登录
15. 重$80\mathrm{ N}$的物体放在水平桌面上，第一次用$60\mathrm{ N}$的力竖直向上拉物体，第二次用$40\mathrm{ N}$的力竖直向上拉物体，比较物体受到的合力 (
A.第一次物体受到的合力大，等于$140\mathrm{ N}$
B.第二次物体受到的合力大，等于$40\mathrm{ N}$
C.物体先后两次所受合力大小相等，等于$0\mathrm{ N}$
D.物体先后两次所受合力之差等于$20\mathrm{ N}$
C
)A.第一次物体受到的合力大，等于$140\mathrm{ N}$
B.第二次物体受到的合力大，等于$40\mathrm{ N}$
C.物体先后两次所受合力大小相等，等于$0\mathrm{ N}$
D.物体先后两次所受合力之差等于$20\mathrm{ N}$
答案
C
解析
【分析】
要解决这道题，首先需明确：当物体处于静止或匀速直线运动状态时，物体受力平衡，合力为0。我们分别分析两次拉物体时的状态：
1. 第一次：物体重力为80N，向上拉力为60N，拉力小于重力，物体仍静止在水平桌面，此时物体受重力、拉力和桌面支持力，三个力相互平衡；
2. 第二次：向上拉力为40N，仍小于重力，物体依旧静止，同样受重力、拉力和支持力，受力平衡。
平衡状态下物体合力为0，因此两次物体所受合力大小相等，均为0N。
【解析】
1. 第一次拉物体：
物体重力$ G = 80\mathrm{N} $，向上拉力$ F_1 = 60\mathrm{N} $，因$ F_1 ＜ G $，物体保持静止，处于平衡状态，根据平衡状态的合力特点，物体所受合力$ F_{合1} = 0\mathrm{N} $。
2. 第二次拉物体：
向上拉力$ F_2 = 40\mathrm{N} $，因$ F_2 ＜ G $，物体仍静止，处于平衡状态，因此物体所受合力$ F_{合2} = 0\mathrm{N} $。
综上，物体先后两次所受合力大小相等，均为0N。
【答案】
C
【知识点】
平衡状态合力为零、受力分析
【点评】
这道题的易错点是忽略物体静止时受到桌面的支持力，直接将重力与拉力的差值当作合力。解题时需先判断物体的运动状态，确定是否处于平衡状态，再分析合力大小，避免盲目计算。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，首先需明确：当物体处于静止或匀速直线运动状态时，物体受力平衡，合力为0。我们分别分析两次拉物体时的状态：
1. 第一次：物体重力为80N，向上拉力为60N，拉力小于重力，物体仍静止在水平桌面，此时物体受重力、拉力和桌面支持力，三个力相互平衡；
2. 第二次：向上拉力为40N，仍小于重力，物体依旧静止，同样受重力、拉力和支持力，受力平衡。
平衡状态下物体合力为0，因此两次物体所受合力大小相等，均为0N。
【解析】
1. 第一次拉物体：
物体重力$ G = 80\mathrm{N} $，向上拉力$ F_1 = 60\mathrm{N} $，因$ F_1 ＜ G $，物体保持静止，处于平衡状态，根据平衡状态的合力特点，物体所受合力$ F_{合1} = 0\mathrm{N} $。
2. 第二次拉物体：
向上拉力$ F_2 = 40\mathrm{N} $，因$ F_2 ＜ G $，物体仍静止，处于平衡状态，因此物体所受合力$ F_{合2} = 0\mathrm{N} $。
综上，物体先后两次所受合力大小相等，均为0N。
【答案】
C
【知识点】
平衡状态合力为零、受力分析
【点评】
这道题的易错点是忽略物体静止时受到桌面的支持力，直接将重力与拉力的差值当作合力。解题时需先判断物体的运动状态，确定是否处于平衡状态，再分析合力大小，避免盲目计算。
【难度系数】
0.5
16. 如图所示，小明将排球竖直向上抛出，排球上升过程中依次经过$A$、$B$、$C$三点，到达最高点$D$.已知物体所受空气阻力会随着其运动速度的增大而增大，则在由$A$点运动到$D$点的过程中，排球所受合力最大的是 (
