专题二相互作用习题练习试卷2025高考物理复习专题

这是一份专题二相互作用习题练习试卷2025高考物理复习专题，共20页。
考点1 常见的三种力 力的合成与分解
考向1 常见的三种力
1.(2024浙江6月,2,3分)图为小猫蹬地跃起腾空追蝶的情景,则( D )
A.飞行的蝴蝶只受重力的作用
B.蝴蝶转弯时所受合力沿运动方向
C.小猫在空中受重力和弹力的作用
D.小猫蹬地时弹力大于所受重力
2.(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( B )
A.10 N/m B.100 N/m C.200 N/m D.300 N/m
3.(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( B )
A.12 B.33 C.22 D.32
4.(回归教材·人教版必修一P66)(2020北京,11,3分)某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器,传感器用棉线拉住物块,物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板,传感器记录的F-t图像如图乙所示。下列说法正确的是( C )
甲
乙
A.实验中必须让木板保持匀速运动
B.图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线
C.最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10∶7
D.只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
考向2 力的合成与分解
5.(2023重庆,1,4分)矫正牙齿时,可用牵引线对牙施加力的作用。若某颗牙受到牵引线的两个作用力大小均为F,夹角为α,如图所示,则该牙所受牵引力的合力大小为( B )
A.2F sin α2 B.2F cs α2
C.F sin α D.F cs α
6.(2019江苏,2,3分)如图所示,一只气球在风中处于静止状态,风对气球的作用力水平向右。细绳与竖直方向的夹角为α,绳的拉力为T,则风对气球作用力的大小为( C )
A.Tsinα B.Tcsα
C.T sin α D.T cs α
7.(2021重庆,1,4分)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( D )
A.2F B.3F C.F D.32F
8.(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( B )
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
9.(2021广东,3,4分)唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力。设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁,F与竖直方向的夹角分别为α和β,αβ)。用F1、F2分别表示OM、ON的拉力,则( D )
A.F1的竖直分力大于F2的竖直分力
B.F1的竖直分力等于F2的竖直分力
C.F1的水平分力大于F2的水平分力
D.F1的水平分力等于F2的水平分力
考点2 受力分析 共点力的平衡
考向1 静态平衡问题
1.(回归教材·人教版必修一P79)(2023浙江1月,2,3分)如图所示,轻质网兜兜住重力为G的足球,用轻绳挂于光滑竖直墙壁上的A点,轻绳的拉力为FT,墙壁对足球的支持力为FN,则( C )
A.FTG D.FT=G
2.(2023江苏,7,4分)如图所示,“嫦娥五号”探测器静止在月球平坦表面处。已知探测器质量为m,四条腿与竖直方向的夹角均为θ,月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的16。每条腿对月球表面压力的大小为( D )
A.mg4 B.mg4csθ C.mg6csθ D.mg24
3.(2023浙江6月,6,3分)如图所示,水平面上固定两排平行的半圆柱体,重为G的光滑圆柱体静置其上,a、b为相切点,∠aOb=90°,半径Ob与重力的夹角为37°。已知sin 37°=0.6,cs 37°=0.8,则圆柱体受到的支持力Fa、Fb大小为( D )
A.Fa=0.6G,Fb=0.4G B.Fa=0.4G,Fb=0.6G
C.Fa=0.8G,Fb=0.6G D.Fa=0.6G,Fb=0.8G
4.(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( A )
A.33 N B.1.0 N C.233 N D.2.0 N
