专题二相互作用
1.(2012·东城模拟)如图所示，静止的弹簧测力计受到大小都为40 N的F1、F2的作用，弹簧测力计的示数为( )
A.0
B.40 N
C.80 N
D.无法确定
2.(2012·温州模拟)物体静止于倾角为θ的斜面上，当斜面倾角θ变小时，物体所受力的变化情况是( )
A.重力、支持力、静摩擦力均增大
B.重力不变，支持力增大，静摩擦力减小
C.重力不变，支持力、静摩擦力增大
D.重力不变，支持力增大，静摩擦力不变
3.(2012·无锡模拟)如图所示，一个物体受到三个共点力F
1、F
2、F3的作用，若将
它们平移并首尾相接，三个力组成了一个封闭三角形，则物体所受这三个力的合力
大小为( )
A.2F1
B.F2
C.2F3
D.0
4.(2012·大连模拟)如图所示，用水平力F推静止在斜面上的物块，当力F由零开
始逐渐增大到某一值而物块仍保持静止状态，则物块( )
A．所受合力逐渐增大
B．所受斜面摩擦力可能变为零
C．所受斜面弹力逐渐增大
D．所受斜面作用力逐渐变小
5.(2012·淄博模拟)如图所示，滑轮固定在天花板上，物块A、B用跨过滑轮不可伸长的轻细绳相连接，物块B静止在水平地面上.若用F f和F N分别表示水平地面对物块B的摩擦力和支持力，那么若将物块B向左移动一小段距离，物块B仍静止在水平地面上，则F f和F N的
大小变化情况是( )
A.F f、F N都增大
B.F f、F N都减小
C.F f增大，F N减小
D.F f减小，F N增大
6.(2012·福州模拟)用三根轻绳将质量为m的物块悬挂在空中，如图所示.已知
ac和bc与竖直方向的夹角分别为30°和60°，则ac绳和bc绳中的拉力分别
为( )
1133113
mg B.mg D.mg mg
2222
7.(2012·郑州模拟)如图所示，重20 N的物体放在粗糙水平面上，用F＝8 N
的力斜向下推物体.F与水平面成30°角，物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.5，物体与水平面间的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，则( )
A.地面对物体的支持力为24 N
B.物体所受的摩擦力为12 N
C.物体所受的合力为5 N
D.物体所受的合力为零
8.(2012·银川模拟)在水平力F作用下，重为G的物体沿墙壁匀速下滑，如图所示.若物体与墙之间的动摩擦因数为μ，则物体所受的摩擦力的大小为( )
A.μF
B.μF＋
9.(2012·佛山模拟)如图所示,A、B两个物体的重力分别是G
A=3 N、G B=4 N,弹
簧的重力不计,整个装置沿竖直方向处于静止状态,这时弹簧的弹力F=2 N,则天
花板受到的拉力和地板受到的压力有可能是( )
A.1 N、6 N
B.5 N、6 N
C.1 N、2 N
D.5 N、2 N
10.(2012·石家庄模拟)如图所示,物体P放在粗糙水平面上,左边用一根轻弹簧
与竖直墙相连,物体静止时弹簧的长度小于原长.若再用一个从0开始逐渐增大的水平力F 向右拉P,直到拉动,那么在P被拉动之前的过程中,弹簧对P的弹力F T的大小和地面对P的摩擦力F f的大小的变化情况( )
A.弹簧对P的弹力F T始终增大,地面对P的摩擦力始终减小
B.弹簧对P的弹力F T保持不变,地面对P的摩擦力始终增大
C.弹簧对P的弹力F T保持不变,地面对P的摩擦力先减小后增大
D.弹簧对P的弹力F T先不变后增大,地面对P的摩擦力先增大后减小
11.(2012·合肥模拟)如图所示,倾角为θ的光滑斜面体ABC放在水平面上,劲度系数分别为k1、k2的两个轻弹簧沿斜面悬挂着,两弹簧之间有一质量为m1的重物,最下端挂一质量为m2的重物,此时两重物处于平衡状态,现把斜面ABC绕A点缓慢地顺时针旋转90°后,重新达到平衡.试求:m1、m2沿斜面各移动的距离.
12.(2012·霸州模拟)如图所示，A、B两物体叠放在水平地面上，已知A、B的质量分别为m A＝10 kg，m B＝20 kg，A、B之间，B与地面之间的动摩擦因数均为μ＝0.5.一轻绳一端系住物体A，另一端系于墙上，绳与竖直方向的夹角为
37°，今欲用外力将物体B匀速向右拉出，求所加水平力F的大小．(取g＝
10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)
13.(2012·南昌模拟)物体的质量为2 kg，两根轻细绳AB和AC的一端连接于竖直墙上，另一端系于物体上，在物体上另施加一个方向与水平线成θ角的拉力F，相关几何关系如图所示，θ＝60°，若要使绳都能伸直，求拉力F的大小范围．(g取10 m/s2)
【高考预测】
本章的重点是力与物体的平衡，以及处理平衡问题的方法——力的合成与分解，受力分析是解决问题的关键.摩擦力和物体的平衡两知识点，往往与牛顿运动定律、动能定理、能量守恒定律相结合，有时还与电场及磁场中的带电体的运动相结合，题目难度较大，综合性较强，能力要求也较高.
