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第 2 章 相互作用
第 1 节 重力 弹力 摩擦力
粤题风向 新颖情境 突破情境 模型建构
(2025届广州华南师大附中月考)一些巧妙的工业设计能极大地为人们的生活提供便利。如图是
竖直放置的某款可调角度的简便磨刀器,该磨刀器左右两侧对称,通过调整磨刀器两侧面角度可以
使该磨刀器的两侧面与刀片尖端的两侧面紧密贴合,可以满足家庭日常的各种磨刀需求。关于在
使用磨刀器的过程中,下列说法正确的是( )
A.向后轻拉刀具,磨刀器受到的摩擦力向前
B.若水平匀速向后拉动刀具,则磨刀器对刀具的作用力竖直向上
C.加速向后拉动刀具,刀具受到的摩擦力小于磨刀器受到的摩擦力
D.对同一把刀具在竖直方向上施加相同压力时,磨刀器的夹角越小,越难被拉动
答案 D
考法点睛 以深度情境化的题干进行综合度较小的考查,是广东较为出色的考查方式之一。要将
描述情境的语言转换为相应的物理条件,进而分析。
五年高考
1.★(2022浙江1月,4,3分)如图所示,公园里有一仿制我国古代欹器的U形水桶,桶可绕水
平轴转动,水管口持续有水流出,过一段时间桶会翻转一次,决定桶能否翻转的主要因素是
( )
A.水桶自身重力的大小
B.水管每秒出水量的大小
C.水流对桶撞击力的大小
D.水桶与水整体的重心高低
答案 D
2.★(2024黑吉辽,3,4分)利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”。如图,在研
磨过程中,砚台始终静止在水平桌面上。当墨条的速度方向水平向左时 ( )
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A.砚台对墨条的摩擦力方向水平向左
B.桌面对砚台的摩擦力方向水平向左
C.桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力
D.桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力
答案 C
3.★(2024广西,2,4分)工人卸货时常利用斜面将重物从高处滑下。如图,三个完全相同的
货箱正沿着表面均匀的长直木板下滑,货箱各表面材质和粗糙程度均相同。若1、2、3
号货箱与直木板间摩擦力的大小分别为F 、F 和F ,则 ( )
f1 f2 f3
A.F <F <F B.F =F <F
f1 f2 f3 f1 f2 f3
C.F =F <F D.F =F =F
f1 f3 f2 f1 f2 f3
答案 D
4.★★(2023山东,2,3分)餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示,三根完全相同的弹簧等
间距竖直悬挂在水平固定圆环上,下端连接托盘。托盘上叠放若干相同的盘子,取走一个
盘子,稳定后余下的正好升高补平。已知单个盘子的质量为300 g,相邻两盘间距1.0 cm,
重力加速度大小取10 m/s2。弹簧始终在弹性限度内,每根弹簧的劲度系数为( )
A.10 N/m B.100 N/m
C.200 N/m D.300 N/m
答案 B
5.★★★(2024山东,2,3分)如图所示,国产人形机器人“天工”能平稳通过斜坡。若它可
以在倾角不大于30°的斜坡上稳定地站立和行走,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则它
的脚和斜面间的动摩擦因数不能小于( )
