2020-2020学年上海市浦东新区华师大二附中高一(上)期末物理试卷

1、217-218学年上海市浦东新区华师大二附中高一（上）期末物理试卷一、单项选择题（共4分，1至8题每题3分，9至12题每题4分每题只有一个正确选项）1（3分）历史上首先正确认识运动和力的关系，推翻“力是维持物体运动的原因”的物理学家是（）a亚里士多德b伽利略c牛顿d爱因斯坦2（3分）物理学中用到大量的科学方法，下列概念的建立不属于用到“等效替代”方法的是（）a“质点”b“平均速度”c“合力与分力”d“总电阻”3（3分）在匀变速直线运动中，下面关于速度和加速度关系的说法中，正确的（）a物体运动的速度越大，加速度也一定越大b物体的加速度为零，它的速度一定为零c加速度就是“增加出来的速度”d加速度反

2、映速度变化的快慢，与速度无关4（3分）下面哪一组单位属于国际单位制中基本物理量的基本单位？（）am、kg、s bkg、m/s2、s cm、n、s dkg、m/s、s 5（3分）将一个有确定方向的力f=1n分解成两个分力，已知一个分力有确定的方向，与f成3夹角，另一个分力的大小为6n，则在分解时（）a有无数组解b有两组解c有唯一解d无解6（3分）物体静止在光滑的水平桌面上，从某一时刻起用水平恒力f推物体，则在该力刚开始作用的瞬间（）a立即产生加速度，但速度仍然为零b立即同时产生加速度和速度c速度和加速度均为零d立即产生速度，但加速度仍然为零第1页（共24页）7（3分）现有四个不同物体的运动图象如

3、图所示，则其中表示物体做单向直线运动的图象是（）abc d8（3分）以3m/s的速度竖直上抛的物体，不计空气阻力，4s末物体对抛出点的位移大小和方向分别为（）a5m，向上b5m，向下c4m，向上d4m，向下9（4分）有种自动扶梯，无人乘行时运转很慢，有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转一顾客乘扶梯上楼，正好经历了这两个过程，则能正确反映该乘客在这两个过程中的受力示意图的是（）ab第2页（共24页）cd1（4分）轻绳一端系在质量为m的物体a上，另一端系在一个套在粗糙竖直杆mn的圆环上现用水平力f拉住绳子上一点o，使物体a从图中实线位置缓慢下降到虚线位置，但圆环仍保持在原来位置不动则在这一过

4、程中，环对杆的摩擦力f1和环对杆的压力f2的变化情况是（）af1保持不变，f2逐渐增大bf1逐渐增大，f2保持不变cf1逐渐减小，f2保持不变df1保持不变，f2逐渐减小11（4分）如图，物体a在竖直力f的作用下静止。物体a受力的个数为（）a2个b3个c2个或3个d2个或4个12（4分）如图所示，物体g用两根绳子悬挂，开始时绳oa水平，现将两绳同时沿顺时针方向转过9，且保持两绳之间的夹角不变（9）物体保持静止状态。在旋转过程中，设绳oa的拉力为t1，绳ob的拉力为t2，则（）at1先减小后增大bt1先增大后减小ct2先增大后减小dt2先减小后增大第3页（共24页）二、填空题（共2分，每空2分）

5、13（4分）牛顿第一定律表明，力是物体发生变化的原因，该定律引出的一个重要概念是14（4分）做匀变速直线运动的物体，在第一个3s内的位移为3m，第二个3s内的位移是6m，则物体运动的初速度、加速度和9s末的速度各为多大？15（4分）如图所示是物体在某段运动过程中的vt图象，在t1和t2时刻的瞬时速度分别为v1和v2，则在t 1到t 2的时间内，物体运动的加速度是（选填“不变”、“增大”或“减小”）的，它的平均速度v（v1+v2）/2（选填“等于”、“大于”或“小于”）16（4分）如图所示，质量为m的光滑小球，用轻绳连接后挂在三角劈的顶端斜面平行，劈置于光滑水平面上，当劈水平向右匀加速加速度a1

