高中物理必修第1册第3章（五）

第三章5

课后提升训练

A组•基础达标

1.如图，弹性杆的4端固定在墙上，A端固定一个质量为/〃的小球，现用测力计沿竖直

方向级慢拉动小球，使杆发生弯曲，在测力计的示数逐渐增大的过程中，4A杆对球的弹力

方向（）

A.向左下方

C.始终水平D.始终竖直

【答案】D

【解析】根据题意，用测力计沿竖直方向缓慢拉动小球，所以小球始终处于平衡状态，

即合力为零，对小球受力分析，小球受竖直向下的重力，测力计竖直向上的拉力，以及杆对

小球的弹力，因为这三个力合力为零，所以弹力一定在空直方向，且竖直向下.D正确.

2.如图甲为一种门后挂钩的照片，相邻挂钩之间的距离为7cm,图乙中斜挎包的宽度

约为21cm,在斜挎包的质量一定的条件下，为了使悬挂时背包带受力最小，下列措施正确

的是（）

A.随意挂在一个钩子上B.使背包带跨过两个挂钩

C.使肯包带跨过三个挂钩D.使背包带跨过四个挂钩

【答案】D

【解析】设悬挂后背包带与竖直方向的夹角为。，根据平衡条件可得2尺os〃=/叫；解

得背包带的拉力厂=三得，在斜挎包的质量一定的条件下，为了使悬挂时背包带受力最小，

则cos〃最大，由于相邻挂钩之间的距离为7cm,图乙中斜挎包的宽度约为21cm,故使背

包带跨过四个挂钩时。cos0^\,此时悬挂时背包带受力最小.D正确.

3.如图所示，用三根等长的轻质细链悬拉花盆（花盆与墙壁未接触），连接处间距相等,

已知花盆的重力为G,每根轻质细链和竖直方向都成30，角，则每根轻质细链对花盆的拉力

大小为（）

A.B.|G

c.D.G

【答案】C

【解析】设每根轻质细链对花盆的拉力大小为匕由平衡条件得3尺。s30°=G,解得”

=¥G.C正确.

4.

如图，将一个球放在两块光滑斜面板A3和AC之间，两板与水平面的夹角都是60。.现

将两板与水平面的夹角以大小相等的角速度同时缓慢地均匀地减小到30。，则在此过程中，

球对两板的压力（）

A.先增大后减小B.逐渐减小

C.先减小后增大D.逐渐增大

【答案】B

【解析】对球受力分析，受重力、两个挡板的弹力，如图所示.根据共点力平衡条件,

有产|=22=：77=4归，在。从60。减小为30。过程中.人与尸2同时减小.B正确.

60°

777777777

mg

5.如图所示的几种情况中，不计绳、弹簧测力计、各滑轮的质量，不计一切摩擦，物

体质量都为m，且均处于静止状态，有关角度如图所示.弹簧测力计的示数以、FB、FC、

入）由大到小的排列顺序是（）

45°m

A.FB>FD>F八>FcB.FD>Fc>FB>FA

CBA

C.FD>Ffi>FA>FcD.F>F[>F>F

【答案】C

【解析】由平衡条件知7^=〃zgsin45°=2尸8=〃?g,Fc=〃?gsin3()°=竿，R)>〃1g.

可见C正确.

6.

如图所示，水平横杆8C的B端固定，。端有一定滑轮，跨在定滑轮上的绳子一端悬一

质量为，〃的物体，另一端固定在A点，当物体静止时，/ACB=30。，不计定滑摩擦和绳子

的质量，这时定滑轮作用于绳子的力等于（）

2小

A.mgB.3,留

C.奇犯gD.

【答案】A

【解析】对，〃受力分析可知，物体受重力及绳子的拉力而静止，故绳子的拉力F=mg.

绳子对滑轮的拉力应为两股绳拉力的合力，如图所示.由几何关系可知，绳子对滑轮的作用

力为“2g.故选A.

7.如图所示，一物块置于水平地面上，当用与水平方向成60。角的力B拉物块时，物

块做匀速直线运动：当改用与水平方向成30。角的力尸2推物块时，物块仍做匀速直线运动.若

Fi和B的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为（）

F、

pg...金4—।

A.V3-1B.2-木

C坐TD.1—W

乙乙〜

【答案】B

【解析】物块受重力〃增、支持力外、摩擦力尸f、已知物块处于平衡状态，根据平衡条

件，有Ficos600="(mg-Fisin60°),F2cos300=〃(mg+Bsin30°),联立解得"=2一小.