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1 √3 √2 √3
A. B. C. D.
2 3 2 2
答案 B
三年模拟
6.★★★(2024届江门一中模拟)如图所示,某创新实验小组制作了一个半径为12 cm的
圆环,将3个相同的轻弹簧一端等间距地连接在圆环上的A、B、C三点,另外一端连接于
同一点,结点恰好在圆心O处。将圆环水平放置,在结点O处悬挂一瓶矿泉水,缓慢释放直
至平衡时测得结点下降了5 cm。已知轻弹簧的自然长度为9 cm,矿泉水的重力为6 N,则
弹簧的劲度系数为 ( )
A.390 N/m B.130 N/m
C.3.90 N/m D.1.30 N/m
答案 B
7.★★★(2024届广东一模)在一次抓金砖活动中,某参赛者单手刚好能将一金砖从桌面
上抓起。如图所示,该金砖的横截面为等腰梯形,底角为θ,金砖的重量为G。下列说法正
确的是 ( )
A.金砖保持静止时,手对金砖的作用力大小为G
B.金砖保持静止时,仅增大手对金砖的压力,金砖受到手的摩擦力保持不变
C.无论θ角多大,都可以将金砖抓起
D.相同重量的金砖,θ角越小,金砖越容易被抓起
答案 A
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8.★★★(2024届佛山桂城中学5月考)在建筑装修中,工人用一质量为m、与墙面动摩擦
因数为μ的磨石打磨竖直粗糙墙面,在与竖直墙成θ角的推力F作用下,磨石以速度v
向上匀速运动,如图所示。重力加速度为g,则 ( )
A.磨石受到的摩擦力大小为μF sin θ
B.若仅略微减小θ角,则磨石将做减速运动
C.若撤掉F,磨石会立刻向下运动
D.若撤掉F,磨石受到的摩擦力大小变为μmg
答案 A
9.★★★(2024届深圳二模)(多选)常见的绳索,在一定限度内,其拉力F与伸长量x成正比,
即F=kx。当绳索受到拉力而未断时,其单位面积承受的最大拉力T称为绳索的极限强度
m
(T仅与材质有关)。在绳索粗细与长度相同的情况下,k ∶k ∶k =1∶3∶77,T
m 尼龙绳 蜘蛛丝 碳纤维 m
=620×106 N/m2,T =1 000×106 N/m2,T =3 430×106 N/m2,对于长度和粗细相
尼龙绳 m蜘蛛丝 m碳纤维
同的三种绳索 ( )
A.碳纤维绳承拉能力最强
B.受到相同拉力时,最长的是蜘蛛丝
S 343
C.若绳索能承受的最大拉力相同,则横截面面积之比为 尼龙绳=
S 62
碳纤维
D.承受相同拉力时,它们的伸长量之比x ∶x ∶x =77∶3∶1
尼龙绳 蜘蛛丝 碳纤维
答案 AC
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第 2 节 力的合成与分解
1.★(2022重庆,1,4分)如图所示,吸附在竖直玻璃上质量为m的擦窗工具,在竖直平面内受
重力、拉力和摩擦力(图中未画出摩擦力)的共同作用做匀速直线运动。若拉力大小与重
力大小相等,方向水平向右,重力加速度为g,则擦窗工具所受摩擦力 ( )
A.大小等于mg B.大小等于√2mg
C.方向竖直向上 D.方向水平向左
答案 B
2.★★(2022辽宁,4,4分)如图所示,蜘蛛用蛛丝将其自身悬挂在水管上并处于静止状态。
蛛丝OM、ON与竖直方向夹角分别为α、 β(α>β)。用F、F分别表示OM、ON的拉力,
1 2
则 ( )
A.F的竖直分力大于F的竖直分力
1 2
B.F的竖直分力等于F的竖直分力
1 2
C.F的水平分力大于F的水平分力
1 2
D.F的水平分力等于F的水平分力
1 2
答案 D
3.★★(2024届肇庆龙涛外国语学校三模)2023年9月27日,杭州亚运会中国队组合赵焕
城、王赛博获得帆船混合双体船-诺卡拉17级比赛冠军。图为帆船在静止水面上逆风
航行的示意图,风力和船身方向成135°角,风力和帆面成8°角,风力在垂直帆面方向的
4 3
分力推动帆船逆风行驶,如果风力大小为F,已知sin 53°= ,cos 53°= ,则风力在航行
5 5
方向的推力为 ( )
3 3
A. F sin 8°B. F cos 8°
5 5
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4 4
C. F sin 8°D. F cos 8°
5 5
A
4.★★(2024届深圳外国语学校九模)竖直墙上M为一坚实的固定圆环,同一高度的N为
