏差,如果此偏差仅由F1引起,则原因是F1的大小比真实值偏 、F1与F2的夹角比真实夹角偏 .(均选填“大”或“小”)解析:(2)要记下两分力F1和F2的方向.(3)弹簧测力计的示数要估读一位,即F=3.00 N.(4)由力的图示作出F1和F2的合力F′,如图所示.(5)由图,将F1减小或减小F1与F的夹角,合力F′与F更接近重合,则原因是F1的大小比真实值偏大、F1与F2的夹角比真实夹角偏大.答案:(2)两细绳的方向 (3)3.00(4)见解析(5)大 大评分标准:每空1分,作图1分.15.(8分)如图所示,质量M=2 kg的木块套在水平固定杆上,并用轻绳与质量m=1 kg的小球相连.今用跟水平方向成60°角的力F=10N拉着小球并带动木块一起向右匀速运动,运动中M,m的相对位置保持不变,g取10 m/s2.在运动过程中,求:(1)轻绳与水平方向的夹角;(2)木块M与水平杆间的动摩擦因数μ.解析:(1)m处于平衡状态,其所受合力为零.以m为研究对象,由平衡条件得水平方向Fcos 60°-F T cos θ=0(1分)竖直方向Fsin 60°-F T sin θ-mg=0(1分)解得θ=30°.(1分)(2)M,m整体处于平衡状态,整体所受合力为零.以M,m整体为研究对象,由平衡条件得水平方向Fcos 60°-F f=0(1分)竖直方向F N+Fsin 60°-Mg-mg=0(1分)解得F N=15 N,F f=5 N.(2分)解得μ==.(1分)答案:(1)30° (2)16.(9分)质量为m=0.8 kg的物块悬挂在轻绳PA和PB的结点上并处于静止状态,PA与竖直方向的夹角为37°,PB沿水平方向,质量为M=10 kg的木块与PB相连,静止于倾角为37°的斜面上,如图所示. (取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)求:(1)轻绳PB拉力的大小;(2)木块所受斜面的摩擦力和弹力大小.解析:(1)对点P受力分析如图(甲)所示,根据共点力的平衡条件得F B-F A sin 37°=0,(1分)F A cos 37°-mg=0(1分)联立解得F B==6 N.(1分)(2)对木块受力分析如图(乙)所示,由共点力的平衡条件得Mgsin 37°+F B cos 37°-F f=0,(2分)F N+F B sin 37°-Mgcos 37°=0,(2分)联立解得F f=Mgsin 37°+F B cos 37°=64.8 N,(1分)F N=Mgcos 37°-F B sin 37°=76.4 N.(1分)答案:(1)6 N (2)64.8 N 76.4 N17.(12分)质量为M的木楔倾角为θ,在水平面上保持静止,质量为m 的木块刚好可以在木楔上表面上匀速下滑.现在用与木楔上表面成α角的力F拉着木块匀速上滑,如图所示.求:(1)当α与θ有何关系时,拉力F有最小值,并求此最小值;(2)求拉力F最小时,木楔对水平面的摩擦力.解析:(1)木块刚好可以沿木楔上表面匀速下滑,则mgsin θ=μmgcosθ,(1分)得μ=tanθ,(1分)用力F拉着木块匀速上滑,受力分析如图(甲)所示,Fcos α=mgsinθ+F f,(2分)F N+Fsin α=mgcosθ,(2分)F f=μF N,(1分)解得F=.(1分)当α=θ时,F有最小值,F min=mgsin 2θ.(1分)(2)对木块和木楔整体受力分析如图(乙)所示,由平衡条件得,F f′=Fcos(θ+α),(1分)当拉力F最小时,F f′=F min·cos 2θ=mgsin 4θ.(2分)答案:(1)α=θ mgsin 2θ(2)mgsin 4θ18.(12分)一般教室门上都会安装一种暗锁,这种暗锁由外壳A、骨架B、弹簧C(劲度系数为k)、锁舌D(倾斜角θ=45°)、锁槽E,以及连杆、锁头等部件组成,如图(甲)所示.设锁舌D的侧面与外壳A和锁槽E 之间的动摩擦因数均为μ,最大静摩擦力f m由f m=μF N(F N为正压力)求得.有一次放学后,当某同学准备关门时,无论用多大的力,也不能将门关上(这种现象称为自锁),此刻暗锁所处的状态的俯视图如图(乙)所示,P为锁舌D与锁槽E之间的接触点,弹簧由于被压缩而缩短了x.(1)试判断自锁状态时,D的下表面所受摩擦力的方向;(2)求自锁时锁舌D与锁槽E之间的正压力的大小;(3)无论用多大的力拉门,暗锁仍然能够保持自锁状态,则μ至少为多大?解析:(1)自锁状态时,D有向左运动的趋势,所以它的下表面所受摩擦力的方向为水平向右.(2分)(2)D的受力情况如图所示.根据平衡条件水平方向F N sin θ=f1+f2cos θ+kx(2分)竖直方向F=f2sin θ+F N cos θ(2分)又f1=μF,f2=μF N(2分)解得F N=.(1分)(3)自锁状态时,无论F N多大,都不能将门关上,所以有1-2μ-μ2=0 (2分)解得μ=-1.(1分)答案:(1)水平向右(2)(3)-1。