A.$A$点
B.$B$点
C.$C$点
D.$D$点
A
)A.$A$点
B.$B$点
C.$C$点
D.$D$点
答案
A
解析
【分析】
要解决这道题，我们需要先明确排球上升过程中的受力情况，再结合空气阻力与速度的关系分析合力的大小变化：
1. 首先对排球进行受力分析：排球竖直向上运动时，受到竖直向下的重力（大小不变），同时受到阻碍运动的空气阻力，阻力方向也竖直向下，因此排球上升过程中合力为重力与阻力之和，即$F_{合}=G+f$。
2. 题目给出“空气阻力会随着运动速度的增大而增大”，排球从A点到D点的过程中，速度逐渐减小（上升过程中速度越来越慢，到D点速度为0），所以A点的速度最大，对应的空气阻力$f$也最大。
3. 由于重力$G$保持不变，当$f$最大时，合力$F_{合}=G+f$的值最大，因此A点的合力最大。
【解析】
排球在上升过程中，受到竖直向下的重力$G$（大小恒定）和竖直向下的空气阻力$f$（阻碍运动，方向与运动方向相反），因此合力$F_{合}=G+f$。
根据题意，空气阻力随运动速度的增大而增大：排球从A到D的过程中，速度逐渐减小，A点速度最大，所以A点对应的空气阻力$f$最大。
因为重力$G$不变，阻力$f$越大，合力$F_{合}$越大，所以A点的合力最大。
因此答案选A。
【答案】
A
【知识点】
合力的计算、受力分析、空气阻力与速度的关系
【点评】
本题考查受力分析与合力的综合判断，关键是明确排球上升过程中阻力的方向，结合“阻力随速度增大而增大”的条件，分析不同位置阻力的大小变化，进而判断合力的大小。需要学生将受力分析与力的合成知识结合，理清逻辑关系。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，我们需要先明确排球上升过程中的受力情况，再结合空气阻力与速度的关系分析合力的大小变化：
1. 首先对排球进行受力分析：排球竖直向上运动时，受到竖直向下的重力（大小不变），同时受到阻碍运动的空气阻力，阻力方向也竖直向下，因此排球上升过程中合力为重力与阻力之和，即$F_{合}=G+f$。
2. 题目给出“空气阻力会随着运动速度的增大而增大”，排球从A点到D点的过程中，速度逐渐减小（上升过程中速度越来越慢，到D点速度为0），所以A点的速度最大，对应的空气阻力$f$也最大。
3. 由于重力$G$保持不变，当$f$最大时，合力$F_{合}=G+f$的值最大，因此A点的合力最大。
【解析】
排球在上升过程中，受到竖直向下的重力$G$（大小恒定）和竖直向下的空气阻力$f$（阻碍运动，方向与运动方向相反），因此合力$F_{合}=G+f$。
根据题意，空气阻力随运动速度的增大而增大：排球从A到D的过程中，速度逐渐减小，A点速度最大，所以A点对应的空气阻力$f$最大。
因为重力$G$不变，阻力$f$越大，合力$F_{合}$越大，所以A点的合力最大。
因此答案选A。
【答案】
A
【知识点】
合力的计算、受力分析、空气阻力与速度的关系
【点评】
本题考查受力分析与合力的综合判断，关键是明确排球上升过程中阻力的方向，结合“阻力随速度增大而增大”的条件，分析不同位置阻力的大小变化，进而判断合力的大小。需要学生将受力分析与力的合成知识结合，理清逻辑关系。
【难度系数】
0.6
17. 如图甲所示，水平地面上有一块质量$m = 50\mathrm{ kg}$长方体木块.小林用水平推力$F$把木块向前推动，此过程中，推力$F$和木块前进的速度$v$的大小随时间$t$的变化情况分别如图乙、丙所示.求：
（1）物体在$3∼5\mathrm{ s}$内，运动的距离.
（2）滑动摩擦力的大小与物体间的压力有关，还与接触面的粗糙程度有关.在物理学上，滑动摩擦力的大小可以写成$f = μ F_N$，其中$f$表示摩擦力的大小，$μ$是描述接触面粗糙程度的物理量，叫动摩擦因数，$F_N$表示压力.求$3∼5\mathrm{ s}$内，木块与水平地面间的动摩擦因数.
