2025高考物理复习重力弹力摩擦力课件教案练习题

第二章相互作用三年考情弹力、摩擦力的分析与计算2023·山东卷·T2、2020·北京卷·T11力的合成与分解2023·海南卷·T3、2022·辽宁卷·T4、2022·广东卷·T1、2021·广东卷·T3、2021·重庆卷·T1共点力的平衡2023·浙江1月选考·T2、2023·浙江6月选考·T6、2023·江苏卷·T7、2022·浙江6月选考·T10、2022·河北卷·T7、2021·湖南卷·T5实验：探究弹簧弹力与形变量的关系2023·浙江6月选考T16-Ⅰ(2)、2022·湖南卷·T11、2021·广东卷·T11实验：探究两个互成角度的力的合成规律2023·全国乙卷·T22、2022·浙江6月选考·T17(2)命题规律目标定位本章主要考查重力、弹力及摩擦力概念的理解，受力分析、力的合成与分解、共点力的平衡条件的理解及应用，命题常与生产生活中的实际情境相联系，常以选择题形式呈现；实验主要考查探究弹簧弹力与形变量的关系、探究两个互成角度的力的合成规律等。第1讲重力弹力摩擦力课标要求1．认识重力、弹力，了解胡克定律。2．认识摩擦力，知道滑动摩擦和静摩擦现象，能用动摩擦因数计算滑动摩擦力的大小。考点一重力与弹力考点二摩擦力考点三摩擦力的四类“突变”内容索引课时测评考点一重力与弹力1．重力(1)产生：由于____________而使物体受到的力。(2)大小：G＝mg，可用____________测量。G的变化是由在地球上不同位置处g的变化引起的。(3)方向：总是__________。(4)影响物体重心位置的因素：①物体的______；②物体内______的分布。知识梳理地球的吸引弹簧测力计竖直向下形状质量2．弹力(1)定义：发生______的物体，要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫作弹力。(2)产生条件：①物体间直接接触；②接触处发生__________。(3)方向：总是与施力物体形变的方向______。形变弹性形变相反3．胡克定律(1)内容：在__________内，弹簧发生弹性形变时，弹力F的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成______。(2)表达式：F＝____。①k是弹簧的__________，单位是N/m；k的大小是由弹簧自身的______决定的。②x是弹簧长度的________，不是弹簧形变以后的长度。弹性限度正比kx劲度系数性质变化量(2023·浙江1月选考·改编)如图所示，轻质网兜兜住重力为G的足球，用轻绳挂于光滑竖直墙壁上的A点，轻绳的拉力为FT，墙壁对足球的支持力为FN。判断下列说法的正误：(1)足球的重心一定在足球的外壳上。

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)(2)墙壁对足球一定有弹力作用。

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)(3)轻绳的弹力大小遵守胡克定律F＝kx。

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)高考情境链接×√×1．对重心的理解(1)重心的位置可以在物体上，也可以在物体外，如一个圆形平板的重心在板上，而一个铜环的重心就不在环上。(2)质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心上；对形状不规则的薄物体，可用支撑法或悬挂法来确定其重心。核心突破2．弹力方向的判断(1)常见模型中弹力的方向(2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向。3．弹力有无的判断(1)条件法：根据弹力产生的两个条件——接触和弹性形变直接判断。(2)假设法：假设两个物体间弹力不存在，看物体能否保持原有的状态。若运动状态不变，则此处可能不存在弹力；若运动状态改变，则此处一定有弹力。(3)状态法：根据物体的运动状态，由平衡条件或牛顿第二定律进行判断。考向1弹力有无及方向的判断

下列图中各物体均处于静止状态，图中画出了小球M所受弹力的情况，其中正确的是例1√A项图中小球M的重力与杆对小球M的弹力平衡，可知杆对小球M的弹力竖直向上，选项A错误；B项图中小球M只受竖直向上的弹力，选项B错误；C项图中小球M受竖直墙壁的水平向左的弹力和下面的球对小球M沿圆心连线斜向上的弹力，选项C正确；D项图中小球M受绳的拉力和球面对小球M通过圆心斜向上的弹力，选项D错误。故选C。考向2弹力方向及大小的计算