对该部分内容的命题预测点如下:
1.如图所示，两个等大的水平力F分别作用在B和C上，A、B、C均处于静止状态．各接触面与水平地面平行，A、C间摩擦力大小为F1，B、C间摩擦力大小为F2，C与地面间的摩擦力大小为F3，则( )
A.F1＝0，F2＝0，F3＝0
B.F1＝0，F2＝F，F3＝0
C.F1＝F，F2＝0，F3＝0
D.F1＝0，F2＝F，F3＝F
2.木块A、B分别重50 N和30 N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2.与A、B相连接的轻弹簧被压缩了5 cm，系统置于水平地面上静止不动．已知弹簧的劲度系数为100 N/m.用F＝1 N的不变力作用在木块A上，如图所示.力F作用后( )
A.木块A所受摩擦力大小是4 N，方向向右
B.木块A所受摩擦力大小是9 N，方向向右
C.木块B所受摩擦力大小是9 N，方向向左
D.木块B所受摩擦力大小是6 N，方向向左
3.如图所示,用细绳系住放在倾角为θ的光滑斜面上的球,当细绳由水平方向
缓慢向上偏移至竖直方向的过程中,细绳上的拉力将( )
A.逐渐增大
B.逐渐减小
C.先增大后减小
D.先减小后增大
4.假期里，一位同学在厨房里协助妈妈做菜，对菜刀发生了兴趣．他发现菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一样，刀刃前部的顶角小，后部的顶角大，如图所示，他先后作出过几个猜想，其中合理的是( )
A.刀刃前部和后部厚薄不匀，仅是为了打造方便，外形美观，跟使用功能无关
B.在刀背上加上同样的压力时，分开其他物体的力跟刀刃厚薄无关
C.在刀背上加上同样的压力时，顶角越大，分开其他物体的力越大
D.在刀背上加上同样的压力时，顶角越小，分开其他物体的力越大
5.如图所示，一辆运送沙子的自卸卡车装满沙子，沙粒之间的动摩擦因数为μ1，沙子与车厢底部材料的动摩擦因数为μ2，车厢的倾角用θ表示(已知μ2>μ1)，下列说法正确的是( )
A.要顺利地卸干净全部沙子，应满足tanθ>μ2
B.要顺利地卸干净全部沙子，应满足sinθ>μ2
C.只卸去部分沙子，车上还留有一部分沙子，应满足μ2>tanθ>μ1
D.只卸去部分沙子，车上还留有一部分沙子，应满足μ2>μ1>tanθ
6.如图甲所示，在圆柱体上放一物块P，圆柱体绕水平轴O缓慢转动，
从A转至A′的过程，物块与圆柱体保持相对静止，则图乙反映的是
该过程中( )
A.重力随时间变化的规律
B.支持力随时间变化的规律
C.摩擦力随时间变化的规律
D.合外力随时间变化的规律
7.一端装有定滑轮的粗糙斜面体放在地面上,A、B两物体通过细绳连接,并处于静止状态(不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦),如图所示.现用水平力F作用于物体B上,缓慢拉开一小角度,此过程中斜面体与物体A仍然静止.则下列说法正确的是( )
A.缓慢拉开的过程中水平拉力F不变
B.斜面体所受地面的支持力不变
C.斜面对物体A作用力的合力变大
D.物体A所受斜面体的摩擦力变小
8.如图所示，在倾角为37°的固定斜面上静置一个质量为5 kg的物体，物体与斜面间的动摩擦因数为0.8.求：
(1)物体所受的摩擦力;(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)
(2)若用原长为10 cm，劲度系数为3.1×103 N/m的弹簧沿斜面向上拉物体，使之向上匀速运动，则弹簧的最终长度是多少？(取g＝10 m/s2)
9.如图所示，板A的质量为m，滑块B的质量为2m，板A用绳拴住，绳与
斜面平行，滑块B沿倾角为α的斜面在A板的中间一段匀速下滑，若A、
B之间以及B与斜面间的动摩擦因数相同，求动摩擦因数μ.
答案解析
【模拟演练】
1.【解析】选B.对于弹簧测力计来说，两端都有力的作用，所以读数不可能为0，A错误；弹簧测力计两端都受力的作用，容易让人理解为它的读数为80 N，本题可以这样理解，弹簧测力计相当于一端固定在墙上，另一端受到一个40 N的拉力，所以最终读数为40 N，B 正确，C、D错误.
【误区警示】有关弹簧测力计读数的两个误区
(1)误认为弹簧测力计受两个等大、反向的作用力，合力为零，其示数为零，实际上弹簧测力计的示数等于其中一个力的大小.
(2)误认为弹簧测力计的示数等于两个拉力大小之和.
2.【解析】选B.根据平衡条件,物体所受支持力F N=mgcosθ, 所受静摩擦力F f= mgsinθ,故当斜面倾角θ变小时，支持力F N增大，静摩擦力F f减小，而重力始终不变,B正确.
3.【解析】选D.由矢量三角形定则可以看出，首尾相接的任意两个力合力均与第三个力大
小相等、方向相反，所以这三个力的合力为零，故D 正确．
4.【解析】选B 、C.物块仍保持静止状态，所受合力仍为零，A 错误；当水平力F 沿斜面向上的分力与重力沿斜面向下的分力大小相等时，物块所受斜面摩擦力为零，B 正确；物块所受斜面弹力大小等于F 垂直斜面向下的分力与重力垂直斜面向下的分力之和，F 增大，物块所受斜面弹力也增大，C 正确；物块所受斜面作用力大小等于其重力与水平力F 的合力，F 增大，物块所受斜面作用力也增大，D 错误.
5.【解题指南】解答本题应注意以下两点：
(1)明确前后两个状态绳子拉力大小始终等于A 的重力.
(2)对B 进行受力分析，列平衡方程，由细绳与水平方向的夹角变化判断F f 和F N 的大小变化.
【解析】选B.细绳对物块B 的拉力F 等于物块A 的重力mg ，物块B 向左移动一小段距离，细绳与水平方向的夹角θ增大，据平衡条件知F f =mgcos θ, F N =m B g- mgsin θ, 故随着θ增大F f 、F N 都减小，故B 正确.
6.【解析】选A.结点c 受到绳子向下的拉力F 大小等于物块的重力mg ，它产生两
个作用效果：拉紧ac 绳和bc 绳，将力F 沿ac 绳和bc 绳方向分解，如图所示.由图中的几何关系可得F 1＝Fcos30°3mg ，F 2＝Fsin30°＝12mg.则有ac 绳中
的拉力F ac ＝F 1mg ，bc 绳中的拉力F bc ＝F 2＝12mg ，故A 正确. 7.【解析】选A 、D.将F 沿水平和竖直方向分解，则竖直方向F N =Fsin30°+G=
24 N ，A 正确；由物体的平衡条件得摩擦力F f =Fcos30°物体受到的最大静摩擦力
F fm =μF N =12 N ＞物体保持静止状态，物体所受的合力为零，B 、C 错误，D 正确.
8.【解析】选A 、C.物体受力如图所示,由平衡条件得,水平方向F N =F.竖直方向F f =G,C 正确,D 错误;由F f =μF N 得F f =μF,A 正确,B 错误.
9.【解析】选A 、D.若弹簧处于拉伸状态,对A 物体有F T =G A +F=3 N+2 N=5 N,对B 物体有F N =G B -F=4 N-2 N=2 N,故天花板受到的拉力和地板受到的压力分别为5 N 和2 N;若弹簧处于压缩状态,
对A 物体有F T =G A -F=3 N-2 N=1 N,对B 物体有F N = G B +F=4 N+2 N=6 N,故天花板受到的拉力和地板受到的压力分别为1 N 和6 N,A 、D 正确,B 、C 错误.
10.【解析】选B.在P 被拉动之前的过程中,弹簧长度不变,弹簧对P 的弹力F T 的大小保持不变,由于弹簧长度小于原长,P 有向右运动的趋势,所受静摩擦力方向向左,用一个从0开始逐渐增大的水平力F 向右拉P 的过程中,地面对P 的摩擦力始终增大,B 正确.
