高中物理必修一第三章相互作用力重点知识归纳(带答案)

高中物理必修一第三章相互作用力重点知识归纳
单选题
1、某同学利用如图甲所示的装置，选取了1、2两根不同的弹簧，探究弹簧的弹力F与伸长量x的关系。

在
实验过程中，弹簧始终在弹性限度内，弹簧质量可忽略不计，他在同一个坐标系内作出了F-x图像，如图乙
所示。

据此可知，弹簧1、2 的劲度系数k1和k2的关系为（）
A．k1>k2B．k1<k2C．k1=k2D．不能确定
答案：A
F-x图像的斜率反映劲度系数的大小，因图像1的斜率较大，故
k1>k2
故选A。

2、质量分别为2kg、1kg、2kg的三个木块a、b、c和两个劲度系数均为500N/m的相同轻弹簧p、q用轻绳连接如图，其中a放在光滑水平桌面上。

开始时p弹簧处于原长，木块都处于静止，现用水平力缓慢地向左拉
p弹簧的左端，直到c木块刚好离开水平地面为止，g取10m/s2，该过程p弹簧的左端向左移动的距离是（）
A．6cmB．8cmC．10cmD．12cm
答案：D
当F=0时，对b，根据受力平衡得
解得
x1=2cm
当c木块刚好离开水平地面时，对c根据平衡条件得
kx2=m c g
解得
x2=4cm
当c木块刚好离开水平地面时，对b根据平衡条件得
kx3=(m b+m c)g
解得
x3=6cm
该过程p弹簧的左端向左移动的距离为
x=x1+x2+x3=12cm
故选D。

3、重量为100N的木箱放在水平地板上，至少要用35N的水平推力，才能使它从原地开始运动。

木箱从原地移动以后，用30N的水平推力，就可以使木箱继续做匀速运动。

由此可知（）
A．木箱与地板间的最大静摩擦力为30N
B．木箱与地板间的动摩擦因数为0.3
C．若用33N的水平推力推静止的木箱，木箱所受的摩擦力是30N
D．若用20N的水平推力推移动的木箱，木箱所受的摩擦力是20N
答案：B
A．最大静摩擦力是指物体刚要运动时对应的摩擦力，根据二力平衡可知，最大静摩擦力为35N，故A错误；B．木箱做匀速运动时合力为零，所以滑动摩擦力等于此时的推力，即30N
f=μmg
解得
μ=0.3
C．33N的水平推力小于最大静摩擦力，所以木箱静止，受到的是静摩擦力，根据二力平衡可知，此时的摩擦
力为33N，故C错误；
D．木箱滑动时，受到的是滑动摩擦力，滑动摩擦力只与正压力及动摩擦因数有关，与水平推力无关，因此，此时的摩擦力为30N，故D错误。

故选B。

4、如图所示是“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验装置，小东认真操作、正确读数后得到的数据记录如下表。

由表可知（）
B．实验所用刻度尺的分度值是1mm
C．每挂一个钩码，弹簧伸长12.0cm
D．实验时弹簧伸长量未超过弹性限度
答案：D
A．每个钩码的质量
m=0.98
9.8
kg=0.1kg
A错误；
B．由于弹簧的长度记录到整数厘米的下一位，故所用刻度尺为厘米刻度尺，最小分度为1cm，B错误；C．由表可以看出，每挂一个钩码，弹簧都要伸长2cm，C错误；
D．由所给实验数据可以看出，弹簧弹力与其伸长量成正比，符合胡克定律，故弹簧伸长量未超过它的弹性限度，D正确。

故选D。

5、小帅同学用轻质圆规做了如图所示的小实验，圆规两脚A与B分别模拟横梁与斜梁，钥匙模拟重物，重力为mg。

将钥匙重力分解为拉伸A脚的分力F1和压缩B脚的分力F2，则（）
A．F1=mg tanαB．F1=mg sinαC．F2=mg tanαD．F2=mg sinα
答案：A
如图所示，拉伸A的分力
F1=mg tanα
压缩B的分力
F2=
mg cosα
故选A。