(多选)如图所示，小车位于水平面上，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆下端固定有质量为m的小球。下列关于杆对球的作用力F的判断中，正确的是A．小车静止时，F＝mgsinθ，方向沿杆向上B．小车静止时，F＝mgcosθ，方向垂直于杆向上C．小车向右匀速运动时，一定有F＝mg，方向竖直向上D．小车向右匀加速运动时，一定有F＞mg，方向可能沿杆向上例2√√考向3应用胡克定律计算弹力的大小

(2023·山东高考)

餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示，三根完全相同的弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上，下端连接托盘。托盘上叠放若干相同的盘子，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平。已知单个盘子的质量为300g，相邻两盘间距1.0cm，重力加速度大小取10m/s2。弹簧始终在弹性限度内，每根弹簧的劲度系数为A．10N/m

B．100N/m

C．200N/m

D．300N/m例3√由题知，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平，则说明一个盘子的重力可以使弹簧形变相邻两盘间距，则有mg＝3kx，解得k＝100N/m，故选B。返回考点二摩擦力1．静摩擦力(1)定义：两个物体之间只有________________，而没有相对运动时的摩擦力。(2)产生条件：①接触面______；②接触处有______；③两物体间有________________。(3)方向：沿两物体的________，与物体相对运动趋势的方向______。(4)大小：0＜F≤_______。知识梳理相对运动的趋势粗糙弹力相对运动的趋势接触面相反Fmax2．滑动摩擦力(1)定义：两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力。(2)产生条件：①接触面粗糙；②接触处有弹力；③两物体间有相对运动。(3)方向：沿两物体的接触面，与物体__________的方向相反。(4)大小：Ff＝________＝μFN，μ为动摩擦因数，其值与两个物体的材料和接触面的粗糙程度有关。相对运动μF压1．静止的物体不可能受滑动摩擦力作用，运动的物体可能受静摩擦力作用。

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)2．滑动摩擦力一定是阻力，静摩擦力可以是动力。

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)3．两个物体间有摩擦力作用时一定有弹力作用，且二者相互垂直。

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)4．静摩擦力的方向与运动方向可成任意夹角。

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)××√√基础知识判断1．静摩擦力有无及方向的判断(1)假设法(2)状态法：根据平衡条件、牛顿第二定律，通过受力分析确定静摩擦力的有无及方向(3)转换对象法：先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力的方向核心突破2．摩擦力大小的计算方法(1)公式法①滑动摩擦力：根据公式Ff＝μFN计算②最大静摩擦力：与接触面间的压力成正比，其值略大于滑动摩擦力，当认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力时，Fmax＝μFN(2)状态法①物体处于平衡状态则利用力的平衡条件来计算。②物体处于变速状态则根据牛顿第二定律进行分析。考向1摩擦力有无及方向的判断