一铁钉,MN之间连着细铁丝,选项A中,有一力F沿图中水平方向拉着铁钉,B、C、D选项中
同一大小的力F在铁丝中点沿图中方向拉铁丝,四种情况下,铁钉受到拉力最大的是(
)
答案 B
5.★★★(2024河北,5,4分)如图,弹簧测力计下端挂有一质量为0.20 kg的光滑均匀球体,
球体静止于带有固定挡板的斜面上,斜面倾角为30°,挡板与斜面夹角为60°。若弹簧
测力计位于竖直方向,读数为1.0 N,g取10 m/s2,挡板对球体支持力的大小为( )
√3 2√3
A. NB.1.0 NC. N D.2.0 N
3 3
答案 A
6.★★★(2024浙江6月,9,3分)如图所示,不可伸长的光滑细线穿过质量为0.1 kg的小
铁球,两端A、B悬挂在倾角为30°的固定斜杆上,间距为1.5 m。小球平衡时,A端细线与
杆垂直;当小球受到垂直纸面方向的扰动做微小摆动时,等效于悬挂点位于小球重垂线与
AB交点的单摆,重力加速度取10 m/s2,则 ( )
A.摆角变小,周期变大
B.小球摆动周期约为2 s
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√3
C.小球平衡时,A端拉力为 N
2
D.小球平衡时,A端拉力小于B端拉力
答案 B
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第 3 节 牛顿第三定律 共点力的平衡
五年高考
1.★(2022广东,1,4分)如图是可用来制作豆腐的石磨。木柄AB静止时,连接AB的轻绳处
于绷紧状态。O点是三根轻绳的结点,F、F和F分别表示三根绳的拉力大小,F=F且
1 2 1 2
∠AOB=60°。下列关系式正确的是 ( )
A.F=F B.F=2F
1 1
C.F=3F D.F=√3F
1 1
答案 D
2.★★(2023广东,2,4分)如图所示,可视为质点的机器人通过磁铁吸附在船舷外壁面检测
船体。壁面可视为斜面,与竖直方向的夹角为θ。船和机器人保持静止时,机器人仅受重
力G、支持力F、摩擦力F和磁力F的作用,磁力垂直壁面。下列关系式正确的是 (
N f
)
A.F=G
f
B.F=F
N
C.F=G cos θ
f
D.F=G sin θ
答案 C
3.★★(2023河北,4,4分)如图,轻质细杆AB上穿有一个质量为m的小球C,将杆水平置于
相互垂直的固定光滑斜面上,系统恰好处于平衡状态。已知左侧斜面与水平面成30°角,
重力加速度为g,则左侧斜面对杆AB支持力的大小为 ( )
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√3 √3 1
A.mg B. mgC. mgD. mg
2 3 2
答案 B
4.★★(2024贵州,4,4分)如图(a),一质量为m的匀质球置于固定钢质支架的水平横杆和竖
直墙之间,并处于静止状态,其中一个视图如图(b)所示。测得球与横杆接触点到墙面的距
离为球半径的1.8倍,已知重力加速度大小为g,不计所有摩擦,则球对横杆的压力大小为
( )
3 3 4 5
A. mgB. mgC. mgD. mg
5 4 3 3
答案 D
5.★★(2024湖北,6,4分)如图所示,两拖船P、Q拉着无动力货船S一起在静水中沿图中
虚线方向匀速前进,两根水平缆绳与虚线的夹角均保持为30°。假设水对三艘船在水平
方向的作用力大小均为f,方向与船的运动方向相反,则每艘拖船发动机提供的动力大小
为( )
√3 √21
A. f B. f C.2f D.3f
3 3
答案 B
三年模拟
6.★★(2024届广州三模)如图所示为一次高校物理公开课的演示实验情境:一个锥体被
双手提起静止在空中。锥体表面粗糙,其中一只手对锥体的作用力示意图已画出,则双手
对锥体( )
A.摩擦力的合力等于它们对锥体压力的合力
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B.摩擦力的合力小于它们对锥体压力的合力
C.作用力的合力大小等于锥体的重力大小
D.作用力的合力大小大于锥体的重力大小
答案 C
7.★★(2024届广东二模)图甲为家用燃气炉架,其有四个对称分布的爪,若将总质量一定
的锅放在炉架上,如图乙所示(侧视图),忽略爪与锅之间的摩擦力,若锅是半径为R的球面,
正对的两爪间距为d,则下列说法正确的是 ( )
A.R越大,爪与锅之间的弹力越小
B.R越大,爪与锅之间的弹力越大
C.d越大,锅受到的合力越大
D.d越大,爪与锅之间的弹力越小
答案 A
