1、1(多选)某同学在家中用三根相同的橡皮筋(遵循胡克定律)来探究求合力的方法,如图所示,三根橡皮筋在O点相互连接,拉长后三个端点用图钉固定在A、B、C三点在实验中,可以通过刻度尺测量橡皮筋的长度来得到橡皮筋的拉力大小,并通过OA、OB、OC的方向确定三个拉力的方向,从而探究求其中任意两个拉力的合力的方法在实验过程中,下列说法正确的是 ()A实验过程中需要测量橡皮筋的长度以及橡皮筋的原长B为减小误差,应选择劲度系数尽量大的橡皮筋C以OB、OC为两邻边作平行四边形,其对角线必与OA在一条直线上且长度相等D多次实验中O点不必固定解析:选AD.胡克定律关系式Fkx中的x是橡皮筋的形变量,实验时应使x适当
2、大些可减小误差,则应选择劲度系数适当的橡皮筋,故A正确、B错实验有一定的误差,故以OB、OC为两邻边作平行四边形时,其对角线不一定与OA在一条直线上,C错;在多次实验中,不必使O点固定,D项正确2(2014安徽名校联考)在“验证力的平行四边形定则”的实验中,某小组利用如图甲所示的装置完成实验,橡皮条的一端C固定在木板上,用两只弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点(1)(多选)则下列叙述正确的是()A该实验中CO的拉力是合力,AO和BO的拉力是分力B两次操作必须将橡皮条和绳的结点拉到相同位置C实验中AO和BO的夹角应尽可能大D在实验中,弹簧测力计必须保持与木板平行,读数时视线要正对弹簧测
3、力计的刻度线(2)对数据处理后得到如图乙所示的图线,则F与F两力中,方向一定沿CO方向的是_解析:(1)AO和BO的拉力与CO的拉力的合力为零,它们之间不是合力与分力的关系,A错误;实验中两次拉伸橡皮条,注意将橡皮条和绳的结点拉到相同位置,以保证两次操作中CO的拉力是相同的,则选项B正确;如果AO和BO的夹角适当,则两个分力可以将结点拉到O点,若夹角过大,则两拉力不一定能将结点拉到O点,所以选项C错误;弹簧测力计与木板平行以便保证各力在同一平面内,正对弹簧测力计的刻度线读数可以减小偶然误差,因此D正确(2)由图乙知,F是二力用平行四边形定则合成所得,F是用一个力拉橡皮条时的外力,故一定与CO共
4、线的是F.答案:(1)BD(2)F3(2014常州模拟)李明同学在做“互成角度的两个力的合成”实验时,利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两只弹簧测力计拉力的大小,如图所示(1)试在图中作出无实验误差情况下F1和F2的合力图示,并用F表示此力(2)有关此实验,下列叙述正确的是_A两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大B橡皮筋的拉力是合力,而弹簧测力计的拉力是分力C两次拉橡皮筋时,需将橡皮筋结点拉到同一位置O,这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同D若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变,只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可(3)如图所示是李明和张华两位同
5、学在做以上实验时得到的结果,其中比较符合实验事实的是_(力F是用一只弹簧测力计拉时的图示)(4)在以上实验结果比较符合实验事实的一位同学中,造成误差的主要原因是(至少写出两种情况)_.解析:(1)用平行四边形定则作图,即以F1、F2为两邻边作平行四边形,对角线OF就表示合力F.(标上箭头表明方向)(2)两分力可以同时大于合力,故A正确;结点受三个力作用处于平衡状态,其中两弹簧测力计的拉力的合力与第三个力橡皮筋的拉力等大反向,是一对平衡力,而橡皮筋的拉力不是合力,故B错;只有保证结点在同一位置才能说明作用效果相同,故C对;若两个分力的大小变化而方向都不变,则合力必定变化,故D错(3)作图法得到的