11.【解析】没旋转时,两弹簧均处于伸长状态,两弹簧伸长量分别为x 1、x 2,
k 2x 2=m 2gsin θ, 解得22221112
m gsin x k x m gsin k x ,k θ=+θ= 解得()1211
m m gsin x k +θ= 旋转后,两弹簧均处于压缩状态,压缩量分别为x ′1、x ′2.
m 2gcos θ=k 2x ′2,
解得x ′2=22
m gcos k θ (m 1+m 2)gcos θ=k 1x ′1,
解得x ′1=()121
m m gcos k +θ m 1移动的距离d 1=x 1+x ′1=
()121m m g (sin cos )k +θ+θ m 2移动的距离
d 2=d 1+x 2+x ′2=()12212
m m g m g (sin cos )(sin cos )k k +θ+θ+θ+θ 答案:()()12122112
m m g m m g m g (sin cos ) (sin cos )(sin cos )k k k ++θ+θθ+θ+θ+θ 12.【解析】A 、B 的受力分析如图所示.
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对A 由平衡条件得：
F T sin 37°＝F f1＝μF N1 F T cos 37°＋F N1＝m A g
联立以上两式可得：
F N1＝A 3m g 43
μ＋＝60 N F f1＝μF N1＝30 N 对B 由平衡条件得：
F ＝F ′f1＋F f2＝F ′f1＋μF N2＝F f1＋μ(F N1＋m B g)＝2F f1＋μm B g ＝160 N.
答案:160 N
13.【解析】物体A 受力如图所示
.
由平衡条件得：
竖直方向:Fsin θ＋F 1sin θ－mg ＝0 ①
水平方向:Fcos θ-F 2－F 1cos θ＝0 ②
由①②式得F ＝
mg sin θ
－F 1 ③ F ＝2F mg 2cos 2sin θθ＋ ④ 要使两绳都能绷直，则有F 1≥0 ⑤
金太阳新课标资源网F 2≥0 ⑥
由③⑤式得F
有最大值max mg F N sin 3
θ＝＝ 由④⑥式得F 有最小值min mg F N 2sin θ＝
＝ 故F 的取值范围为
≤F
答案
≤F
【方法技巧】求解平衡状态下临界问题时的注意事项
(1)求解平衡中的临界问题和极值问题时，首先要正确地进行受力分析和变化过程分析，找出平衡的临界点和极值点.
(2)临界条件必须在变化中去寻找，不能停留在一个状态来研究临界问题，而是把某个物理量推向极端，即极大和极小，并依此做出科学的推理分析，从而给出判断或导出一般结论.
【高考预测】
1.【解析】选B.以A 为研究对象，A 处于平衡状态，又无运动趋势，所以A 、C 间无摩擦力的作用，F 1＝0.以B 为研究对象，B 处于平衡状态，在F 的作用下有向右的运动趋势，由平衡条件可知F 2＝F.以A 、B 、C 整体为研究对象，水平方向的两个拉力平衡，故无运动趋势，所以F 3＝0，故B 正确.
2.【解析】选A.当A 不受外力F 作用时，弹簧的弹力大小为F=kx=100×0.05 N=
5 N ，对A 、B 由平衡条件得A 受到的摩擦力大小为5 N ，方向水平向右，B 受到的摩擦力大小为5 N ，方向水平向左；当A 受到外力F ＝1 N 作用时经过受力分析可知，A 受到的摩擦力大小为4 N ，方向水平向右，弹簧仍然是原状，弹力大小不变，故B 受到的摩擦力大小仍为5 N ，方向水平向左，A 正确，B 、C 、D 错误．
3.【解析】选D.球的重力有两个效果,即拉细绳和压斜面,用图解法分析,作出力的分解图示如图所示,
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由图可知,当细绳由水平方向逐渐向上偏移至竖直方向时,细绳上的拉力F 2将先减小后增大,当F 2和F 1的方向垂直时,F 2有极小值;而球对斜面的压力F 1逐渐减小,故D 正确.
4.【解析】选D.把刀刃部分抽象后，可简化成一个等腰三角形劈，设顶
角为2θ，背宽为d ，侧面长为l ，如图所示.
当在刀背施加压力F 后，产生垂直侧面的两个分力F 1、F 2，使用中依靠着
这两个分力分开被加工的其他物体．由对称性知，这两个分力大小相等(F 1
＝F 2)，因此画出力分解的平行四边形，实为菱形，如图所示．在这个力
的平行四边形中，取其四分之一考虑(图中阴影部分)．根据它跟半个劈的直角三角形的相似关系，有关系式1F 1F d sin 22
θ＝＝，l 得F 1＝F 2＝F 2sin θ
.由此可见，刀背上加上一定的压力F 时，侧面分开其他物体的力跟顶角的大小有关，顶角越小，sin θ的值越小，F 1和F 2越大,故D 正确．
5.【解题指南】解答本题应注意卸掉全部沙子和部分沙子时沙子的受力情况以及应满足的条件.
【解析】选A 、C.要卸掉全部沙子，沙子沿车厢底部方向应有:mgsin θ>
μ2mgcos θ，即tan θ>μ2，A 正确，B 错误；要留有部分沙子在车厢，则tan θ<μ2，tan θ>μ1，C 正确，D 错误．
6.【解析】选B.在圆柱体缓慢转动的过程中，物块P 的重力是定值，不随时间发生变化，A 错误；物块P 受三个力的作用，竖直向下的重力G ，沿半径指向外的支持力F N ，沿切线方向的静摩擦力F f ，因圆柱体缓慢转动，所以物块P 在任意位置所受合力为零，D 错误；对三力正交分解，设重力G 与支持力F N 方向所夹锐角为θ，则F N ＝mgcos θ，F f ＝mgsin θ，从A 转至A ′的过程中，θ先减小后增大，所以F N 先增大后减小，B 正确；而F f 先减小后增大，C 错误．
7.【解析】选B.用水平力F 作用于物体B 上,缓慢拉开一小角度的过程中,
设细绳与竖直方
金太阳新课标资源网向的夹角为θ,则细绳中拉力F T =B m g cos
增大,水平拉力F=m B gtan θ增大,A 错误;把系统看做一个整体,竖直方向受力不变,斜面体所受地面的支持力不变,B 正确;由于A 、B 质量关系不确定,初状态A 物体所受摩擦力的大小和方向不确定,在缓慢拉开的过程中,物体A 所受斜面体的摩擦力如何变化不能确定,则斜面对物体A 作用力的合力如何变化不能确定,C 、D 错误.
8.【解析】(1)物体静止在斜面上受力分析如图所示
:
由平衡条件得：F f ＝mgsin 37°=5×10×sin37° N ＝30 N,方向沿斜面向上.
