2027新高考物理复习53A版1-第二章 相互作用

专题二相互作用考点1常见的三种力力的合成与分解考向2力的合成与分解1.(2025福建,1,4分)漳州著名景点风动石可随风微动。无风时山体对风动石的作用力为F1,当水平微风吹过时,石随风微动,但依然处于静止状态,此时山体对风动石的作用力为F2,则()A.F2大于F1B.F1大于F2C.F1等于F2D.F1与F2的大小关系与风力大小有关答案A解析无风时,风动石处于平衡状态,可得F1=mg;有风时,风动石仍处于平衡状态,可得F2=(mg)2+F风2;考点2受力分析共点力的平衡考向1静态平衡问题4.(2025陕晋青宁,4,4分)如图,质量为m的均匀钢管,一端支在粗糙水平地面上,另一端被竖直绳悬挂,处于静止状态。钢管与水平地面之间的动摩擦因数为μ、夹角为θ,重力加速度大小为g。则地面对钢管左端的摩擦力大小为()A.μmgcosθ B.12μmgC.μmg 答案D解析对钢管受力分析,钢管受到竖直向下的重力、绳子对钢管竖直向上的拉力,以及地面对钢管垂直地面向上的支持力,钢管在这三个力的作用下受力平衡,没有水平方向的力,所以不受地面对钢管的摩擦力,D正确。方法拓展巧用假设法判断摩擦力的有无假设接触面光滑,若物体原先的运动状态改变,说明存在摩擦力;若物体的运动状态保持不变,说明不存在摩擦力。例如,一个物体静止在斜面上,若假设斜面光滑,物体将下滑,说明物体与斜面之间存在静摩擦力。实验2探究弹簧弹力与形变量的关系12.(2025黑吉辽蒙,12,8分)某兴趣小组设计了一个可以测量质量的装置。如图(a),细绳1、2和橡皮筋相连于一点,绳1上端固定在A点,绳2下端与水杯相连,橡皮筋的另一端与绳套相连。为确定杯中物体质量m与橡皮筋长度x的关系,该小组逐次加入等质量的水,拉动绳套,使绳1每次与竖直方向夹角均为30°且橡皮筋与绳1垂直,待装置稳定后测量对应的橡皮筋长度。根据测得数据作出x-m关系图线,如图(b)所示。回答下列问题:(1)将一芒果放入此空杯,按上述操作测得x=11.60cm,由图(b)可知,该芒果的质量m0=g(结果保留到个位)。若杯中放入芒果后,绳1与竖直方向夹角为30°但与橡皮筋不垂直,由图像读出的芒果质量与m0相比(填“偏大”或“偏小”)。

(2)另一组同学利用同样方法得到的x-m图像在后半部分弯曲,下列原因可能的是。

A.水杯质量过小B.绳套长度过大C.橡皮筋伸长量过大,弹力与其伸长量不成正比(3)写出一条可以使上述装置测量质量范围增大的措施

。

答案(1)107或106偏大(2)C(3)更换劲度系数更大的橡皮筋[或叠加使用多根橡皮筋(增加橡皮筋的条数)]审题指导考生看到该题目时,首先看清楚实验的目的、实验原理、实验器材以及实验步骤,并对实验的结果作出猜想;其次对于该实验装置进行力学分析,得到橡皮筋伸长量与杯中物体质量的关系,最后解决实验中的问题。解析(1)根据图(b)图像可得,当橡皮筋长度为11.60cm时,对应的杯中芒果质量为107g,根据力的合成与分解和平行四边形定则可知,当橡皮筋与绳1垂直时,橡皮筋上的力最小,当橡皮筋与绳1不垂直时,橡皮筋上的力变大,橡皮筋的长度x变大,则在对照x-m图线上的数据时,所对应的杯中芒果的质量与m0相比偏大。(2)另一组同学利用同样的方法得到的x-m图像在后半部分弯曲,说明前半部分橡皮筋正常,后半部分橡皮筋伸长量过大,超过了橡皮筋的弹性限度,导致弹力与橡皮筋伸长量不成正比,C正确。(3)要使测量的范围更大,则需要让橡皮筋发生同样形变的情况下,弹力更大,则需要更换劲度系数更大的橡皮筋或者叠加使用更多的橡皮筋(增加橡皮筋的条数)。11.(2025四川,11,6分)某学习小组利用生活中常见物品开展“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验。已知水的密度为1.0×103kg/m3,当地重力加速度为9.8m/s2。实验过程如下:(1)将两根细绳分别系在弹簧两端,将其平放在较光滑的水平桌面上,让其中一个系绳点与刻度尺零刻度线对齐,另一个系绳点对应的刻度如图1所示,可得弹簧原长为cm。

(2)将弹簧一端细绳系到墙上挂钩,另一端细绳跨过固定在桌面边缘的光滑金属杆后,系一个空的小桶。使弹簧和桌面上方的细绳均与桌面平行,如图2所示。(3)用带有刻度的杯子量取50mL水,缓慢加到小桶里,待弹簧稳定后,测量两系绳点之间的弹簧长度并记录数据。按此步骤操作6次。(4)以小桶中水的体积V为横坐标,弹簧伸长量x为纵坐标,根据实验数据拟合成如图3所示直线,其斜率为200m-2。由此可得该弹簧的劲度系数为N/m(结果保留2位有效数字)。

(5)图3中直线的截距为0.0056m,可得所用小桶质量为kg(结果保留2位有效数字)。

答案(1)13.15±0.02(4)49(5)0.028解析(1)由题图1读出刻度尺读数为13.15cm。(4)设小桶质量为m,当小桶中水的体积为V时,由平衡条件可知kx=mg+ρVg,可得x=ρgkV+mgk,以桶中水的体积V为横坐标,弹簧伸长量x为纵坐标,则图线的斜率k'=ρgk,代入数据解得k=49(5)由x=ρgkV+mgk可知题图3中直线的截距b=mgk,代入数据解得m=0.028创新实验:测量动摩擦因数11.(2025云南,11,6分)某实验小组做了测量木质滑块与橡胶皮之间动摩擦因数μ的实验,所用器材如下:钉有橡胶皮的长木板、质量为250g的木质滑块(含挂钩)、细线、定滑轮、弹簧测力计、慢速电机以及砝码若干。实验装置如图甲所示。实验步骤如下:①将长木板放置在水平台面上,滑块平放在橡胶面上;②调节定滑轮高度,使细线与长木板平行(此时定滑轮高度与挂钩高度一致);③用电机缓慢拉动长木板,当长木板相对滑块匀速运动时,记录弹簧测力计的示数F;④在滑块上分别放置50g、100g和150g的砝码,重复步骤③;⑤处理实验数据(重力加速度g取9.80m/s2)。实验数据如表所示:滑块和砝码的总质量M/g弹簧测力计示数F/N动摩擦因数μ2501.120.4573001.35a3501.570.4584001.790.457完成下列填空:(1)表格中a处的数据为(保留3位有效数字);

(2)其他条件不变时,在实验误差允许的范围内,滑动摩擦力的大小与接触面上压力的大小,μ与接触面上压力的大小(以上两空填“成正比”“成反比”或“无关”);

(3)若在实验过程中未进行步骤②,实验装置如图乙所示,挂钩高于定滑轮,则μ的测量结果将(填“偏大”“偏小”或“不变”)。

答案(1)0.459(2)成正比无关(3)偏大解析(1)当长木板相对滑块匀速运动时,对滑块和砝码整体的受力分析如图1对滑块和砝码整体,有Ff=F①FN=Mg②Ff=μFN③由①②③得μ=FMg≈0.459(2)根据Ff=μFN可