高考相互作用专题复习讲义.docx

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高考相互作用专题复习讲义

龙文教育学科教师辅导讲义——相互作用专题练习

学生：

科目：

物理教师：

陈老师

弹力摩擦力

1．下列关于物体重力的说法中正确的是（　　）

A．地球上的物体只有运动时才受到重力

B．同一物体在某处向上抛出后所受重力较小，向下抛出后所受重力较大

C．某物体在同一位置时，所受重力与静止还是运动无关，重力大小是相同的

D．物体所受重力大小与其质量有关

2．在如图1所示的四幅图中，AB、BC均为轻质杆，各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接，两杆都在B处由铰链相连接。

下列说法正确的是（　　）

图1

A．图中的AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有甲、乙

B．图中的AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有甲、丙、丁

C．图中的BC杆可以用与之等长的轻绳代替的有乙、丙

D．图中的BC杆可以用与之等长的轻绳代替的有乙、丁

3．在图2中，a、b（a、b均处于静止状态）间一定有弹力的是（　　）

图2

4.如图3所示，传送带向右上方匀速运转，石块从漏斗里竖直掉落到传送带上，然后随传送带向上运动，下述说法中正确的是（　　）

A．石块落到传送带上可能先做加速运动后做匀速运动

B．石块在传送带上一直受到向右上方的摩擦力作用图3

C．石块在传送带上一直受到向左下方的摩擦力作用

D．开始时石块受到向右上方的摩擦力后来不受摩擦力

5.如图4所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向上共受到三个力即F1、F2和摩擦力作用，木块处于静止状态，其中F1＝10N，F2＝2N。

若撤去力F1，则下列说法正确的是（　　）图4

A．木块受到滑动摩擦力

B．木块受到静摩擦力

C．木块所受合力为2N，方向向左

D．木块所受合力为零

6．如图5所示，质量为m的木块P在质量为M的长木板ab上滑行，长木板放在水平地面上一直处于静止状态。

若长木板ab与地面间的动摩擦因数为μ1，木块P与长木板ab间的动摩擦因数为μ2，则长木板ab受到地面的摩擦力大小为（　　）图5

A．μ1Mg　　　　　　　　B．μ1（m＋M）g

C．μ2mgD．μ1Mg＋μ2mg

7.

如图6所示，重80N的物体A放在倾角为30°的粗糙斜面上，有一根原长为10cm，劲度系数为1000N/m的弹簧，其一端固定在斜面底端，另一端放置物体A后，弹簧长度缩短为8cm，现用一测力计沿斜面向上拉物体，若物体与斜面间最大静摩擦力为25N，当弹簧的长图6