(多选)(2023·河南信阳模拟)图甲为小张站在阶梯电梯上随电梯匀加速上行，图乙为小李站在斜面电梯上随电梯匀速下行，下列说法正确的是A．阶梯电梯对小张没有摩擦力作用B．斜面电梯对小李没有摩擦力作用C．阶梯电梯对小张的摩擦力方向水平D．斜面电梯对小李的摩擦力方向沿斜面向上例4√√题图甲为阶梯电梯，对小张进行受力分析，根据牛顿第二定律可知，他受重力、支持力及水平向左的摩擦力作用，重力与支持力相平衡，故A错误，C正确；而题图乙为斜面电梯，小李受到重力、垂直于斜面的支持力与沿斜面向上的静摩擦力，故B错误，D正确。故选CD。对点练．(多选)如图所示，三个物块A、B、C叠放在斜面上，用方向与斜面平行的拉力F作用在B上，使三个物块一起沿斜面向上做匀速运动。设物块C对A的摩擦力为FfA，C对B的摩擦力为FfB，下列说法正确的是A．如果斜面光滑，FfA与FfB方向相同，且FfA＞FfBB．如果斜面光滑，FfA与FfB方向相反，且FfA＜FfBC．如果斜面粗糙，FfA与FfB方向相同，且FfA＞FfBD．如果斜面粗糙，FfA与FfB方向相反，且FfA＜FfB√√斜面光滑，A匀速向上运动，故FfA沿斜面向上，C匀速向上运动，故C受到B的摩擦力沿斜面向上，因此FfB沿斜面向下。以C为研究对象，设斜面倾斜角为α，故有FfB′＝FfA′＋mCgsinα，故FfA与FfB方向相反，且FfA＜FfB，A错误，B正确；如果斜面粗糙，A匀速向上运动，A受到斜面摩擦力沿斜面向下，故FfA沿斜面向上，C匀速向上运动，故C受到B的摩擦力沿斜面向上，因此FfB沿斜面向下。以C为研究对象，设斜面倾斜角为α，故仍有FfB′＝FfA′＋mCgsinα，C错误，D正确。故选BD。考向2摩擦力大小的计算

(2024·河南洛阳质检)长木板上表面的一端放有一个质量为m的木块，木块与木板接触面上装有摩擦力传感器，如图甲所示，木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹角θ变大)，另一端不动，摩擦力传感器记录了木块受到的摩擦力Ff随角度θ的变化图像如图乙所示。下列判断正确的是A．木块与木板间的动摩擦因数μ＝tanθ1C．木板与地面的夹角为θ2时，木块做自由落体运动D．木板由θ1转到θ2的过程中，木块的速度变化越来越快例5√B．木块与木板间的动摩擦因数μ＝题眼点拨

(1)看到“夹角为θ1时”，想到“Ff2为最大静摩擦力、Ff1为滑动摩擦力”。(2)看到“夹角由θ1转到θ2”，想到“根据mgsinθ－μmgcosθ＝ma，可知a越来越大”。当夹角为θ1时，最大静摩擦力为Ff2，而滑动摩擦力为Ff1，此时木块是加速下滑的，则有μmgcosθ1＜mgsinθ1，解得μ＜tanθ1，由μmgcosθ1＝Ff1，解得μ＝

，故A、B错误；当木板与地面的夹角为θ2时，木块只受重力，但初速度不为零，故C错误；当木板由θ1转到θ2的过程中，根据牛顿第二定律mgsinθ－μmgcosθ＝ma可知，木块的加速度增大，因此木块的速度变化越来越快，故D正确。对点练．(2024·河北石家庄模拟)一本书约重6N，有424页，书本正面朝上。现将一张A4纸夹在106～107页间，A4纸几乎能够覆盖整个书页，如图所示。若要将A4纸抽出，至少需用约1N的拉力。不计书皮及A4纸的质量，则A4纸和书页之间的动摩擦因数最接近A．0.33 B．0.45C．0.56 D．0.67√返回考点三摩擦力的四类“突变”当物体的受力情况发生变化时，摩擦力的大小和方向往往会发生相应的变化，可能导致静摩擦力和滑动摩擦力之间的突变问题。摩擦力的突变常见以下四类情况：分类案例图示“静—静”突变在水平力F作用下物体静止于斜面上，F突然增大时物体仍静止，则物体所受静摩擦力的大小或方向将“突变”。“静—动”突变物体放在粗糙水平面上，作用在物体上的水平力F从零逐渐增大，当物体开始滑动时，物体受水平面的摩擦力由静摩擦力“突变”为滑动摩擦力。分类案例图示“动—静”突变滑块以v0冲上斜面做减速运动，当到达某位置时速度减为零，而后静止在斜面上，滑动摩擦力“突变”为静摩擦力。“动—动”突变