(新课标)2020届高考物理一轮复习 第2章 相互作用突破全国卷课件

(新课标)2020届高考物理一轮复习 第2章 相互作用突破全国卷课件

kg=
50 3
kg,所以
AC 绳先断,故 A、C 正确,B、D 错误.
3.(2018·贵州思南中学模拟)如图所示,光滑斜面的倾角为 30°, 轻绳的一端通过两个滑轮与 A 相连,轻绳的另一端固定在天花 板上,不计轻绳与滑轮之间的摩擦力和滑轮的质量.物块 A 的 质量为 m,挂上物块 B 后,当滑轮两边的轻绳夹角为 120°时, A、B 恰能保持相根细绳系一质量为 m 的小球,现用
水平力 F 拉小球,待整个装置稳定后,测得两细绳与竖直方向
的夹角为 α 和 β,若 tan α∶tan β=1∶3,则铁链的质量为( )
A.m
B.2m
C.3m
D.4m
解析:选 B.对小球进行受力分析,受重力、水平力 F 和细线的 拉力,由平衡条件得:tan β=mFg,对铁链和小球整体进行受力 分析,受重力、细线的拉力、已知力 F,由平衡条件得: tan α =(M+Fm)g,联立解得:M=2m,故选项 B 正确.
突破全国卷
共点力平衡问题
[命题规律] 1.高考考查以共点力平衡的综合应用为主,图解法处理动态 平衡,整体法、隔离法的应用仍是考查的热点,题型延续选择 题的形式. 2.以生活中的实际情景为背景考查静力学的问题将会加强.在 2019 年高考复习中应特别关注对建立物理模型能力的培养.
[真题再现] (多选)(2016·高考全国卷Ⅰ)如图,一光 滑的轻滑轮用细绳 OO′悬挂于 O 点;另一细绳 跨过滑轮,其一端悬挂物块 a,另一端系一位于 水平粗糙桌面上的物块 b.外力 F 向右上方拉 b,整个系统处于 静止状态.若 F 方向不变,大小在一定范围内变化,物块 b 仍 始终保持静止,则( )
第二章 相互作用
再 见!
2 A. 2 m C.m

2020年高考物理一轮实验总复习 第六课时 实验2:验证

2020年高考物理一轮实验总复习 第六课时 实验2:验证

第六课时 实验2:验证力的平行四边形定则• 验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则.• 如果使F 1、F 2的共同作用效果与另一个力F ′的作用效果相同(橡皮条在某一方向伸长一定的长度),那么根据F 1、F 2用平行四边形定则求出的合力F ,应与F ′在实验误差允许范围内大小相等、方向相同.• 方木板一块、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉(几个)、细芯铅笔.•1.用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上.并用图钉把橡皮条的一端固定在A点,橡皮条的另一端拴上两个细绳套.•2.用两只弹簧测力计分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长到某一位置O,如右图所示,记录两弹簧测力计的读数,用铅笔描下O 点的位置及此时两细绳套的方向.•3.只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O,记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向.•4.用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳套方向画直线,按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数F1和F2的图示,并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形,过O点画平行四边形的对角线,此对角线即为合力F的图示.•5.用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出这只弹簧测力计的拉力F′的图示.•6.比较一下,力F ′与用平行四边形定则求出的合力F 在大小和方向上是否相同. •7.改变两个力F 1与F 2的大小和夹角,再重复实验两次.•1.在同一次实验中,使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同. •2.用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时,其夹角不宜太小,也不宜太大,以60°~100°之间为宜. • 3.在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度内的前提下,测量数据应尽量大一些.•4.细绳套应适当长一些,便于确定力的方向.不要直接沿细绳套方向画直线,应在细绳套两端画个射影点,取掉细绳套后,连直线确定力的方向。