度仍为8cm时，测力计读数不可能为（　　）

A．10NB．20N

C．40ND．60N

8.如图7所示，水平桌面上平放一叠共计54张的扑克牌，每一张的质量均为m。

用一手指以竖直向下的力压第1张牌，并以一定速度向右移动手指，确保手指与第1张牌之间有相对滑动。

设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同，手指与第1张牌之间的动摩擦因数为μ1，牌间图7

的动摩擦因数均为μ2，第54张牌与桌面间的动摩擦因数为μ3，且有μ1>μ2>μ3。

则下列说法正确的是（　　）

A．第2张牌到第53张牌之间可能发生相对滑动

B．第2张牌到第53张牌之间不可能发生相对滑动

C．第1张牌受到手指的摩擦力向左

D．第54张牌受到水平桌面的摩擦力向左

9.如图8所示，用细线将A物体悬挂在顶板上，B物体放在水平地面上，A、B间有一劲度系数为100N/m的轻弹簧，此时弹簧的形变量为2cm。

已知A、B两物体的重力分别是3N和5N。

则细线对A的拉力及B对地面的压力可能是（　　）

A．1N和0NB．5N和7N

C．5N和3ND．1N和7N图8

10．物块M静止在倾角为α的斜面上，若给物块一个平行于斜面的水平力F的作用，物块仍处于静止状态，如图9所示。

则物块所受到的（　　）图9

A．支持力变大

B．摩擦力的方向一定发生改变

C．摩擦力大小保持不变

D．摩擦力变小

11．如图10所示，质量为mB＝14kg的木板B放在水平地面上，质量为mA＝10kg的货箱A放在木板B上。

一根轻绳一端拴在货箱上，另一端拴在地面，绳绷紧时与水平面的夹角为θ＝37°。

已知货箱A与木板B之间的动摩擦因数μ1＝0.5，木板B与地面之间的动图10

摩擦因数μ2＝0.4。

重力加速度g取10m/s2。

现用水平力F将木板B从货箱A下面匀速抽出，试求：

（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）

（1）绳上张力FT的大小；

（2）拉力F的大小。

12．如图11所示，原长分别为L1和L2，劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧竖直悬挂在天花板上，两弹簧之间有一质量为m1的物体，最下端挂着质量为m2的另一物体，整个装置处于静止状态。

求：

（1）这时两弹簧的总长。

（2）若用一个质量为M的平板把下面的物体竖直缓慢地向上托起，直到两弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和，求这时平板受到下面物体m2的压力。

图11

受力分析共点力的平衡

1．如图1所示是2011年第七届城市运动会吊环比赛的一个场景，

此时人静止不动，两根吊带对称并与竖直方向有一定夹角，下列判断正确的是（　　）

A．两根吊带受到环的拉力大小不等

B．手对吊环作用力方向竖直向下

C．每根吊带受到环的拉力大小都等于人重量的一半

D．两根吊带受到环的拉力合力一定竖直向下

图1

2．如图2所示的水平面上，橡皮绳一端固定，另一端连接两根弹簧，连接点P在F1、F2和F3三力作用下保持静止。

下列判断正确的是（　　）

A.F1>F2>F3

B．F3>F1>F2

C．F2>F3>F1图2

D．F3>F2>F1

3.如图3所示，截面为三角形的木块a上放置一铁块b，三角形木块竖直边靠在竖直且粗糙的竖直墙面上，现用竖直向上的作用力F，推动木块与铁

块一起向上匀速运动，运动过程中铁块与木块始终保持相对静止，则下列说法正确的是（　　）

A．木块a与铁块b间一定存在摩擦力图3

B．木块与竖直墙面间一定存在水平弹力

C．木块与竖直墙面间一定存在摩擦力

D．竖直向上的作用力F大小一定大于铁块与木块的重力之和

4．如图4所示，一光滑斜面固定在地面上，重力为G的物体在一水平推力F的作用下处于静止状态。

若斜面的倾角为θ，则（　　）

A．F＝Gcosθ

B．F＝Gsinθ图4

C．物体对斜面的压力FN＝Gcosθ

D．物体对斜面的压力FN＝

5.

半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板MN。

在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于静止状态。

如图5所示是这个装置的纵截面图。

若用外力使MN保持竖直，缓慢地向右移动，在Q落到地面以前，发现P始终保持静止。

在此过程中，下列说法中正确的是（　　）图5

A．MN对Q的弹力逐渐减小

B．地面对P的摩擦力逐渐增大

C．P、Q间的弹力先减小后增大

D．Q所受的合力逐渐增大

6．如图6所示，水平细杆上套一环A，环A与球B间用一轻质绳相连，质量分别为mA、mB，由于B球受到风力作用，环A与B球一起向右匀速运动。

已知细绳与竖直方向的夹角为θ，则下列说法中正确的是（　　）

A．B球受到的风力F为mBgtanθ图6

B．风力增大时，轻质绳对B球的拉力保持不变

C．风力增大时，杆对环A的支持力保持不变

D．环A与水平细杆间的动摩擦因数为

7．在如图7所示装置中，两物体质量分别为m1、m2，悬点a、b间的距离远大于滑轮的直径，不计一切摩擦，整个装置处于静止状态。

由图可知（　　）

图7

A．α一定等于β　　　　　　B．m1一定大于m2

C．m1一定小于2m2D．m1可能大于2m2

8．如图8所示，所受重力为G的均匀小球放在倾角为α的斜面上，球被与斜面夹角为θ的木板挡住，球面、木板均光滑。

若使球对木板压力最小，则木板与斜面间夹角θ应为（　　）

A．α　　　　　　　　B.

－α

C.

D.