水平传送带的速度v1大于滑块的速度v2，滑块受到的滑动摩擦力方向水平向右，当传送带突然被卡住时，滑块受到的滑动摩擦力方向“突变”为向左。考向1

“静—静”突变

如图所示，质量为10kg的物体A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的拉力为5N时，物体A处于静止状态。若小车突然以0.8m/s2的加速度向右加速运动，则(g＝10m/s2)A．物体A相对小车向右运动

B．物体A受到的摩擦力减小C．物体A受到的摩擦力大小不变

D．物体A受到的弹簧的拉力增大由题意得，弹簧的拉力为5N时，物体A所受摩擦力Ff＝F＝5N，由此可知物体A与小车上表面间的最大静摩擦力Ffmax≥5N；小车加速运动时，假设物体A与小车仍然相对静止，则物体A所受合力F－Ff′＝ma，可知此时小车对物体A的摩擦力为Ff′＝－3N＜Ffmax，为静摩擦力，负号说明摩擦力方向向右，所以假设成立，故选项A、C错误，B正确；物体A受到的弹簧的拉力大小不变，故D错误。例6√考向2

“静—动”突变

(多选)在探究静摩擦力变化规律及滑动摩擦力变化规律的实验中，设计了如图甲所示的演示装置，力传感器A与计算机连接，可获得力随时间变化的规律，将力传感器固定在光滑水平桌面上，测力端通过细绳与一滑块相连(调节力传感器高度使细绳水平)，滑块放在较长的小车上，小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻质定滑轮系一空沙桶(调节滑轮使桌面上部轻绳水平)，整个装置处于静止状态。实验开始时，打开力传感器的同时缓慢向沙桶里倒入沙子，小车一旦运动起来，立即停止倒沙子，若力传感器采集的图像如图乙，则结合该图像，下列说法正确的是A．可求出空沙桶的重力B．可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小C．可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小D．可判断第50s后小车将做匀速直线运动(滑块仍在车上)例7√√√在t＝0时刻，力传感器显示拉力为2N，则滑块受到的摩擦力为静摩擦力，大小为2N，由小车与空沙桶受力平衡，可知空沙桶的重力也等于2N，A选项正确；t＝50s时，静摩擦力达到最大值，即最大静摩擦力为3.5N，同时小车启动，说明沙子与沙桶总重力等于3.5N，此时静摩擦力突变为滑动摩擦力，滑动摩擦力大小为3N，B、C选项正确；由于沙子和沙桶总重力3.5N大于滑动摩擦力3N，故第50s后小车将做匀加速直线运动，D选项错误。考向3

“动—静”突变

如图所示，斜面固定在地面上，倾角为θ＝37°(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)。质量为1kg的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足够长，该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8)，则该滑块所受摩擦力Ff随时间变化的图像是选项图中的(取初速度v0的方向为正方向，g＝10m/s2)例8√滑块上升过程中受滑动摩擦力，由Ff＝μFN和FN＝mgcosθ，联立可得Ff＝6.4N，方向沿斜面向下。当滑块的速度减为零后，由于重力的分力mgsinθ＜μmgcosθ，滑块将静止，滑块受到的摩擦力为静摩擦力，由平衡条件得Ff＝mgsinθ，代入可得Ff＝6N，方向沿斜面向上，故选项B正确。考向4

“动—动”突变

(多选)如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为θ，以速度v0逆时针匀速转动。在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小物块，小物块与传送带间的动摩擦因数μ＜tanθ，则下列选项中能客观地反映小物块的受力和运动情况的是例9√√当小物块速度小于传送带速度时，小物块相对于传送带向上滑动，小物块受到的滑动摩擦力沿传送带向下，加速度a1＝gsinθ＋μgcosθ，小物块做初速度为零的匀加速运动；当小物块速度达到传送带速度时，由于μ＜tanθ，即μmgcosθ＜mgsinθ，所以小物块不能相对传送带保持静止，而突变为相对于传送带向下滑动，此时滑动摩擦力的大小不变，而方向突变为沿传送带向上，a2＝gsinθ－μgcosθ，加速度变小，小物块继续做匀加速运动，但是v-t图像的斜率变小，所以B、D正确。易错警示本题容易错选AC项。原因是忽视了μ＜tanθ条件隐含的意义，误认为小物块先做匀加速运动后做匀速运动，导致错选。

