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

2017-2018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40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？（）A．m、kg、s B．kg、m/s2、s C．m、N、s D．kg、m/s、s 5．（3分）将一个有确定方向的力F=10N分解成两个分力，已知一个分力有确定的方向，与F成30°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

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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（）

A．B．

C． D．

8．（3分）以30m/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（）

A．50m，向上B．50m，向下C．40m，向上D．40m，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（）

A．B．

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C．D．

10．（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（）

A．F1保持不变，F2逐渐增大B．F1逐渐增大，F2保持不变

C．F1逐渐减小，F2保持不变D．F1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（）

A．2个B．3个C．2个或3个D．2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90°，且保持两绳之间的夹角α不变（α＞90°）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（）

A．T1先减小后增大B．T1先增大后减小

C．T2先增大后减小D．T2先减小后增大

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二、填空题（共20分，每空2分）

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v﹣t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=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θ=30°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α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=．

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三、综合题（共40分）注意：第19、20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．（10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，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 2.8N、3.4N、

5.0N，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60°，改变BC绳的方向，试求：

（1）如果θ=60°，AC绳中的拉力为多大？

（2）物体能达到平衡时，θ角的取值范围；

（3）θ在0～90°的范围内，求BC绳上拉力的最大值和最小值。

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20．（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θ=37°．已知小物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37=0.8，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8.35m的B点。

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2017-2018学年上海市浦东新区华师大二附中高一（上）期末物理试卷

参考答案与试题解析

一、单项选择题（共40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；

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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。

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？（）A．m、kg、s B．kg、m/s2、s C．m、N、s D．kg、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。

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5．（3分）将一个有确定方向的力F=10N分解成两个分力，已知一个分力有确定的方向，与

F成30°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10N，一个分力的方向已知，与F成30°夹角，另一个分力的最小值为Fsin30°=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30°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10N，所以分解的组数有两组解。如图。故Fsin30°

B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=

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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=v0+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（）

A．

B．

C．

D．

【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：

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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，1﹣3s内沿负向运动，

3﹣4s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，0﹣2s内沿正方向运动，2﹣4s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0﹣1s内物体沿正向运动，1﹣2s内沿负向运动，

2﹣3s内沿正向运动，3﹣4s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30m/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（）

A．50m，向上B．50m，向下C．40m，向上D．40m，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=﹣g

4s末物体对抛出点的位移x=v0t﹣=30×4﹣=40m＞0，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（）

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A．B．

C．D．

【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，再分析受力情况．

10．（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（）

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A．F1保持不变，F2逐渐增大B．F1逐渐增大，F2保持不变

C．F1逐渐减小，F2保持不变D．F1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=mgtanθ

当物体A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置过程中，θ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

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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（）

A．2个B．3个C．2个或3个D．2个或4个

【分析】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90°，且保持两绳之间的夹角α不变（α＞90°）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（）

A．T1先减小后增大B．T1先增大后减小

C．T2先增大后减小D．T2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

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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ACD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20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．

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

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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v0=0.5m/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0.5m/s、、3.5m/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段运动过程中的v﹣t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”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

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，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：

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由牛顿第二定律得：a临界==g＜a=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G的球在水平力F的作用下，17．（4分）倾角为θ=30°

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α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：

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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=Gtanθ

代入数据得：F=G

转过角度后，由F大小不变，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2θ．

对整体受力分析并正交分解如图：

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水平方向：f=Fcos2θ＝G

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40分）注意：第19、20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．（10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D

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 2.8N、3.4N、

5.0N，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20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

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不变，AC与竖直方向上的夹角为60°，改变BC绳的方向，试求：

（1）如果θ=60°，AC绳中的拉力为多大？

（2）物体能达到平衡时，θ角的取值范围；

（3）θ在0～90°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θ小于120°时，两绳拉力的合力能与重力平衡。

根据平衡条件确定出θ角的最小值和最大值，再求出θ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θ=60°，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，θ最小为0°，此时T A=0；且θ必须小于120°，否则两绳的合力不可能竖直向上。所以θ角的取值范围是0°≤θ＜120°。（3）θ在0～90°的范围内，由图知，当θ=90°时，T B最大，T Bmax=mgtan60°=mg。

当两绳垂直，即θ=30°时，T B最小，T Bmin=mgsin60°=mg。

答：（1）如果θ=60°，AC绳中的拉力为mg；

（2）物体能达到平衡时，θ角的取值范围为0°≤θ＜120°；

（3）θ在0～90°的范围内，BC绳上拉力的最大值和最小值分别为mg和mg。

【点评】本题关键是通过作图法确定极值条件，也可以记住BC拉力最小的条件：当一个分力方向一定，两个力的合力一定，则当另一个分力与这个分力垂直时有最小值。

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20．（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θ=37°．已知小物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37=0.8，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8.35m的B点。

【分析】（1）由牛顿第二定律的可以求出物块的加速度。

（2）由匀变速直线运动的位移公式求出在拉力作用下物体的位移，由速度公式求出撤去拉力时物体的速度，应用牛顿第二定律求出撤去拉力后物体的加速度，应用匀变速直线运

动的速度位移公式求出撤去拉力后的位移，最后求出物块上滑过程距A点的最大距离。（3）应用匀变速直线运动的速度位移公式求出物块经过B点时的速度大小，然后求出物块由A运动到B点的时间。

【解答】解：（1）由牛顿第二定律得：

，

F﹣mgsinθ﹣μmgcosθ=ma

解得：a=1m/s2；

（2）4s内物块的位移：

x1=at12=×1×42=8m，

撤去拉力时物块的速度：

v=at1=1×4=4m/s，

撤去拉力后，由牛顿第二定律得：

mgsinθ+μmgcosθ=ma′

解得：a′=10m/s2，

撤去拉力后物体的位移：

x2===0.8m，

小物块上滑过程距A点的最大距离：

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S A=x1+x2=8.8m；

（3）从撤去拉力到到达B点的位移：x=8.35﹣8=0.35m，

滑块向上滑动过程到达B点时的速度：

v B===3m/s，

到达B点的时间：t B===0.1s；

从撤去拉力到滑块速度为零需要的时间：t2===0.4s，

物块到达最高点后向下运动过程，加速度：

2，

a1==gsinθ﹣μgcosθ=2m/s

物块从最高点返回到B点需要的时间：

t3===s≈0.67s，

物块下滑过程经过B点需要的时间：

t=t2+t3=0.4+0.67=1.07s；

答：（1）小物块运动的加速度a大小为1m/s2，方向：平行于斜面向上；

（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为8.8m；

（3）从撤去力F开始计时，小物块经经过距A点上方8.35m的B点需要的时间为0.1s或

1.07s。

【点评】本题考查了牛顿第二定律与运动学公式的应用，分析清楚物体运动过程是解题的前提与关键，应用牛顿第二定律与运动学公式即可解题；求（3）问时要注意讨论物块上滑过程经过B点与下滑过程经过B点，否则会漏解。

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