8.★★(2025届华南师大附中综合测试)蹦床表演的安全网如图甲所示,网绳的结构为正
方形格子,O、a、b、c、d等为网绳的结点,安全网水平张紧后,质量为m的运动员从高处
落下,恰好落在O点上。该处下凹至最低点时,bO与Og、dO与Oe夹角均为106°,如图乙
所示,此时O点受到向下的冲击力大小为6F,cos 37°=0.8,则这时O点周围每根网绳承受
的张力大小为 ( )
A.F B.1.5F
C.2.5F D.3.75F
答案 C
9.★★★(2025届广东六校10月联考)如图所示为超市引进的悬挂配送系统简化示意图,
货物通过四根轻绳带悬挂在索道上,总质量为m,每根绳带与竖直方向的夹角均为θ,某时
段货物通过一段可视为圆弧的轨道,货物的速率为v,轨道半径为R,重力加速度为g,则在
轨道的最高点处,下列说法正确的是 ( )
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A.货物对绳带的力大于绳带对货物的力
m ( v2 )
B.每根绳带承受的拉力为 g-
4cosθ R
C.重力的瞬时功率为mgv
D.加长绳带,每根绳带承受的拉力会增大
答案 B
10.★★★(2024届广东三模)如图所示为一种简易“千斤顶”的示意图,竖直轻杆被套管
P限制,只能在竖直方向运动,轻杆上方放置质量为m的重物,轻杆下端通过小滑轮放在水
平面上的斜面体上,对斜面体施加水平方向的推力F即可将重物缓慢顶起,若斜面的倾角
为θ,不计各处摩擦和阻力,将重物缓慢顶起的过程中,下列说法正确的是 ( )
A.θ越大,需要施加的力F越大
B.θ越大,需要施加的力F越小
C.θ越大,系统整体对地面的压力越大
D.θ越大,系统整体对地面的压力越小
答案 A
11.★★★(2024届深圳一模)如图所示,用一轻绳通过定滑轮将质量为m的小球静置在光
滑的半圆柱体上,小球的半径远小于半圆柱体截面的半径R,绳AB长度为L,长度为H的杆
BC竖直且与半圆柱体边缘相切,OA与水平面夹角为θ,不计一切摩擦,重力加速度为g,下
列表达式表示绳对小球的拉力F的是( )
mgL mgR(1+cosθ)
A. B.
H (H+Rtanθ)cosθ
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mgL mgLtanθ
C. D.
H+Rtanθ Htanθ+R
答案 C
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微专题 3 动态平衡 平衡中的临界、极值问题
五年高考
1.★★(2023海南,3,3分)如图所示,工人利用滑轮组将重物缓慢提起,下列说法正确的是
( )
A.工人受到的重力和支持力是一对平衡力
B.工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力
C.重物缓慢提起的过程中,绳子拉力变小
D.重物缓慢提起的过程中,绳子拉力不变
答案 B
2.★★★(2021湖南,5,4分)质量为M的凹槽静止在水平地面上,内壁为半圆柱面,截面如图
所示,A为半圆的最低点,B为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触,内有一质
量为m的小滑块。用推力F推动小滑块由A点向B点缓慢移动,力F的方向始终沿圆弧的
切线方向,在此过程中所有摩擦均可忽略,下列说法正确的是 ( )
A.推力F先增大后减小
B.凹槽对滑块的支持力先减小后增大
C.墙面对凹槽的压力先增大后减小
D.水平地面对凹槽的支持力先减小后增大
答案 C
3.★★★(2022河北,7,4分)如图,用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的P
点,将木板以底边MN为轴向后方缓慢转动直至水平,绳与木板之间的夹角保持不变,忽略
圆柱体与木板之间的摩擦。在转动过程中 ( )
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A.圆柱体对木板的压力逐渐增大
B.圆柱体对木板的压力先增大后减小
C.两根细绳上的拉力均先增大后减小
D.两根细绳对圆柱体拉力的合力保持不变
答案 B
4.★★★(2022浙江1月,5,3分)如图所示,学校门口水平地面上有一质量为m的石墩,石墩
与水平地面间的动摩擦因数为μ,工作人员用轻绳按图示方式匀速移动石墩时,两平行轻
绳与水平面间的夹角均为θ,重力加速度为g,则下列说法正确的是 ( )