返回课时测评1．(4分)(2022·浙江1月选考)如图所示，公园里有一仿制我国古代欹器的U形水桶，桶可绕水平轴转动，水管口持续有水流出，过一段时间桶会翻转一次，决定桶能否翻转的主要因素是A．水桶自身重力的大小B．水管每秒出水量的大小C．水流对桶撞击力的大小D．水桶与水整体的重心高低√持续注水一段时间后，水桶与水整体的重心不断升高，打破平衡时水桶就会翻转，因此选项A、B、C错误，选项D正确。2．(4分)拉力器是一种很好的健身器材，由脚环、两根相同的弹性绳、把手等组成。如图所示，女子用100N的力拉开拉力器，使其比原长伸长了40cm，假设弹性绳的弹力与伸长量遵循胡克定律，且未超过弹性限度。则A．每根弹性绳的劲度系数为125N/mB．每根弹性绳的劲度系数为250N/mC．若对拉力器的拉力增大，则弹性绳的劲度系数也增大D．若对拉力器的拉力减为50N，则弹性绳长度变为20cm√3．(4分)(2024·河南驻马店模拟)如图所示为智能机器人协助派件员分拣快递的场景，派件员将包裹放在机器人的水平托盘上后，机器人通过扫码读取目的地信息，并生成最优路线，将不同目的地的包裹送至不同的位置，从而实现包裹的分拣功能。关于机器人和包裹，下列说法正确的是A．机器人加速前进则包裹对水平托盘的摩擦力方向向后B．包裹受到向上的支持力是包裹发生形变产生的C．包裹对机器人的压力和机器人对包裹的支持力是一对平衡力D．包裹随着机器人一起做匀速直线运动时，包裹受到向前的摩擦力√机器人加速前进时，相对包裹机器人有向前运动的趋势，故此时包裹对水平托盘的摩擦力方向向后，A正确；包裹受到向上的支持力是托盘发生形变产生的，B错误；包裹对机器人的压力和机器人对包裹的支持力是一对相互作用力，C错误；包裹随着机器人一起做匀速直线运动时，包裹的加速度为零，故此时不受摩擦力，D错误。故选A。4．(6分)(多选)有一辆遥控电动玩具汽车，已知车内电动马达驱动后轮转动。现将玩具汽车的后轮、前轮分别放在平板小车甲、乙上，如图所示，按动遥控器上的“前进”“后退”键，汽车就能前进或后退，地面与甲、乙车之间的摩擦力不计，以下叙述正确的是A．按动遥控器上的“前进”键，乙车对前轮的摩擦力向后，乙车相对地面向前进B．按动遥控器上的“前进”键，甲车对后轮的摩擦力向前，甲车相对地面向后退C．按动遥控器上的“后退”键，后轮对甲车的摩擦力向后，甲车相对地面向后退D．按动遥控器上的“后退”键，乙车对前轮的摩擦力向前，乙车相对地面向后退√√√按动遥控器上的“前进”键，后轮是主动轮且顺时针转动，所以甲车对后轮摩擦力向前，后轮对甲车的摩擦力向后，甲车相对地面向后退；前轮是从动轮，所以前轮对乙车的摩擦力向前，则乙车对前轮的摩擦力向后，乙车相对地面向前进，故A、B正确；按动遥控器上的“后退”键，后轮是主动轮且逆时针转动，则甲车对后轮的摩擦力向后，后轮对甲车的摩擦力向前，甲车相对地面向前进；前轮是从动轮，所以前轮对乙车的摩擦力向后，则乙车对前轮的摩擦力向前，乙车相对地面向后退，故C错误，D正确。故选ABD。5．(4分)原长为L的轻弹簧甲上端固定，下端挂一个质量为m的小球A时，轻弹簧甲的伸长量为L。将另一原长也为L的轻弹簧乙挂在A的下面，其下再挂上质量为2m的小球B，如图所示，两小球平衡时，悬点O与小球B的距离为7L(小球大小不计，且两弹簧都在弹性限度内)，则甲、乙两弹簧的劲度系数之比为A．1∶2B．1∶1

