2026年人教版高中物理一轮复习力学综合测试卷

2026年人教版高中物理一轮复习力学综合测试卷一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在探究“力的平行四边形定则”实验中，某同学用弹簧测力计拉橡皮筋时，弹簧测力计的指针偏转角度较大，为了减小实验误差，他应该采取的措施是（）A.增大橡皮筋的原长B.增大两个弹簧测力计的拉力C.减小两个弹簧测力计的拉力D.增大橡皮筋的劲度系数解析：本实验采用“等效法”验证力的平行四边形定则，要求橡皮筋的形变在弹性限度内，且便于观察。当弹簧测力计的指针偏转角度较大时，说明拉力较大，橡皮筋形变明显，可能超出弹性限度或难以精确读数。增大橡皮筋的原长会降低其劲度系数，导致形变更难控制；减小拉力虽然能减小形变，但可能使形变过小，难以观察和精确测量；增大橡皮筋的劲度系数同样会降低形变效果。因此，最合理的措施是增大两个弹簧测力计的拉力，使橡皮筋形变适中，便于实验操作和读数。正确答案为B。2.如图所示，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂于O点，现用水平力F将小球缓慢拉到使轻绳与竖直方向成θ角的位置，在此过程中，下列说法正确的是（）A.小球所受的合力为零B.轻绳对小球的拉力逐渐增大C.水平拉力F逐渐减小D.小球的重力势能逐渐增大解析：小球在缓慢拉起过程中处于平衡状态，合力为零，但拉力和重力不在同一直线上，需通过力的分解分析。轻绳拉力T始终沿绳方向，其大小等于重力沿绳方向的分力，即T=mg•cosθ，随θ增大而减小；水平拉力F等于重力沿水平方向的分力，即F=mg•sinθ，随θ增大而增大；重力势能变化取决于高度变化，小球被拉起时高度增加，重力势能增大。因此，正确答案为D。3.如图所示，倾角为α的斜面体静止在水平面上，质量为m的小物块以恒定加速度a沿斜面向上运动，下列说法正确的是（）A.斜面体对水平面的摩擦力一定为零B.斜面体对水平面的正压力等于(m+m)gC.小物块受到的合外力为maD.斜面体对小物块的摩擦力方向沿斜面向下解析：小物块沿斜面向上运动时，受重力、支持力、摩擦力和沿斜面向上的外力，其合外力为ma。根据牛顿第三定律，斜面体对小物块的摩擦力方向沿斜面向下，以阻碍其相对运动；斜面体受小物块的压力和摩擦力，水平方向可能受静摩擦力，但静摩擦力大小和方向取决于斜面体的运动状态，不一定为零；斜面体对水平面的正压力等于其自身重力mg，与小物块无关。正确答案为C。4.如图所示，质量为m的小球从高为h的A点由静止释放，沿光滑的圆轨道滑到最低点B时，轨道对小球的支持力为3mg，则小球在B点的速度大小为（）A.√(2gh)B.√(3gh)C.√(4gh)D.√(5gh)解析：根据牛顿第二定律，小球在B点受支持力N=3mg，重力mg，合力提供向心力，即N-mg=mv²/R，解得v²=2gR。由机械能守恒，小球从A到B时mgh=½mv²，代入v²=2gR得R=2h，故v=√(4gh)。正确答案为C。5.如图所示，质量为m的木块静止在倾角为α的斜面上，木块与斜面间的动摩擦因数为μ，现用与斜面成θ角的力F推木块，使木块沿斜面向上匀速运动，则下列说法正确的是（）A.推力F的水平分量等于μmg•cosαB.推力F的竖直分量等于mg•sinαC.木块受到的摩擦力大小为μ(mg•cosα+F•sinθ)D.推力F的大小为(mg•sinα+μmg•cosα)/cosθ解析：木块匀速运动时受力平衡，沿斜面方向F•cosθ=mg•sinα+μN，垂直方向N+F•sinθ=mg•cosα，解得N=mg•cosα-F•sinθ，代入前式得F=(mg•sinα+μmg•cosα)/cosθ。推力F的水平分量和竖直分量分别为F•sinθ和F•cosθ，摩擦力f=μN=μ(mg•cosα-F•sinθ)。正确答案为D。6.如图所示，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂于O点，现用水平力F拉小球，使轻绳与竖直方向成θ角，此时轻绳对小球的拉力大小为（）A.mg•cosθB.mg•sinθC.mg/cosθD.mg•tanθ解析：小球受重力mg、拉力T和水平力F，三力平衡时T=mg/cosθ。根据几何关系，拉力T沿绳方向，其大小等于重力沿绳方向的分力。正确答案为C。7.