μmg
A.轻绳的合拉力大小为
cosθ
μmg
B.轻绳的合拉力大小为
cosθ+μsinθ
C.减小夹角θ,轻绳的合拉力一定减小
D.轻绳的合拉力最小时,地面对石墩的摩擦力也最小
答案 B
三年模拟
5.★★★(2024届揭阳二模)(多选)如图所示,一轻杆通过铰链固定在竖直墙上的O点,轻杆
的另一端C用弹性轻绳连接,轻绳的另一端固定在竖直墙上的A点。某人用竖直向下、
大小为F的拉力作用于C点,静止时AOC构成等边三角形。下列说法正确的是 (
)
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A.此时弹性轻绳的拉力大小为F
B.此时弹性轻绳的拉力大小为2F
C.若缓慢增大竖直向下的拉力,则在OC到达水平位置之前,轻绳AC的拉力一直增大
D.若缓慢增大竖直向下的拉力,则在OC到达水平位置之前,轻杆OC对C点的作用力一直
减小
答案 AC
6.★★★(2024届河南名校联盟模拟预测)如图所示,倾角θ=30°的斜面体上方固定有一
个光滑的定滑轮,某同学用一根轻绳跨过定滑轮用水平力F拉动一质量为m的小球(小球
√3
可视为质点),小球与斜面间的动摩擦因数μ= ,图示位置处连接小球的轻绳与斜面的
3
夹角α=15°。改变拉力的大小,可以使小球从图示位置沿斜面向上做匀速直线运动,直
到定滑轮与小球间的轻绳变为竖直方向,这个过程中斜面体保持静止不动。在小球做匀
速直线运动的过程中,下列说法正确的是 ( )
A.F一直增大
B.小球受到斜面体的支持力一直减小
C.小球受到斜面体的摩擦力先增大后减小
D.斜面体对地面的摩擦力方向水平向左
答案 B
7.★★★(2025届江门一中开学考)我们常用支架与底板垂直的两轮手推车搬运货物。
如图甲所示,将质量为m的货物平放在手推车底板上,此时底板水平;缓慢压下把手直至底
板与水平面间的夹角为30°,如图乙所示。不计货物与支架及底板间的摩擦,重力加速度
为g,下列说法正确的是 ( )
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√3mg
A.当底板与水平面间的夹角为30°时,底板对货物的支持力为
2
√3mg
B.当底板与水平面间的夹角为30°时,支架对货物的支持力为
2
C.压下把手的过程中,底板对货物的支持力一直增大
D.压下把手的过程中,支架对货物的支持力一直减小
答案 A
8.★★★(2025届华南师大附中综合测试)(多选)如图所示,送水工人用推车运桶装水,到
达目的地后,将板OA转至水平即可将水桶卸下。若桶与接触面之间的摩擦不计,∠AOB为
锐角,板OA、OB对水桶的弹力大小分别为F、F,保持OB不动,使OA由竖直缓慢转到与
1 2
OB垂直的过程中 ( )
A.水桶受到的合力不变
B.F、F都在减小
1 2
C.F不断减小,F先增大后减小
1 2
D.F先减小后增大,F不断减小
1 2
答案 AB
9.★★★(2025届北师大广州实验中学9月考)如图所示,四分之一圆柱体P放在水平地
面上,右侧与一块固定的竖直挡板Q接触;圆心O的正上方有一个大小可忽略的定滑轮A,
一根轻绳跨过定滑轮,一端和置于四分之一圆柱体P上的小球(质量为m)连接,另一端系在
固定竖直杆上的B点,一钩码(质量为m)挂在AB间的轻绳上,整个装置处于静止状态。不
0
计一切摩擦。若在钩码下方再加挂一个钩码,整个装置再次处于静止状态时小球依然处
于四分之一圆柱体P上,则此时与先前整个装置处于静止状态时相比 ( )
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A.轻绳的张力减小
B.P对小球的弹力增大
C.P对Q的压力增大
D.P对地面的压力减小
答案 A
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实验 2 探究弹簧弹力与形变量的关系
1.(2021北京,13,3分)某同学使用轻弹簧、直尺、钢球等制作了一个“竖直加速度测量
仪”。如图所示,弹簧上端固定,在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺。不挂钢球时,弹簧
下端指针位于直尺20 cm 刻度处;下端悬挂钢球,静止时指针位于直尺40 cm刻度处。将
直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上,就可用此装置直接测量竖直方向的加速度。取