C．2∶1D．3∶1√6．(4分)如图为一种倾斜放置的装取台球的装置。每个台球的质量为m，半径为R，圆筒直径略大于台球的直径，圆筒底部有一劲度系数为k的轻质弹簧。当将筒口处台球缓慢取走后，又会冒出一个台球，刚好到达被取走台球的位置。忽略球与筒间的摩擦力，重力加速度为g。则圆筒与水平面之间的夹角θ应满足√当筒内有n个小球时nmgsinθ＝kx，将筒口处台球缓慢取走后(n－1)mgsinθ＝k(x－2R)，联立解得sinθ＝

，故选B。7．(6分)(多选)打印机在正常工作的情况下，进纸系统能做到每次只进一张纸。进纸系统的结构示意图如图所示，设图中刚好有20张相同的纸，每张纸的质量均为m，搓纸轮按图示方向转动并带动最上面的第1张纸向右运动，搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为μ1，纸张与纸张之间、纸张与底部摩擦片之间的动摩擦因数均为μ2，工作时搓纸轮给第1张纸的压力大小为F。打印机正常工作时，下列说法正确的是A．第2张纸受到第3张纸的摩擦力方向向左B．第10张纸与第11张纸之间的摩擦力大小可能为μ2(F＋10mg)C．第20张纸与摩擦片之间的摩擦力为μ2(F＋mg)D．若μ1＝μ2，则进纸系统不能进纸√√√第2张纸相对第3张纸有向右运动的趋势，所以第2张纸受到第3张纸的摩擦力方向向左，故A正确；工作时搓纸轮给第1张纸压力大小为F，第1张纸对第2张纸的压力大小为F＋mg，第2张纸以下的纸没有相对运动，只有相对运动趋势，所以第2张纸以下的纸之间以及第20张纸与摩擦片之间的摩擦力均为静摩擦力，大小均为μ2(F＋mg)，故B错误，C正确；若μ1＝μ2，搓纸轮与第1张纸之间的摩擦力为μ1F，第1张纸受到第2张纸的滑动摩擦力为μ2(F＋mg)，则有μ1F＜μ2(F＋mg)，搓纸轮与第1张纸之间会发生相对滑动，则进纸系统不能进纸，故D正确。故选ACD。8．(4分)两个劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧a、b串接在一起，a弹簧的一端固定在墙上，如图所示，开始时弹簧均处于原长状态，现用水平力作用在b弹簧的P端向右拉动弹簧，当a弹簧的伸长量为L时B．b弹簧的伸长量也为LC．P端向右移动的距离为2L√9．(4分)如图(a)所示，质量为m的半球体静止在倾角为θ的平板上，当θ从0缓慢增大到90°的过程中，半球体所受摩擦力Ff与θ的关系如图(b)所示，已知半球体始终没有脱离平板，半球体与平板间的动摩擦因数为

，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，重力加速度为g，则√10．(4分)如图所示，木块A、B的质量分别为3m、m，一个劲度系数为k的轻质弹簧的两端分别与A、B相拴接，最初系统静止，现在用力缓慢拉A直到B刚好离开地面，则这一过程A上升的高度为(重力加速度为g)√开始时，木块A受到重力和弹簧弹力作用而处于静止状态，弹簧处于压缩状态，设弹簧的压缩量为x1，由胡克定律和二力平衡有kx1＝3mg；木块B刚好离开地面时，弹簧处于伸长状态，弹簧的拉力与B的重力大小相等，设此时弹簧的伸长量为x2，由胡克定律和二力平衡有kx2＝mg；木块A上升的高度为h＝x1＋x2，联立可得h＝

，故D正确。11．(6分)(多选)如图甲所示，通过一拉力传感器(能测量力大小的装置)用力水平向右拉一