6、=时，球与斜面相对静止且细绳的拉力恰好为零；当劈以加速度a=2g向左匀加速运动时，绳的拉力t2=。17（4分）倾角为=3的斜面体放在水平地面上，一个重为g的球在水平力f的作用下，静止在光滑斜面上，则水平力f的大小为；若将力f从水平方向逆时针转过某一角度后，仍保持f的大小，且小球和斜面也仍旧保持静止，则此时水平地面对斜面体的摩擦力f=第4页（共24页）三、综合题（共4分）注意第19、2题在列式计算、逻辑推理以及在回答问题过程中，要求给出必要放入图示、文字说明、公式、演算等18（1分）在“点力合成”实验中（1）图1是a、b两位同学在做本实验时得到的结果，可以断定其中问学的实验结果比较符合实验事实，

7、理由是。（2）（单选）在上述实验中所说的合力与两个分力具有相同的效果，是通过下列哪个方法实现的a弹簧秤的弹簧被拉长b固定橡皮条的图钉受拉力产生形变c细线套受拉力产生形变d使橡皮条在同一方向上伸长到相同长度（3）某同学在做验证力的平行四边形法则的实验中已记录下结点o两个分力f1、f2的方向如图2所示，f为用一个弹簧秤拉时力的方向，三个力f1、f2、f的大小分别是 8n、4n、n，请你用作图法帮这个同学完成该实验，从而得出实验结论。19（14分）如图所示，ac和bc两轻绳共同悬挂一质量为m的物体，若保持ac绳的方向不变，ac与竖直方向上的夹角为6，改变bc绳的方向，试求（1）如果=6，ac绳中的拉

8、力为多大？（2）物体能达到平衡时，角的取值范围；（3）在9的范围内，求bc绳上拉力的最大值和最小值。第5页（共24页）2（16分）如图，一质量m=2kg的小物块受到平行斜面的拉力f=22n，从a点由静止出发沿斜面向上做匀加速运动，斜面足够长，斜面倾角=37已知小物块与斜面间的动摩擦因数=.5，g取1m/s2，sin37=.6，cos37=.8，求（1）小物块运动的加速度a；（2）若f作用4s后撤去，小物块上滑过程中距a点最大距离s a；（3）上题中，若从撤去力f开始计时，小物块经多长时间将经过距a点上方35m的b点。第6页（共24页）217-218学年上海市浦东新区华师大二附中高一（上）期末物

9、理试卷参考答案与试题解析一、单项选择题（共4分，1至8题每题3分，9至12题每题4分每题只有一个正确选项）1（3分）历史上首先正确认识运动和力的关系，推翻“力是维持物体运动的原因”的物理学家是（）a亚里士多德b伽利略c牛顿d爱因斯坦【分析】亚里士多德由生活实际中得出，力是维持物体运动的原因，例如小车受力才运动，一旦撤去力后，它会停止运动然而直到伽利略的理想斜面实验得出，力是改变物体运动的原因，任何物体均有保持匀速直线运动或静止状态这种性质【解答】解历史上亚里士多德提出运动与力的关系力是维持物体运动的原因，随后被伽利略的理想斜面实验所推翻，从而提出“力是改变物体运动的原因”。故选b。【点评】亚里

10、士多德的力是维持物体运动的原因，他只关注是表面上看得见的力，当撤去力后，物体之所以要停下来，是因为受到摩擦力，因此这正说明力是改变物体运动的原因2（3分）物理学中用到大量的科学方法，下列概念的建立不属于用到“等效替代”方法的是（）a“质点”b“平均速度”c“合力与分力”d“总电阻”【分析】等效替代法，物理学研究术语，是科学研究中常用的方法之一，是在保证某种效果相同的前提下，将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程来研究和处理的方法，将复杂的问题简单化【解答】解a、质点是为了研究的方便把物体看做一个抽象的点，a不属于等效替代；b、平均速度是利用位移比时