＋α图8

9．如图9所示，在一根粗糙的水平直杆上套有两个质量均为m的铁环，两铁环上系着两根等长细线，共同拴住质量为M的小球，两铁环与小球都处于静止状态。

现想办法使得两铁环间距离增大稍许而同时仍能保持系统平衡，则水平直杆对铁环的支持力FN和摩擦力图9

Ff的可能变化是（　　）

A．FN不变B．FN增大

C．Ff增大D．Ff不变

10.如图10所示，一个质量为3.0kg的物体，放在倾角为θ＝30°的斜面上静止不动。

若用竖直向上的力F＝5.0N提物体，物体仍静止，（g＝10m/s2）下述结论正确的是（　　）

A．物体受到的摩擦力减小2.5N图10

B．物体对斜面的作用力减小5.0N

C．斜面受到的压力减小5.0N

D．物体受到的合外力减小5.0N

11.如图11所示，轻杆BC的C点用光滑铰链与墙壁固定，杆的B点通过水平细绳AB使杆与竖直墙壁保持30°的夹角。

若在B点悬挂一个定滑轮（不计重力），某人用它匀速地提起重物。

已知重物的质量m＝30kg，人的质量M＝50kg，g取10m/s2。

试求：

（1）此时地面对人的支持力的大小；

（2）轻杆BC和绳AB所受力的大小。

图11

12.一个底面粗糙、质量为M的劈放在粗糙的水平面上，劈的斜面光滑且与水平面成30°角；现用一端固定的轻绳系一质量为m的小球，小球放在斜面上，小球静止时轻绳与竖直方向的夹角也为30°，如图12所示，试求：

图12

（1）当劈静止时绳子的拉力大小。

（2）若地面对劈的最大静摩擦力等于地面对劈支持力的k倍，为使整个系统静止，k值必须满足什么条件？

力的合成与分解

1．F1、F2是力F的两个分力。

若F＝10N，则下列可能是F的两个分力的是（　　）

A．F1＝10N　F2＝10N　　　B．F1＝20N　F2＝20N

C．F1＝2N　F2＝6ND．F1＝20N　F2＝30N

2．如图1所示，F1、F2、F3恰好构成封闭的直角三角形，这三个力的合力最大的是（　　）

图1

3．如图2所示，置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m的照相机。

三脚架的三根轻质支架等长，与竖直方向均成30°角，则每根支架中承受的压力大小为（　　）

A.

mgB.

mg

C.

mgD.

mg图2

4．已知弓的顶部跨度为l，弦均匀且弹性良好，其自由长度为l。

发射时弦和箭可等效为图3的情景，假设弓的跨度保持不变，即箭在弦的正中间，弦夹在类似动滑轮的附加装置上，将箭发射出去。

已知弦的劲度系数为k，发射箭时弦的最大长度为2l（弹性限度内），则箭被发射瞬间所受的最大弹力为（设弦的弹力满足胡克定律）（　　）

A．klB.

k

C.

klD．2kll图3

5.

如图4所示是剪式千斤顶，当摇动把手时，螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢，从而将汽车顶起。

当车轮刚被顶起时汽车对千斤顶的压力为1.0×105N，此时千斤顶两臂间的夹角为120°，则下列判断正确的是（　　）

A．此时两臂受到的压力大小均为5.0×104N

B．此时千斤顶对汽车的支持力为2.0×105N图4

C．若继续摇动把手，将汽车顶起，两臂受到的压力将增大

D．若继续摇动把手，将汽车顶起，两臂受到的压力将减小

6．如图5所示，轻杆BC一端用铰链固定于墙上，另一端有一小滑轮C，重物系一绳经C固定在墙上的A点，滑轮与绳的质量及摩擦均不计。

若将绳一端从A点沿墙稍向上移，系统再次平衡后，则（　　）

A．绳的拉力增大

B．轻杆受到的压力减小

C．绳的拉力不变图5

D．轻杆受的压力不变

7．如图6所示，质量为m的小滑块静止在半径为R的半球体上，它与半球体间的动摩擦因数为μ，它与球心连线跟水平地面的夹角为θ，则小滑块（　　）图6

A．所受摩擦力大小为mgcosθ

B．所受摩擦力大小为mgsinθ

C．所受摩擦力大小为μmgsinθ

D．对半球体的压力大小为mgcosθ

8.