竖直向上为正方向,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A.30 cm刻度对应的加速度为-0.5g
B.40 cm刻度对应的加速度为g
C.50 cm刻度对应的加速度为2g
D.各刻度对应加速度的值是不均匀的
答案 A
2.(2021广东,11,7分)某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数。缓冲装置如图所
示,固定在斜面上的透明有机玻璃管与水平面夹角为30°,弹簧固定在有机玻璃管底端。
实验过程如下:先沿管轴线方向固定一毫米刻度尺,再将单个质量为200 g的钢球(直径略
小于玻璃管内径)逐个从管口滑进,每滑进一个钢球,待弹簧静止,记录管内钢球的个数n
和弹簧上端对应的刻度尺示数L,数据如表所示。实验过程中弹簧始终处于弹性限度内。
n
采用逐差法计算弹簧压缩量,进而计算其劲度系数。
n 1 2 3 4 5 6
L/ 8.0
n
10.0312.0514.0716.1118.09
cm 4
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(1)利用ΔL=L -L(i=1,2,3)计算弹簧的压缩量:ΔL=6.03 cm,ΔL=6.08 cm,ΔL=
i i+3 i 1 2 3
ΔL +ΔL +ΔL
cm,压缩量的平均值ΔL= 1 2 3= cm;
3
(2)上述ΔL是管中增加 个钢球时产生的弹簧平均压缩量;
(3)忽略摩擦,重力加速度g取9.80 m/s2,该弹簧的劲度系数为 N/m(结果保留3位
有效数字)。
答案 (1)6.04 6.05 (2)3 (3)48.6
3.(2022湖南,11,6分)小圆同学用橡皮筋、同种一元硬币、刻度尺、塑料袋、支架等,设
计了如图(a)所示的实验装置,测量冰墩墩玩具的质量。主要实验步骤如下:
(1)查找资料,得知每枚硬币的质量为6.05 g;
(2)将硬币以5枚为一组逐次加入塑料袋,测量每次稳定后橡皮筋的长度l,记录数据如表:
序号 1 2 3 4 5
硬币数量n/枚 5 10 15 20 25
长度l/cm 10.5112.0213.5415.0516.56
(3)根据表中数据在图(b)上描点,绘制图线;
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(4)取出全部硬币,把冰墩墩玩具放入塑料袋中,稳定后橡皮筋长度的示数如图(c)所示,此
时橡皮筋的长度为 cm;
(5)由上述数据计算得冰墩墩玩具的质量为 g(计算结果保留3位有效数字)。
答案 (3)见解析 (4)15.35(15.34~15.36) (5)127
解析 (3)根据表中数据描点连线如图所示;
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(4)根据刻度尺的读数规则,读出橡皮筋的长度为15.35 cm-0.00 cm=15.35 cm;
(5)由胡克定律可得nmg=k(l-l),变形得l=
0
mg mg 16.56-10.51
n+l0。l-n图像的斜率 = cm,解得k=20.0 N/m。代入数据解得
k k 20
橡皮筋原长l=9.00 cm。挂上冰墩墩玩具,有Mg=k(l-l),解得M=127 g。
0 0
4.(2024届广州三模)在一个弹簧的规格参数中,查得该弹簧的劲度系数为k=26 N/m,现用
0
图甲装置研究该弹簧的弹力与伸长量之间的关系。
将弹簧的上端与刻度尺的零刻度对齐,读出不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度尺的刻度
值,然后在弹簧下端挂上钩码,并逐个增加钩码,依次读出指针所指刻度尺的刻度值。
(1)挂2个钩码时指针所指刻度尺的刻度值如图乙所示,该毫米刻度尺的读数为
cm。
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(2)根据实验数据,在坐标纸上作出了弹力F跟弹簧伸长量x关系的图像如图丙所示。根
据图像可求得弹簧的劲度系数为k= N/m。(保留两位有效数字)
|测量值-真实值|
(3)相对误差的计算式为δ= ×100%,则该实验结果的相对误差为δ=
真实值
%。(保留一位小数)
(4)如图,若整个实验过程中弹簧下端指针没有沿水平方向,而是斜向上偏,则劲度系数的测
量值理论上 (选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