5.(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FN、摩擦力Ff和磁力F的作用,磁力垂直壁面。下列关系式正确的是( C )
A.Ff=G B.F=FN
C.Ff=G cs θ D.F=G sin θ
6.(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( B )
A.mg B.32mg
C.33mg D.12mg
7.(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( B )
A.33f B.213f C.2f D.3f
8.(2022海南,8,3分)具有拱券结构的赵州桥展示了我国古代人民高超的造桥技术。如图,某同学用6块形状相同的楔形块搭成一个半圆形的拱券结构桥梁模型,其中1号与6号楔形块固定在水平面上,2号与5号楔形块的质量均为m,3号与4号楔形块的质量均为m'。若不计楔形块之间的摩擦力,则mm'为( D )
A.32 B.1 C.3 D.2
9.(2024浙江1月,6,3分)如图所示,在同一竖直平面内,小球A、B上系有不可伸长的细线a、b、c和d,其中a的上端悬挂于竖直固定的支架上,d跨过左侧定滑轮、c跨过右侧定滑轮分别与相同配重P、Q相连,调节左、右两侧定滑轮高度达到平衡。已知小球A、B和配重P、Q质量均为50 g,细线c、d平行且与水平成θ=30°(不计摩擦),则细线a、b的拉力分别为(g=10 m/s2)( D )
A.2 N 1 N B.2 N 0.5 N
C.1 N 1 N D.1 N 0.5 N
10.(2022浙江6月,10,3分)如图所示,一轻质晒衣架静置于水平地面上,水平横杆与四根相同的斜杆垂直,两斜杆夹角θ=60°。一重为G的物体悬挂在横杆中点,则每根斜杆受到地面的( B )
A.作用力为33G B.作用力为36G
C.摩擦力为34G D.摩擦力为38G
11.(创新思维·微元法)(2022湖南,5,4分)2022年北京冬奥会跳台滑雪空中技巧比赛场地边,有一根系有飘带的风力指示杆,教练员根据飘带的形态提示运动员现场风力的情况。若飘带可视为粗细一致的匀质长绳,其所处范围内风速水平向右、大小恒定且不随高度改变。当飘带稳定时,飘带实际形态最接近的是( A )
考向2 动态平衡问题
12.(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( B )
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
13.(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( C )
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
14.(数理结合+空间思维)(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( B )
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
考向3 平衡中的临界极值问题
15.(2020山东,8,3分)如图所示,一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上,质量分别为m和2m的物块A、B,通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接,A、B间的接触面和轻绳均与木板平行。A与B间、B与木板间的动摩擦因数均为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当木板与水平面的夹角为45°时,物块A、B刚好要滑动,则μ的值为( C )
A.13 B.14 C.15 D.16
16.(数理结合·三角函数求极值)(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( B )
A.轻绳的合拉力大小为μmgcsθ
B.轻绳的合拉力大小为μmgcsθ+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
题型强化练
题型1 动态平衡问题
1.(2024广东汕头一模)消毒碗柜的金属碗架可以将碗放置于两条金属杆之间,如图甲所示。假设碗竖直放置,取某个碗的正视图如图乙所示,其中a、b分别为两光滑水平金属杆,下列说法正确的是( D )
A.若减小a、b间距,碗仍保持竖直静止,碗的合力减小
B.若减小a、b间距,碗仍保持竖直静止,a杆受到的弹力不变
C.若将质量相同、半径更大的碗竖直放置于a、b杆之间,该碗受到杆的作用力小于质量相同、半径更小的碗受到杆的作用力
D.若将质量相同、半径更大的碗竖直放置于a、b杆之间,该碗受到杆的作用力等于质量相同、半径更小的碗受到杆的作用力