(2)当物体沿斜面向上被匀速拉动时，如图所示
:
弹簧拉力设为F ，伸长量为x ，
则:F ＝kx
由平衡条件得:F ＝mgsin37°＋μF N F N ＝mgcos37°
弹簧最终长度l ＝l 0＋x
解得:l ＝12 cm
答案:(1)30 N 方向沿斜面向上 (2)12 cm
9.【解析】取B 为研究对象，受力分析如图所示
:
金太阳新课标资源网由平衡条件得：
2mgsin α=μF N1＋μF N2 ①
对于A ，由平衡条件得:
F ′N2＝F N2＝mgcos α ②
对于A 、B 整体，由平衡条件得:
F ′N1＝F N1＝3mgcos α ③
由①②③得:μ＝
12tan α 答案: 12
tan α 【方法技巧】平衡问题的分析技巧
对于平衡类问题，应当首先分清是静态平衡还是动态平衡问题.
(1)对于静态平衡问题，应当先分析物体的受力情况，根据平衡条件列出平衡方程，解方程对结果进行讨论.
(2)对于动态平衡问题，应先分析物体的受力情况，结合具体情况采用相应的方法. ①如果物体所受的力较少，可以采用合成的方法.
②如果物体受到三个力的作用而处于动态平衡，若其中的一个力大小、方向均不变，另外两个力的方向都发生变化，可以用力三角形与几何三角形相似的方法求解.
③如果物体受到三个力的作用，其中一个力的大小、方向均不变，并且还有另一个力的方向不变，此时可用图解法分析，即可以通过画出多个平行四边形来分析力的变化，该法可以将动态问题静态化，抽象问题形象化，从而使问题易于分析求解.
④如果物体受到多个力的作用，可以用正交分解的方法列方程求解.
相互作用 2020年高考必备 2015年2016年2017年2018年2019年Ⅰ 卷 Ⅱ 卷 Ⅰ 卷 Ⅱ 卷 Ⅲ 卷 Ⅰ 卷 Ⅱ 卷 Ⅲ 卷 Ⅰ 卷 Ⅱ 卷 Ⅲ 卷 Ⅰ 卷 Ⅱ 卷 Ⅲ 卷 考点一重力、弹力、摩擦力力的合成与分解 考点二受力分析 共点力的平衡 19 14 17 21 16 17 19 16 16 考点三实验:1.探究弹力和弹 簧伸长的关系 22 实验:2.验证力的平行 四边形定则 22 考点一重力、弹力、摩擦力力的合成与分解 命题角度1(储备)弹力与摩擦力的分析 【典题】(多选)(2019河北衡水高三月考)如图所示,质量为m的木块A放在质量为M的三角形斜面体B上,现用大小不相等、方向相反的水平力F1、F2分别推A和B,它们均静止不动,且F1 用假设法分析隐蔽的弹力与静摩擦力 (1)接触面形变情况不清晰,则相关弹力较为“隐蔽”.此时需用“假设法”判定弹力的有无和弹力的方向. 也可假设有弹力,做相似分析. (2)接触面间的相对运动趋势不明确,则相关静摩擦力较为“隐蔽”,此时需用“假设法”判定静摩擦力的有无和静摩擦力的方向. 也可假设有静摩擦力,做相似分析. (3)应用“假设法”时,一般结合力的合成与分解、平衡条件等知识分析. 典题演练提能·刷高分 1. 高中物理必修一相互作用专题 一、重力弹力摩擦力 10.如图所示，一重为8N的球固定在AB杆的上端，今用测力计水平拉球，使杆发生弯曲，此时测力计的示数为6N，则AB杆对球作用力的大小为（）5 如图所示，一重为8N的球固定在AB杆的上端，今用测力计水平拉 球，使杆发生弯曲，此时测力计的示数为6N，则AB杆对球作用力 的大小为（） A．6N B．8N C．10N D．12N 11.探究弹力和弹簧伸长的关系时，在弹性限度内，悬挂15N重物时， 弹簧长度为0.16m；悬挂20N重物时，弹簧长度为0.18m，则弹簧的原长L0和劲度系数k 分别为多少？请写出详细计算过程。 12. 请在图中画出杆或球所受的弹力 （e） 13如上图e所示，小车上固定着三角硬杆，杆的端点处固定着一个质量为m的小球．当小车有水平向右的加速度且从零开始逐渐增大时，杆对小球的作用力的变化(用F1至F4变化表示)可能是下图中的(OO’沿杆方向) A B C D 14. 一辆汽车停在水平地面上，下列说法中正确的是（）： A 地面受到了向下的弹力，是因为地面发生了形变；汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力B地面受到了向下的弹力，是因为地面发生了形变；汽车受到了向上的弹力，是因为汽车也发生了形变C汽车受到了向上的弹力，是因为地面发生了弹力；地面受到了向下的弹力，是因为汽车发生了形变D以上说法都不正确 4. 如图为皮带传动装置，正常运转时的方向如图所示， 当机器正常运转时，关于主动轮上的A 点、与主动轮接触的皮带上的B 点、与从动轮接触的皮带上的C 点及从动轮上的D 点，这四点的摩擦力的方向的描述，正确的是（ ） A. A 点受到的摩擦力沿顺时针方向 B. B 点受到的摩擦力沿顺时针方向 C. C 点受到的摩擦力沿逆时针方向 D. D 点受到的摩擦力沿逆时针方向 5.如图4所示，把重为20N 的物体放在倾角的粗糙斜面上，并静止，物体右端与固定在斜面上的轻弹簧相连接，若物体与斜面间的最大静摩擦力为12N ，则弹簧的弹力：（弹簧与斜面平行） A ．可以为22N ，方向沿斜面向上； B ．可以为2N ，方向沿斜面向上； C ．可以为2N ，方向沿斜面向下； D ．弹力可能为零。 6.如图所示，位于水平桌面上的物块P ，由跨过定滑轮的轻绳与物块Q 相连，定滑轮到P 和到Q 的两段绳都是水平的。已知Q 与P 之间以及P 与桌面之间的动摩擦因数都是μ，两物块的质量都是m ，滑轮的质 量、滑轮轴上的摩擦都不计，若用一水平向右的力F 拉P 使它做匀速运动，则F 的大小为 （ ） A ．4μmg B ．3μmg C ．2μmg D ．μmg 7.如图所示，在倾角θ=30°的粗糙斜面上放一重量为G 的物体，物体能保持静止。现在用与斜面底边平行的力F=G/2推物体，物体恰能做匀速直线运动，则物体与斜面之间的动摩擦因数是多少？ 解：如左图所示；在斜面上，物体在推力、重力平行于斜面向下的分力Gsin300和滑动摩擦力三个力的作用下，沿斜面斜下方向作匀速直线运动，这三个力的合外力为零。如右图所示。 物体与斜面之间的滑动摩擦因数 A D B C 主动轮 从动轮 v F Q P G G f μμ2 330cos 0==G f 2 2= 3 6=μ 最新高考物理相互作用练习题 一、高中物理精讲专题测试相互作用 1．如图所示，斜面倾角为θ=37°，一质量为m=7kg的木块恰能沿斜面匀速下滑， （sin37°=0.6,cos37°=0.8，g=10m/s2） （1）物体受到的摩擦力大小 （2）物体和斜面间的动摩擦因数？ （3）若用一水平恒力F作用于木块上，使之沿斜面向上做匀速运动，此恒力F的大小． 【答案】（1）42N（2）0.75（3）240N 【解析】 【分析】 【详解】 (1)不受推力时匀速下滑，物体受重力，支持力，摩擦力， 沿运动方向有： mg sinθ-f=0 所以： f=mg sinθ=7×10×sin37°=42N (2)又： f=μmg cosθ 解得： μ=tanθ=0.75 (3)受推力后仍匀速运动则： 沿斜面方向有： F cosθ-mg sinθ-μF N=0 垂直斜面方向有： F N-mg cosθ-F sinθ=0 解得： F=240N 【点睛】 本题主要是解决摩擦因数，依据题目的提示，其在不受推力时能匀速运动，由此就可以得 到摩擦因数μ=tanθ． 2．质量m＝5kg的物体在20N的水平拉力作用下，恰能在水平地面上做匀速直线运动．若改用与水平方向成θ＝37°角的力推物体，仍要使物体在水平地面上匀速滑动，所需推力应为多大？（g＝10N/kg，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8） 【答案】35.7N ； 【解析】 解：用水平力拉时，物体受重力、支持力、拉力和滑动摩擦力， 根据平衡条件，有：f mg μ= 解得：200.450 f m g μ= == 改用水平力推物体时，对物块受力分析，并建正交坐标系如图： 由0X F =得：cos F f θ= ① 由0Y F =得：sin N mg F θ=+ ② 其中：f N μ= ③ 解以上各式得：35.7F N = 【点睛】本题关键是两次对物体受力分析，然后根据共点力平衡条件列方程求解，注意摩擦力是不同的，不变的是动摩擦因数． 3．如图所示,质量均为M 的A 、B 两滑块放在粗糙水平面上,滑块与粗糙水平面间的动摩擦因数为μ，两轻杆等长,且杆长为L,杆与滑块、杆与杆间均用光滑铰链连接,杆与水平面间的夹角为θ，在两杆铰合处悬挂一质量为m 的重物C,整个装置处于静止状态。重力加速度为 g ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，试求: (1)地面对物体A 的静摩擦力大小； (2)无论物块C 的质量多大,都不能使物块A 或B 沿地面滑动,则μ至少要多大? 【答案】（1）2tan mg θ （2）1tan θ 【解析】 【分析】 高考物理相互作用练习题及答案 一、高中物理精讲专题测试相互作用 1．如图所示，用三根轻绳将质量均为m的A、B两小球以及水平天花板上的固定点O之间两两连接，然后用一水平方向的力F作用于A球上，此时三根轻绳均处于直线状态，且OB绳恰好处于竖直方向，两球均处于静止状态，轻绳OA与AB垂直且长度之比为3:4．试计算： （1）OA绳拉力及F的大小？ （2）保持力F大小方向不变，剪断绳OA，稳定后重新平衡，求此时绳OB及绳AB拉力的大小和方向．（绳OB、AB拉力的方向用它们与竖直方向夹角的正切值表达） （3）欲使绳OB重新竖直，需在球B上施加一个力，求这个力的最小值和方向． 【答案】（1）4 3 mg（2） 1 213 T=，tanθ1= 2 3 ； 2 5 3 T mg =，tanθ2= 4 3 （3）4 3 mg，水平向左 【解析】 【分析】 【详解】 （1）OB竖直，则AB拉力为0，小球A三力平衡，设OB拉力为T，与竖直方向夹角为θ, 则T=mg/cosθ=5 3 mg，F=mgtanθ= 4 3 mg （2）剪断OA绳，保持F不变，最后稳定后，设OB的拉力为T1，与竖直方向夹角为θ1，AB拉力为T2，与竖直方向夹角为θ2，以球A、球B为整体，可得 T1x=F=4 3 mg；T1y=2mg； 解得：T1213 mg；tanθ1= 2 3 ； 单独研究球A，T2x=F=4 3 mg；T2y=mg； 解得：T2=5 3 mg，tanθ2= 4 3 （3）对球B施加一个力F B使OB重新竖直，当F B水平向左且等于力F时是最小值，即 F B=F=4 3 mg，水平向左 【点睛】 高考物理力学知识点之相互作用知识点训练 一、选择题 1．如图所示，两物体A 和B 由绕过光滑定滑轮的轻绳连接，整个装置处于静止状态，下列说法正确的是（ ） A ．物体A 可能不受摩擦力 B ．物体A 可能不受支持力 C ．物体B 受到的重力小于轻绳对B 的拉力 D ．给物体A 施加一个竖直向下的外力，整个装置一定继续保持静止 2．2018年3月2日上映的《厉害了我的国》的票房和评分都极高。影片中展示了我们中国作为现代化强国的方方面面的发展与进步。如图是影片中几个场景的截图，则下列说法正的是 A ．甲图中火箭点火后加速上升阶段，舱内的物体处于失重状态 B ．乙图中的光伏电池能把太阳光的光能转化为内能 C ．丙图中静止站立在电缆上的工作人员受到的合力垂直于倾斜的电线 D ．丁图中某根钢索对桥面的拉力和桥面对该钢索的拉力是一对作用力和反作用力 3．已知力F 的一个分力F 1跟F 成30°角，F 1大小未知，如图所示，则另一个分力F 2的最小值为：（ ） A ． 2F B ． 33F C ．F D ．无法判断 4．两个物体相互接触，关于接触处的弹力和摩擦力，以下说法正确的是 （ ） A ．一定有弹力，但不一定有摩擦力 B ．如果有弹力，则一定有摩擦力 C ．如果有摩擦力，则一定有弹力 D ．如果有摩擦力，则其大小一定与弹力成正比 5．如图所示，质量为 m 的物体放在质量为 M 、倾角为 的斜面体上，斜面体置于粗糙的 水平地面上，用平行于斜面向下的力F 拉物体m使其沿斜面向下匀速运动，斜面体始终静止，重力加速度为g，则下列说法正确的是 ( ) A．地面对斜面体的摩擦力大小为F cosθ B．地面对斜面体的支持力为 (M +m) g C．物体对斜面体的摩擦力的大小为F D．斜面体对物体的作用力竖直向上 6．已知相互垂直的两个共点力合力的大小为40 N，其中一个力的大小为20 N，则另一个力的大小为（） A．10 N B．20N C．203 N D．60N 7．某小孩在广场游玩时，将一氢气球系在了水平地面上的砖块上，在水平风力的作用下，处于如图所示的静止状态．若水平风速缓慢增大，不考虑气球体积及空气密度的变化，则下列说法中正确的是 A．细绳受到拉力逐渐减小 B．砖块受到的摩擦力可能为零 C．砖块一定不可能被绳子拉离地面 D．砖块受到的摩擦力一直不变 8．杂技演员有高超的技术，能轻松地顶接从高处落下的坛子，关于他顶坛时头顶受到的压力，产生的直接原因是（） A．坛的形变 B．头的形变 C．物体受到的重力 D．人受到的重力 9．