8.如图所示，重物的质量为小，轻细绳的A与B端是固定的，平衡时AO水平，BO

与竖直方向的夹角为仇绳AO的拉力大小是()

小1a

n

A.F=mgcos0B.F=mgtan。

C.F-mgsin0D.F-.n

111/

【答案】B

【解析】对重物进行受力分析，如图，将力尸八、J合成，由平衡条件得FBCOSH=mg,

Fzjsin0=FA,可知AO的拉力FA=〃磔an0.

卜

9.用三根轻绳将质量为机的物块悬挂在空中，如图所示.已知ac和be与竖直方向的

夹角分别为30。和60°,则ac绳和be绳中的拉力分别为，：)

至

A1c1也

A.亍〃?g,呼%B.1加g,亍"火

八亚\近

C.q-〃?g,亍咫4

【答案】A

【解析】分析结点c的受力情况如图，设ac绳受到的拉力为Fl、be绳受到的拉力为

尸2,根据平衡条件知凡、F2的合力尸与重力〃吆等大、反向，由几何知识得Fi=Acos30°

5]

=2尸2=入m30°

10.如图所示，质量为〃?的木块，被水平力尸紧压在倾角为。=60。的墙角上静止.则

关于木块的受力情况、墙面对木块的作用力（压力与摩擦力的合力），重力加速度为g,下列

说法不正确的是（）

A.墙面对木块一定有压力B.墙面对木块一定有摩擦力

C.墙面对木块的作用力大小为乎F

D.增面对木块的作用力大小为小为+用g?

【答案】C

【解析】木块受推力、重力，若没有支持力就没有摩擦力，木块不可能平衡，故一定有

支持力，同理有繇摩擦力，故A、B正确；墙面对木块的作用力（压力与摩擦力的合力]与重

力、推力的合力是平衡关系，重力和推力的合力为｛产+〃?靖,故墙面对木块的作用力为

'产+小铲,C错误，D正确.

11.（2021届惠州名校月考）长隆国际大马戏团的动物特技演员棕熊“玛尔塔”有一招绝

活——“走钢丝”.当玛尔塔走到靠近中央的位置时，钢丝与水平方向所成夹角已经接近

30°,则此时钢丝上的弹力（）

A.远大于玛尔塔的重力B.远小于玛尔塔的重力

C.接近于玛尔塔的重力D.无法确定

【答案】C

【解析】以玛尔塔为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件，两绳子合力与重力等大

反向，则有2尸sin30°=加月，解得F=〃ig,故C正确.

12.（2021届广州华师附中模拟）如图所示，起重机将重力为G的正方形工件缓缓吊起.四

根等长的钢绳（质量不计），•端分别固定在正方形工件的四个角上，另•端汇聚成结点挂在

挂钩上，结点到每个角的距离均与正方形的对角线长度相等，则每根钢绳的受力大小为

()

A.；G

【答案】C

【解析】设每根钢丝绳的拉力为F,由题意可知每根绳与竖直方向的夹角为30。，根据

共点力的平衡条件可得4Fcos300=G,解得尸=^-G,A、B、D错误，C正确.

13.（2021青岛名校检测）如图所示，质量为M的正三棱柱横放在两根固定的处于同一

水平面的平行光滑杆上，下列判断正确的是（）

A.每根杆对棱柱的弹力为:Mg

B.两根杆对棱柱的总的作用力为2Mg

C.若稍微减小两杆的水平距离，每根杆对棱柱的晅力的大小都将增大

D.若稍微增大两杆的水平距离，每根杆对棱柱的弹力的大小都不变

【答案】D

【解析】设每根杆对棱柱的弹力为N,由平衡条件可得2Ncos6（r=Mg，解得N=Mg,

A错误；由平衡条件可知，两根杆对•棱柱的总的作用力筝于棱粒的重力Mg,B错误；若稍

微减小（或增大）两杆的水平距离，每根杆对棱柱的弹力方向不变，由A的分析可知，每根杆

对棱柱的弹力的大小都不变，C错误，D正确.

