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专题02 受力分析和牛顿定律
一、单选题
1．（2024·黑龙江大庆·三模）如图所示，两根绝缘细线的上端都系在水平天花板上，
另一端分别连着两个带电小球P、Q，两小球静止时处于同一水平高度，P 球质量为
m，两细线与天花板间的夹角分别为
，
，重力加速度为g。下列说法正
确的是（ ）
A．左侧细线对小球的拉力大小为
B．右侧小球的质量为m
C．剪断左侧细线的瞬间，P 球的加速度大小为
D．剪断右侧细线的瞬间，Q 球的加速度大小为
2．（2024·黑龙江齐齐哈尔·三模）燃气灶支架有很多种规格和款式。如图所示，这是
a、b 两款不同的燃气灶支架，它们都是在一个圆圈底座上等间距地分布有五个支架齿，
每一款支架齿的简化示意图在对应的款式下方。如果将质量相同、尺寸不同的球面锅
置于两款支架上，则锅的尺寸越大（ ）
A．a 款每个支架齿受到的压力越大
B．a 款每个支架齿受到的压力越小
C．b 款每个支架齿受到的压力越大
D．b 款每个支架齿受到的压力越小
3．（2024·黑龙江·三模）如图所示为放在水平桌面上的沙漏计时器，从里面的沙子全
部在上部容器里开始计时，沙子均匀地自由下落，到沙子全部落到下部容器里时计时
结束，不计空气阻力和沙子间的影响，对计时过程取两个时刻：时刻一，下部容器内
没有沙子，部分沙子正在做自由落体运动；时刻二，上、下容器内都有沙子，部分沙
子正在做自由落体运动；认为沙子落到容器底部时速度瞬时变为零，下列说法正确的
1
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是（ ）
A．时刻一，桌面对沙漏的支持力大小等于沙漏的总重力大小
B．时刻一，桌面对沙漏的支持力大小大于沙漏的总重力大小
C．时刻二，桌面对沙漏的支持力大小等于沙漏的总重力大小
D．时刻二，桌面对沙漏的支持力大小小于沙漏的总重力大小
4．（2024·广西桂林·三模）如图所示，P、Q 是两个光滑的定滑轮，吊着A、B、C 三
个小球的三条轻绳各有一端在O 点打结，悬吊A、C 两个球的轻绳分别绕过定滑轮P、
Q，三个球静止时，OQ 段轻绳与竖直方向的夹角
。已知B、C 两球的质量均为
m，
，则A 球的质量为（ ）
A．m
B．1.2m
C．1.5m
D．1.6m
5．（2024·江西南昌·三模）如图所示，一梯子斜靠在光滑的竖直墙壁上，下端放在粗
糙的水平地面上，某工人站立于梯子上，下列说法正确的是（ ）
A．地面对梯子的摩擦力方向水平向右
B．人和梯子组成的系统受三个力作用
C．梯子对工人的作用力竖直向上
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D．地面对梯子的作用力竖直向上
6．（2024·安徽安庆·三模）如图所示，有一小球被轻绳拴住悬挂在天花板上并放置在
斜面上，已知轻绳与竖直方向的夹角为45°，斜面倾角为37°，所有接触面都是光滑的，
在斜面上施加一水平外力，使整个装置开始处于静止状态。现水平向左缓慢移动斜面，
直至轻绳到达竖直位置，该过程中小球一直在斜面上，小球视为质点。下列说法正确
的是（ ）
A．斜面开始静止时，轻绳对小球的拉力大小等于斜面对小球的支持力大小
B．斜面缓慢移动过程中，斜面对小球的支持力先增大后减小
C．斜面缓慢移动过程中，施加在斜面上的水平外力先向左后向右
D．斜面缓慢移动过程中，斜面对水平面的压力一直减小
7．（2024·甘肃·三模）如图所示，质量为m 的物块A 静止在固定倾角
的斜面上，
现对物块A 施加一大小为
的水平力F，物块A 仍然处于静止状态，重力加速度大小
为g，则下列说法正确的是（ ）
A．物块A 有沿斜面向下滑动的趋势
B．斜面对物块A 的摩擦力大小为
C．斜面对物块A 的支持力大小为
D．斜面对物块A 的作用力与竖直方向的夹角为
二、多选题
8．（2024·吉林·三模）如图，质量为
的A 物块和质量为
的B 物块通过轻质细线