6、F必为平行四边形的对角线,单个弹簧测力计的拉力F一定与橡皮筋共线,故张华的实验比较符合实验事实(4)F2的大小比真实值偏小且方向比真实方向偏左;作图时两虚线分别与F1线和F2线不严格平行(其他合理原因均正确)答案:(1)如图所示(2)AC(3)张华(4)见解析4在“验证力的平行四边形定则”实验中:(1)部分实验步骤如下,请完成有关内容: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,另一端绑上两根细线B在其中一根细线上挂上5个质量相等的钩码,使橡皮筋拉伸,如图甲所示,记录:_、_、_C将步骤B中的钩码取下,分别在两根细线上挂上4个和3个质量相等的钩码,用两光滑硬棒B、C使两细线互成角度,如
7、图乙所示,小心调整B、C的位置,使_,记录_(2)如果力的平行四边形定则得到验证,那么图乙中_答案:(1)细线的方向结点的位置O钩码个数结点位置与步骤B中结点位置重合钩码个数和对应的细线方向(2)5某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”,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点的位置和拉线的方向(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图中A的示数为_N.(2)下列不必要的实验要求是_(请填写选项前对应的字母)A应测量重物M所受的重力B
8、弹簧测力计应在使用前校零C拉线方向应与木板平面平行D改变拉力,进行多次实验,每次都要使O点静止在同一位置(3)某次实验中,该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程,请您提出两个解决办法_.答案:(1)3.6(2)D(3)改变弹簧测力计B拉力的大小;减小重物M的质量(或将A更换成较大量程的弹簧测力计、改变弹簧测力计B拉力的方向等)6在“探究求合力的方法”实验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤(1)为完成实验,某同学另找来一根弹簧,先测量其劲度系数,得到的实验数据如下表:弹力F(N)0.501.001.502.002.503.003.50伸长量x(102 m)0.741.802.
9、803.724.605.586.42用作图法求得该弹簧的劲度系数k_N/m;(2)某次实验中,弹簧秤的指针位置如图所示,其读数为_N;同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50 N,请在图中画出这两个共点力的合力F合;(3)由图得到F合_N.解析:(1)描点作图见答案图象的斜率为弹簧的劲度系数k N/m53 N/m.(2)读数精确到0.1 N,读数时要估读到0.01 N,读为2.10 N.(3)由平行四边形定则作平行四边形的对角线,两分力方向已知,已知一个力的大小,利用比例计算如图,F12.10 N,长2.1 cm,F22.5 N,长2.5 cm,F合长3.3 cm,则F合3.3 N.答
10、案:(1)如图所示53(说明:2内都可)(2)2.10(说明:有效数字位数正确,0.02内都可)作图见解析(3)3.3(说明:0.2内都可)热点专练(二)动态平衡问题的两种解法学生用书P32热点一物体的受力分析受力分析是解决静力学问题、动力学问题、力电综合等问题的基础和关键,对其单独考查的试题在近几年高考中也经常出现,主要涉及弹力、摩擦力的有无和方向的判断1(2014安徽六校联考)如图所示,位于倾角为的斜面上的物块B由跨过定滑轮的轻绳与物块A相连,从滑轮到A与B的两段绳都与斜面平行,已知A与B之间及B与斜面之间均不光滑,若用一沿斜面向下的力F拉B并使它做匀速直线运动,则B受力的个数为 ()A4
11、个B5个C6个 D7个解析:选D.对B进行受力分析,它受重力、斜面的支持力、拉力F、细绳沿斜面向上的拉力、物块A对B的压力、物块A与B之间的滑动摩擦力、B与斜面间的滑动摩擦力,因此B共受7个力作用2如图所示,质量为m的AB杆靠在平台的拐角上处于静止状态,拐角处光滑,则地面对杆A端施加的作用力为()A受支持力和摩擦力作用B仅受支持力作用C仅受摩擦力作用D无法确定受几个力作用解析:选A.AB杆靠在平台的拐角上处于静止状态,拐角处光滑,则地面对杆A端施加的作用力为支持力和摩擦力,故A正确3L型木板P(上表面光滑)放在固定斜面上,轻质弹簧一端固定在木板上,另一端与置于木板上表面的滑块Q相连,如图所示若