如图所示，质量为m的小球从高为h的A点由静止释放，沿光滑的圆轨道滑到最低点B时，轨道对小球的支持力为3mg，则小球在B点的速度大小为（）A.√(2gh)B.√(3gh)C.√(4gh)D.√(5gh)解析：根据牛顿第二定律，小球在B点受支持力N=3mg，重力mg，合力提供向心力，即N-mg=mv²/R，解得v²=2gR。由机械能守恒，小球从A到B时mgh=½mv²，代入v²=2gR得R=2h，故v=√(4gh)。正确答案为C。8.如图所示，倾角为α的斜面体静止在水平面上，质量为m的小物块以恒定加速度a沿斜面向上运动，下列说法正确的是（）A.斜面体对水平面的摩擦力一定为零B.斜面体对水平面的正压力等于(m+m)gC.小物块受到的合外力为maD.斜面体对小物块的摩擦力方向沿斜面向下解析：小物块沿斜面向上运动时，受重力、支持力、摩擦力和沿斜面向上的外力，其合外力为ma。根据牛顿第三定律，斜面体对小物块的摩擦力方向沿斜面向下，以阻碍其相对运动；斜面体受小物块的压力和摩擦力，水平方向可能受静摩擦力，但静摩擦力大小和方向取决于斜面体的运动状态，不一定为零；斜面体对水平面的正压力等于其自身重力mg，与小物块无关。正确答案为C。9.如图所示，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂于O点，现用水平力F拉小球，使轻绳与竖直方向成θ角，此时轻绳对小球的拉力大小为（）A.mg•cosθB.mg•sinθC.mg/cosθD.mg•tanθ解析：小球受重力mg、拉力T和水平力F，三力平衡时T=mg/cosθ。根据几何关系，拉力T沿绳方向，其大小等于重力沿绳方向的分力。正确答案为C。10.如图所示，倾角为α的斜面体静止在水平面上，质量为m的小物块以恒定加速度a沿斜面向上运动，下列说法正确的是（）A.斜面体对水平面的摩擦力一定为零B.斜面体对水平面的正压力等于(m+m)gC.小物块受到的合外力为maD.斜面体对小物块的摩擦力方向沿斜面向下解析：小物块沿斜面向上运动时，受重力、支持力、摩擦力和沿斜面向上的外力，其合外力为ma。根据牛顿第三定律，斜面体对小物块的摩擦力方向沿斜面向下，以阻碍其相对运动；斜面体受小物块的压力和摩擦力，水平方向可能受静摩擦力，但静摩擦力大小和方向取决于斜面体的运动状态，不一定为零；斜面体对水平面的正压力等于其自身重力mg，与小物块无关。正确答案为C。二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.如图所示，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂于O点，现用水平力F拉小球，使轻绳与竖直方向成θ角，此时轻绳对小球的拉力大小为______。参考答案：mg/cosθ解析：小球受重力mg、拉力T和水平力F，三力平衡时T=mg/cosθ。根据几何关系，拉力T沿绳方向，其大小等于重力沿绳方向的分力。2.如图所示，倾角为α的斜面体静止在水平面上，质量为m的小物块以恒定加速度a沿斜面向上运动，小物块受到的摩擦力大小为______。参考答案：μ(mg•cosα-F•sinθ)解析：小物块匀速运动时受力平衡，沿斜面方向F•cosθ=mg•sinα+μN，垂直方向N+F•sinθ=mg•cosα，解得N=mg•cosα-F•sinθ，代入前式得f=μN=μ(mg•cosα-F•sinθ)。3.如图所示，质量为m的小球从高为h的A点由静止释放，沿光滑的圆轨道滑到最低点B时，轨道对小球的支持力为3mg，小球在B点的速度大小为______。参考答案：√(4gh)解析：根据牛顿第二定律，小球在B点受支持力N=3mg，重力mg，合力提供向心力，即N-mg=mv²/R，解得v²=2gR。由机械能守恒，小球从A到B时mgh=½mv²，代入v²=2gR得R=2h，故v=√(4gh)。4.如图所示，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂于O点，现用水平力F拉小球，使轻绳与竖直方向成θ角，此时推力F的水平分量等于______。参考答案：μmg•cosα解析：小物块匀速运动时受力平衡，沿斜面方向F•cosθ=mg•sinα+μN，垂直方向N+F•sinθ=mg•cosα，解得N=mg•cosα-F•sinθ，代入前式得f=μN=μ(mg•cosα-F•sinθ)。5.