连接，细线跨过轻质定滑轮，B 的正下方有一个固定在水平面上的轻质弹簧，劲度系
数为
。开始时A 锁定在地面上，整个系统处于静止状态，B 距离弹簧上端的高度为
，现在对A 解除锁定，A、B 开始运动，A 上升的最大高度未超过定滑轮距地面的
3
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高度。已知当B 距离弹簧上端的高度
时，A 不能做竖直上抛运动，（重力加
速度为
，忽略一切摩擦，弹簧一直处在弹性限度内）下列说法正确的是（ ）
A．当弹簧的弹力等于物块B 的重力时，两物块具有最大动能
B．当B 物块距离弹簧上端的高度
时，B 物块下落过程中绳拉力与弹簧弹
力的合力冲量方向竖直向上
C．当B 物块距离弹簧上端的高度
时，弹簧最大弹性势能为
D．当B 物块距离弹簧上端的高度
时，A 物块上升的最大高度为
9．（2024·黑龙江哈尔滨·三模）如图所示，三个物块A、B、C 的质量分别为m、
2m、m，物块B 叠放在C 上，物块A 与C 之间用轻弹簧水平连接，物块A、C 与水平
地面间的动摩擦因数都为
，物块B 与C 之间的动摩擦因数为
。在大小恒为F 的水
平推力作用下，使三个物块正保持相对静止地一起向右做匀加速直线运动，已知重力
加速度为g，最大静摩擦力等于摩擦力，弹簧始终在弹性限度内，则下列说法正确的
是（ ）
A．弹簧弹力大小为
B．保持A、B、C 三个物块相对静止，F 最大值不超过
C．在撤去水平推力的瞬间，物块A 的加速度变小
D．若撤去水平推力后，物块B 和C 仍能保持相对静止
10．（2024·黑龙江·三模）如图所示，光滑水平面上放有质量为M=2kg 的足够长的木
4
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板P，通过水平轻弹簧与竖直墙壁相连的质量为m=1kg 的物块Q 叠放在P 上。初始时
刻，系统静止，弹簧处于原长，现用一水平向右、大小为F=9N 的拉力作用在P 上。
已知P、Q 间的动摩擦因数
，弹簧的劲度系数k=100N/m，重力加速度g 取
，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则下列说法正确的是（ ）
A．Q 受到的摩擦力逐渐变大
B．Q 速度最大时，向右运动的距离为2cm
C．P 做加速度减小的加速运动
D．从Q 开始运动到Q 第一次回到原来位置过程，摩擦力对Q 先做正功后做负功
11．（2024·安徽·三模）如图所示，水平传送带左端A 与右端B 相距2.5m，传送带以
1m/s 的速度逆时针匀速转动。质量为2kg 的小滑块以2m/s 的初速度从A 端滑上传送带，
小滑块与传送带之间的动摩擦因数为0.1，重力加速度g 取10m/s2，下列说法正确的是
（ ）
A．小滑块最终从B 端离开传送带
B．整个过程摩擦力对小滑块做功为-4J
C．小滑块在传送带上的划痕长度为4.5m
D．小滑块在传送带上匀速运动的时间为1.5s
12．（2024·安徽·三模）如图所示，质量为8.0kg 的斜面体A 放置在水平地面上，上表
面光滑，斜面长为1m，与水平方向的夹角为37°。质量为4.0kg 的小物块B 从斜面顶
端由静止沿斜面下滑，A 保持静止。当B 沿斜面下滑
时对A 施加水平向右的推力
F，使B 相对A 做匀速直线运动。A 与地面间的动摩擦因数为0.75，取重力加速度为
g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。下列说法正确的是（ ）
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A．推力F 作用前B 下滑时间为
B．推力F 作用时A 的加速度是
C．推力
D．小物块B 下滑到斜面底端的过程中推
力F 做功75J
13．（2024·广西柳州·三模）如图所示，一小球用轻质细线悬挂在木板的支架上，分别