如图，物块a、b和c的质量相同，a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连，通过系在a上的细线悬挂于固定点O；整个系统处于静止状态；现将细绳剪断，将物块a的加速度记为a1，S1和S2相对原长的伸长分别为?x1和?x2，重力加速度大小为g， 高考物理相互作用真题汇编(含答案)及解析 一、高中物理精讲专题测试相互作用 1．如图所示,质量的木块A套在水平杆上,并用轻绳将木块与质量的小球B相连.今用跟水平方向成角的力,拉着球带动木块一起向右匀速运动,运动中M、m相对位置保持不变,取.求: (1)运动过程中轻绳与水平方向夹角; (2)木块与水平杆间的动摩擦因数为. (3)当为多大时,使球和木块一起向右匀速运动的拉力最小? 【答案】（1）30°（2）μ=（3）α=arctan． 【解析】 【详解】 （1）对小球B进行受力分析，设细绳对N的拉力为T由平衡条件可得： Fcos30°=Tcosθ Fsin30°+Tsinθ=mg 代入数据解得：T=10，tanθ=，即：θ=30° （2）对M进行受力分析，由平衡条件有 F N=Tsinθ+Mg f=Tcosθ f=μF N 解得：μ＝ （3）对M、N整体进行受力分析，由平衡条件有： F N+Fsinα=（M+m）g f=Fcosα=μF N 联立得：Fcosα=μ（M+m）g-μFsinα 解得：F＝ 令：sinβ＝，cosβ=，即：tanβ= 则： 所以：当α+β=90°时F有最小值．所以：tanα=μ=时F的值最小．即：α=arctan 【点睛】 本题为平衡条件的应用问题，选择好合适的研究对象受力分析后应用平衡条件求解即可，难点在于研究对象的选择和应用数学方法讨论拉力F的最小值，难度不小，需要细细品味． 2．如图所示，A、B都是重物，A被绕过小滑轮P的细线悬挂，B放在粗糙的水平桌面上，滑轮P被一根斜短线系于天花板上的O点，O′是三根细线的结点，细线bO′水平拉着物体B，cO′沿竖直方向拉着弹簧．弹簧、细线、小滑轮的重力不计，细线与滑轮之间的摩擦力可忽略，整个装置处于静止状态．若重物A的质量为2kg，弹簧的伸长量为5cm， ∠cO′a=120°，重力加速度g取10m/s2，求： （1）桌面对物体B的摩擦力为多少？ （2）弹簧的劲度系数为多少？ （3）悬挂小滑轮的斜线中的拉力F的大小和方向？ 【答案】（1）103N（2）200N/m（3）203N，方向在O′a与竖直方向夹角的角平分线上. 【解析】 【分析】 （1）对结点O′受力分析，根据共点力平衡求出弹簧的弹力和bO′绳的拉力，通过B平衡求出桌面对B的摩擦力大小．（2）根据胡克定律求弹簧的劲度系数．（3）悬挂小滑轮的斜线中的拉力F与滑轮两侧绳子拉力的合力等大反向． 【详解】 （1）重物A的质量为2kg，则O′a绳上的拉力为 F O′a=G A=20N 对结点O′受力分析，如图所示，根据平行四边形定则得：水平绳上的力为： F ob=F O′a sin60°=103N 物体B静止，由平衡条件可得，桌面对物体B的摩擦力 f=F ob=103N （2）弹簧的拉力大小为 F弹=F O′a cos60°=10N． 根据胡克定律得 F弹=kx 得 k=F x 弹= 10 0.05 =200N/m （3）悬挂小滑轮的斜线中的拉力F与滑轮两侧绳子拉力的合力等大反向，则悬挂小滑轮的 高中物理相互作用真题汇编(含答案)及解析 一、高中物理精讲专题测试相互作用 1．将质量0.1m kg =的圆环套在固定的水平直杆上，环的直径略大于杆的截面直径，环与杆的动摩擦因数0.8μ=．对环施加一位于竖直平面内斜向上与杆夹角53θ=o 的恒定拉力F ，使圆环从静止开始运动，第1s 内前进了2.2m （取210/g m s =，sin530.8=o ， cos530.6=o ）．求： （1）圆环加速度a 的大小； （2）拉力F 的大小． 【答案】（1）24.4m/s （2）1N 或9N 【解析】 （1）小环做匀加速直线运动，由运动学公式可知：21x 2 at = 解得：2a 4.4m /s = (2)令Fsin53mg 0?-=，解得F 1.25N = 当F 1.25N <时，环与杆的上部接触，受力如图： 由牛顿第二定律，Fcos θμN F ma -=，Fsin θN F mg += 联立解得：()F m a g cos sin μθμθ += + 代入数据得：F 1N = 当F 1.25N >时，环与杆的下部接触，受力如图： 由牛顿第二定律，Fcos θμN F ma -=，Fsin θN mg F =+ 联立解得： ()F m a g cos sin μθμθ -= - 代入数据得：F 9N = 2．如图所示，两足够长的平行光滑的金属导轨MN 、PQ 相距为1L =m ，导轨平面与水平面夹角30α=?，导轨电阻不计，磁感应强度为12T B =的匀强磁场垂直导轨平面向上，长为1L =m 的金属棒ab 垂直于MN 、PQ 放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为12m =kg 、电阻为11R =Ω，两金属导轨的上端连接右侧电路，电路中通过导线接一对水平放置的平行金属板，两板间的距离和板长均为0.5d =m ，定值电阻为 23R =Ω，现闭合开关S 并将金属棒由静止释放，取10g =m/s 2，求： （1）金属棒下滑的最大速度为多大？ （2）当金属棒下滑达到稳定状态时，整个电路消耗的电功率υ为多少？ （3）当金属棒稳定下滑时，在水平放置的平行金属板间加一垂直于纸面向里的匀强磁场 ，在下板的右端且非常靠近下板的位置处有一质量为4 110q -=-?kg 、所带电荷 量为 C 的液滴以初速度υ水平向左射入两板间，该液滴可视为质点，要使带 电粒子能从金属板间射出，初速度υ应满足什么条件？ 【答案】（1）10m/s （2）100W （3）v≤0.25m/s 或v≥0.5m/s 【解析】试题分析：（1）当金属棒匀速下滑时速度最大，设最大速度v m ，则有 1sin m g F α=安 F 安=B 1IL 112 m B Lv I R R = + 所以() 112221 sin m m g R R v B L α+= 代入数据解得：v m =10m/s (2)金属棒匀速下滑时，动能不变，重力势能减小，此过程中重力势能转化为电能，重力做功的功率等于整个电路消耗的电功率P=m 1gsinαv m =100W (或) （3）金属棒下滑稳定时，两板间电压U=IR 2=15V 因为液滴在两板间有2U m g q d =所以该液滴在两平行金属板间做匀速圆周运动 【最新整理，下载后即可编辑】 1 力的概念 （1）定义：力是物体和物体之间的一种相互作用； （2）作用效果：力可以使物体的形状发生改变（简称形变），也可以使物体的运动状态发生改变（速度的大小和方向）； （3）三要素：大小、方向、作用点。 