（3）请在图丁中，画出$0∼6\mathrm{ s}$内木块所受的摩擦力$f$随时间$t$变化的图线.
（1）物体在$3∼5\mathrm{ s}$内，运动的距离.
（2）滑动摩擦力的大小与物体间的压力有关，还与接触面的粗糙程度有关.在物理学上，滑动摩擦力的大小可以写成$f = μ F_N$，其中$f$表示摩擦力的大小，$μ$是描述接触面粗糙程度的物理量，叫动摩擦因数，$F_N$表示压力.求$3∼5\mathrm{ s}$内，木块与水平地面间的动摩擦因数.
（3）请在图丁中，画出$0∼6\mathrm{ s}$内木块所受的摩擦力$f$随时间$t$变化的图线.
答案
解：
(1) 由图丙可知，3～5 s内木块的速度$ v = 1.0\ \mathrm{m/s} $，运动时间$ t = 5\ \mathrm{s} - 3\ \mathrm{s} = 2\ \mathrm{s} $，
运动的距离$ s = vt = 1.0\ \mathrm{m/s} × 2\ \mathrm{s} = 2\ \mathrm{m} $
(2) 3～5 s内木块做匀速直线运动，滑动摩擦力$ f = 200\ \mathrm{N} $，
木块对水平地面的压力$ F_N = G = mg = 50\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 500\ \mathrm{N} $，
由 f = μ F_N 得，动摩擦因数$ μ = \frac{f}{F_N} = \frac{200\ \mathrm{N}}{500\ \mathrm{N}} = 0.4 $
(3) 0～1 s：木块静止，摩擦力与拉力平衡，大小为100 N；
1～6 s：木块处于运动状态，滑动摩擦力大小为200 N，据此画出对应水平线段的图线
解析
【分析】
1. 对于第(1)问，要计算3~5s内物体运动的距离，首先从速度-时间图像（丙图）获取该时间段的速度，确定运动时长，再利用速度公式的变形公式$s=vt$计算距离。
2. 对于第(2)问，已知滑动摩擦力公式$f=μF_N$，需先确定滑动摩擦力$f$和压力$F_N$：3~5s木块匀速直线运动，根据二力平衡，滑动摩擦力等于此时的推力，从力-时间图像（乙图）读出推力大小；压力$F_N$等于木块重力，用$G=mg$计算重力，最后代入公式求动摩擦因数$μ$。
3. 对于第(3)问，画摩擦力的变化图线需分阶段分析：
0~1s：木块静止，静摩擦力与推力平衡，大小等于推力100N；
1~6s：木块处于运动状态，滑动摩擦力只与压力和接触面粗糙程度有关，这两个因素不变，所以滑动摩擦力始终为200N，据此绘制对应图线。
【解析】
(1) 由图丙可知，3～5 s内木块的速度$ v = 1.0\ \mathrm{m/s} $，
运动时间$ t = 5\ \mathrm{s} - 3\ \mathrm{s} = 2\ \mathrm{s} $，
根据速度公式$v=\frac{s}{t}$的变形公式，可得运动的距离：
$s = vt = 1.0\ \mathrm{m/s} × 2\ \mathrm{s} = 2\ \mathrm{m} $。
(2) 3～5 s内木块做匀速直线运动，水平方向上推力与滑动摩擦力二力平衡，因此滑动摩擦力$f = F = 200\ \mathrm{N}$，
木块对水平地面的压力等于自身重力，即$ F_N = G = mg $，
代入数据得：$ F_N = 50\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 500\ \mathrm{N} $，
由$f = μ F_N$可得动摩擦因数：
$ μ = \frac{f}{F_N} = \frac{200\ \mathrm{N}}{500\ \mathrm{N}} = 0.4 $。
(3) 绘制摩擦力$f$随时间$t$变化的图线：
0~1s：木块静止，静摩擦力与推力平衡，$f_1=100\ \mathrm{N}$，在图丁中画出$t=0$到$t=1\mathrm{s}$、$f=100\ \mathrm{N}$的水平线段；