6、两个共点力的合力大小为12N，其中一个分力的大小为7N，则另一个分力的大小不可能为（）
A．4NB．6NC．18ND．10N
答案：A
4N、7N的合力大小范围为3N≤F合≤11N，6N、7N的合力大小范围为1N≤F合≤13N，18N、7N的合力大小范围为11N≤F合≤25N，10N、7N的合力大小范围为3N≤F合≤17N。

选不可能的，故选A。

7、如图所示，在一粗糙水平上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2，中间用一原长为l、劲度系数为k的
轻弹簧连结起来，木块与地面间的动摩擦因数为μ，现用一水平力向左拉木块1，当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是（）
A．l+μ
k m1g B．l+μ
k
(m1+m2)g
C．l+μ
k m2g D．l+μ
k
(m1m2
m1+m2
)g
答案：C
对木块2受力分析，根据平衡条件，弹簧的弹力与摩擦力相等，即
F=μm2g
又由胡克定律
F=kx
整理
x=μm2g k
所以弹簧的长度为
l+x=l+μ
k
m2g
故选C。

8、如图所示，用一根细线系住重力为G、半径为R的球，其与倾角为α的光滑斜面接触，处于静止状态，球与斜面的接触面非常小，当细线悬点O固定不动，斜面缓慢水平向左移动直至绳子与斜面平行的过程中，下述正确的是（）
A．细绳对球的拉力先减小后增大B．细绳对球的拉力先增大后减小
C．细绳对球的拉力一直减小D．细绳对球的拉力最小值等于G
答案：C
以小球为研究对象，其受力分析如图所示：
因题中“缓慢”移动，故小球处于动态平衡，由图知在题设的过程中，F一直减小，当绳子与斜面平行时，F与F N垂直，F有最小值，且F min＝G sinα，故选项C正确，ABD错误；
故选C。

多选题
9、三个共点力大小分别为2N、5N、8N，它们的合力的大小可能为（）
A．0NB．1NC．5ND．16N
答案：BC
三个共点力大小分别为2N、5N、8N，它们的合力的最小值为1N，它们合力的最大值为15N，它们合力的取值范围是
1N≤F≤15N
故选BC。

10、如图，水平地面上竖直固定一根粗细均匀、光滑的直杆，杆上套有圆环A，地面上有一个滑块B，A、B 用轻杆通过活动铰链连接，轻杆与竖直方向的夹角为θ，A、B处于静止状态。

现增大θ角，A、B仍处于静止状态，在θ角增大的前、后两个状态，下列说法正确的是（）
A．A、B间轻杆的弹力增大
B．物块B对地面的压力变小
C．直杆对圆环A的弹力减小
D．地面对物块B的摩擦力增大
答案：AD
A．设轻杆上的弹力为F，对圆环A研究，有
Fcosθ=m A g
可知θ越大，F越大，选项A正确；
B．地面对B的支持力等于A、B整体的重力，始终不变，选项B错误；
C．直杆对A的弹力
N=m A gtanθ
可知θ越大，N越大，选项C错误；
D．对整体研究，地面对B的摩擦力
f=N
θ越大，N越大，因此地面对B的摩擦力增大，选项D正确。

故选AD。

11、擦黑板时我们用斜向上的力F作用在黑板刷上。

当黑板刷静止时，将F分解为如图所示的F1、F2两个分力，下列说法正确的是（）
A．F1就是黑板刷对黑板的正压力B．黑板刷可能受到4个力作用
C．黑板对黑板刷的静摩擦力必竖直向下D．F1与黑板对黑板刷的弹力是一对平衡力
答案：BD
A．F1是F的一个分力，施力物体是手，而黑板刷对黑板的正压力的施力物体是黑板刷，所以上述两个力不是同一个力，故A错误；
BCD．首先，黑板刷一定受到F和重力作用，又因为黑板刷处于平衡状态，所以在水平方向一定受到黑板的弹力作用，即F1与黑板对黑板刷的弹力是一对平衡力；当F2与黑板刷的重力大小相等时，则黑板擦不受到黑板的静摩擦力作用，此时黑板刷受3个力的作用，当F2与黑板擦的重力大小不相等时，黑板擦一定受到摩擦力作用，则此时受4个力的作用，因此黑板刷可能受到4个力作用，故BD正确，C错误。