【注意以下几点】： ①力的物质性：有力发生则一定存在着施力物体和受力物体，施力物体和受力物体总是同时存在的。 ②力的相互性：施力物体给予受力物体作用力的同时必然受到受力物体的反作用力，即力总是成对出现的。 ③力的矢量性：力是矢量，既有大小又有方向。 ④力的独立性：一个物体可能同时受几个力作用，每个力产生独立的作用效果。【例】以下有关力的说法错误的是( ) A．力是物体对物体的作用，离开了物体就没有力的作用B．物体间力的作用是相互的，施力物体同时也是受力物体 C．力的大小、方向、作用点是影响力的作用效果的三种要素D．在各种力中，只有重力没有施力物体 2 力的图示和力的示意图 3 力的分类 （1）根据力的性质命名：如重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力等。 （2）根据力的效果命名：如拉力、压力、支持力、动力、阻力等。 【注意以下几点】： ①根据效果命名的不同名称的力，性质可能相同；同一性质的力，效果可能不同。 ②同一个力按性质命名有一个名称，按效果命名可能有不同名称，如马拉车的力按性质叫弹力，按效果可以叫拉力或动力。 ③对力进行分类时，不能同时使用两种不同的标准，一般按性质来分。对物体进行受力分析时，只分析按性质命名的力。 【例】关于力的分类，下列说法中正确的是( ) A．根据效果命名的同一名称的力，性质一定相同B．根据效果命名的不同名称的力，性质可能相同. C．性质不同的力，对物体的作用效果一定不同D．性质相同的力，对物体的作用效果一定相同 4 重力 （1）重力：由于地球的吸引而使物体受到的力。 （2）重心：由于地球吸引，物体各部分都会受到重力的作用，从效果上看我们把各部分受的重力作用集中于一点。 【注意以下几点】： ①重心是重力的等效作用点，并非物体的全部重力都集中于重心。 ②重心的位置可以在物体上，也可以在物体外。 【例】．关于重力，下列说法中正确的是( ) A．重力就是地球对物体的吸引力，其方向一定指向地心B．重力的方向就是物体自由下落的方向. C．重力的大小可以用弹簧秤或杆秤直接测出D．在不同地点，质量相同的物体重力不变 5 弹力 （1）概念：发生形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力。 （2）产生的条件：①直接接触；②相互挤压（产生形变）。 （3）弹力有无的判断方法： ①根据弹力产生的条件判断：根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力。 高中物理相互作用练习题及答案 一、高中物理精讲专题测试相互作用 1．如图所示，两个正三棱柱A、B紧靠着静止于水平地面上，三棱柱的中间有一个半径为R的光滑圆柱C，C的质量为2m，A、B的质量均为m.A、B与地面的动摩擦因数为μ.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g. (1)三者均静止时A对C的支持力为多大？ (2)A、B若能保持不动，μ应该满足什么条件？ (3)若C受到经过其轴线竖直向下的外力而缓慢下降到地面，求该过程中摩擦力对A做的功 【答案】(1) F N＝2mg. (2)μ≥3 . (3)－ 3μ - . 【解析】 【分析】 （1）对C进行受力分析，根据平衡求解A对C的支持力； （2）A保持静止，则地面对A的最大静摩擦力要大于等于C对A的压力在水平方向的分力，据此求得动摩擦因数μ应该满足的条件； （3）C缓慢下落同时A、B也缓慢且对称地向左右分开，A受力平衡，根据平衡条件求解滑动摩擦力大小，根据几何关系得到A运动的位移，再根据功的计算公式求解摩擦力做的功． 【详解】 (1) C受力平衡，2F N cos60°＝2mg 解得F N＝2mg (2) 如图所示，A受力平衡F地＝F N cos60°＋mg＝2mg f＝F N sin60°＝3mg 因为f≤μF地，所以μ≥ 3 (3) C缓慢下降的同时A、B也缓慢且对称地向左右分开．A的受力依然为4个，如图所图，但除了重力之外的其他力的大小发生改变，f也成了滑动摩擦力． A受力平衡知F′地＝F′N cos60°＋mg f′＝F′N sin60°＝μF′地 解得f′＝ 33mg μμ - 即要求3－μ>0，与本题第(2)问不矛盾． 由几何关系知：当C 下落地地面时，A 向左移动的水平距离为x ＝ 3R 所以摩擦力的功W ＝－f′x ＝－3μ - 【点睛】 本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答． 2．轻绳下端悬挂200N 的重物，用水平力拉轻绳上的 点，使轻绳上部分偏离竖直方向 = 角保持静止，如图所示。 （1）求水平力的大小； （2）保持轻绳上部分与竖直方向的夹角= 不变，改变力 的方向，求力 的最小值 及与水平方向的夹角。 【答案】（1） （2） ，与水平方向夹角为 【解析】试题分析：（1）对点受力分析，可得 ，解得 （2）力 有最小值时 ，解得 ， 与水平方向夹角为 考点：考查了共点力平衡条件 【名师点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解，如果物体受到三力处于平衡状态，则可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据角度列式求解 3．一架质量m 的飞机在水平跑道上运动时会受到机身重力、竖直向上的机翼升力F 升、发动机推力、空气阻力F 阻、地面支持力和跑道的阻力f 的作用。其中机翼升力与空气阻力均与飞机运动的速度平方成正比，即2 2 12,F k v F k v ==阻升，跑道的阻力与飞机对地面的压力成正比，比例系数为0k （012m k k k 、、、均为已知量），重力加速度为g 。 高考物理-相互作用-复习专题（一） 学校_________ 班级__________ 姓名__________ 学号__________ 一、单选题 1. 如图，水平地面上的小车上固定有一硬质弯杆，质量均为m的小球A，B由细线相连，小球A固定在杆的水平段末端，当小车向右加速运动时细线与竖直方向的夹角为θ，下列说法正确的是（重力加速度为g）（） A．