11、间的数值来替代运动过程中的速度，b属于等效替代；c、合力与分力是可以相互替代，c属于等效替代；d、总电阻是各个分电阻的和，d属于等效替代；第7页（共24页）故选a。【点评】等效替代的前提是在保证某种效果相同的前提下进行替代，否则不能等效替代3（3分）在匀变速直线运动中，下面关于速度和加速度关系的说法中，正确的（）a物体运动的速度越大，加速度也一定越大b物体的加速度为零，它的速度一定为零c加速度就是“增加出来的速度”d加速度反映速度变化的快慢，与速度无关【分析】加速度等于单位时间内的速度变化量，反映速度变化快慢的物理量。【解答】解a、物体运动的速度越大，速度变化不一定快，加速度不一定大，故a错误

12、。b、物体的加速度为零，物体可能做匀速直线运动，速度不一定为零，故b错误。c、加速度等于单位时间内的速度变化量，不是增加出来的速度，故c错误。d、加速度是反映速度变化快慢的物理量，与速度大小无关，故d正确。故选d。【点评】解决本题的关键知道加速度的物理意义，知道加速度的大小与速度大小、速度变化量的大小无关。4（3分）下面哪一组单位属于国际单位制中基本物理量的基本单位？（）am、kg、s bkg、m/s2、s cm、n、s dkg、m/s、s【分析】国际单位制规定了七个基本物理量。分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量。它们的在国际单位制中的单位称为基本单位，而物理量之间的关

13、系式推到出来的物理量的单位叫做导出单位。他们在国际单位制中的单位分别为米、千克、秒、开尔文、安培、坎德拉、摩尔。【解答】解力学中的基本物理量有三个，它们分别是长度、质量、时间，它们的单位分别为m、kg、s，所以a正确，bcd错误。故选a。【点评】国际单位制规定了七个基本物理量，这七个基本物理量分别是谁，它们在国际单位制分别是谁，这都是需要学生自己记住的。第8页（共24页）5（3分）将一个有确定方向的力f=1n分解成两个分力，已知一个分力有确定的方向，与f成3夹角，另一个分力的大小为6n，则在分解时（）a有无数组解b有两组解c有唯一解d无解【分析】已知合力的大小为1n，一个分力的方向已知，与f成

14、3夹角，另一个分力的最小值为fsin3=5n，根据三角形定则可知分解的组数【解答】解已知一个分力有确定的方向，与f成3夹角，知另一个分力的最小值为=5n，而另一个分力大小大于5n小于1n，所以分解的组数有两组解。如图。故fsin3b正确，a、c、d错误。故选b。【点评】解决本题的关键是知道合力和分力遵循平行四边形定则，知道平行四边形定则与三角形定则的实质是相同的6（3分）物体静止在光滑的水平桌面上，从某一时刻起用水平恒力f推物体，则在该力刚开始作用的瞬间（）a立即产生加速度，但速度仍然为零b立即同时产生加速度和速度c速度和加速度均为零d立即产生速度，但加速度仍然为零【分析】对物体受力分析，受重

15、力、支持力和推力，根据牛顿第二定律求解加速度，再结合运动学公式分析速度【解答】解对物体受力分析，受重力、支持力和推力，合力等于推力，根据牛顿第二定律，有a=第9页（共24页）力f作用瞬间，物体立即获得加速度，如果没有加速度，则牛顿第二定律就不成立了；根据速度时间关系公式v=v+at，力刚开始作用的瞬间物体的速度为零；故选a。【点评】根据牛顿第二定律，物体的加速度与力有瞬时对应关系，力f作用的瞬间，物体立即获得加速度，但速度的变化要经历一定的时间7（3分）现有四个不同物体的运动图象如图所示，则其中表示物体做单向直线运动的图象是（）abcd【分析】物体做单向直线运动时位移一直增大，速度方向不变，位