1~6s：木块运动，滑动摩擦力大小不变，$f_2=200\ \mathrm{N}$，在图丁中画出$t=1\mathrm{s}$到$t=6\mathrm{s}$、$f=200\ \mathrm{N}$的水平线段。
【答案】
(1) $\boldsymbol{2\ \mathrm{m}}$
(2) $\boldsymbol{0.4}$
(3) 0~1s为$f=100\ \mathrm{N}$的水平线段，1~6s为$f=200\ \mathrm{N}$的水平线段（图线参考参考答案对应图像）
【知识点】
速度公式的应用；二力平衡；滑动摩擦力的计算
【点评】
本题结合多幅图像考查力学综合知识，解题关键是分阶段分析物体运动状态，结合二力平衡、滑动摩擦力的影响因素等知识求解，要求学生具备图像分析能力与力学知识综合运用能力。
【难度系数】
0.6
1. 对于第(1)问，要计算3~5s内物体运动的距离，首先从速度-时间图像（丙图）获取该时间段的速度，确定运动时长，再利用速度公式的变形公式$s=vt$计算距离。
2. 对于第(2)问，已知滑动摩擦力公式$f=μF_N$，需先确定滑动摩擦力$f$和压力$F_N$：3~5s木块匀速直线运动，根据二力平衡，滑动摩擦力等于此时的推力，从力-时间图像（乙图）读出推力大小；压力$F_N$等于木块重力，用$G=mg$计算重力，最后代入公式求动摩擦因数$μ$。
3. 对于第(3)问，画摩擦力的变化图线需分阶段分析：
0~1s：木块静止，静摩擦力与推力平衡，大小等于推力100N；
1~6s：木块处于运动状态，滑动摩擦力只与压力和接触面粗糙程度有关，这两个因素不变，所以滑动摩擦力始终为200N，据此绘制对应图线。
【解析】
(1) 由图丙可知，3～5 s内木块的速度$ v = 1.0\ \mathrm{m/s} $，
运动时间$ t = 5\ \mathrm{s} - 3\ \mathrm{s} = 2\ \mathrm{s} $，
根据速度公式$v=\frac{s}{t}$的变形公式，可得运动的距离：
$s = vt = 1.0\ \mathrm{m/s} × 2\ \mathrm{s} = 2\ \mathrm{m} $。
(2) 3～5 s内木块做匀速直线运动，水平方向上推力与滑动摩擦力二力平衡，因此滑动摩擦力$f = F = 200\ \mathrm{N}$，
木块对水平地面的压力等于自身重力，即$ F_N = G = mg $，
代入数据得：$ F_N = 50\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 500\ \mathrm{N} $，
由$f = μ F_N$可得动摩擦因数：
$ μ = \frac{f}{F_N} = \frac{200\ \mathrm{N}}{500\ \mathrm{N}} = 0.4 $。
(3) 绘制摩擦力$f$随时间$t$变化的图线：
0~1s：木块静止，静摩擦力与推力平衡，$f_1=100\ \mathrm{N}$，在图丁中画出$t=0$到$t=1\mathrm{s}$、$f=100\ \mathrm{N}$的水平线段；
1~6s：木块运动，滑动摩擦力大小不变，$f_2=200\ \mathrm{N}$，在图丁中画出$t=1\mathrm{s}$到$t=6\mathrm{s}$、$f=200\ \mathrm{N}$的水平线段。
【答案】
(1) $\boldsymbol{2\ \mathrm{m}}$
(2) $\boldsymbol{0.4}$
(3) 0~1s为$f=100\ \mathrm{N}$的水平线段，1~6s为$f=200\ \mathrm{N}$的水平线段（图线参考参考答案对应图像）
【知识点】
速度公式的应用；二力平衡；滑动摩擦力的计算
【点评】
本题结合多幅图像考查力学综合知识，解题关键是分阶段分析物体运动状态，结合二力平衡、滑动摩擦力的影响因素等知识求解，要求学生具备图像分析能力与力学知识综合运用能力。
【难度系数】
0.6
18. 如图甲所示，悬索桥是建桥工程上的壮观景色，它的主要承重构件是悬索，它主要承受拉力，小董观察了悬索桥后，想知道两个拉力同时作用在同一处产生的作用效果相同时，这两个力的大小与互成的角度有什么关系，于是他进行了下面的探究.