14.（2021届唐山名校检测）北方农村秋冬季节常用金属丝网围成圆柱形粮仓储存玉米

棒，该粮仓由于玉米棒装得不匀称而发生倾斜现象，为避免倾倒，在左侧用木棍支撑，如图

所示.若支撑点距水平地面的高度为小m,木棍与水平地面动摩擦因数为坐木棍重力不

计，粮仓对木棍的作用力沿木棍方向，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，为使木棍下端一定不

发生侧滑，则木棍的长度最多为（）

A.1.5mB.小n

C.2mD.2小m

【答案】C

【解析】设木棍与竖直方向夹角为0,木棍长度为L,重力大小为〃g为使木棍下端一

定不发生侧滑,由平衡条件有//z.gtanOW/img,由几何知识有tan0="；?1,两式联立解得

LW2m,即木棍的长度最多为2m,故C正确.

15.如图所示，一只小鸟沿着较粗且均匀的树枝从右向左缓慢爬行，在小鸟从A运动

到B的过程中（）

A.树枝对小鸟的作用力先减小后增大

B.树枝对小鸟的摩擦力先减小后增大

C.树枝对小鸟的弹力先减小后增大

D.树枝对小鸟的弹力保持不变

【答案】B

【解析】树枝对小鸟的作用力与小鸟的重力等值反向，所以树枝对小鸟的作用力大小不

变，故A错误.小鸟所受的摩擦力Ff=〃igsin仇从A到8的过程中，夕先减小后增大，则

摩擦力先减小后增大，故B正确.小鸟所受的弹力尸N=〃?gcos&从A到8的过程中，夕先

减小后增大，则弹力先增大后减小，故C、D错误.

16.物体的质量为机=10kg,拉力H、推力后与水平方向的夹角均为0=37。（如图所

示），物体与地面间为滑动摩擦力.动摩擦因数为"=0.2,物体都做匀速运动.试分别求出

Fi、B的大小并通过计算说明哪种方式省力.（蜘137。=0.6,8537。=0.8,£=10m/s2）

【答案】见解析

【解析】拉物体时,对物体受力分析，如图甲所示.

Ficos0=F{[,①

“isin〃+“NI②

F(i=//FNI,③

联立①②③式，

n〃次

解得Fi=*21.7N.

cosJ+〃sin0

推物体时，对物体受力分析，如图乙所示.

F2COSO=Fn,

FN2=F2Sin0+mg,⑤

Ff2=/lFN2,⑥

联立④⑤⑥式，解得尸产嬴粽前和29.4N,

FI<F2,即拉物体省力.

达标检测

一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分.在每小题给出的四个选项中，只

有一项是符合题目要求的.

I.下列关于力的说法，正确的是（）

A.有力作用时一定有施力物体，可能没有受力物体

B.力有时能脱离物体而独立存在

C.有受力物体就一定有施力物体

D.只有相互接触的物体才能有作用力

【答案】C

【解析】有力作用时一定有施力物体和受力物体，有受力物体就一定有施力物体，A错

误，C正确；力是物体对坳体的作用，力不能脱离物体而独立存在，B错误；两个物体有力

作用时不一定相互接触，如磁铁吸引小铁钉时，磁铁对小铁钉有力的作用但磁铁与小铁钉可

以不相互接触，D错误.

2.如图所示，歼・20战机是中国最近研制出的第五代隐身重型歼击机.它以具有隐身

性、高机动性以及先进的航电系统让世界震惊.关于飞行中的歼-20战机的受力，下列说法

正确的是（）

A.战机受到的重力垂直向下

B.战机受重力的同时，它也对地球产生引力

C.战机向前运动的推力无施力物体

D.战机匀速飞行，它不受重力作用

【答案】B

【解析】重力的方向竖直向下，不一定垂直向下，A错误；由于地球对战机的引力作用

而产生重力，同时战机对地球也产生向上的引力，B正确；任何力都有施力物体，战机向前

的推力来自于发动机喷出的气流，C错误；地球附近的任何物体都受重力作用，D错误.

3.在中学秋季田径运动会上，高一2班李好同学奋力拼搏，勇夺男子100m冠军，下

图为该同学奔跑途中的两个瞬间，用居I、居2分别表示该同学在图甲、图乙两瞬间所受到的

摩擦力，则关于尸门、居2的方向，以下说法正确的是（）

A.尸门向后，尸向后B.尸门向前，fh向前

C.尸门向前，所向后D.广门向后，居2向前

【答案】C

【解析】该同学奔跑途中，后脚用力向后蹬，人才向前运动，正是由于地面给后脚有个

向前的静摩擦力，即吊向前，使运动员能向前运动：而当前脚向前跨时，正是由于地面给

前脚有个向后的静摩擦力，否则运动员会向前滑动，所以前脚受到地面向后的静摩擦力，即

风向后，故C正确，A、B、D错误.