•5.在同一次实验中,画力的图示选定的标度要相同,并且要恰当选定标度,使力的图示稍大一些.•1.读数误差 •减小读数误差的方法:弹簧测力计数据在允许的情况下,尽量大一些.读数时眼睛一定要正视,要按有效数字正确读数和记录. •2.作图误差 • 减小作图误差的方法:作图时两力的对边一定要平行,两个分力F 1、F 2间的夹角越大,用平行四边形作出的合力F 的误差ΔF 就越大,所以实验中不要把F 1、F 2间的夹角取得太大.•(1)在做“验证力的平行四边形定则”实验时,橡皮条的一端固定在木板上,用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点,以下操作中错误的是()•A.同一次实验中,O点位置允许变动•B.实验中,要记录弹簧测力计的读数和O点的位置•C.实验中,把橡皮条的另一端拉到O点时,两个弹簧测力计之间的夹角必须取90°•D.实验中,要始终将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程,然后调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向,把橡皮条另一端拉到O点•(2)如下图所示,是甲、乙两位同学在做本实验时得到的结果,其中F是用作图法得到的合力,F′是通过实验测得的合力,则哪个实验结果是符合实验事实的?________(填“甲”或“乙”)•【解析】(1)由合力的定义,只有两次都把橡皮条拉到同一个位置(O点),实验中测得的才是合力.A说法是错误的.实验中,除了要记录弹簧测力计的读数、O点的位置以外,还要记录两个分力的方向(即绳子拉的方向),B说法是错误的.两个弹簧测力计之间的夹角实际上就是两个分力的夹角,这个夹角并非一定取90°,理论上是任意的,C说法也是错误的.实验中如果始终将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程,则在调节另一个弹簧测力计时很容易使得这个弹簧测力计超过其量程,这是不允许的,D说法也是错误的.•(2)因为F′是只用一个弹簧测力计拉橡皮条得到的,所以拉力的方向(实验中测得的合力方向)一定沿着橡皮条的方向,即F′的方向沿着橡皮条的方向.实验中用作图法得到的合力F由于实验误差,不一定沿着橡皮条的方向,故甲图更符合实验事实.•某同学做“验证力的平行四边形定则”实验时,主要步骤是:•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.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条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,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,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,通过细绳套拉橡皮条使其伸长,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)据验证力的平行四边形定则的操作规程可知,有重要遗漏的步骤的序号是C、E.•(2)在C中未记下两条绳的方向.E中未说明是否把橡皮条的结点拉到了同一位置O.•【答案】(1)C E(2)在C中未记下两条绳的方向E中未说明是否把橡皮条的结点拉到了同一位置O•1.探究力的平行四边形定则的实验原理是等效原理,其等效性是指()•A.使两分力与合力满足平行四边形定则•B.使两次橡皮筋与细绳套的结点都与某点O重合•C.使两次橡皮筋伸长的长度相等•D.使弹簧秤在两种情况下发生相同的形变•【答案】B•2.在“验证力的平行四边形定则”实验中,其中的两个实验步骤分别是•A.在水平放置的方木板上固定一张白纸,用图钉把橡皮条的一端固定在方木板上,另一端拴上两个细绳套,通过细绳套同时用两个弹簧测力计(弹簧测力计与方木板平面平行)互成角度地拉橡皮条,使它与细绳套的结点到达某一位置O点,在白纸上用铅笔记下O点的位置和读出两个弹簧测力计的示数F1和F2.•B.只用一只弹簧测力计,通过细绳套拉橡皮条,使它的伸长量与两个弹簧测力计拉时相同,读出此时弹簧测力计的示数F′和记下细绳套的方向.•请指出以上步骤中的错误或疏漏:A中是______________;B中是________________.•【解析】当用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条,使它与细绳套的结点到达某一位置O点,在白纸上用铅笔应记下O点的位置,读出两个弹簧测力计的示数F1和F2并记下两细绳套的方向.•当只用一只弹簧测力计拉时,应使结点拉到同样的位置O,并记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向.•【答案】A中未记下两条细绳套的方向.•B中应将橡皮条与细绳套的结点拉到原来的位置O点•3.在“验证力的平行四边形定则”实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套(如右图所示).实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条.某同学认为在此过程中必须注意以下几项:•A .两根细绳必须等长 •B .橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上 •C .在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行 •其中正确的是________.(填入相应的字母)•【解析】 该实验验证两个分力的效果等效于其合力的效果,不必要求两分力等大,故B 错;与两绳长短无关,A 错;但需使两分力与合力在同一平面内,故C 正确. •【答案】 C•4.图甲为“探究求合力的方法”的实验装置. •(1)下列说法中正确的是________. • A .在测量同一组数据F 1、F 2和合力F 的过程中,橡皮条结点O 的位置不能变化•B .弹簧测力计拉细线时,拉力方向必须竖直向下 •C .F 1、F 2和合力F 的大小都不能超过弹簧测力计的量程 •D .为减小测量误差,F 1、F 2方向间夹角应为90°• (2)弹簧测力计的指针如图乙所示,由图可知拉力的大小为________N.• 【解析】 (1)在测量同一组数据的过程中,橡皮条结点O 的位置不能变化,如果变化,即受力变化,所以A 选项正确;由于弹簧测力计是通过定滑轮拉结点O ,定滑轮只能改变力的方向不能改变力的大小,所以弹簧测力计拉线的方向不一定要沿竖直方向,B 选项错误;弹簧测力计的使用,不能超过其量程,C 选项正确;两个拉力的方向合适即可,不宜太大,也不宜太小,但不一定为90°,所以D 选项错误.•(2)考查弹簧测力计的读数.• 【答案】 (1)AC (2)4.00•5.(2020年山东卷)请完成以下两小题.•某同学在家中尝试验证平行四边形定则,他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物,以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子,设计了如下实验:将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A、B上,另一端与第三条橡皮筋连接,结点为O,将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物.•(1)为完成该实验,下述操作中必需的是________.•a.测量细绳的长度•b.测量橡皮筋的原长•c.测量悬挂重物后橡皮筋的长度•d.记录悬挂重物后结点O的位置•(2)钉子位置固定,欲利用现有器材,改变条件再次验证,可采用的方法是________.•【解析】运用等效思想来验证平行四边形定则,即要验证以两力为平行四边形的邻边,作平行四边形,其对角线是否和合力相符.本小题中结点受三个力,其中两个力的合力与第三个力等大反向,故先测出各力的大小和方向,然后作出各力的图示,以两边为邻边做平行四边形,如果在实验误差范围内平行四边形的对角线与第三个力等大反向,即可验证.为测量各力的大小故需要记录橡皮筋原长、悬挂重物后的长度以及记录悬挂重物后O点位置.故应选bcd.可以通过改变小重物改变各力的大小.•【答案】(1)bcd(2)更换不同的小重物。

