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模块二 相互作用与物体的平衡（答案版）
第Ⅰ卷(选择题，共48 分)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
A
C
C
C
D
C
C
B
BCD
BD
ACD
CD
第Ⅱ卷(非选择题，共52 分)
二、填空题(本题共2 小题，共14 分)
二、填空题(本题共2 小题，共14 分)
13．(6 分)如图甲所示，小组①进行“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验，所用的实验器材有：两
个弹簧测力计（示数的单位为
）、小圆环、橡皮条、两个细绳套、木板、图钉、白纸、刻度尺等。实验
过程如下：
(1)将小圆环系在橡皮条的一端，两个细绳套系在小圆环上，白纸固定在木板上。橡皮条一端固定，用两个
弹簧测力计分别钩住两个细绳套，互成角度地拉小圆环，使小圆环到达某一位置
。实验中，弹簧测力计
外壳________（选填“能”或“不能”）与白纸接触；
(2)记录
点位置、两个弹簧测力计拉力的方向
和
、对应拉力大小
和
。用一个
弹簧测力计拉小圆环时，把小圆环拉到位置
，记下拉力的方向
，弹簧测力计示数如图乙所示，其大
小
________
。实验记录纸如题图丙所示；
(3)用长
的线段表示
的力，在图丙中分别作出
、
、
的图示，以
、
为邻边作平行四边形，
这两个邻边间的对角线表示合力
；
(4)通过比较
与________（选填“
”、“
”或“
”）的大小和方向，可以发现两个互成角度的力
的合成规律。
(5)小组②正确操作后的实验结果误差大，检查后发现其中一个弹簧测力计劲度系数变小。小组②仍用原测
得的数据________（选填“能”或“不能”）继续完成该探究实验。若“能”，请增加一条步骤；若“不
能”，请简述理由。________。
【答案】(1)能
(2)
(3)
(4)
(5) 能 劲度系数变小仅导致该弹簧测力计的示数与实际拉力成固定比例偏差，仍可以通过校
准修正数据，因此能完成实验；增加步骤：将该弹簧测力计与完好弹簧测力计对拉，得到示数修正比例，
修正原数据即可继续实验。
【详解】（1）弹簧测力计的示数是通过弹簧发生形变产生的，弹簧测力计外壳与白纸接触产生摩擦力，
对实验无影响，因此外壳能与白纸接触，但弹簧测力计一定要与木板平行。
（2）由图乙可知，弹簧测力计分度值为
，因此读数为
。
（3）如图所示
（4）本实验中，
、
为两个分力，以
、
为邻边作平行四边形，得到对角线
是理论上的合力；
是单个弹簧测力计拉小圆环到
点的实际合力，因此需要比较
与实际合力
的大小和方向，来验
证两个互成角度的力的合成规律。
（5）[1][2]劲度系数变小仅导致该弹簧测力计的示数与实际拉力成固定比例偏差，仍可以通过校准修正
数据，因此能完成实验；只需将该弹簧测力计与完好弹簧测力计对拉，得到示数修正比例，修正原数据
即可继续实验。
14．
(6 分)某实验小组利用力传感器和分体式位移传感器A、B 来测量弹簧的劲度系数。实验装
置如图1 所示，把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，下端挂上一个力传感器和位移传感器A 的组合体，在
传感器A 正下方桌面上固定位移传感器B，弹簧下端到传感器A 下端面的高度差为
。现用手扶住组
合体使其保持竖直状态，逐渐向下拉动，力传感器实时记录组合体移到不同位置时的弹力大小
、位移传
感器实时记录传感器A 下端面到传感器B 上端面的距离，实验数据如下表所示。（结果均保留两位有效
数字）
实验序号
1
2
3
4
5
6
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
18.96
16.78
14.69
12.16
10.01
7.62
(1)以为横坐标，
为纵坐标，作出
图像如图2，可知弹簧的劲度系数为______
；
(2)组合体的重力对劲度系数的测量结果______（选填“有影响”或“无影响”）；
(3)在本实验中将传感器A 的下端面正对着传感器B 的上端面竖直向下拉动的过程中，力传感器可以记录到
的最大值为______N；
(4)未挂组合体时，弹簧下端到传感器B 上端面的距离为______cm。
【答案】(1)2.2
(2)无影响