如图所示，倾角为α的斜面体静止在水平面上，质量为m的小物块以恒定加速度a沿斜面向上运动，斜面体对水平面的正压力等于______。参考答案：mg解析：斜面体对水平面的正压力等于其自身重力mg，与小物块无关。6.如图所示，质量为m的小球从高为h的A点由静止释放，沿光滑的圆轨道滑到最低点B时，轨道对小球的支持力为3mg，小球在B点的速度大小为______。参考答案：√(4gh)解析：根据牛顿第二定律，小球在B点受支持力N=3mg，重力mg，合力提供向心力，即N-mg=mv²/R，解得v²=2gR。由机械能守恒，小球从A到B时mgh=½mv²，代入v²=2gR得R=2h，故v=√(4gh)。7.如图所示，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂于O点，现用水平力F拉小球，使轻绳与竖直方向成θ角，此时轻绳对小球的拉力大小为______。参考答案：mg/cosθ解析：小球受重力mg、拉力T和水平力F，三力平衡时T=mg/cosθ。根据几何关系，拉力T沿绳方向，其大小等于重力沿绳方向的分力。8.如图所示，倾角为α的斜面体静止在水平面上，质量为m的小物块以恒定加速度a沿斜面向上运动，小物块受到的摩擦力大小为______。参考答案：μ(mg•cosα-F•sinθ)解析：小物块匀速运动时受力平衡，沿斜面方向F•cosθ=mg•sinα+μN，垂直方向N+F•sinθ=mg•cosα，解得N=mg•cosα-F•sinθ，代入前式得f=μN=μ(mg•cosα-F•sinθ)。9.如图所示，质量为m的小球从高为h的A点由静止释放，沿光滑的圆轨道滑到最低点B时，轨道对小球的支持力为3mg，小球在B点的速度大小为______。参考答案：√(4gh)解析：根据牛顿第二定律，小球在B点受支持力N=3mg，重力mg，合力提供向心力，即N-mg=mv²/R，解得v²=2gR。由机械能守恒，小球从A到B时mgh=½mv²，代入v²=2gR得R=2h，故v=√(4gh)。10.如图所示，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂于O点，现用水平力F拉小球，使轻绳与竖直方向成θ角，此时推力F的水平分量等于______。参考答案：μmg•cosα解析：小物块匀速运动时受力平衡，沿斜面方向F•cosθ=mg•sinα+μN，垂直方向N+F•sinθ=mg•cosα，解得N=mg•cosα-F•sinθ，代入前式得f=μN=μ(mg•cosα-F•sinθ)。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.如图所示，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂于O点，现用水平力F拉小球，使轻绳与竖直方向成θ角，此时轻绳对小球的拉力大小等于mg/cosθ。（）参考答案：正确解析：小球受重力mg、拉力T和水平力F，三力平衡时T=mg/cosθ。根据几何关系，拉力T沿绳方向，其大小等于重力沿绳方向的分力。2.如图所示，倾角为α的斜面体静止在水平面上，质量为m的小物块以恒定加速度a沿斜面向上运动，斜面体对水平面的正压力等于(m+m)g。（）参考答案：错误解析：斜面体对水平面的正压力等于其自身重力mg，与小物块无关。3.如图所示，质量为m的小球从高为h的A点由静止释放，沿光滑的圆轨道滑到最低点B时，轨道对小球的支持力为3mg，小球在B点的速度大小为√(2gh)。（）参考答案：错误解析：根据牛顿第二定律，小球在B点受支持力N=3mg，重力mg，合力提供向心力，即N-mg=mv²/R，解得v²=2gR。由机械能守恒，小球从A到B时mgh=½mv²，代入v²=2gR得R=2h，故v=√(4gh)。4.如图所示，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂于O点，现用水平力F拉小球，使轻绳与竖直方向成θ角，此时推力F的竖直分量等于mg•sinα。（）参考答案：错误解析：推力F的竖直分量等于F•sinθ，mg•sinα是重力沿斜面的分力。5.如图所示，倾角为α的斜面体静止在水平面上，质量为m的小物块以恒定加速度a沿斜面向上运动，小物块受到的摩擦力方向沿斜面向下。（）参考答案：正确解析：根据牛顿第三定律，斜面体对小物块的摩擦力方向沿斜面向下，以阻碍其相对运动。6.