沿倾角为θ 的两个固定斜面下滑，甲图中细线保持竖直，乙图中细线保持垂直斜面。
在木板下滑的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．甲图中木板与斜面间的动摩擦因数
B．甲图中木板、小球组成的系统机械能守恒
C．乙图中木板与斜面间的动摩擦因数
D．乙图中木板、小球组成的系统机械能守恒
14．（2024·广西·三模）取碗夹是一种用于夹取碗或者其他容器的厨房用具，如图甲所
示。某人用取碗夹夹取质量为m 的碗，碗静止于空中，其简化示意图如图乙所示，碗
一侧可认为是倾角为
的斜面，取碗夹对碗的弹力方向与该斜面垂直，重力加速度大
小为g，则碗受力情况正确的是（ ）
A．取碗夹对碗的弹力大小为
B．取碗夹对碗的弹力大小为
C．取碗夹对碗的摩擦力大小为
D．取碗夹对碗的摩擦力大小为
15．（2024·广西·三模）如图所示，P 是斜面的一点，斜面上P 点以下部分粗糙，P 点
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上方部分是光滑的。A、B 两滑块（看作质点）紧靠在一起，在沿斜面向上的恒力F 作
用下，从斜面底部由静止开始上滑。滑过P 点前A、B 间的弹力为
，过P 点之后
A、B 间弹力为
，已知两滑块与斜面上P 点以下部分的动摩擦因数相同，则下列正
确的是（ ）
A．
B．
C．
D．A 对B 的弹力是A 的形变而产生的
16．（2024·广西·三模）如图所示，质量为m 的小球套在倾斜放置的固定光滑杆上，
一根轻质弹簧一端固定于O 点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内，将
小球沿杆拉到弹簧水平位置由静止释放，小球沿杆下滑，当弹簧位于竖直位置时，小
球速度恰好为零，此时小球下降的竖直高度为h，若全过程中弹簧始终处于伸长状态
且处于弹性限度范围内，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧与杆垂直时,小球速度最大
B．弹簧与杆垂直时,小球的动能与重力势能之和最大
C．小球下滑至最低点的过程中,弹簧的弹性势能增加量小于mgh
D．小球下滑至最低点的过程中,弹簧的弹性势能增加量等于mgh
17．（2024·安徽·三模）如图，半径为R 的光滑圆环固定在竖直平面内，MN 为圆的水
平直径，PQ 为竖直直径。质量均为m 的两相同小球a，b 穿在圆环上，分别与轻质弹
簧
，
连接，弹簧的另一端均固定在圆环的Q 点上，弹簧原长均为R。现对a，b 两
球分别施加竖直向上的拉力
，
，两球静止时，a 球恰好位于M 点，b 球位于C 点，
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OC 与OM 夹角为30°，此时
，重力加速度为g，下列说法正确的是（
）
A．连接a 球的弹簧
劲度系数为
B．连接b 球的弹簧
劲度系数为
C．b 球受到圆环的作用力大于a 球受到圆环的作用力
D．保持b 球静止，改变
方向，其最小值为
18．（2024·安徽马鞍山·三模）质量为m 的球竖直落入水中后，下落过程中受到水的
作用而做匀减速直线运动，下降过程中球的机械能和重力势能随着球进入水的深度h
变化规律如图所示，重力加速度g 取
。则（ ）
A．球的质量为0.5kg
B．球的动能减少了40J
C．球受到的水的作用力为10N
D．球向下运动的时间约为2s
19．（2024·黑龙江齐齐哈尔·三模）利用智能手机的加速度传感器可测量手机自身的加
速度。用手掌托着智能手机，打开加速度传感器，从静止开始迅速上下运动，得到如
图所示的竖直方向加速度随时间变化的图像，该图像以竖直向上为正方向，重力加速
度大小为
。下列说法正确的是（ ）
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A．手机有可能离开过手掌
B．
时刻手机运动到最高点
C．
时刻手机开始减速上升
D．