16、移时间图象的斜率表示速度，根据图象逐项分析即可【解答】解第1页（共24页）a、由位移时间图象斜率等于速度，可知前1s内物体沿正向运动，13s内沿负向运动，34s内沿正向运动，做往复运动，故a错误；b、由速度时间图象可知，2s内沿正方向运动，24s沿负方向运动，接着周而复始，速度方向周期性改变，做往复运动，故b错误；c、由图象可知物体的速度一直为正，说明物体一直沿正方向运动，即做单向直线运动，故c正确；d、由位移时间图象斜率等于速度，可知1s内物体沿正向运动，12s内沿负向运动，23s内沿正向运动，34s沿负向运动，物体做往复运动，故d错误；故选c。【点评】图象是我们高中物理研究运动的主要途径之

17、一，应熟知其特征，明确位移时间图象的斜率表示速度，速度的符号表示速度的方向8（3分）以3m/s的速度竖直上抛的物体，不计空气阻力，4s末物体对抛出点的位移大小和方向分别为（）a5m，向上b5m，向下c4m，向上d4m，向下【分析】物体做竖直上抛运动，可看成一种匀减速运动，加速度大小为g，方向竖直向下，由运动学公式求解即可【解答】解取竖直向上为正方向，则物体的加速度为a=g4s末物体对抛出点的位移x=vt=34=4m，则位移的方向向上。故选c。【点评】解决本题的关键要明确竖直上抛运动的性质，要选取正方向，知道竖直上抛运动可看成一种匀减速运动9（4分）有种自动扶梯，无人乘行时运转很慢，有人站上扶梯

18、时，它会先慢慢加速，再匀速运转一顾客乘扶梯上楼，正好经历了这两个过程，则能正确反映该乘客在这两个过程中的受力示意图的是（）第11页（共24页）abcd【分析】人随扶梯先慢慢加速，再匀速向上，加速度先沿斜面向上，后变为零，根据牛顿第二定律分析可知人先受到重力、扶梯的支持力和静摩擦力，后受到重力和支持力，不受摩擦力【解答】解当扶梯匀速上升时，人受力平衡，故人受重力和支持力；而当扶梯加速上升时，人受重力、支持力；将加速度分解可知，物体应有水平向右的加速度，故扶梯应对人有平行于接触面向右的摩擦力；故只有d受力正确；故选d。【点评】本题在分析加速过程时，也可以先确定加速度，根据加速度方向确定合力方向，再

19、分析受力情况1（4分）轻绳一端系在质量为m的物体a上，另一端系在一个套在粗糙竖直杆mn的圆环上现用水平力f拉住绳子上一点o，使物体a从图中实线位置缓慢下降到虚线位置，但圆环仍保持在原来位置不动则在这一过程中，环对杆的摩擦力f1和环对杆的压力f2的变化情况是（）第12页（共24页）af1保持不变，f2逐渐增大bf1逐渐增大，f2保持不变cf1逐渐减小，f2保持不变df1保持不变，f2逐渐减小【分析】以圆环、物体a及轻绳整体为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件分析杆对环的摩擦力和弹力，再由牛顿第三定律分析环对杆的摩擦力f1的变化情况以结点o为研究对象，分析f的变化，根据f与杆对环的弹力的关系，分

20、析杆对环的弹力的变化情况【解答】解以圆环、物体a及轻绳整体为研究对象，分析受力情况，作出力图如图1所示。根据平衡条件得到，杆对环的摩擦力f1=g，保持不变。杆对环的弹力f2=f。再以结点o为研究对象，分析受力情况，作出力图如图2所示。由平衡条件得到f=mgtan当物体a从图中实线位置缓慢下降到虚线位置过程中，逐渐减小，则f逐渐减小，f2逐渐减小。所以f1保持不变，f2逐渐减小。故选d。【点评】本题是力平衡中动态变化分析问题，关键是灵活选择研究对象，分析物体的受力情第13页（共24页）况11（4分）如图，物体a在竖直力f的作用下静止。物体a受力的个数为（）a2个b3个c2个或3个d2个或4个【分