4.如图所示，两块相同的木块被竖直的木板夹住保持静止状态，设每一木块的质量为

m,则两木块间的摩擦力大小为（）

A.0B.05咫

C.mgD.2mg

【答案】A

【解析】设每一块木块的重力为加g,一侧木板对木块的摩擦力大小为力，两块木块之

间的摩擦力大小为力，根据平衡条件，对整体有"=2mg,得力=/咫；对A有力+方=〃吆.

解得力=0.即两木块间摩擦力为零，故A正确，B、C、D错误.

5.如图所示，舰载机保持牵引力尸大小不变，在匀速航行的航母上降落时受到阻拦而

静止，此时阻拦索夹角6=120。，空气阻力和甲板阻力不计，则阻拦索承受的张力大小为

（）

加拦索

/最拦索

余轮

A.yB.F

C.小FD.2F

【答案】B

【解析】设阻拦索承受的张力大小为广T,由平衡条件可知，牵引力尸=2尸'TCO号，又

由牛顿第三定律知尸T=/Y,解得R=£B正确.

6.利用弹簧可以测昼物体的重力.将劲度系数为k的弹簧上端固定在铁架台的横梁

上.弹簧卜端不挂物体时，测得弹簧的长度为网.将待测物体挂在弹簧卜端，如图所示.待

物体静止时测得弹簧的长度为工，测量中弹簧始终在弹性限度内，则待测物体的重力大小为

()

A.kx（）

C.—xo）D.k(xi—xo)

【答案】C

【解析】根据胡克定律可知，弹簧的弹力F=jt（xi-x0）:根据平衡条件可知，弹黄的弹

力等于物体的重力，故C正确，A、B、D错误.

7.近年来，智能手机的普及使“低头族”应运而生.近日研究发现，玩手机时，有可能

让颈椎承受多达60脩（约270N）的重量.一系列健康问题与不当的姿势存在关联，如背痛、

体重增加、胃痛、偏头疼和呼吸道疾病等.当人体直立时，颈椎所承受的压力等于头部的重

量；但当低头时.，颈椎受到的压力会随之变化，现将人低头时头颈部简化为如图所示的模型，

重心在头部的P点，颈椎OP（轻杆）可绕。转动，人的头部在颈椎的支持力和沿南方向肌

肉拉力的作用下静止.假设低头时颈椎。。与竖直方向的夹角为45。，以与竖直方向的夹角

为60°,此时颈椎受到的压力约为直立时颈椎受到压力的（加Q245）（）

A.4.2倍

C.2.8倍

【答案】B

【解析】由题意可知人的头部受力情况如图所示，设人的颈椎对头的支持力为F,肌肉

对头的拉力为7,正交分解力产和7；在水平方向八m60。=%也45。，竖直方向尺os45°=

G+7cos60°,联立解得尸和3.3G,由牛顿第三定律知，颈椎受到的压力F'等于颈椎对头的

支持力，即尸比3.3G,B正确.

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的四个选项中,

有多项符合题目要求.全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得。分.

8.小娟、小明两人共提一桶水匀速前行，如图所示，己知两人手臂上的拉力大小相等

且为人两人手臂间的夹角为〃，水和水桶的总重力为G,则下列说法中正确的是（）

A.当夕为120。时，F=GB.不管。为何值，斤=三

C.当＜9=0。时，F=yD.。越大，尸越小

【答案】AC

【解析】水桶受重力G和两个拉力产作用而平衡，根据平衡条件得2代os1=G,解得“

=—^/，由公式可知，户随着0的变化而变化，且。越大，尸越大，B、D错误：当。=0°

2cos2

时，F=f,C正确；当。为120。时，F=G,A正确.

9.科技的发展正在不断地改变着我们的生活，如图印是一款手机支架，其表面采用了

纳米微吸材料，用手触碰无粘感，接触到平整光滑的硬性物体时，会牢牢吸附在物体上，如

图乙是手机静止吸附在支架上的侧视图，若手机的重力为G,则下列说法正确的是（）

纳米

微吸

材料

A.手机受到的支持力大小为Geos

B.手机受到的支持力大于Geos。

C.纳米材料对手机的作用力大小为Gsin。

D.纳米材料对手机的作用力竖直向上

【答案】BD

【解析】手机处于静止状态，受力平衡，根据平衡条件可知，在垂直支架方向有尺=

Geos夕+/七大于Geos。，A错误，B正确；手机处于静止状态，受力平衡，受到重力和

纳米材料对手机的作用力，根据平衡条件可知，纳米材料对手机的作用力大小等于重力，方

向与重力方向相反，竖直向上，C错误，D正确.