2.(2024湖南长沙一中月考)(多选)如图所示,O点和细钉C在固定小球A正上方,小球B与轻质橡皮筋相连,橡皮筋绕过光滑细钉C悬挂于O点,A、B用轻质弹簧相连,整个系统处于静止状态,A、B都可以看成质点,橡皮筋的拉力遵循胡克定律,OC刚好等于橡皮筋的原长,弹簧的弹力大小为F,B球的质量为mB;现将小球A竖直向下移动一小段距离,同时调整B球的质量mB,使整个系统再次处于静止状态(B球仍在右侧),则( BC )
A.mB变小 B.mB变大 C.F不变 D.F变大
3.(数理结合·椭圆)(2024九省联考安徽)如图所示,轻绳1两端分别固定在M、N两点(N点在M点右上方),轻绳1上套有一个轻质的光滑小环O,质量为m的物块P通过另一根轻绳2悬挂在环的下方,处于静止状态,∠MON=60°。现用一水平向右的力F缓慢拉动物块,直到轻绳2与M、N连线方向垂直。已知重力加速度为g。下列说法错误的是( D )
A.施加拉力F前,轻绳1的张力大小为33mg
B.物块在缓慢移动过程中,轻绳2的延长线始终平分∠MON
C.物块在缓慢移动过程中,轻绳2的张力越来越大
D.物块在缓慢移动过程中,轻绳1的张力可能先增大后减小
4.(2024雅礼中学月考)如图所示,在一个水平地面上放置了一个顶端固定有滑轮的斜面体,物块B、C叠放在斜面上,细绳的一端与物块B相连,另一端与物块A相连,细绳上有一个结点O,用外力F拉住结点,在外力F的作用下物块A缓慢向上运动,将OO'由竖直拉至水平,拉动过程中始终保证夹角α=120°,且绳子OO'始终拉直,物块B和C以及斜面体始终静止。下列说法正确的是( D )
A.细绳OO'中的力始终减小
B.B对C的摩擦力一直在增大
C.斜面体对B的摩擦力可能一直在减小
D.地面对斜面体的摩擦力先增大后减小
题型2 平衡中的临界极值问题
1.(2024湖南株洲一模)如图所示,一只蚂蚁(可看成质点)在半径为R的半球体表面上缓慢向下爬行,蚂蚁与半球体间的动摩擦因数为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若蚂蚁在爬行过程中不滑离球面,则其距半球体顶点的高度不应超过( A )
A.R-R1+μ2 B.R-R1-μ2 C.R1-μ2 D.R1+μ2
2.(2024福建莆田质检)物理老师举行技巧挑战赛,要求用一根能承受最大拉力为50 N的细绳,尽可能拉动更重的物体,如图所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数为33,取最大静摩擦力等于滑动摩擦力,物体可视为质点,则理论上利用这根细绳能拉动物体的最大重力是( C )
A.50 N B.503 N C.100 N D.1003 N
3.(2024湖北武汉调研)(多选)如图所示,上表面光滑的斜面体静置于粗糙水平面上,斜面体质量M=3.2 kg,倾角θ=37°,斜面体顶端固定有光滑轻质滑轮,质量m=1 kg的物块系于轻绳一端,轻绳另一端跨过滑轮系于水平面上,斜面体左侧的轻绳保持竖直,斜面体上方的轻绳与斜面平行。已知重力加速度大小g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是( BD )
A.轻绳的拉力大小为8 N
B.水平面对斜面体的弹力大小为48 N
C.水平面对斜面体的摩擦力大小为4.8 N
D.剪断轻绳瞬间,为使斜面体保持静止,斜面体与水平面间的动摩擦因数至少为0.125
4.(2024辽宁名校联盟一模)如图所示,质量为3m的小球P和质量为m的小球Q通过两根长度均为L的细线悬挂在天花板的O点,两球之间通过长度为3L的轻杆相连,重力加速度为g。现对小球P施加一外力F并确保轻杆始终处于水平状态,则作用在小球P上的外力最小值为( C )
A.23mg B.33mg2 C.3mg D.3mg2
5.(2024安徽百校联考)如图所示,两个相同小物块A、B(可视为质点)静止放在粗糙水平面上,两物块与水平面间的动摩擦因数相同,两根等长轻杆一端分别通过光滑铰链连接在A、B上,另一端通过光滑铰链连接在O处,两杆之间的夹角为α。现对O施加一个竖直向上的拉力F,已知物块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)若A、B受到的重力大小均为G,动摩擦因数为μ,要使两物块发生滑动,F应满足什么条件?
(2)若α=60°,对O施加一个竖直向下的压力F,无论F为多大均不能使A、B与水平面发生相对滑动,则物块与水平面间的动摩擦因数应满足什么条件?
答案 (1)F>2μGμ+tanα2 (2)μ≥33
限时检测练
练综合 30分钟
1.(2024河北石家庄质检)帆船是人类的伟大发明之一,船员可以通过调节帆面的朝向让帆船逆风行驶,如图所示为帆船逆风行驶时的简化示意图,此时风力F=2 000 N,方向与帆面的夹角α=30°,航向与帆面的夹角β=37°,风力在垂直帆面方向的分力推动帆船逆风行驶。已知sin 37°=0.6,则帆船在沿航向获得的动力为( C )