21、析】分物体进行受力分析，由共点力的平衡条件可知物体如何才能平衡；并且分析推力f与重力的大小关系，从而确定a受力的个数。【解答】解若拉力f大小等于物体的重力，则物体与斜面没有相互作用力，所以物体就只受到2个力作用重力和推力f；若拉力f大于物体的重力时，则斜面对物体产生支持力和静摩擦力，故物体应受到4个力作用，故d正确，abc错误。故选d。【点评】在力学问题中，在研究物体受哪些力时，除重力外，就只看该物体与之相触的物体，凡与研究对象接触的物体对研究对象都可能有力作用。12（4分）如图所示，物体g用两根绳子悬挂，开始时绳oa水平，现将两绳同时沿顺时针方向转过9，且保持两绳之间的夹角不变（9）物体保持

22、静止状态。在旋转过程中，设绳oa的拉力为t1，绳ob的拉力为t2，则（）at1先减小后增大bt1先增大后减小ct2先增大后减小dt2先减小后增大【分析】结点o为研究对象，分析受力情况，作出力图，抓住两个绳子拉力t1和拉力t2的合力与重力g大小相等、方向相反，作出在旋转过程中三个不同位置力的合成图，分析第14页（共24页）t1和t2的变化情况。【解答】解以结点o为研究对象，分析受力情况，作出力图重力g、绳oa的拉力t1，绳ob的拉力t2根据平衡条件可得知拉力t1和拉力t2的合力与重力g大小相等、方向相反，如图。作出三个不同位置力的合成图，由图看出，t1先增大后减小，t2逐渐减小，直到为零，故ac

23、d错误，b正确。故选b。【点评】本题采用图解法研究动态平衡问题，作图时要抓住不变量两绳拉力的合力不变，两绳之间的夹角不变。二、填空题（共2分，每空2分）13（4分）牛顿第一定律表明，力是物体运动状态发生变化的原因，该定律引出的一个重要概念是惯性【分析】牛顿第一运动定律，又称惯性定律，它科学地阐明了力和惯性这两个物理概念，正确地解释了力和运动状态的关系，并提出了一切物体都具有保持其运动状态不变的属性惯性，它是物理学中一条基本定律【解答】解牛顿第一定律表明，力是物体运动状态发生变化的原因，该定律引出的一个重要概念是惯性故答案为运动状态；惯性【点评】本题考查了牛顿第一定律的内容和惯性的概念基础题目1

24、4（4分）做匀变速直线运动的物体，在第一个3s内的位移为3m，第二个3s内的位移是第15页（共24页）6m，则物体运动的初速度、加速度和9s末的速度各为多大？【分析】根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出物体的加速度，根据匀变速直线运动的位移时间公式求出物体的初速度，结合速度时间公式求出物体的末速度【解答】解根据x=at2得，物体的加速度a=，根据得，代入数据解得v=.5m/s，则9s末的速度，答物体运动的初速度、加速度和9s末的速度各为.5m/s、5m/s【点评】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式和推论，并能灵活运用，有时运用推论求解会使问题更加简捷15（4分）如图所示是物体在某

25、段运动过程中的vt图象，在t1和t2时刻的瞬时速度分别为v1和v2，则在t 1到t 2的时间内，物体运动的加速度是减小（选填“不变”、“增大”或“减小”）的，它的平均速度v小于（v1+v2）/2（选填“等于”、“大于”或“小于”）【分析】速度图象的“斜率”等于物体加速度，根据斜率的变化确定加速度变化连接图线上ab两点，虚线ab表示物体做匀减速直线运动，其平均速度等于将实线ab曲线与虚线ab直线进行比较，由“面积”比较位移大小，由平均速度公式比较平均速度的大小【解答】解在t 1到t 2的时间内，图线的斜率减小，则物体的加速度减小连接ab，则直线ab表示物体做匀减速直线运动，其平均速度=由“面积”