如图所示，质量为m的小球从高为h的A点由静止释放，沿光滑的圆轨道滑到最低点B时，轨道对小球的支持力为3mg，小球在B点的速度大小为√(4gh)。（）参考答案：正确解析：根据牛顿第二定律，小球在B点受支持力N=3mg，重力mg，合力提供向心力，即N-mg=mv²/R，解得v²=2gR。由机械能守恒，小球从A到B时mgh=½mv²，代入v²=2gR得R=2h，故v=√(4gh)。7.如图所示，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂于O点，现用水平力F拉小球，使轻绳与竖直方向成θ角，此时轻绳对小球的拉力大小等于mg•cosθ。（）参考答案：错误解析：小球受重力mg、拉力T和水平力F，三力平衡时T=mg/cosθ。根据几何关系，拉力T沿绳方向，其大小等于重力沿绳方向的分力。8.如图所示，倾角为α的斜面体静止在水平面上，质量为m的小物块以恒定加速度a沿斜面向上运动，斜面体对水平面的正压力等于mg。（）参考答案：正确解析：斜面体对水平面的正压力等于其自身重力mg，与小物块无关。9.如图所示，质量为m的小球从高为h的A点由静止释放，沿光滑的圆轨道滑到最低点B时，轨道对小球的支持力为3mg，小球在B点的速度大小为√(2gh)。（）参考答案：错误解析：根据牛顿第二定律，小球在B点受支持力N=3mg，重力mg，合力提供向心力，即N-mg=mv²/R，解得v²=2gR。由机械能守恒，小球从A到B时mgh=½mv²，代入v²=2gR得R=2h，故v=√(4gh)。10.如图所示，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂于O点，现用水平力F拉小球，使轻绳与竖直方向成θ角，此时推力F的水平分量等于μmg•cosα。（）参考答案：错误解析：小物块匀速运动时受力平衡，沿斜面方向F•cosθ=mg•sinα+μN，垂直方向N+F•sinθ=mg•cosα，解得N=mg•cosα-F•sinθ，代入前式得f=μN=μ(mg•cosα-F•sinθ)。四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.如图所示，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂于O点，现用水平力F拉小球，使轻绳与竖直方向成θ角，此时轻绳对小球的拉力大小为什么等于mg/cosθ？请解释其受力平衡原理。参考答案：小球受重力mg、拉力T和水平力F，三力平衡时，拉力T沿绳方向，其大小等于重力沿绳方向的分力。根据几何关系，cosθ=T/mg，故T=mg/cosθ。解析：小球处于平衡状态，合力为零。将重力mg分解为沿绳方向的分力mg•cosθ和垂直于绳方向的分力mg•sinθ。沿绳方向，拉力T与mg•cosθ平衡，故T=mg/cosθ。2.如图所示，倾角为α的斜面体静止在水平面上，质量为m的小物块以恒定加速度a沿斜面向上运动，小物块受到的摩擦力大小为什么等于μ(mg•cosα-F•sinθ)？请解释其受力平衡原理。参考答案：小物块匀速运动时受力平衡，沿斜面方向F•cosθ=mg•sinα+μN，垂直方向N+F•sinθ=mg•cosα，解得N=mg•cosα-F•sinθ，代入前式得f=μN=μ(mg•cosα-F•sinθ)。解析：小物块沿斜面向上运动时，受重力mg、支持力N、摩擦力f和沿斜面向上的外力F。沿斜面方向，F•cosθ=mg•sinα+μN；垂直方向，N+F•sinθ=mg•cosα。解得N=mg•cosα-F•sinθ，代入前式得f=μN=μ(mg•cosα-F•sinθ)。3.如图所示，质量为m的小球从高为h的A点由静止释放，沿光滑的圆轨道滑到最低点B时，轨道对小球的支持力为3mg，小球在B点的速度大小为什么等于√(4gh)？请解释其能量守恒和牛顿第二定律原理。参考答案：根据机械能守恒，小球从A到B时mgh=½mv²，解得v²=2gh。根据牛顿第二定律，小球在B点受支持力N=3mg，重力mg，合力提供向心力，即N-mg=mv²/R，解得v²=2gR。由v²=2gh和v²=2gR得R=2h，故v=√(4gh)。解析：小球从A到B时，机械能守恒，mgh=½mv²，解得v²=2gh。在B点，根据牛顿第二定律，N-mg=mv²/R，解得v²=2gR。由v²=2gh和v²=2gR得R=2h，故v=√(4gh)。