如图7所示，在细绳的下端挂一物体，用力F拉物体，使细绳偏离竖直方向α角，且保持α角不变，当拉力F与水平方向夹角β为多大时，拉力F取得最小值（　　）

A．β＝0B．β＝

图7

C．β＝αD．β＝2α

9．如图8所示，三个完全相同的木块放在同一个水平面上，木块和水平面的动摩擦因数相同。

分别给它们施加一个大小为F的推力，其中给第1、3两木块的推力与水平方向的夹角相同，这时三个木块都保持静止。

比较它们和水平面间的弹力大小FN1、FN2、FN3和摩擦力大小f1、f2、f3，下列说法中正确的是（　　）

A．FN1>FN2>FN3，f1>f2>f3

B．FN1>FN2>FN3，f1＝f3

C．FN1＝FN2＝FN3，f1＝f2＝f3

D．FN1>FN2>FN3，f1＝f2＝f3

10.如图9所示，人下蹲时，膝关节弯曲的角度为θ，设此时大、小腿部的肌群对膝关节的作用力F的方向水平向后，且大腿骨、小腿骨对膝关节的作用力大致相等，那么脚掌所受地面竖直向上的弹力约为（　　）

A.

　　　B.

C.

D.

tan

图9

11．一光滑圆环固定在竖直平面内，环上套着两个小球A和B（中央有孔），A、B间由细绳连接，它们处于如图10所示位置时恰好都能保持静止状态。

此情况下，B球与环中心O处于同一水平面上，AB间的细绳呈伸直状态，与水平线成30°夹角。

已知B球的质量为m，求细绳对B球的拉力和A球的质量。

图10

12.

如图11所示，轻绳AC与水平面夹角α＝30°，BC与水平面夹角β＝60°，若AC、BC能承受的最大拉力不能超过100N，那么重物G不能超过多少？

（设悬挂重物G的绳CD强度足够大）

图11

答案

1．解析：

A错误；某物体在地球某点处所受地球吸引而产生的重力一定，与此物体的运动状态无关，B错误，C正确；物体所受重力G＝mg，在g一定时，G由m决定，D正确。

答案：

CD

2．解析：

如果杆端受拉力作用，则可用等长的绳代替，若杆端受到沿杆的压力作用，则杆不可用等长的轻绳代替，如图甲、丙、丁中的AB杆受拉力作用，而甲、乙、丁中的BC杆均受沿杆的压力作用，故A、C、D均错误，只有B正确。

答案：

B

3．解析：

A选项中，a、b间如果存在弹力，则b给a的弹力水平向左，a将向左侧加速运动，显然与题设要求不符，故A选项中a、b间无弹力作用。

同理，C选项中a、b间没有弹力。

对于D选项，也可以假设a、b间有弹力，则a（斜面）对b的弹力将垂直于斜面向上，因此，b所受的合外力不为零，即b不可能处于静止状态。

B选项，假设b对a没有弹力，则a所受的合外力不为零，将不可能静止，故a、b间必须存在弹力。

故选B。

答案：

B

4．由相对运动可知，石块受到向上的滑动摩擦力，使石块加速向上运动，达到与皮带共速，若所经位移大于两轮间距，则一直加速；若达到共速时所经位移小于两轮间距，共速后石块与皮带相对静止，此后受静摩擦力的作用，方向仍沿皮带向上。

：

AB

5．解析：

因F1>F2，则物体有向右的运动趋势。

故摩擦力向左，其大小为Ff＝F1－F2＝8N，木块静止说明Ffm≥8N，当撤去F1后，木块有向左的运动趋势，摩擦力向右，大小Ff′＝F2＝2N

答案：

BD

6．解析：

木块P在长木板ab上滑行，木块受到长木板向左的滑动摩擦力F1＝μ2mg作用，根据牛顿第三定律可知，长木板也必定受到木块向右的滑动摩擦力F1′作用，F1′＝F1＝μ2mg。