答案 (1)10.90 (2)25 (3)3.8 (4)等于
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实验 3 探究两个互成角度的力的合成规律
1.(2023全国乙,22,5分)在“验证力的平行四边形定则”的实验中使用的器材有:木板、
白纸、两个标准弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、刻度尺、铅笔、细线和图钉若干。
完成下列实验步骤:
①用图钉将白纸固定在水平木板上。
②将橡皮条的一端固定在木板上,另一端系在轻质小圆环上。将两细线也系在小圆环上,
它们的另一端均挂上测力计。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动
两个测力计,小圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力F和F的大小,并 。
1 2
(多选,填正确答案标号)
A.用刻度尺量出橡皮条的长度
B.用刻度尺量出两细线的长度
C.用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置
D.用铅笔在白纸上标记出两细线的方向
③撤掉一个测力计,用另一个测力计把小圆环拉到 ,由测力计的示数得到拉力F
的大小,沿细线标记此时F的方向。
④选择合适标度,由步骤②的结果在白纸上根据力的平行四边形定则作F和F的合成图,
1 2
得出合力F'的大小和方向;按同一标度在白纸上画出力F的图示。
⑤比较F'和F的 ,从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。
答案 ②CD ③步骤②中标记的小圆环位置 ⑤大小和方向
2.[2022浙江6月,17(2)]“探究求合力的方法”的实验装置如图所示,在该实验中,
①下列说法正确的是 (单选);
A.拉着细绳套的两只弹簧秤,稳定后读数应相同
B.在已记录结点位置的情况下,确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的两点
C.测量时弹簧秤外壳与木板之间不能存在摩擦
D.测量时,橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板
②若只有一只弹簧秤,为了完成该实验至少需要 (填“2”“3”或“4”)次把橡
皮条结点拉到O点。
答案 ①D ②3
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3.[2024海南,14(2),6分]为验证两个互成角度的力的合成规律,某组同学用两个弹簧测力
计、橡皮条、轻质小圆环、木板、刻度尺、白纸、铅笔、细线和图钉等器材,按照如下
实验步骤完成实验。
(Ⅰ)用图钉将白纸固定在水平木板上;
(Ⅱ)如图(a)、(b)所示,橡皮条的一端固定在木板上的G点,另一端连接轻质小圆环,将两细
线系在小圆环上,细线另一端系在弹簧测力计上,用两个弹簧测力计共同拉动小圆环到某
位置,并标记圆环的圆心位置为O点,拉力F和F的方向分别过P和P点,大小分别为
1 2 1 2
F=3.60 N、F=2.90 N;改用一个弹簧测力计拉动小圆环,使其圆心到O点,在拉力F的方
1 2
向上标记P点,拉力的大小为F=5.60 N,请完成下列问题。
3
①在图(b)中按照给定的标度画出F、F和F的图示,然后按平行四边形定则画出F、F
1 2 1 2
的合力F'。
②比较F和F',写出可能产生误差的两点原因:
。
答案 ①见解析 ②弹簧测力计、细线、橡皮条未能与木板平行;标记点P、P、P的
1 2 3
位置时存在偏差;弹簧测力计使用前未调零;读数时未正视弹簧测力计(或其他合理答案)
解析 ①连接O、P两点,方向表示力F的方向,按照给定标度和力的大小绘制长度,同理
1 1
画出F和F的力的图示,画力F、F的合力,绘制平行四边形,连接对角线,即可得F',如图
2 1 2
所示。
②弹簧测力计、细线、橡皮条不在一个平面内,力的大小和方向均可能出现误差,导致
F、F'不重合;标记点P、P、P的位置时存在偏差,导致力的方向出现误差;弹簧测力计
1 2 3
使用前未调零、读数时未正视读数,导致力的大小测量出现误差。
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