4.如图所示，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂于O点，现用水平力F拉小球，使轻绳与竖直方向成θ角，此时推力F的水平分量为什么等于μmg•cosα？请解释其受力平衡原理。参考答案：小物块匀速运动时受力平衡，沿斜面方向F•cosθ=mg•sinα+μN，垂直方向N+F•sinθ=mg•cosα，解得N=mg•cosα-F•sinθ，代入前式得f=μN=μ(mg•cosα-F•sinθ)。解析：小物块沿斜面向上运动时，受重力mg、支持力N、摩擦力f和沿斜面向上的外力F。沿斜面方向，F•cosθ=mg•sinα+μN；垂直方向，N+F•sinθ=mg•cosα。解得N=mg•cosα-F•sinθ，代入前式得f=μN=μ(mg•cosα-F•sinθ)。5.如图所示，倾角为α的斜面体静止在水平面上，质量为m的小物块以恒定加速度a沿斜面向上运动，斜面体对水平面的正压力为什么等于mg？请解释其受力平衡原理。参考答案：斜面体对水平面的正压力等于其自身重力mg，与小物块无关。解析：斜面体处于平衡状态，合力为零。斜面体受重力mg和水平面的支持力N，垂直方向受力平衡，故N=mg。与小物块无关。6.如图所示，质量为m的小球从高为h的A点由静止释放，沿光滑的圆轨道滑到最低点B时，轨道对小球的支持力为3mg，小球在B点的速度大小为什么等于√(4gh)？请解释其能量守恒和牛顿第二定律原理。参考答案：根据机械能守恒，小球从A到B时mgh=½mv²，解得v²=2gh。根据牛顿第二定律，小球在B点受支持力N=3mg，重力mg，合力提供向心力，即N-mg=mv²/R，解得v²=2gR。由v²=2gh和v²=2gR得R=2h，故v=√(4gh)。解析：小球从A到B时，机械能守恒，mgh=½mv²，解得v²=2gh。在B点，根据牛顿第二定律，N-mg=mv²/R，解得v²=2gR。由v²=2gh和v²=2gR得R=2h，故v=√(4gh)。7.如图所示，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂于O点，现用水平力F拉小球，使轻绳与竖直方向成θ角，此时轻绳对小球的拉力大小为什么等于mg/cosθ？请解释其受力平衡原理。参考答案：小球受重力mg、拉力T和水平力F，三力平衡时，拉力T沿绳方向，其大小等于重力沿绳方向的分力。根据几何关系，cosθ=T/mg，故T=mg/cosθ。解析：小球处于平衡状态，合力为零。将重力mg分解为沿绳方向的分力mg•cosθ和垂直于绳方向的分力mg•sinθ。沿绳方向，拉力T与mg•cosθ平衡，故T=mg/cosθ。8.如图所示，倾角为α的斜面体静止在水平面上，质量为m的小物块以恒定加速度a沿斜面向上运动，小物块受到的摩擦力大小为什么等于μ(mg•cosα-F•sinθ)？请解释其受力平衡原理。参考答案：小物块匀速运动时受力平衡，沿斜面方向F•cosθ=mg•sinα+μN，垂直方向N+F•sinθ=mg•cosα，解得N=mg•cosα-F•sinθ，代入前式得f=μN=μ(mg•cosα-F•sinθ)。解析：小物块沿斜面向上运动时，受重力mg、支持力N、摩擦力f和沿斜面向上的外力F。沿斜面方向，F•cosθ=mg•sinα+μN；垂直方向，N+F•sinθ=mg•cosα。解得N=mg•cosα-F•sinθ，代入前式得f=μN=μ(mg•cosα-F•sinθ)。五、应用题（本大题共8小题，每小题4分，共24分）1.如图所示，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂于O点，现用水平力F拉小球，使轻绳与竖直方向成θ角，此时轻绳对小球的拉力大小为多少？请计算并解释其受力平衡原理。参考答案：根据几何关系，cosθ=T/mg，故T=mg/cosθ。解析：小球受重力mg、拉力T和水平力F，三力平衡时，拉力T沿绳方向，其大小等于重力沿绳方向的分力。根据几何关系，cosθ=T/mg，故T=mg/cosθ。2.如图所示，倾角为α的斜面体静止在水平面上，质量为m的小物块以恒定加速度a沿斜面向上运动，小物块受到的摩擦力大小为多少？请计算并解释其受力平衡原理。参考答案：小物块匀速运动时受力平衡，沿斜面方向F•cosθ=mg•sinα+μN，垂直方向N+F•sinθ=mg•cosα，解得N=mg•cosα-F•sinθ，代入前式得f=μN=μ(mg•cosα-F•sinθ)。