26、等于位移，可知，在t 1到t 2的时间内，物体的位移小于匀减速直线运动的位移由平均速度公式=，时间t相同，由物体的平均速度小于匀减速直线运动的平均速度度第16页（共24页），即v故答案为减小；小于【点评】本题关键抓住速度图象的数学意义来理解“斜率”等于加速度，“面积”等于位移16（4分）如图所示，质量为m的光滑小球，用轻绳连接后挂在三角劈的顶端斜面平行，劈置于光滑水平面上，当劈水平向右匀加速加速度a1=g时，球与斜面相对静止且细绳的拉力恰好为零；当劈以加速度a=2g向左匀加速运动时，绳的拉力t2=mg。【分析】根据题意确定小球的受力情况，然后应用牛顿第二定律求出加速度；应用牛顿第二定律的求出小

27、球与斜面间作用力为零时的临界加速度，然后根据劈的加速度与临界加速度的关系确定小球的位置状态，然后求出绳子的拉力。【解答】解球与斜面相对静止且细绳的拉力恰好为零时，小球受力如图所示由牛顿第二定律得a1=g；当劈加速度向左，球恰好刚要离开斜面；即斜面对球的作用力恰好为零时，球受力如图所示第17页（共24页）由牛顿第二定律得a临界=ga=2g，当加速度a=2g，方向水平向左时，小球离开斜面，受力如图所示绳子的拉力t2=mg；故答案为g；mg。【点评】本题考查了牛顿第二定律的应用，解决本题的关键知道小球和三角劈具有相同的加速度，通过隔离法分析，运用牛顿第二定律进行求解。的斜面体放在水平地面上，一个重为

28、g的球在水平力f的作用下，17（4分）倾角为=3静止在光滑斜面上，则水平力f的大小为；若将力f从水平方向逆时针转过某一角度后，仍保持f的大小，且小球和斜面也仍旧保持静止，则此时水平地面对斜面体的摩擦力f=g【分析】先研究第一种情况通过对小球出状态的分析，利用共点力平衡条件可求出水平力f的大小再研究力f方向变化后的情况对小球受力分析，运用作图法求得力f与水平方向的角度，因为小球和斜面都处于静止状态，可对整体受力分析求出地面对斜面的摩擦力【解答】解对物体受力分析如图第18页（共24页）由平衡条件得n与f的合力f与重力g大小相等，由三角函数关系得f=gtan代入数据得f=g转过角度后，由f大小不变，

29、小球静止，支持力与f的合力不变，故此时转动后f转方向如图即f转过的角度是2对整体受力分析并正交分解如图第19页（共24页）水平方向f=fcos2g故答案为g，g【点评】此题关键还是平衡条件的应用，难点在于选择合适的研究对象和找出力f转动后的角度，有难度，需要仔细推敲体会三、综合题（共4分）注意第19、2题在列式计算、逻辑推理以及在回答问题过程中，要求给出必要放入图示、文字说明、公式、演算等18（1分）在“点力合成”实验中（1）图1是a、b两位同学在做本实验时得到的结果，可以断定其中甲问学的实验结果比较符合实验事实，理由是实验中f是由平行四边形得出的，而f是通过实验方法得出的，其方向一定与橡皮筋