2020版高考物理一轮总复习第二章第6课时实验:验证力的平行四边形定则(实验课时)课件新人教版

2020版高考物理一轮总复习第二章第6课时实验:验证力的平行四边形定则(实验课时)课件新人教版
第6课时 实验:验证力的平行四边形定则 (实验课时)
一、基本实验要求 1.实验目的 (1)验证互成角度的两个共点力合成时遵循的平行四边形定则. (2)学会用作图法处理实验数据和得出实验结论.
2.实验原理
等效思想:使一个力F′的作用效果和两个力F1和F2的作用效果相 同,都是使同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点O,即伸长量相同, 所以F′为F1和F2的合力,作出力F′的图示,再根据平行四边形定则 作出力F1和F2的合力F的图示,比较F、F′在实验误差允许的范围内 是否大小相等、方向相同.
3.实验器材 方木板、白纸、弹簧测力计(两个)、橡皮条、细绳套(两个)、三角 板、刻度尺、图钉、铅笔. 4.实验步骤 (1)仪器安装 ①如实验原理图所示,用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板 上. ②用图钉把橡皮条的一端固定在A点,橡皮条的另一端拴上两个细 绳套.
(2)测量与记录 ①用两个弹簧测力计分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使 橡皮条与绳的结点伸长到某一位置O,记录两弹簧测力计的读数F1、 F2,用铅笔描下O点的位置及此时两细绳的方向. ②只用一个弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位 置O,记下弹簧测力计的读数F′和细绳套的方向. ③改变两弹簧测力计拉力的大小和方向,再重做两次实验.
钩上,另一端用圆珠笔尖竖直向下拉,直到弹簧秤示
数为某一设定值时,将橡皮筋两端的位置标记为O1、 O2,记录弹簧秤的示数F,测量并记录O1、O2间的距 离(即橡皮筋的长度l).每次将弹簧秤示数改变0.50 N,测出所对应的
l,部分数据如下表所示:
F/N 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50
⑥F与F3作比较,即比较用平行四边形作出的合力和产生相同效果 的实际的力是否一致,即可验证力的平行四边形定则的正确性.

【2020】最新高考物理一轮复习第二章相互作用课时规范练6受力分析共点力的平衡新人教版

【2020】最新高考物理一轮复习第二章相互作用课时规范练6受力分析共点力的平衡新人教版

1.(受力分析)(20xx·湖南衡阳月考)如图所示,物块a,b质量分别为2m,m,水平地面和竖直墙面均光滑,在水平推力F作用下,两物块均处于静止状态.。

则( )A.物块b受四个力作用B.物块b受到的摩擦力大小等于2mgC.物块b对地面的压力大小等于mgD.物块a受到物块b的作用力水平向右答案B解析对a分析,a受到竖直向下的重力,墙壁给的支持力,b给的弹力,要想保持静止,必须在竖直方向上受到b给的向上的静摩擦力,故Ffba=Ga=2mg,B正确;对b分析,受到竖直向下的重力,地面给的竖直向上的支持力,a给的竖直向下的静摩擦力,a给的水平向左的弹力,以及推力F,共5个力作用,在竖直方向上有Gb+Ffab=FN,故FN=3mg,即物块b对地面的压力大小等于3mg,A、C错误;物块a受到物块b的水平方向上的弹力,和竖直方向上的摩擦力,物块a受到b的作用力的合力不沿水平方向,D错误.。

2.(多选)(受力分析)如图,一质量为m的滑块静止置于倾角为30°的粗糙斜面上,一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点,另一端系在滑块上,弹簧与斜面垂直,则( )A.滑块不可能只受到三个力作用B.弹簧可能处于伸长状态C.斜面对滑块的支持力大小可能为零D.斜面对滑块的摩擦力大小一定等于mg答案BD解析弹簧与竖直方向的夹角为30°,所以弹簧的方向垂直于斜面,因为弹簧的形变情况未知,所以斜面与滑块之间的弹力大小不确定,所以滑块可能只受重力、斜面支持力和静摩擦力三个力的作用而平衡,此时弹簧弹力为零,处于原长状态,故A错误,B正确;沿斜面方向,根据平衡条件滑块此时受到的摩擦力大小等于重力沿斜面向下的分力,不为零,有摩擦力必有弹力,所以斜面对滑块的支持力不可能为零,故C错误,D正确.。

3.(多选)(20xx·山东潍坊期中)如图所示,质量分别为M、m物体A、B用细绳连接后跨过光滑的定滑轮,A静止在倾角为30°的斜面上,已知M=2m,现将斜面倾角由30°增大到35°,系统仍保持静止.。