【查阅资料】
悬索桥的主要特点是桥身通过两条或几条缆索悬吊在空中.这种缆索通常被锚固定于两岸的索塔上，并通过吊杆将桥面吊起.悬索桥的设计需要考虑多种因素，包括缆索的几何形状、材料的选用以及如何有效地分配力和承担重量，以达到安全可靠的承载能力.
【设计方案】
如图乙所示，用两个互成角度的弹簧测力计拉动固定在木板上的橡皮筋，当每次把橡皮筋拉到相同位置时，可以认为这两个拉力产生的作用效果相同.
【项目实施】
(1)按照设计方案，小董用两个大小相等的拉力拉同一根橡皮筋完成了实验，将实验结果记录在下表中.(拉力$F$是用一个拉力拉同一橡皮筋到达相同位置的力)
①分析上表可知，两个拉力$F_1$与$F_2$共同作用下产生的作用效果相同时，互成的角度越大，两个拉力
②在上表中，当两个拉力互成的角度为$0°$时，拉力$F_1$与$F_2$之和与拉力$F$的大小
(2)以上实验中一个力$F$和$F_1$与$F_2$两个力共同作用下产生的作用效果相同，物理学中把$F$叫$F_1$与$F_2$的合力，$F_1$、$F_2$为$F$的分力，小董认为合力一定比任意一个分力大，而小超细心观察数据后，提出了不同的观点，请你根据表格中的具体数据，说明小超不同观点的理由
(3)根据实验结果，小超想要在家中安装晾衣架(如图丙)，在承重钢丝承担总重不变的情况下，为防止两根承重钢丝被拉断.你的建议是
【查阅资料】
悬索桥的主要特点是桥身通过两条或几条缆索悬吊在空中.这种缆索通常被锚固定于两岸的索塔上，并通过吊杆将桥面吊起.悬索桥的设计需要考虑多种因素，包括缆索的几何形状、材料的选用以及如何有效地分配力和承担重量，以达到安全可靠的承载能力.
【设计方案】
如图乙所示，用两个互成角度的弹簧测力计拉动固定在木板上的橡皮筋，当每次把橡皮筋拉到相同位置时，可以认为这两个拉力产生的作用效果相同.
【项目实施】
(1)按照设计方案，小董用两个大小相等的拉力拉同一根橡皮筋完成了实验，将实验结果记录在下表中.(拉力$F$是用一个拉力拉同一橡皮筋到达相同位置的力)
①分析上表可知，两个拉力$F_1$与$F_2$共同作用下产生的作用效果相同时，互成的角度越大，两个拉力
越大
(选填“越大”或“越小”)；②在上表中，当两个拉力互成的角度为$0°$时，拉力$F_1$与$F_2$之和与拉力$F$的大小
相等
；当两个拉力大小相等且互成的角度$180°$时，$F_1$与$F_2$是一对平衡
力，橡皮筋保持静止状态.(2)以上实验中一个力$F$和$F_1$与$F_2$两个力共同作用下产生的作用效果相同，物理学中把$F$叫$F_1$与$F_2$的合力，$F_1$、$F_2$为$F$的分力，小董认为合力一定比任意一个分力大，而小超细心观察数据后，提出了不同的观点，请你根据表格中的具体数据，说明小超不同观点的理由
当角度为120°时，分力的大小与合力的大小是相同的
.(3)根据实验结果，小超想要在家中安装晾衣架(如图丙)，在承重钢丝承担总重不变的情况下，为防止两根承重钢丝被拉断.你的建议是
两条钢丝尽量沿竖直方向平行安装
.答案
越大
相等
平衡
当角度为 120° 时，分力的大小与合力的大小是相同的
两条钢丝尽量沿竖直方向平行安装
相等
平衡
当角度为 120° 时，分力的大小与合力的大小是相同的
两条钢丝尽量沿竖直方向平行安装
解析
【分析】
本题核心是探究两个拉力作用效果相同时，力的大小与互成角度的关系，利用“橡皮筋拉到相同位置则作用效果相同（即合力大小不变）”这一前提分析：
1. 对于(1)①，观察表格数据，在合力不变的情况下，两个拉力的夹角越大，拉力数值越大，可直接得出结论；