故选BD。

12、如图甲所示，一根弹簧一端固定在传感器上，传感器与电脑相连。

当对弹簧施加变化的作用力（拉力或压力）时，在电脑上得到了弹簧形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图像，如图乙所示，则下列判断正确的是（）
A．弹簧产生的弹力大小和弹簧的长度成正比
B．弹力增加量与对应的弹簧长度的增加量成正比
C．该弹簧的劲度系数是200N/m
D．该弹簧受到压力时，劲度系数不变
答案：BCD
AB．由题图乙可知F=kx，即弹簧的弹力大小与弹簧的形变量成正比，与弹簧的长度不成正比，A错误，B正确；
C．根据
k=F
x =20N
0.1m
=200N/m
故C正确；
D．弹簧的劲度系数是弹簧的固有属性，不随弹力的变化而改变，故D正确。

故选BCD。

13、如图所示是跳水运动员在训练中的一张照片起跳时运动员用力下压跳板，然后再向上跳起。

在运动员起
跳过程中，下列说法正确的是（）
A．运动员能跳起来是因为板对人的弹力大于人对板的压力
B．运动员能跳起来是因为板对人的弹力大于人的重力
C．在运动员离开板之前，板对人的弹力始终等于人的重力
D．在运动员离开板之前，板对人的弹力始终等于人对板的压力
答案：BD
AD．板对人的弹力和人对板的压力是一对作用力与反作用力，由牛顿第三定律可知，这两个力大小相等，A
错误，D正确；
B．运动员能跳起来是因为板对运动员的弹力大于运动员所受的重力使运动员所受的合力向上，B正确；
C．运动员离开板之前，在其向上运动的过程中重力不变，开始时弹力大于重力，在运动过程中弹力逐渐减小，
故板对运动员的弹力先大于重力后小于重力，C错误；
故选BD。

填空题
14、如图所示，人游泳时若某时刻手掌对水的作用力大小为F，该力与水平方向的夹角为30°，则该力在水平方向的分力大小为___________。

答案：√3
2
F
沿水平方向和竖直方向将手掌对水的作用力分解，则有该力在水平方向的分力大小为
Fcos30°=√3 2
F
15、我们是通过物体______、______的改变来感知力的存在的。

答案：形状运动状态
[1][2]力可以使物体发生形变和改变运动状态，所以我们是通过物体形状和运动状态的改变来感知力的存在的。

16、在“研究共点力的合成”实验中用到的科学方法是__________；大小分别为6N、8N、10N的三个共点力的
合力F合范围是__________。

答案：等效替代法0≤F
合
≤24N
[1] 合力与分力的关系是等效替代的关系，所以该实验采用的科学方法是等效替代法。

[2]由平行四边形法则可知，当三个共点力方向相同时，合力有最大值为
F
合m
=(6+8+10)N=24N
由平行四边形法则可得，8N、10N两个力合力的范围为
2N≤F′≤18N
则当合力为6N，且方向与第三个力的方向相反时，合力有最小值为0，则三个力合力的范围为
0≤F
合
≤24N
解答题
17、竖直悬挂的弹簧原长为15.0cm，加挂200g的钩码后静止时弹簧的总长度为20.0cm，弹簧未超过弹性限度，g取10m/s2，求：。

（1）弹簧的劲度系数；
（2）取下100g钩码后，静止时弹簧的总长度为多少？
答案：（1）40N/m；（2）17.5cm
（1）根据胡克定律
F=kx
mg=k（L1-L0）
解得
k=40N/m
（2）取下砝码后
m′g=k（L2-L0）
L2=17.5cm
18、已知两个共点力的大小分别为20N和15N，当这两个力的夹角为90°时，请用计算法求出它们合力的大小和方向。

答案：25N，方向与20N的分力成37∘
如图所示，当这两个力的夹角为90°时，根据勾股定理可得它们的合力大小为
F
合
=√202+152N=25N
tanθ=15
20
=
3
4
得
θ=37∘故合力的大小为25N，方向与20N的分力成37∘。