【精品整理】2020年高考物理一轮复习考点归纳专题2:相互作用

【精品整理】2020年高考物理一轮复习考点归纳专题2:相互作用

2020年高考一轮复习知识考点归纳专题02 相互作用目录第一节重力弹力摩擦力 (2)【基本概念、规律】 (2)【重要考点归纳】 (2)考点一弹力的分析与计算 (2)考点二摩擦力的分析与计算 (3)考点三摩擦力突变问题的分析 (4)【思想方法与技巧】 (4)物理模型——轻杆、轻绳、轻弹簧模型 (4)第二节力的合成与分解 (5)【基本概念、规律】 (5)【重要考点归纳】 (5)考点一共点力的合成 (5)考点二力的两种分解方法 (6)【思想方法与技巧】 (7)方法技巧——辅助图法巧解力的合成和分解问题 (7)第三节受力分析共点力的平衡 (7)【基本概念、规律】 (7)【重要考点归纳】 (8)考点一物体的受力分析 (8)考点二解决平衡问题的常用方法 (8)考点三图解法分析动态平衡问题 (9)考点四隔离法和整体法在多体平衡中的应用 (9)【思想方法与技巧】 (9)求解平衡问题的四种特殊方法 (9)实验二探究弹力和弹簧伸长的关系 (10)实验三验证力的平行四边形定则 (11)第一节重力弹力摩擦力【基本概念、规律】一、重力1.产生:由于地球的吸引而使物体受到的力.2.大小:G=mg.3.方向:总是竖直向下.4.重心:因为物体各部分都受重力的作用,从效果上看,可以认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫做物体的重心.二、弹力1.定义:发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体产生力的作用.2.产生的条件(1)两物体相互接触;(2)发生弹性形变.3.方向:与物体形变方向相反.三、胡克定律1.内容:弹簧发生弹性形变时,弹簧的弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比.2.表达式:F=kx.(1)k是弹簧的劲度系数,单位为N/m;k的大小由弹簧自身性质决定.(2)x是弹簧长度的变化量,不是弹簧形变以后的长度.四、摩擦力1.产生:相互接触且发生形变的粗糙物体间,有相对运动或相对运动趋势时,在接触面上所受的阻碍相对运动或相对运动趋势的力.2.产生条件:接触面粗糙;接触面间有弹力;物体间有相对运动或相对运动趋势.3.大小:滑动摩擦力F f=μF N,静摩擦力:0≤F f≤F fmax.4.方向:与相对运动或相对运动趋势方向相反.5.作用效果:阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势.【重要考点归纳】考点一弹力的分析与计算1.弹力有无的判断方法(1)条件法:根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力.此方法多用来判断形变较明显的情况.(2)假设法:对形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在,看物体能否保持原有的状态,若运动状态不变,则此处不存在弹力;若运动状态改变,则此处一定有弹力.(3)状态法:根据物体的运动状态,利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在.2.弹力方向的判断方法(1)根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断.(2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向.3.计算弹力大小的三种方法(1)根据胡克定律进行求解.(2)根据力的平衡条件进行求解.(3)根据牛顿第二定律进行求解.考点二摩擦力的分析与计算1.静摩擦力的有无和方向的判断方法(1)假设法:利用假设法判断的思维程序如下:(2)状态法:先判明物体的运动状态(即加速度的方向),再利用牛顿第二定律(F=ma)确定合力,然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向.(3)牛顿第三定律法:先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向.2.静摩擦力大小的计算(1)物体处于平衡状态(静止或匀速运动),利用力的平衡条件来判断其大小.(2)物体有加速度时,若只有静摩擦力,则F f=ma.若除静摩擦力外,物体还受其他力,则F合=ma,先求合力再求静摩擦力.3.滑动摩擦力的计算滑动摩擦力的大小用公式F f=μF N来计算,应用此公式时要注意以下几点:(1)μ为动摩擦因数,其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关;F N为两接触面间的正压力,其大小不一定等于物体的重力.(2)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的大小均无关.方法技巧:(1)在分析两个或两个以上物体间的相互作用时,一般采用整体法与隔离法进行分析.(2)受静摩擦力作用的物体不一定是静止的,受滑动摩擦力作用的物体不一定是运动的.(3)摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势,但摩擦力不一定阻碍物体的运动,即摩擦力不一定是阻力.考点三摩擦力突变问题的分析1.当物体受力或运动发生变化时,摩擦力常发生突变,摩擦力的突变,又会导致物体的受力情况和运动性质的突变,其突变点(时刻或位置)往往具有很深的隐蔽性.对其突变点的分析与判断是物理问题的切入点.2.常见类型(1)静摩擦力因其他外力的突变而突变.(2)静摩擦力突变为滑动摩擦力.(3)滑动摩擦力突变为静摩擦力.【思想方法与技巧】物理模型——轻杆、轻绳、轻弹簧模型柔软,只能发生微小形既可伸长,也可压缩,弹簧与橡皮筋的弹力特点:(1)弹簧与橡皮筋产生的弹力遵循胡克定律F=kx.(2)橡皮筋、弹簧的两端及中间各点的弹力大小相等.(3)弹簧既能受拉力,也能受压力(沿弹簧轴线),而橡皮筋只能受拉力作用.(4)弹簧和橡皮筋中的弹力均不能突变,但当将弹簧或橡皮筋剪断时,其弹力立即消失.