解析：小物块沿斜面向上运动时，受重力mg、支持力N、摩擦力f和沿斜面向上的外力F。沿斜面方向，F•cosθ=mg•sinα+μN；垂直方向，N+F•sinθ=mg•cosα。解得N=mg•cosα-F•sinθ，代入前式得f=μN=μ(mg•cosα-F•sinθ)。3.如图所示，质量为m的小球从高为h的A点由静止释放，沿光滑的圆轨道滑到最低点B时，轨道对小球的支持力为3mg，小球在B点的速度大小为多少？请计算并解释其能量守恒和牛顿第二定律原理。参考答案：根据机械能守恒，小球从A到B时mgh=½mv²，解得v²=2gh。根据牛顿第二定律，小球在B点受支持力N=3mg，重力mg，合力提供向心力，即N-mg=mv²/R，解得v²=2gR。由v²=2gh和v²=2gR得R=2h，故v=√(4gh)。解析：小球从A到B时，机械能守恒，mgh=½mv²，解得v²=2gh。在B点，根据牛顿第二定律，N-mg=mv²/R，解得v²=2gR。由v²=2gh和v²=2gR得R=2h，故v=√(4gh)。4.如图所示，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂于O点，现用水平力F拉小球，使轻绳与竖直方向成θ角，此时推力F的水平分量为什么等于μmg•cosα？请计算并解释其受力平衡原理。参考答案：小物块匀速运动时受力平衡，沿斜面方向F•cosθ=mg•sinα+μN，垂直方向N+F•sinθ=mg•cosα，解得N=mg•cosα-F•sinθ，代入前式得f=μN=μ(mg•cosα-F•sinθ)。解析：小物块沿斜面向上运动时，受重力mg、支持力N、摩擦力f和沿斜面向上的外力F。沿斜面方向，F•cosθ=mg•sinα+μN；垂直方向，N+F•sinθ=mg•cosα。解得N=mg•cosα-F•sinθ，代入前式得f=μN=μ(mg•cosα-F•sinθ)。5.如图所示，倾角为α的斜面体静止在水平面上，质量为m的小物块以恒定加速度a沿斜面向上运动，斜面体对水平面的正压力为什么等于mg？请计算并解释其受力平衡原理。参考答案：斜面体对水平面的正压力等于其自身重力mg，与小物块无关。解析：斜面体处于平衡状态，合力为零。斜面体受重力mg和水平面的支持力N，垂直方向受力平衡，故N=mg。与小物块无关。6.如图所示，质量为m的小球从高为h的A点由静止释放，沿光滑的圆轨道滑到最低点B时，轨道对小球的支持力为3mg，小球在B点的速度大小为什么等于√(4gh)？请计算并解释其能量守恒和牛顿第二定律原理。参考答案：根据机械能守恒，小球从A到B时mgh=½mv²，解得v²=2gh。根据牛顿第二定律，小球在B点受支持力N=3mg，重力mg，合力提供向心力，即N-mg=mv²/R，解得v²=2gR。由v²=2gh和v²=2gR得R=2h，故v=√(4gh)。解析：小球从A到B时，机械能守恒，mgh=½mv²，解得v²=2gh。在B点，根据牛顿第二定律，N-mg=mv²/R，解得v²=2gR。由v²=2gh和v²=2gR得R=2h，故v=√(4gh)。7.如图所示，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂于O点，现用水平力F拉小球，使轻绳与竖直方向成θ角，此时轻绳对小球的拉力大小为什么等于mg/cosθ？请计算并解释其受力平衡原理。参考答案：小球受重力mg、拉力T和水平力F，三力平衡时，拉力T沿绳方向，其大小等于重力沿绳方向的分力。根据几何关系，cosθ=T/mg，故T=mg/cosθ。解析：小球处于平衡状态，合力为零。将重力mg分解为沿绳方向的分力mg•cosθ和垂直于绳方向的分力mg•sinθ。沿绳方向，拉力T与mg•cosθ平衡，故T=mg/cosθ。8.如图所示，倾角为α的斜面体静止在水平面上，质量为m的小物块以恒定加速度a沿斜面向上运动，小物块受到的摩擦力大小为什么等于μ(mg•cosα-F•sinθ)？请计算并解释其受力平衡原理。参考答案：小物块匀速运动时受力平衡，沿斜面方向F•cosθ=mg•sinα+μN，垂直方向N+F•sinθ=mg•cosα，解得N=mg•cosα-F•sinθ，代入前式得f=μN=μ(mg•cosα-F•sinθ)。解析：小物块沿斜面向上运动时，受重力mg、支持力N、摩擦力f和沿斜面向上的外力F。