由于长木板处于静止状态，所以长木板受到地面静摩擦力F2应与F1′平衡，即F2＝μ2mg，选项C正确。

答案：

C

7．解析：

当物体受到的静摩擦力方向沿斜面向下，且达到最大静摩擦力时，测力计的示数最大，此时

F＋kΔx＝mgsinθ＋Ffmax解得F＝45N，故F不能超过45N，选D。

答案：

D

8．解析：

由题意知，第1张牌受到手指的摩擦力方向向右，C错误；如果第2张牌到第53张牌之间发生了相对滑动，则其中的某一张牌受到的来自于其上方的牌的摩擦力F上必大于其所受来自下方牌的摩擦力F下，牌之间的动摩擦因数均为μ2，令每张牌的重力为mg，令F上＝μ2FN，则F下＝μ2（mg＋FN），总有F下>F上，即从第2张牌到第53张牌之间不可能有相对滑动发生。

将第2张牌到第53张牌视为一个整体，该整体受第1张牌的摩擦力向右，由牛顿第三定律知第53张牌对第54张牌的摩擦力向右，则桌面对第54张牌的摩擦力必向左。

答案：

BD

9．解析：

由胡克定律知弹簧的弹力F＝100×2×10－2N＝2N，分两种可能情况进行讨论：

答案：

CD

10．解析：

物块静止在斜面上时，物块所受的摩擦力为：

f1＝Mgsinα。

给物块平行于斜面的水平力F后，在斜面内，重力沿斜面向下的分力、水平力F、摩擦力f2三力平衡，根据平衡条件有：

f22＝（Mgsinα）2＋F2，重力沿斜面向下的分力与F的合力方向的反向是摩擦力f2的方向，所以摩擦力的方向和大小都发生了改变，B正确。

答案：

B

11．解析：

（1）对A进行受力分析可知A受四个力作用，分解绳的拉力，根据A受力平衡可得FN1＝mAg＋FTsinθ，Ff1＝FTcosθ，Ff1＝μ1FN1

解得FT＝

代入数据得绳子张力FT＝100N。

（2）对B进行受力分析可知B受6个力的作用地面对B的支持力FN2＝mBg＋FN1，而FN1＝mAg＋FTsinθ＝160N

拉力F＝μ2FN2＋μ1FN1＝200N。

答案：

（1）100N　

（2）200N

12．解析：

（1）设上面弹簧受到的弹力为F1，伸长量为Δx1，下面弹簧受到的弹力为F2，伸长量为Δx2，由物体的平衡及胡克定律有F1＝（m1＋m2）gΔx1＝

F2＝m2g，Δx2＝

所以总长为L＝L1＋L2＋Δx1＋Δx2＝L1＋L2＋

＋

。

（2）要使两个弹簧的总长度等于两弹簧原长之和，必须是上面弹簧伸长Δx，下面弹簧缩短Δx。

对m2：

FN＝k2Δx＋m2g对m1：

m1g＝k1Δx＋k2ΔxFN＝m2g＋

m1g。

受力分析共点力的平衡

1．解析：

由两根吊带对称可知，两根吊带受到环的拉力大小相等，A错；人受力平衡，每个吊环对手的作用力方向由人的重心指向环，方向斜向上方，手对吊环的作用力斜向下方，B错误；两吊带对环的拉力方向沿着吊带斜向上，其合力与人和环的重力平衡，即其合力方向竖直向上，故两根吊带受到环的拉力合力一定竖直向下，D正确；由于每根吊带受到环的拉力方向不是竖直向下，故其大小一定大于人的重量的一半，C错误。

答案：

D

3．解析：

铁块b匀速运动，故铁块b受重力、斜面对它的垂直斜面向上的支持力和沿斜面向上的静摩擦力，选项A正确；将a、b看做一个整体，竖直方向：

F＝Ga＋Gb，选项D错误；整体水平方向不受力，故木块与竖直墙面间不存在水平弹力，没有弹力也就没有摩擦力，选项B、C均错。

答案：

A

4．解析：

物体所受三力如图所示，根据平衡条件，F、FN′的合力与重力等大反向，有F＝Gtanθ，FN＝FN′＝

，故只有D选项正确。

答案：

D

5．解析：

对圆柱体Q受力分析如图所示，P对Q的弹力为F，MN对Q的弹力为FN，挡板MN向右运动时，F和竖直方向的夹角逐渐增大，如图所示，而圆柱体所受重力大小不变，所以F和FN的合力大小不变，故D选项错误；由图可知，F和FN都在不断增大，故A、C两项都错；对P、Q整体受力分析知，地面对P的摩擦力大小就等于FN，所以地面对P的摩擦力也逐渐增大。