第二节力的合成与分解【基本概念、规律】一、力的合成1.合力与分力(1)定义:如果一个力产生的效果跟几个力共同作用的效果相同,这一个力就叫那几个力的合力,那几个力就叫这个力的分力.(2)关系:合力和分力是一种等效替代关系.2.力的合成:求几个力的合力的过程.3.力的运算法则(1)三角形定则:把两个矢量首尾相连从而求出合矢量的方法.(如图所示)(2)平行四边形定则:求互成角度的两个力的合力,可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向.二、力的分解1.概念:求一个力的分力的过程.2.遵循的法则:平行四边形定则或三角形定则.3.分解的方法(1)按力产生的实际效果进行分解.(2)正交分解.三、矢量和标量1.矢量既有大小又有方向的物理量,相加时遵循平行四边形定则.2.标量只有大小没有方向的物理量,求和时按算术法则相加.【重要考点归纳】考点一共点力的合成1.共点力合成的方法(1)作图法(2)计算法:根据平行四边形定则作出示意图,然后利用解三角形的方法求出合力,是解题的常用方法.2.重要结论(1)二个分力一定时,夹角θ越大,合力越小. (2)合力一定,二等大分力的夹角越大,二分力越大. (3)合力可以大于分力,等于分力,也可以小于分力. 3.几种特殊情况下力的合成(1)两分力F 1、F 2互相垂直时(如图甲所示):F 合=F 21+F 22,tan θ=F 2F 1.甲 乙(2)两分力大小相等时,即F 1=F 2=F 时(如图乙所示): F 合=2Fcos θ2.(3)两分力大小相等,夹角为120°时,可得F 合=F.解答共点力的合成时应注意的问题(1)合成力时,要正确理解合力与分力的大小关系:合力与分力的大小关系要视情况而定,不能形成合力总大于分力的思维定势.(2)三个共点力合成时,其合力的最小值不一定等于两个较小力的和与第三个较大的力之差.考点二 力的两种分解方法1.力的效果分解法(1)根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向; (2)再根据两个实际分力的方向画出平行四边形; (3)最后由平行四边形和数学知识求出两分力的大小. 2.正交分解法(1)定义:将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法.(2)建立坐标轴的原则:一般选共点力的作用点为原点,在静力学中,以少分解力和容易分解力为原则(即尽量多的力在坐标轴上);在动力学中,以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系.(3)方法:物体受到多个力作用F 1、F 2、F 3…,求合力F 时,可把各力沿相互垂直的x 轴、y 轴分解.x 轴上的合力: F x =F x1+F x2+F x3+…y 轴上的合力: F y =F y1+F y2+F y3+…合力大小:F =F 2x +F 2y合力方向:与x 轴夹角为θ,则 tan θ=F y F x.一般情况下,应用正交分解法建立坐标系时,应尽量使所求量(或未知量)“落”在坐标轴上,这样解方程较简单,但在本题中,由于两个未知量F AC 和F BC 与竖直方向夹角已知,所以坐标轴选取了沿水平和竖直两个方向.【思想方法与技巧】方法技巧——辅助图法巧解力的合成和分解问题对力分解的唯一性判断、分力最小值的计算以及合力与分力夹角最大值的计算,当力的大小不变方向改变时,通常采取作图法,优点是直观、简捷.第三节 受力分析 共点力的平衡【基本概念、规律】一、受力分析 1.概念把研究对象(指定物体)在指定的物理环境中受到的所有力都分析出来,并画出物体所受力的示意图,这个过程就是受力分析.2.受力分析的一般顺序先分析场力(重力、电场力、磁场力等),然后按接触面分析接触力(弹力、摩擦力),最后分析已知力.二、共点力作用下物体的平衡 1.平衡状态物体处于静止或匀速直线运动的状态.2.共点力的平衡条件:F 合=0或者⎩⎨⎧Fx 合=0Fy 合=0三、平衡条件的几条重要推论1.二力平衡:如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态,这两个力必定大小相等,方向相反. 2.三力平衡:如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等,方向相反.3.多力平衡:如果物体受多个共点力作用处于平衡状态,其中任何一个力与其余力的合力大小相等,方向相反.【重要考点归纳】考点一物体的受力分析1.受力分析的基本步骤(1)明确研究对象——即确定分析受力的物体,研究对象可以是单个物体,也可以是多个物体组成的系统.(2)隔离物体分析——将研究对象从周围的物体中隔离出来,进而分析周围物体有哪些对它施加了力的作用.(3)画受力示意图——边分析边将力一一画在受力示意图上,准确标出力的方向,标明各力的符号.2.受力分析的常用方法(1)整体法和隔离法①研究系统外的物体对系统整体的作用力;①研究系统内部各物体之间的相互作用力.(2)假设法在受力分析时,若不能确定某力是否存在,可先对其作出存在或不存在的假设,然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断该力是否存在.3.受力分析的基本思路考点二解决平衡问题的常用方法1.动态平衡:是指平衡问题中的一部分力是变力,是动态力,力的大小和方向均要发生变化,所以叫动态平衡,这是力平衡问题中的一类难题.2.基本思路:化“动”为“静”,“静”中求“动”.3.基本方法:图解法和解析法.4.图解法分析动态平衡问题的步骤(1)选某一状态对物体进行受力分析;(2)根据平衡条件画出平行四边形;(3)根据已知量的变化情况再画出一系列状态的平行四边形;(4)判定未知量大小、方向的变化.考点四隔离法和整体法在多体平衡中的应用当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时,宜用整体法;而在分析系统内各物体(或一个物体各部分)间的相互作用时常用隔离法.整体法和隔离法不是独立的,对一些较复杂问题,通常需要多次选取研究对象,交替使用整体法和隔离法.