时刻手机速度可能为0
三、实验题
20．（2024·江西·三模）某实验小组用如图甲所示的装置做“探究小车加速度与力、质
量的关系”实验。将木板固定在水平桌面上，在砂桶中放入适量细砂，闭合打点计时
器开关，由静止释放小车，记录图甲中力传感器的示数F，利用纸带上打出的点计算
出小车的加速度
；改变砂桶中细砂的质量重复实验，得到多组F、a，以小车的加速
度a 为纵坐标，力传感器的示数F 为横坐标，描点得到如图乙所示的a-F 图像。回答
下列问题：
(1)实验中砂与砂桶的总质量 （填“需要”或“不需要”）远小于小车的质量。
(2)根据图乙中的数据可知，小车和动滑轮的总质量为 kg，小车运动过程中受到
的阻力大小为 N。
21．（2024·吉林·三模）为了更好地探究质量一定时加速度与力的关系，潇潇同学设计
了如图所示的实验装置。其中M 为带滑轮的小车的质量，m 为砂和砂桶的质量。（滑
轮质量不计）
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（1）操作本实验时，以下操作步骤正确的有 ；
A．用天平测出砂和砂桶的质量
B．为减小实验误差，改变砂和砂桶质量时，必须要满足砂和砂桶的质量m 远小于小
车的质量M
C．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
D．为保证纸带上打点的清晰度和点的数量，小车释放时要靠近打点计时器，先释放
小车，再接通电源，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数
（2）该同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两相邻计数点间还有四个点没有画
出），若已知打点计时器采用的是50Hz 的交流电，根据纸带求出小车的加速度为
m/s2。
（3）以弹簧测力计的示数F 为横坐标，加速度a 为纵坐标，画出的a-F 图像是一条直
线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为 。
A．k B．
C．
D．
22．（2024·安徽蚌埠·三模）如图甲所示，
是质量为
的小滑块，
是长度为、右
端高度可调节的滑板，位移传感器
能将滑块
到
的距离数据实时传送到计算机
中，得到
运动的位移-时间
图像或速率-时间
图像。
（1）某次实验时，测得
，
，将滑块A 从滑板顶端释放，得到A 下滑
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时的
图像如图乙所示，由图像可得滑块下滑时的加速度
，若
取
，则可求出滑块与滑板间的动摩擦因数约为 ．
（2）若将滑板换成等长的气垫导轨，忽略滑块下滑时的摩擦力，该装置还可用来验证
牛顿第二定律。要验证力一定时，加速度与质量成反比的关系，保持l 不变，当改变滑
块质量
时，还需保持 （用所给的字母表示）不变，测出相应的加速度加
以验证。
23．（2024·黑龙江·三模）如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个质量相等且已知的钩码
做“探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系”实验，重力加速度g 取
。
(1)实验中还需要的测量工具是 。
(2)根据实验数据绘图，如图乙所示，纵轴是钩码的质量m，横轴是弹簧的形变量 x。
由图乙可知，弹簧的劲度系数
N/m；图线不通过坐标原点的原因是
(3)实验中用两根不同的弹簧a 和b 得到的弹簧弹力F 与弹簧长度L 的关系图像，如图
丙所示，下列说法正确的是___________。
A．a 的原长比b 的长
B．a 的劲度系数比b 的小
C．a 的劲度系数比b 的大
D．弹力与弹簧长度成正比
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