A.200 N B.400 N C.600 N D.800 N
2.(2024山东聊城二模)
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O恰好在圆心处。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,矿泉水受到的重力为6 N,则弹簧的劲度系数为( B )
A.390 N/m B.130 N/m
N/m N/m
3.(2024辽宁抚顺三模)擦玻璃机器人可以帮助人们解决高层和户外擦玻璃难的问题。如图甲所示,一栋大厦表面均为玻璃材料,机器人牵引擦子(未画出)清洁玻璃时,将大厦某一表面简化为如图乙所示的正三角形ABC,与水平面的夹角为30°。已知机器人对擦子的牵引力平行于玻璃表面,擦子的质量为m,与玻璃间的动摩擦因数为33,重力加速度为g。机器人在该表面由B点沿直线匀速运动到AC中点D的过程中,擦子所受的牵引力大小为( C )

A.12mg B.14mg C.32mg D.74mg
4.(2024福建漳州质检)如图所示,质量为M的斜面体放置在水平地面上,一质量为m的物块恰好静止在斜面体上。现对物块施加一水平向右的恒力F,物块与斜面体相对地面仍处于静止状态,则( C )
A.斜面体对物块的摩擦力一定增大
B.斜面体对物块的支持力可能不变
C.地面对斜面体的支持力保持不变
D.地面对斜面体的摩擦力可能减小
5.(2024山东聊城一模)春秋时期,齐国著作《考工记》中记载“马力既竭,辀(zhōu,指车辕)犹能一取焉”,揭示了一些初步的力学原理。如图甲所示,车辕是马车车身上伸出的两根直木,它是架在马上拉车的把手。图乙为马拉车时的简化模型,车辕前端距车轴的高度H约为1 m,马拉车的力可视为沿车辕方向,马车的车轮与地面间的摩擦力大小是其对地面压力的33,若想让马拉着车在水平面上匀速前进且尽可能省力,则车辕的长度约为( D )

A.2 m B.3 m C.3 m D.2 m
6.(2024河北石家庄二检)(多选)如图所示,半圆环竖直固定在水平地面上,光滑小球套在半圆环上。对小球施加一始终指向半圆环最高点B的拉力F,使小球从半圆环最低点A缓缓移动到最高点B。下列说法正确的是( AC )
A.拉力F一直减小
B.拉力F先增大后减小
C.小球对半圆环的压力大小始终不变
D.小球对半圆环的压力先增大后减小
7.(2024山东日照一模)如图所示,甲、乙为长度、半径、材料均相同的质量分布均匀的圆柱体和半圆柱体,甲表面光滑,乙表面粗糙,半圆柱体乙受到的重力为G,甲、乙靠在一起放置在粗糙水平桌面上。现过圆柱体甲的轴心施加一个始终与水平方向夹角α=60°斜向右上方的作用力F,将甲缓慢地拉至乙的顶端,乙始终处于静止状态。在甲缓慢移动的过程中,下列判断正确的是( C )
A.甲、乙间的压力由3G逐渐增大至2G
B.F由3G逐渐减小至G
C.桌面对乙的摩擦力逐渐减小
D.桌面对乙的支持力不变
8.(2024四川泸州二诊)(多选)如图所示,竖直平面内有三根轻质细绳,绳AO水平,绳BO与水平方向成53°角,O为结点,绳CO的下端拴接一个质量为m的小球。现保持结点O不动,对小球施加一水平向右的作用力F,使绳CO缓慢摆动到与水平方向成37°角的位置,重力加速度为g。关于此过程中各段绳子的受力情况,下列判断正确的是( CD )
A.F为恒力,大小等于43mg
B.绳AO受到的拉力先增大后减小
C.绳CO受到的最大拉力为53mg
D.绳BO受到的拉力保持不变
9.(2024福建厦门质检)如图所示,送水工人用推车运桶装水,到达目的地后,工人抬起把手,带动板OA转至水平即可将水桶卸下。水桶对板OA、OB的压力分别为F1、F2,若桶与接触面之间的摩擦不计,∠AOB为锐角且保持不变,在OA由竖直缓慢转到水平的过程中( B )
A.F1一直增大 B.F1先增大后减小
C.F2先减小后不变 D.F2先增大后减小
10.(2024山东泰安一模)张靖皋长江大桥是中国在建的世界上跨径最大的悬索桥,如图甲所示。悬索桥的简化模型如下:桥面由分列桥面两边的六对等距离钢杆悬吊,钢杆上端挂在两根钢缆上。图乙为其侧面图,两端钢缆MC、PN与水平方向的夹角均为θ=37°,若每根钢杆承受的拉力相同,桥面总质量为m,钢杆、钢缆自重不计,重力加速度为g,则钢缆BC中的拉力大小为( A )
A.56mg B.53mg
C.1712mg D.13mg
实验微专题
实验微专题2 探究弹簧弹力与形变量的关系
1.(2024江西名校协作体一模)小刘同学准备用实验探究胡克定律,他把弹簧上端固定在铁架台的横杆上,弹簧的右侧固定一刻度尺,如图1所示。在弹簧下端悬挂不同质量的钩码,记录弹簧在不同拉力作用下的长度x,以弹簧弹力F为纵轴、弹簧长度x为横轴建立直角坐标系。

(1)测得弹力F与弹簧长度x的关系如图2所示,图中x0表示 D 。
A.弹簧的形变量
B.弹簧形变量的变化量
C.弹簧处于水平状态下的自然长度