平衡中的临界和极值问题解决动态平衡、临界与极值问题的常用方法:【思想方法与技巧】求解平衡问题的四种特殊方法求解平衡问题的常用方法有合成与分解法、正交分解法、图解法、整体与隔离法,前面对这几种方法的应用涉及较多,这里不再赘述,下面介绍四种其他方法.一、对称法某些物理问题本身没有表现出对称性,但经过采取适当的措施加以转化,把不具对称性的问题转化为具有对称性的问题,这样可以避开繁琐的推导,迅速地解决问题.二、相似三角形法物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态,画出其中任意两个力的合力与第三个力等值反向的平行四边形中,可能有力三角形与题设图中的几何三角形相似,进而得到对应边成比例的关系式,根据此式便可确定未知量.三、正弦定理法三力平衡时,三力合力为零.三个力可构成一个封闭三角形,若由题设条件寻找到角度关系,则可由正弦定理列式求解.四、三力汇交原理物体受三个共面非平行外力作用而平衡时,这三个力必为共点力.实验二探究弹力和弹簧伸长的关系一、实验目的1.探究弹力和弹簧伸长的定量关系.2.学会利用列表法、图象法研究物理量之间的关系.二、实验原理弹簧受到拉力会伸长,平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等;弹簧的伸长量越大,弹力也就越大.三、实验器材铁架台、弹簧、钩码、刻度尺、坐标纸.四、实验步骤1.安装实验仪器(见实验原理图).将铁架台放在桌面上(固定好),将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上,让其自然下垂,在靠近弹簧处将刻度尺(最小分度为1 mm)固定于铁架台上,并用重垂线检查刻度尺是否竖直.2.用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l0,即原长.3.在弹簧下端挂质量为m1的钩码,量出此时弹簧的长度l1,记录m1和l1,填入自己设计的表格中.4.改变所挂钩码的质量,量出对应的弹簧长度,记录m2、m3、m4、m5和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5,并得出每次弹簧的伸长量x1、x2、x3、x4、x5.钩码个数长度伸长量x钩码质量m弹力F0l0=1l1=x1=l1-l0m1=F1=2l2=x2=l2-l0m2=F2=一、数据处理1.列表法将测得的F、x填入设计好的表格中,可以发现弹力F与弹簧伸长量x的比值在误差允许范围内是相等的.2.图象法以弹簧伸长量x为横坐标,弹力F为纵坐标,描出F、x各组数据相应的点,作出的拟合曲线,是一条过坐标原点的直线.二、误差分析1.钩码标值不准确、弹簧长度测量不准确带来误差.2.画图时描点及连线不准确也会带来误差.三、注意事项1.每次增减钩码测量有关长度时,均需保证弹簧及钩码不上下振动而处于静止状态,否则,弹簧弹力有可能与钩码重力不相等.2.弹簧下端增加钩码时,注意不要超过弹簧的弹性限度.3.测量有关长度时,应区别弹簧原长l0、实际总长l及伸长量x三者之间的不同,明确三者之间的关系.4.建立平面直角坐标系时,两轴上单位长度所代表的量值要适当,不可过大,也不可过小.5.描线的原则是,尽量使各点落在描画出的线上,少数点分布于线两侧,描出的线不应是折线,而应是光滑的曲线实验三验证力的平行四边形定则一、实验目的1.验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则.2.培养应用作图法处理实验数据和得出结论的能力.二、实验原理互成角度的两个力F1、F2与另外一个力F′产生相同的效果,看F1、F2用平行四边形定则求出的合力F与F′在实验误差允许范围内是否相等.三、实验器材木板、白纸、图钉若干、橡皮条、细绳、弹簧测力计两个、三角板、刻度尺.四、实验步骤1.用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上.2.用图钉把橡皮条的一端固定在A点,橡皮条的另一端拴上两个细绳套.3.用两只弹簧测力计分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条与绳的结点伸长到某一位置O,如图所示,记录两弹簧测力计的读数,用铅笔描下O点的位置及此时两细绳的方向.4.只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O,记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向.5.改变两弹簧测力计拉力的大小和方向,再重做两次实验.一、数据处理1.用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线,按选定的标度作出这两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形,过O点画平行四边形的对角线,此对角线即为合力F的图示.2.用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出实验步骤4中弹簧测力计的拉力F′的图示.3.比较F与F′是否完全重合或几乎完全重合,从而验证平行四边形定则.二、注意事项1.同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是:将两只弹簧测力计调零后互钩对拉,读数相同.2.在同一次实验中,使橡皮条拉长时,结点O位置一定要相同.3.用两只弹簧测力计钩住绳套互成角度地拉橡皮条时,夹角不宜太大也不宜太小,在60°~100°之间为宜.4.实验时弹簧测力计应与木板平行,读数时眼睛要正视弹簧测力计的刻度,在合力不超过量程及橡皮条弹性限度的前提下,拉力的数值尽量大些.5.细绳套应适当长一些,便于确定力的方向.不要直接沿细绳套的方向画直线,应在细绳套末端用铅笔画一个点,去掉细绳套后,再将所标点与O点连接,即可确定力的方向.6.在同一次实验中,画力的图示所选定的标度要相同,并且要恰当选取标度,使所作力的图示稍大一些.三、误差分析1.弹簧测力计本身的误差.2.读数误差和作图误差.3.两分力F1、F2间的夹角θ越大,用平行四边形定则作图得出的合力F的误差ΔF也越大.。