30、的方向相同，而由于实验过程不可避免的存在误差，因此理论值f的方向与竖直方向总要有一定夹角，所以甲比较符合实验事实。（2）（单选）在上述实验中所说的合力与两个分力具有相同的效果，是通过下列哪个方法实现的da弹簧秤的弹簧被拉长b固定橡皮条的图钉受拉力产生形变c细线套受拉力产生形变d使橡皮条在同一方向上伸长到相同长度（3）某同学在做验证力的平行四边形法则的实验中已记录下结点o两个分力f1、f2的方向如图2所示，f为用一个弹簧秤拉时力的方向，三个力f1、f2、f的大小分别是 8n、4n、n，请你用作图法帮这个同学完成该实验，从而得出实验结论。【分析】探究“互成角度的两个力的合成”的实验的实验原理是用力

31、的图示画出两个分力和实际的合力，然后用平行四边形画出合力的理论值，比较理论值和实际值之间的关系。在实验中必须确保橡皮筋拉到同一位置，即一力的作用效果与两个力作用效果相同。同时第2页（共24页）我们需要记录下力的大小和方向。根据合力与分力的关系是等效的，分析橡皮筯的结点位置要求。用一个弹簧拉橡皮筋时的力为实际值，实际值一定是沿着橡皮筋方向的。作出两力的合力，然后分析答题。【解答】解（1）实验中f是由平行四边形得出的，而f是通过实验方法得出的，其方向一定与橡皮筋的方向相同，而由于实验过程不可避免的存在误差，因此理论值f的方向与竖直方向总要有一定夹角，所以甲比较符合实验事实。（2）本实验研究合力与分

32、力的关系，合力与分力是等效的，即使橡皮筋的形变相同，同一次实验过程中，o点位置不能变动，以保证橡皮筯伸长的长度相同，效果相同，故d正确，abc错误；故选d；（3）作出力f1、f2、f的图示，作出f1、f2的合力，如图所示由上图可知，在误差允许范围内，以表示两力的线段为邻边做平行四边形，平行四边形的对角线表示合力。故答案为（1）甲；实验中f是由平行四边形得出的，而f是通过实验方法得出的，其方向一定与橡皮筋的方向相同，而由于实验过程不可避免的存在误差，因此理论值f的方向与竖直方向总要有一定夹角，所以甲比较符合实验事实；（2）d；（3）在误差允许范围内，以表示两力的线段为邻边做平行四边形，平行四边形

33、的对角线表示合力。【点评】本实验采用是等效替代的思维方法。实验中要保证一个合力与两个分力效果相同，结点o的位置必须相同。对于实验题目，只有亲自做过实验，做起来才能心中有数，而且会起到事半功倍的效果，通过背实验而做实验题目效果会很差。19（14分）如图所示，ac和bc两轻绳共同悬挂一质量为m的物体，若保持ac绳的方向第21页（共24页）不变，ac与竖直方向上的夹角为6，改变bc绳的方向，试求（1）如果=6，ac绳中的拉力为多大？（2）物体能达到平衡时，角的取值范围；（3）在9的范围内，求bc绳上拉力的最大值和最小值。【分析】（1）分析c点的受力情况，由平衡条件和对称性求解ac绳中的拉力。（2）物

34、体要能达到平衡，两绳的拉力的合力必须与重力平衡，方向竖直向上。当bc绳竖直时，ac绳拉力为零，物体可以平衡；当小于12时，两绳拉力的合力能与重力平衡。根据平衡条件确定出角的最小值和最大值，再求出的取值范围。（3）根据作图法确定bc绳上拉力达到最大和最小的条件，再由平衡条件求解。【解答】解（1）如果=6，根据平衡条件和对称性知，ac绳和bc绳的拉力大小相等，由几何知识可知，ac绳中的拉力t a=mg（2）改变bc绳的方向时，ac绳的拉力ta方向不变，两绳拉力的合力f与物体的重力平衡，重力大小和方向均保持不变，如图所示，经分析可知，最小为，此时t a=；且必须小于12，否则两绳的合力不可能竖直向上。所以角的取值范围是12。（3）在9的范围内，由图知，当=9时，t b最大，t bmax=mgtan6=mg。当两绳垂直，即=3时，t b最小，t bmin=mgsin6=mg。答（