2. 对于(1)②，角度为0°时两力方向相同，合力等于分力之和；角度为180°时两力大小相等、方向相反，符合二力平衡的条件；
3. 对于(2)，要反驳“合力一定比分力大”，需从表格中找反例，比如角度为120°时分力与合力大小相等的情况；
4. 对于(3)，结合实验结论“合力不变时，夹角越小拉力越小”，可得出晾衣架钢丝的安装建议。
【解析】
(1)① 分析表格数据可知，当橡皮筋拉到相同位置（合力$F$大小不变），两个拉力互成的角度越大，$F_1$和$F_2$的数值越大，因此两个拉力越大；
② 当两个拉力互成角度为$0°$时，两力方向相同，合力等于分力之和，即拉力$F_1$与$F_2$之和与拉力$F$的大小相等；当两个拉力大小相等且互成角度为$180°$时，$F_1$与$F_2$大小相等、方向相反、作用在同一物体的同一直线上，是一对平衡力，橡皮筋保持静止；
(2) 由表格数据可知，当两个拉力互成$120°$时，分力的大小（$5N$）与合力的大小（$5N$）相同，说明合力不一定比任意一个分力大，因此小董的观点不成立；
(3) 根据实验结论，在合力（晾衣架总重）不变时，两个力的夹角越小，拉力越小，因此为防止两根承重钢丝被拉断，建议两条钢丝尽量沿竖直方向平行安装。
【答案】
越大；相等；平衡；当角度为120°时，分力的大小与合力的大小是相同的；两条钢丝尽量沿竖直方向平行安装
【知识点】
力的合成；二力平衡；合力与分力的关系
【点评】
本题以悬索桥为背景，通过实验探究分力大小与夹角的关系，考查了控制变量法的应用，同时将实验结论与生活实际结合，体现了物理知识的实用性，培养了学生分析实验数据和解决实际问题的能力。
【难度系数】
0.6
本题核心是探究两个拉力作用效果相同时，力的大小与互成角度的关系，利用“橡皮筋拉到相同位置则作用效果相同（即合力大小不变）”这一前提分析：
1. 对于(1)①，观察表格数据，在合力不变的情况下，两个拉力的夹角越大，拉力数值越大，可直接得出结论；
2. 对于(1)②，角度为0°时两力方向相同，合力等于分力之和；角度为180°时两力大小相等、方向相反，符合二力平衡的条件；
3. 对于(2)，要反驳“合力一定比分力大”，需从表格中找反例，比如角度为120°时分力与合力大小相等的情况；
4. 对于(3)，结合实验结论“合力不变时，夹角越小拉力越小”，可得出晾衣架钢丝的安装建议。
【解析】
(1)① 分析表格数据可知，当橡皮筋拉到相同位置（合力$F$大小不变），两个拉力互成的角度越大，$F_1$和$F_2$的数值越大，因此两个拉力越大；
② 当两个拉力互成角度为$0°$时，两力方向相同，合力等于分力之和，即拉力$F_1$与$F_2$之和与拉力$F$的大小相等；当两个拉力大小相等且互成角度为$180°$时，$F_1$与$F_2$大小相等、方向相反、作用在同一物体的同一直线上，是一对平衡力，橡皮筋保持静止；
(2) 由表格数据可知，当两个拉力互成$120°$时，分力的大小（$5N$）与合力的大小（$5N$）相同，说明合力不一定比任意一个分力大，因此小董的观点不成立；
(3) 根据实验结论，在合力（晾衣架总重）不变时，两个力的夹角越小，拉力越小，因此为防止两根承重钢丝被拉断，建议两条钢丝尽量沿竖直方向平行安装。
【答案】
越大；相等；平衡；当角度为120°时，分力的大小与合力的大小是相同的；两条钢丝尽量沿竖直方向平行安装
【知识点】
力的合成；二力平衡；合力与分力的关系
【点评】
本题以悬索桥为背景，通过实验探究分力大小与夹角的关系，考查了控制变量法的应用，同时将实验结论与生活实际结合，体现了物理知识的实用性，培养了学生分析实验数据和解决实际问题的能力。
【难度系数】
0.6