12、P、Q一起沿斜面匀速下滑,不计空气阻力则木板P的受力个数为()A3 B4C5 D6解析:选C.对木板P进行受力分析:木板P受重力、斜面的支持力、滑块Q的压力、弹簧的弹力和与斜面间的摩擦力5个力的作用故选C.4(2014高考信息优化卷)如图所示,倾斜天花板平面与竖直方向夹角为,推力垂直天花板平面作用在木板上,使其处于静止状态,则()A木块一定受到三个力作用B天花板对木块的弹力FN FC木块受到的静摩擦力等于mgcos D木块受到的静摩擦力等于mg/cos 解析:选C.木块受力分析如图所示,由于木块处于静止状态,由平衡条件可知沿天花板方向有Ffmgcos ,所以选项C正确,选项D不正确;垂直于天花
13、板方向有Fmgsin FN,所以选项B不正确;木块一定受到四个力作用,故选项A不正确热点二物体的平衡物体的平衡条件是本章的重点内容,广泛应用于力、热、电等各部分内容的试题之中,更应特别关注以生产、生活中的实际问题为背景考查平衡条件的灵活应用5如图所示,质量为M、半径为R的半球形物体A放在水平地面上,通过最高点处的钉子用水平细线拉住一质量为m、半径为r的光滑球B.以下说法正确的有()AA对地面的压力等于(Mm)gBA对地面的摩擦力方向向左CB对A的压力大小为mgD细线对小球的拉力大小为mg解析:选AC.对整体受力分析,可以确定A与地面间不存在摩擦力,地面对A的支持力等于A、B的总重力;再对B受力
14、分析,借助两球心及钉子位置组成的三角形,根据几何关系和力的合成分解知识求得A、B间的弹力大小为mg,细线的拉力大小为mg,故C正确6如图所示,截面为三角形的木块a上放置一铁块b,三角形木块竖直边靠在竖直且粗糙的墙面上,现用竖直向上的作用力F,推动木块与铁块一起向上匀速运动,运动过程中铁块与木块始终保持相对静止,则下列说法正确的是 ()A木块a与铁块b间一定存在摩擦力B木块与竖直墙面间一定存在水平弹力C木块与竖直墙面间一定存在摩擦力D竖直向上的作用力F大小一定大于铁块与木块的重力之和解析:选A.铁块b处于平衡状态,故铁块b受重力、斜面对它的垂直斜面向上的支持力和沿斜面向上的静摩擦力,选项A正确;
15、将a、b看做一个整体,竖直方向:FGaGb,选项D错误;整体水平方向不受力,故木块与竖直墙面间不存在水平弹力,没有弹力也就没有摩擦力,选项B、C均错7如图所示,质量为m的木块A放在质量为M的三角形斜劈上,现用大小均为F、方向相反的水平力分别推A和B,它们均静止不动,则 ()AA与B之间一定存在摩擦力BB与地面之间一定存在摩擦力CB对A的支持力一定小于mgD地面对B的支持力的大小一定等于(Mm)g解析:选D.因为A和B均静止不动,所以可以把它们看做一个系统,运用整体法,该系统在水平方向上受到大小均为F、方向相反的两个水平力的作用,这两个力的合力为零,所以不可能再受到地面摩擦力的作用,而在竖直方向
16、上只受到重力和地面支持力的作用而平衡,所以地面的支持力大小一定等于(Mm)g,所以选项B错误、D正确;选取A为研究对象,把B对A的作用力记为FT(注意这里的FT可能是B对A垂直斜面向上的支持力和沿斜面方向上的摩擦力的合力),物体A就只受到三个力的作用:竖直向下的重力mg、水平向右的推力F和B对A的作用力FT,三力平衡,FT与重力mg和水平推力F的合力等大反向,若该合力垂直于斜面,FT就垂直于斜面,A与B之间不存在摩擦力,此时FT就是B对A的支持力,并且FT mg,所以选项A、C错误8如图所示,质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接,在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m1在地面上,m2在空中),力F与水平方向成角则m1所受支持力FN和摩擦力Ff正确的是()AFNm1gm2gFsin BFNm1gm2gFcos CFfFcos DFfFsin 解析:选AC.将m1、m2,弹簧看做整体,受力分析如图所示,根据平衡条件得FfFcos FNFsin (m1m2)gFN(m1m2)gFsin 故选项A、C正确