10.如图所示，轻绳的两端分别系在圆环A和小球8上，圆环A套在粗糙的水平直杆

MN上.现用水平力尸拉着绳子上的一点O,使小球B从图中实线位置缓慢上升到虚线位置,

但圆环A始终保持在原位置不动.在这一过程中，环对杆的摩擦力居•和环对杆的压力大的

变化情况是（）

A.R不变B.R增大

C.入不变D.小减小

【答案】BC

【解析】设尸「'为杆对环的摩擦力，尸/为杆对环的支持力，以B为研究对象，小球

受到重力、水平力产和轻绳的拉力T,如图甲所示，由平衡条件得P=mgtana,当小球8

从实线位置缓慢上升到虚线位置时，a增大，则尸增大，再以整体为研究对象，受力示意图

如图乙所示，根据平衡条件得R'=F,"增大，则FJ逐渐增大；FN'=（M+〃?）g,则

保持不变.由牛顿第三定律知，氏增大，尸N不变，B、C正确，A、D错误.

F：

mg

(M+m)g

甲乙

三、非选择题：本题共4小题，共54分.

11.(9分)某同学利用如图甲所示装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验.

0

■r-1

2

s-3

sE-4

g-

(1)某次在弹簧卜.端挂上钩码后，弹簧卜.端处的指针左刻度尺上的指示情况如图乙所示,

s-一

乙

此时刻度尺的读数x=.

(2)根据实验数据在图内的坐标纸上已描出了多次测最的弹簧所受弹力大小F跟弹簧长

度x之间的函数坐标点，清作出尸一X图线.

(3)根据所作出的图线，可得该弹簧的劲度系数k=N/m.(保留两位有效数字)

【答案】(1)11.80(11.79〜17.81均可)cm(2)见解析图(3)49

【解析】(1)由图示刻度尺可知，其分度值为1mm,其示数为11.80cm.

(2)根据坐标系内描出的点作出图像如图所示.

(3)由图示图像可知，弹黄的劲度系数为

△△49)N

女z=京=(18—8)X1(Pm=419ON/m.

12.(12分)某同学在做“互成角度的两个力的合成”的实验时，利用坐标纸记下了橡皮

筋的结点位置。点以及两只弹簧测力计拉力的大小和方向，如图a所示.

(1)试在图a中作出无实验误差情况下F,和F2的合力的图示，并用户表示此力.

(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，两弹簧测力计的拉力是分力

C.两次拉橡皮筋时，须将橡皮筋结点拉到同一位置0,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b所示是甲和乙两位同学在做以上实验时得到的结果，其中哪一个比较符合实

验事实？(力F'是用一只弹簧测力计时的拉力).

(4)在以上比较符合实验事实的那位同学的实验中，造成误差的主要原因是：(至少写出

两种情况).

【答案】⑴见解析图(2)AC

(3)甲同学

(4)见解析

【解析】(1)以Q、B为邻边作平行四边形，其对角线即为所求的合力网如图所示).

(2)两只弹簧测力计的拉力与橡皮筋的拉力的合力为零，它们之间不是合力与分力的关

系，B错误：两弹黄测力计的拉力的合力与橡皮筋的拉力大小相等即可，两弹簧测力计的拉

力叮以同时比橡皮筋的拉力大，A正确；两次拉橡皮筋时，为保证效果相同，橡皮筋的结点、

必须拉到同一位置。，C正确：结点位置不变，合力不变，当一只弹黄测力计的拉力大小改

变时，另一只弹簧测力计的拉力的大小和方向必须都改变，故D错误.

(3)用平行四边形定则求出的合力可能与橡皮筋拉力的方向有偏差，但用一只弹簧测力

计拉结点的拉力与橡皮筋拉力一定在同一条直线上，故甲同学实脸得到的结果比较符合实脸

事实.

(4)①尸।的方向比真实方向偏左；②尸2的大小比真实值偏小且方向比真实方向偏左；③

件图时两虚线没有分别与H线和用线平行.

13.（15分）如图所示，三根轻质绳子。4、Q