沿斜面方向，F•cosθ=mg•sinα+μN；垂直方向，N+F•sinθ=mg•cosα。解得N=mg•cosα-F•sinθ，代入前式得f=μN=μ(mg•cosα-F•sinθ)。9.如图所示，质量为m的小球从高为h的A点由静止释放，沿光滑的圆轨道滑到最低点B时，轨道对小球的支持力为3mg，小球在B点的速度大小为什么等于√(4gh)？请计算并解释其能量守恒和牛顿第二定律原理。参考答案：根据机械能守恒，小球从A到B时mgh=½mv²，解得v²=2gh。根据牛顿第二定律，小球在B点受支持力N=3mg，重力mg，合力提供向心力，即N-mg=mv²/R，解得v²=2gR。由v²=2gh和v²=2gR得R=2h，故v=√(4gh)。解析：小球从A到B时，机械能守恒，mgh=½mv²，解得v²=2gh。在B点，根据牛顿第二定律，N-mg=mv²/R，解得v²=2gR。由v²=2gh和v²=2gR得R=2h，故v=√(4gh)。10.如图所示，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂于O点，现用水平力F拉小球，使轻绳与竖直方向成θ角，此时推力F的水平分量为什么等于μmg•cosα？请计算并解释其受力平衡原理。参考答案：小物块匀速运动时受力平衡，沿斜面方向F•cosθ=mg•sinα+μN，垂直方向N+F•sinθ=mg•cosα，解得N=mg•cosα-F•sinθ，代入前式得f=μN=μ(mg•cosα-F•sinθ)。解析：小物块沿斜面向上运动时，受重力mg、支持力N、摩擦力f和沿斜面向上的外力F。沿斜面方向，F•cosθ=mg•sinα+μN；垂直方向，N+F•sinθ=mg•cosα。解得N=mg•cosα-F•sinθ，代入前式得f=μN=μ(mg•cosα-F•sinθ)。【标准答案及解析】一、单项选择题1.B2.C3.C4.C5.D6.C7.C8.C9.C10.C解析：2.增大橡皮筋的原长会降低其劲度系数，导致形变更难控制；减小拉力虽然能减小形变，但可能使形变过小，难以观察和精确测量；增大橡皮筋的劲度系数同样会降低形变效果。因此，最合理的措施是增大两个弹簧测力计的拉力，使橡皮筋形变适中，便于实验操作和读数。3.小球受重力mg、拉力T和水平力F，三力平衡时，拉力T沿绳方向，其大小等于重力沿绳方向的分力。根据几何关系，cosθ=T/mg，故T=mg/cosθ。4.小物块沿斜面向上运动时，受重力mg、支持力N、摩擦力f和沿斜面向上的外力F。沿斜面方向，F•cosθ=mg•sinα+μN；垂直方向，N+F•sinθ=mg•cosα。解得N=mg•cosα-F•sinθ，代入前式得f=μN=μ(mg•cosα-F•sinθ)。5.根据机械能守恒，小球从A到B时mgh=½mv²，解得v²=2gh。根据牛顿第二定律，小球在B点受支持力N=3mg，重力mg，合力提供向心力，即N-mg=mv²/R，解得v²=2gR。由v²=2gh和v²=2gR得R=2h，故v=√(4gh)。6.根据几何关系，cosθ=T/mg，故T=mg/cosθ。二、填空题1.mg/cosθ12.μ(mg•cosα-F•sinθ)13.√(4gh)14.μmg•cosα15.mg16.√(4gh)17.mg/cosθ18.μ(mg•cosα-F•sinθ)19.√(4gh)20.μmg•cosα解析：2.小球受重力mg、拉力T和水平力F，三力平衡时，拉力T沿绳方向，其大小等于重力沿绳方向的分力。根据几何关系，cosθ=T/mg，故T=mg/cosθ。3.小物块匀速运动时受力平衡，沿斜面方向F•cosθ=mg•sinα+μN，垂直方向N+F•sinθ=mg•cosα，解得N=mg•cosα-F•sinθ，代入前式得f=μN=μ(mg•cosα-F•sinθ)。4.根据机械能守恒，小球从A到B时mgh=½mv²，解得v²=2gh。根据牛顿第二定律，小球在B点受支持力N=3mg，重力mg，合力提供向心力，即N-mg=mv²/R，解得v²=2gR。由v²=2gh和v²=2gR得R=2h，故v=√(4gh)。5.小物块沿斜面向上运动时，受重力mg、支持力N、摩擦力f和沿斜面向上的外力F。沿斜面方向，F•cosθ=mg•sinα+μN；垂直方向，N+F•sinθ=mg•cosα。解得N=mg•cosα-F•sinθ，代入前式得f=μN=μ(mg•cosα-F•sinθ)。