(3)0.62
(4)40
【详解】（1）弹簧弹力
与（A 下端到B 上端的距离）满足关系
图像斜率的绝对值就是劲度系数，由图可得
可得
换算单位可得
（2）弹簧弹力
和距离都是传感器测量的，组合体的重力无关，因此对劲度系数测量结果无影响。
（3）向下拉动时，最小为0，代入
可得
（4）设未挂组合体时弹簧下端到B 上端面距离为
，当弹簧弹力为零时，根据
可得
可得
三、计算题(本题共4 小题，共38 分。要有必要的文字说明和演算步骤。有数值计算的要注明单位)
15．(9 分)如图所示，小李用大小为100N、方向与水平方向的夹角为37°的拉力拉着质量为22kg 的行李箱
沿水平地面匀速前进。已知
，
。行李箱与地面间的摩擦力视为滑动摩擦力，取重
力加速度大小
。求：
(1)行李箱对地面的压力大小；
(2)行李箱与地面间的动摩擦因数。
【答案】(1)
(2)
【详解】（1）对行李箱进行受力分析，如下图所示
行李箱匀速前行，受力平衡，根据平衡条件，竖直方向上有
可得地面对行李箱的支持力大小为
根据牛顿第三定律，可得行李箱对地面的压力大小为
（2）水平方向上有
可得行李箱受到的摩擦力大小为
根据摩擦力的公式有
联立可得行李箱与地面间的动摩擦因数为
16．
(9 分)我国古代劳动人民创造了璀璨的农耕文明。图（a）为《天工开物》中描绘的人驾耕
牛整理田地的场景，简化的物理模型如图（b）所示，人站立的农具视为与水平地面平行的木板，两条绳
子相互平行且垂直于木板边缘。已知绳子与水平地面夹角为θ=53°，人与木板的总质量m=75kg，g=10N/
kg。人与木板沿直线匀速前进，在3s 内前进了3m，一条绳子拉力的功率为150W（绳子质量忽略不计）。
求：
(1)一条绳子的拉力F 的大小；
(2)地面与木板间的平均动摩擦因数μ（结果用分式表示）。
【答案】(1)250N
(2)
【详解】（1）人与木板前进的速度大小为
根据功率的计算公式可得
解得
（2）水平方向，有
竖直方向，有
又
联立解得
17．(9 分)如图所示，质量为
的物体甲通过3 段轻绳悬挂，3 段轻绳的结点为
，轻绳
水平且
端与
站在水平面上的质量为
的人相连，轻绳
与竖直方向的夹角
，物体甲及人均处于静止状态。求：
（已知
，
，取
。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
(1)轻绳
的弹力
大小和轻绳
的弹力
大小；
(2)人受到的摩擦力；
(3)若人的质量
，人与水平面之间的动摩擦因数为
，则欲使人在水平面上不滑动，物体甲
的质量
最大不能超过多少。
【答案】(1)
，
(2)
，方向水平向左
(3)
【详解】（1）以结点O 为研究对象，O 点受三个力：物体甲通过轻绳竖直向下的拉力
；轻绳
OA 的拉力
方向沿OA 斜向上，与竖直方向夹角
；轻绳OB 的拉力
，方向水平向右
结点O 静止，合力为零。水平方向
；竖直方向
代入数据解得
，
（2）人水平方向受轻绳OB 的拉力
和地面静摩擦力
，人静止，水平方向合力为零
方向与
方向相反，水平向左。
（3）人恰好不滑动时，静摩擦力达到最大静摩擦力
由
，令
解得
18．
(11 分)如图（a）为一款磁吸式平板电脑支架，吸盘转动可以使平板电脑静止在任意平面上。
已知某平板电脑的质量m=0.5kg，与吸盘的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度g 取
，最大静摩擦力近
似等于滑动摩擦力。
(1)将支架置于水平桌面上，平板电脑静止于吸盘上方，且与水平面夹角θ=37°，如图（b）所示。求吸盘对
平板电脑的摩擦力大小以及桌面对支架的摩擦力大小（sin37°=0.6）；
(2)若吸盘对平板电脑的吸引力F=20N，吸盘朝下，将平板电脑置于吸盘正下方，如图（c）所示。现使支
架和平板电脑竖直向上加速运动，求加速度的最大值；
(3)为保证平板电脑能静止在任意平面上，求吸盘对平板电脑吸引力的最小值。
【答案】(1)3N；0
(2)
(3)
【详解】（1）
平板静止时，根据平衡条件
解得吸盘对平板电脑的摩擦力大小
支架和平板整体只受重力和支持力，则桌面对支架的摩擦力大小
（2）
当加速度最大时，吸盘对平板的弹力恰好为零，对平板电脑
解得
（3）当平板在吸盘的下方且有倾角
时，更容易滑动，受力分析如图
将要滑动时
又
解得
当
角改变时，由数学知识
因此，保证平板可以静止在任意平面上的最小吸引力为
。