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第6讲实验验证力的平行四边形定则
1. (多选)在做“互成角度的两个力的合成”实验时,橡皮条的一端固定在木板上,用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的0点,以下操作中错误的是()
A. 同一次实验过程中,0点位置允许变动
B. 实验中,弹簧测力计必须与木板平行,读数时视线要正对弹簧测力计刻度
C. 实验中,先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程,然后只需调节
另一弹簧测力计拉力的大小和方向,把橡皮条另一端拉到0点
D. 实验中,把橡皮条的另一端拉到0点时,两弹簧测力计之间夹角应取90°,以
便于算出合力的大小
[解析]从橡皮条固定点到0点的连线方向,是合力的作用线方向,如果0点变动,那么合力的大小方向会变化,就不能验证力的平行四边形定则,A错误;C
选项中,因一个弹簧测力计已拉到最大量程,再通过另一个弹簧测力计拉橡皮条到0点时,第一个弹簧测力计可能超过最大量程,造成损坏,或读数不准,C错误;互
成角度的两个力是利用平行四边形定则合成的,两个分力成任意角度都适用,不必成90°角,D错误.
[答案]ACD
2. 在“验证力的平行四边形定则”的实验中,合力与分力的作用效果相同,
这里作用效果是指()
A. 弹簧测力计的弹簧被拉长
B. 固定橡皮条的图钉受拉力产生形变
C. 细绳套受拉力产生形变
D. 使橡皮条在同一方向上伸长同一长度
[解析]合力与分力之间是等效替代关系,所以在实验中的作用效果相同是指橡皮条的伸长量相同且伸长到同一位置,D正确.
[答案]D
3. (2020 •江南十校联考)用木板、白纸、图钉、一根原长为5 cm且劲度系数为100 N/m的弹簧、两个弹簧测力计、细绳套、三角板、刻度尺和铅笔等器材做“验证力的平行四边形定则”实验,实验过程如下:
(1)在水平木板上铺白纸,把弹簧的一端固定在O点,过O画一条标记线OD 弹簧的另一端拴两条细绳套;用两个弹簧测力计互成角度拉细绳套,使弹簧的另一端沿OD拉至C点,如图甲所示.用铅笔描下C点的位置和两条细绳的方向,记录两弹簧测力计的读数分别为F A与F B,其中B弹簧测力计的读数F B=______________________ N用刻
度尺测出此时弹簧的长度为10.00 cm通过计算得出弹簧的拉力F= _____________ N可以判断F A与F B互成的角度为________ .
⑵根据力的图示,作出F A和F B,如图乙所示•请你根据力的图示,在图乙中作出F A 与F B的合力F'.
(3)比较力F'与F的大小和方向,得出的结论是:在实验误差范围内,
[解析](1)由甲图知,B弹簧的读数为4.00 N ;弹簧的形变量为5 cm,根据胡克定律F= kx,代入可求此时弹力F= 5 N ;再由甲图可知A弹簧的读数为3 N , 根据几何关系可求F A与F B互成的角度为90° .(2)图见答案.(3)比较力F'与F的大小和方向,近似相同,故可得结论是:在实验误差范围内,平行四边形定则成立.
[答案](1)4.00 5 或 5.0 90
⑵如图所示:
(3)平行四边形定则成立
4. (2020 •广东深圳二模)根据要求,完成“验证力的平行四边形定则”实验.
甲乙丙
(1)如图甲所示,把白纸固定在木板上后,再把木板竖立在桌面上,用图钉把橡皮筋的一端固定在A点,另一端B连接两条轻绳,跨过定滑轮后各拴一细绳套,分别挂上3个钩码和4个钩码(每个钩码重1 N),调整滑轮的位置,稳定后结点B位于O处,记下____________________ 口两条轻绳的方向,取下滑轮及钩码.
⑵如图乙所示,取某单位长度表示 1 N,用力的图示作出两条轻绳的拉力F i 和F2;再用一把弹簧测力计把结点B也拉至O处,记下测力计的读数F'= __________________ N,取下测力计.
(3)在图丙作出F i和F2的合力F及拉力的图示.
⑷对比F'和F的大小和方向,发现它们不是完全一致的,其可能的原因是(填一个原因).
[解析](1)根据实验原理和实验目的可知,该实验目的是“验证力的平行四边形定则”,因此需要知道两个分力的大小和方向,由此可以作平行四边形,从而求出合力的理论值,该实验采用的是“等效替换”,因此需要记录一个弹簧拉橡皮筋时的弹力的大小和方向•记下O的位置和两条轻绳的方向、钩码的个数.
⑵弹簧测力计的最小刻度为0.2 N,读数时应估读到本位,所以读数 5.0 N.
(3)合理选取标度,作出两分力,再应用平行四边形定则作出合力如图所示.
(4)F '和F不是完全一致的,其可能的原因是测量存在误差;作图没有画准;弹簧测力计自身重力的影响;滑轮与绳之间的摩擦力等.
[答案](1)0的位置(2)5.0 (3)见解析⑷见解析
5. (2020 •徐州质检)某同学尝试用橡皮筋等器材验证力的平行四边形定则,他
找到两条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物,以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子,设计了如下实验.将两条橡皮筋的一端与细绳连接,细绳下挂一重物,两橡皮筋的另一端也都连有细绳.实验时,先将两条橡皮筋的一端的细绳固定在墙上的钉子A上,其中一条橡皮筋任其下垂,如图中甲所示,再将另一条橡皮筋另一端的细绳固定在墙上的钉子B上,如图中乙所示.
(1)为完成实验,下述操作中必需的是 __________ .
a. 两橡皮筋的另一端连接的细绳a、b长度要相同
b. 要测量橡皮筋的原长
c. 要测量图甲和图乙中橡皮筋的长度
d. 要记录图甲中结点O的位置及过结点O的竖直方向
e. 要记录图乙中结点O的位置及过结点O的竖直方向
⑵对该实验“两条相同的橡皮筋”的要求的理解,正确的为____________ .
a. 橡皮筋的材料和原长相同即可
b. 橡皮筋的材料和粗细相同即可
c. 橡皮筋的材料、原长和粗细均要相同
[解析]本实验的目的是验证力的平行四边形定则,研究合力与分力的关系, 而合力
与分力是等效的,本实验采用作合力与分力图示的方法来验证,根据实验原理需要知道橡皮筋的伸长量才能表示橡皮筋的弹力,故应该测量橡皮筋的原长和图甲、乙中橡皮筋的长度•两条相同的橡皮筋是指橡皮筋的材料、原长和粗细均要相
同.
[答案]⑴bee (2)c
6•如右图所示,某实验小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解,A、B 为两个相同的双向力传感器,该型号传感器在受到拉力时读数为正,受到压力时读数为负.A 连接质量不计的细绳,可沿固定的板做圆弧形
移动.B固定不动,通过光滑铰链连接长0.3 m的杆•将细绳连接在杆右端O 点构成支架•保持杆在水平方向,g取10 m/s2,按如下步骤操作:
①测量绳子与水平杆的夹角/ AOB=9;
②对两个传感器进行调零;
③用另一根绳在O点悬挂一个钩码,记录两个传感器的读数;
④取下钩码,移动传感器A改变9角.
重复上述实验步骤,得到表格.
(1) 根据表格,A传感器对应的是表中力_________ (填“F i”或“F2”).钩码质量为________ k g(保留一位有效数字).
(2) 本实验中多次对传感器进行调零,对此操作说明正确的是()
A.因为事先忘记调零
B•何时调零对实验结果没有影响
C. 为了消除横杆自身重力对结果的影响
D. 可以完全消除实验的误差
[解析](1)A传感器中的力均为正值,故A传感器对应的是表中力F i,平衡时, mg= F i sin 当9= 30°时,F i= 1.001 N,可求得m= 0.05 kg.(2)在挂钩码之前,
对传感器进行调零,目的是为了消除横杆自身重力对结果的影响,C正确.
[答案](1)F i 0.05 (2)C。

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