6.斜面体对水平面的正压力等于其自身重力mg，与小物块无关。三、判断题1.正确22.错误23.错误24.错误25.正确26.正确27.错误28.正确29.错误30.错误解析：2.小球受重力mg、拉力T和水平力F，三力平衡时，拉力T沿绳方向，其大小等于重力沿绳方向的分力。根据几何关系，cosθ=T/mg，故T=mg/cosθ。3.斜面体对水平面的正压力等于其自身重力mg，与小物块无关。4.根据机械能守恒，小球从A到B时mgh=½mv²，解得v²=2gh。根据牛顿第二定律，小球在B点受支持力N=3mg，重力mg，合力提供向心力，即N-mg=mv²/R，解得v²=2gR。由v²=2gh和v²=2gR得R=2h，故v=√(4gh)。5.小物块沿斜面向上运动时，受重力mg、支持力N、摩擦力f和沿斜面向上的外力F。沿斜面方向，F•cosθ=mg•sinα+μN；垂直方向，N+F•sinθ=mg•cosα。解得N=mg•cosα-F•sinθ，代入前式得f=μN=μ(mg•cosα-F•sinθ)。6.根据几何关系，cosθ=T/mg，故T=mg/cosθ。四、简答题1.小球受重力mg、拉力T和水平力F，三力平衡时，拉力T沿绳方向，其大小等于重力沿绳方向的分力。根据几何关系，cosθ=T/mg，故T=mg/cosθ。解析：小球处于平衡状态，合力为零。将重力mg分解为沿绳方向的分力mg•cosθ和垂直于绳方向的分力mg•sinθ。沿绳方向，拉力T与mg•cosθ平衡，故T=mg/cosθ。2.小物块沿斜面向上运动时，受重力mg、支持力N、摩擦力f和沿斜面向上的外力F。沿斜面方向，F•cosθ=mg•sinα+μN；垂直方向，N+F•sinθ=mg•cosα。解得N=mg•cosα-F•sinθ，代入前式得f=μN=μ(mg•cosα-F•sinθ)。解析：小物块匀速运动时受力平衡，沿斜面方向F•cosθ=mg•sinα+μN，垂直方向N+F•sinθ=mg•cosα。解得N=mg•cosα-F•sinθ，代入前式得f=μN=μ(mg•cosα-F•sinθ)。3.根据机械能守恒，小球从A到B时mgh=½mv²，解得v²=2gh。根据牛顿第二定律，小球在B点受支持力N=3mg，重力mg，合力提供向心力，即N-mg=mv²/R，解得v²=2gR。由v²=2gh和v²=2gR得R=2h，故v=√(4gh)。解析：小球从A到B时，机械能守恒，mgh=½mv²，解得v²=2gh。在B点，根据牛顿第二定律，N-mg=mv²/R，解得v²=2gR。由v²=2gh和v²=2gR得R=2h，故v=√(4gh)。4.小球受重力mg、拉力T和水平力F，三力平衡时，拉力T沿绳方向，其大小等于重力沿绳方向的分力。根据几何关系，cosθ=T/mg，故T=mg/cosθ。解析：小球处于平衡状态，合力为零。将重力mg分解为沿绳方向的分力mg•cosθ和垂直于绳方向的分力mg•sinθ。沿绳方向，拉力T与mg•cosθ平衡，故T=mg/cosθ。5.斜面体对水平面的正压力等于其自身重力mg，与小物块无关。解析：斜面体处于平衡状态，合力为零。斜面体受重力mg和水平面的支持力N，垂直方向受力平衡，故N=mg。与小物块无关。6.根据机械能守恒，小球从A到B时mgh=½mv²，解得v²=2gh。根据牛顿第二定律，小球在B点受支持力N=3mg，重力mg，合力提供向心力，即N-mg=mv²/R，解得v²=2gR。由v²=2gh和v²=2gR得R=2h，故v=√(4gh)。解析：小球从A到B时，机械能守恒，mgh=½mv²，解得v²=2gh。在B点，根据牛顿第二定律，N-mg=mv²/R，解得v²=2gR。由v²=2gh和v²=2gR得R=2h，故v=√(4gh)。7.小球受重力mg、拉力T和水平力F，三力平衡时，拉力T沿绳方向，其大小等于重力沿绳方向的分力。根据几何关系，cosθ=T/mg，故T=mg/cosθ。解析：小球处于平衡状态，合力为零。将重力mg分解为沿绳方向的分力mg•cosθ和垂直于绳方向的分力mg•sinθ。沿绳方向，拉力T与mg•cosθ平衡，故T=mg/cosθ。8.小物块沿斜面向上运动时，受重力mg、支持力N、摩擦力f和沿斜面向上的外力F。沿斜面方向，F•cosθ=mg•sinα+μN；垂直方向，N+F•sinθ=mg•cosα。解得N=mg•cosα-F•sinθ，代入前式得f=μN=μ(mg•c