故选B。

答案：

B

6．解析：

对B受力分析可知A正确；当风力增大时，由于F拉＝mBg/cosθ，所以B错误；以整体为研究对象，竖直方向杆对环A的支持力与环A和B球受到的重力平衡，C正确；水平方向上，mBgtanθ＝μ（mA＋mB）g，所以D错误。

7．解析：

光滑滑轮两边绳的拉力相等，由物体处于平衡可得：

水平方向：

m2gsinα＝m2gsinβ，∴α＝β。

竖直方向：

2m2gcosβ＝m1g，所以m1一定小于2m2。

答案：

AC8。

答案：

C

9．解析：

对铁环和小球受力分析如图所示，以整体为研究对象，2FN＝Mg＋2mg，可见FN与α角无关，即FN不变，A对，B错；摩擦力Ff＝Fcosα，2Fsinα＝Mg，所以Ff＝

，所以说Ff随着α角的减小而增大，C对，D错。

答案：

AC

10．解析：

对物体m进行受力分析：

m始终处于静止状态，不加竖直向上的力时，摩擦力f＝mgsin30°＝15N，支持力FN＝mgcos30°＝15

N，物体对斜面的作用力是指物体对斜面的压力和摩擦力的合力，其大小等于重力mg＝30N；若加上一个竖直向上的力提物体时，相当于重力减小了，可看作重力为G＝（30－5）N＝25N的物体，此时摩擦力为f＝Gsin30°＝12.5N，减少了2.5N，A正确；支持力为FN＝Gcos30°＝12.5

N，斜面受到的压力减小2.5

N，C错误；物体对斜面的作用力大小为25N，减小5.0N，B正确；m始终处于静止状态，合外力为零，D错误。

答案：

AB

11．解析：

（1）因匀速提起重物，则FT＝mg，且绳对人的拉力为mg，所以地面对人的支持力为：

FN＝Mg－mg＝（50－30）×10N＝200N，方向竖直向上。

（2）定滑轮对B点的拉力方向竖直向下，大小为2mg，杆对B点的弹力方向沿杆的方向，如图所示，由共点力平衡条件得：

FAB＝2mgtan30°＝2×30×10×

N＝200

N

FBC＝

＝

N＝400

N。

答案：

（1）200N　

（2）400

N　200

N

12．解析：

（1）以小球为研究对象，其受力如图甲所示，并建立如图所示直角坐标系，对FT和mg进行正交分解，由物体的平衡条件可知：

FTcos30°＝mgsin30°得FT＝

mg

（2）以劈和小球整体为研究对象，整体受力情况如图乙所示，由物体平衡条件可得：

甲

Ff＝FTcos60°，为使整个系统静止，其临界状态是静摩擦力Ff为最大值，即有

Ffmax＝k[（M＋m）g－FTsin60°]联立以上两式可得k＝

乙

即k值必须满足k≥

。

答案：

（1）

mg　

（2）k≥

力的合成与分解

1．解析：

合力F和两个分力F1、F2之间的关系为|F1－F2|≤F≤|F1＋F2|，则应选A、B、D。

答案：

ABD

2．解析：

由矢量合成法则可知A图的合力为2F3，B图的合力为0，C图的合力为2F2，D图的合力为2F3，因F2为直角三角形的斜边，故这三个力的合力最大的为C图。

答案：

C

3．解析：

题中每根支架对照相机的作用力F沿每根支架向上，这三个力的合力等于照相机的重力，所以有3Fcos30°＝mg，得F＝

＝

mg，故选项D正确。

答案：

D

4．解析：

弓发射箭的瞬间，受力如图所示。

设放箭处弦的弹力分别为F1、F2，合力为F，则F1＝F2＝k（2l－l）＝kl，F＝2F1·cosθ，由几何关系得co