D.弹簧处于竖直状态下的自然长度
(2)实验中,使用两条不同的轻质弹簧a和b,得到的弹力F与弹簧长度x的图像如图3所示,由此可知a弹簧的劲度系数 大于 (填“大于”“等于”或“小于”)b弹簧的劲度系数。
(3)实验过程中发现某类弹簧自身受到的重力相对其弹力非常小,可视为轻质弹簧,若把该类弹簧在铁架台上竖直悬挂,弹簧呈现的形态是图4中的 A (选择字母代号“A”“B”或“C”)。
(4)小刘同学在完成(2)中所述实验后,将质量为m的钩码分别挂在轻质弹簧a、b上,并测得a、b弹簧的长度分别为L1、L2,若将a、b弹簧首尾相连串接在一起,则串接后整条弹簧的劲度系数k= mgL1+L2-xa-xb 。(已知当地重力加速度为g,结果用“m、L1、L2、g、xa、xb”等符号表示)
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Ln,数据如表所示。实验过程中弹簧始终处于弹性限度内。采用逐差法计算弹簧压缩量,进而计算其劲度系数。
(1)利用ΔLi=Li+3-Li(i=1,2,3)计算弹簧的压缩量:ΔL1=6.03 cm,ΔL2=6.08 cm,ΔL3= 6.04 cm,压缩量的平均值ΔL=ΔL1+ΔL2+ΔL33= 6.05 cm;
(2)上述ΔL是管中增加 3 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 48.6 N/m(结果保留3位有效数字)。
3.(2024四川泸州二诊)某同学用三条完全相同的弹簧设计了如下实验,以探究弹簧的劲度系数。

(1)将弹簧上端均固定在铁架台上相同高度的横杆上,甲装置用一条弹簧挂质量为m1的物块(其厚度忽略不计),乙装置用另外两条弹簧挂大小相同、质量不同且质量为m2的物块,在物块正下方的距离传感器可以测出物块到传感器的距离,此时刚好均为x1,如图所示,则m1是m2的 12 。
(2)只交换两物块的位置,此时甲装置的距离传感器显示为x2,弹簧相对原长的形变量为Δx1;乙装置中的每条弹簧相对原长的形变量为Δx2,则Δx1是Δx2的 4倍 。
(3)已知m1=0.50 kg,当地重力加速度为9.8 m/s2,该同学测得x1=10 cm、x2=8 cm,则每条弹簧的劲度系数k= 245 N/m。
4.(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:
(3)根据表中数据在图(b)上描点,绘制图线;
(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 15.35(15.34～15.36) cm;
(5)由上述数据计算得冰墩墩玩具的质量为 127 g(计算结果保留3位有效数字)。
实验微专题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F1和F2的大小,并 CD 。(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 同一位置 ,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F1和F2的合成图,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 大小和方向 ,从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。
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 D (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 3 (填“2”“3”或“4”)次把橡皮条结点拉到O点。
3.(2024广东华附等四校联考)(1)在“验证力的平行四边形定则”实验中,先用两个弹簧测力计通过两个细绳套互成角度地牵拉橡皮条至某一点O,则需要记录 O点的位置 、 两个弹簧测力计的读数 、两个细绳套的方向;然后再改用一个弹簧测力计牵拉,使橡皮条伸长到O点,记录此时细绳套的方向,依次如图甲、乙所示。

(2)请根据图乙,读出此次测量中弹簧测力计的示数F= 4.0 N。
(3)如图丙,根据实验的数据记录,按选定的标度(已知图中相邻圆的间距表示1 N)已作出了两个分力F1、F2的图示(大小未标出),请继续在图丙中:
①按同样的标度作出力F(即合力的测量值)的图示;
②按力的平行四边形定则作出F1、F2的合力的图解值F'。
(4)由(3)可以得出实验结论:在误差允许范围内,两个力的合成遵循平行四边形定则。n
1
2
3
4
5
6
Ln/cm
8.04
10.03
12.05
14.07
16.11
18.09
序号
1
2
3
4
5
硬币数量n/枚
5
10
15
20
25
长度l/cm
10.51
12.02
13.54
15.05
16.56