小车的加速度大于等于gcotθ B．细线对小球B的拉力大小等于mgsinθ C．杆对小球A的作用力大小等于 D．杆对小球A的作用力大小方向水平向右 2. 如图，两段等长轻质细线将质量分别为m、3m的小球a、b，悬挂于 O 点．现在两个小球上分别加上水平方向的外力，其中作用在 a球上的力大小为 F 1、作用在 b 球上的力大小为 F 2 ，则此装置平衡时，出现了如图所示的状 态，b球刚好位于O点的正下方．则F 1与F 2 的大小关系应为（） A．F 1=4F 2 B．F 1=3F 2 C．3F 1=4F 2 D．3F 1=7F 2 3. 在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放另一截面也为半圆的柱状物体B，整个装置处于静止状态，截面如图所 示．设墙对B的作用力为F 1， B对A的作用力为F 2 ，地面对A的作用力为 F 3 ．在B上加一物体C，整个装置仍保持静止，则（） A．F 1保持不变，F 3 增大 B．F 1增大，F 3 保持不变 C．F 2增大，F 3 增大 D．F 2增大，F 3 保持不变 4. 某科研单位设计了一空间飞行器，飞行器从地面起飞时，发动机提供的动力方向与水平方向夹角α＝60°，使飞行器恰与水平方向成θ＝30°角的直线斜向右上方匀加速飞行，经时间t后，将动力的方向沿逆时针旋转60°同时适当调节其大小，使飞行器依然可以沿原方向匀减速飞行，飞行器所受空气阻力不计，下列说法中不正确的是( ) A．加速时加速度的大小为g B．加速时动力的大小等于mg C．减速时动力的大小等于 D．减速飞行时间2t后速度为零 5. 如图甲所示，粗糙斜面与水平面的夹角为30°，质量为3kg的小物块（可视为质点）由静止从A点在一沿斜面向上的恒定推力作用下运动，作用一段时间后撤去该推力，小物块能到达最高位置C，小物块上滑过程中的v﹣t图象如图乙所示，设A点为零势能参考点，g=10m/s2，则下列说法正确的是 （） A．小物块最大重力势能为54J 专题二、相互作用 1. （2013全国新课标理综II第15题）如图，在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用，F平行于斜面向上。若要物块在斜面上保持静止，F的取值应有一定的范围，已 知其最大值和最小值分别为F1和F2（F2>0）。由此可求出 A.物块的质量B．斜面的倾角 C．物块与斜面间的最大静摩擦力D．物块对斜面的压力 1.C 【命题意图】本题考查受力分析、力的分解、摩擦力、平衡条件及其相关知识，意在考查考生分析解决问题的能力。 【解题思路】设斜面倾角为θ，斜面对物块的最大静摩擦力为f。平行于斜面的外力F取最大值F1时，最大静摩擦力f方向沿斜面向下，由平衡条件可得：F1=f+mgsinθ；平行于斜面的外力F取最小值F2时，最大静摩擦力f方向沿斜面向上，由平衡条件可得：f+F2= mgsinθ；联立解得物块与斜面的最大静摩擦力f=( F2-F1)/2.选项C正确。不能得出物块质量m，不能得出斜面倾角θ，不能得出物块对斜面压力，选项ABD错误。 【技巧点拨】分析此题，只需根据题述，利用最大静摩擦力平行斜面向上、平行斜面向下两种情况，应用平衡条件列出两个方程得出，不需要具体解出块与斜面的最大静摩擦力表达式。 2.（2013高考重庆理综第1题）如图所示，某人静躺在椅子上，椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角θ。若此人所受重力为G，则椅子各个部分对他作用力的 合力大小为 A．G B．G sinθ C．G cosθD．G tanθ 答案：A 解析：人静躺在椅子上，受力平衡，由平衡条件可知椅子各个部分对他作用力的合力大小为G,，选项A正确。 3．（2013高考上海物理第8题）如图，质量m A＞m B的两物体A、B叠放在一起，靠着竖直墙面。让它们由静止释放，在沿粗糙墙面下落过程中，物体B的受力示意图是 答案：A 解析：两物体A、B叠放在一起，在沿粗糙墙面下落过程中，由于物块与竖直墙面之间没有压力，没有摩擦力，二者一起做自由落体运动，AB之间没有弹力作用，物体B的受力示意图是图A。 4．（2013高考上海物理第18题）两个共点力F l、F2大小不同，它们的合力大小为F，则 (A)F1、F2同时增大一倍，F也增大一倍(B)F1、F2同时增加10N，F也增加10N (C)F1增加10N，F2减少10N，F一定不变(D)若F1、F2中的一个增大，F不一 定增大 答案：AD 解析：F1、F2同时增大一倍，F也增大一倍，选项A正确。F1、F2同时增加10N，F不一定增加10N，选项B错误；F1增加10N，F2减少10N，F可能变化，选项C错误。若F1、F2中的一个增大，F不一定增大，选项D正确。 5. （2013高考山东理综第14题）如图所示，用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧A与竖直方向的夹角为30o，弹簧C水平，则弹簧A、C的伸长量之比为 A．3∶4 B．.4∶3 C．. 1∶2 D．2∶1 答案：D 相互作用 考点一重力、弹力、摩擦力力的合成与分解 命题角度1(储备)弹力与摩擦力的分析 【典题】(多选)(2019河北衡水高三月考)如图所示,质量为m的木块A放在质量为M的三角形斜面体B上,现用大小不相等、方向相反的水平力F1、F2分别推A和B,它们均静止不动,且F1 用假设法分析隐蔽的弹力与静摩擦力 (1)接触面形变情况不清晰,则相关弹力较为“隐蔽”.此时需用“假设法”判定弹力的有无和弹力的方向. 也可假设有弹力,做相似分析. (2)接触面间的相对运动趋势不明确,则相关静摩擦力较为“隐蔽”,此时需用“假设法”判定静摩擦力的有无和静摩擦力的方向. 也可假设有静摩擦力,做相似分析. (3)应用“假设法”时,一般结合力的合成与分解、平衡条件等知识分析. 典题演练提能·刷高分 1. (2019宁夏银川六中月考)如图所示,A、B、C三物块叠放并处于静止状态,水平地面光滑,其他接触面粗糙,以下受力分析正确的是() A.A与墙面间存在压力 B.A与墙面间存在静摩擦力 C.A物块共受3个力作用 D.B物块共受5个力作用 答案C 解析以三个物体组成的整体为研究对象,由于地面光滑,对C没有摩擦力,根据平衡条件得知,墙对A没有压力,因而也没有摩擦力,选项A、B错误;物体A受到重力、B的支持力和摩擦力三个力作用,选项C正确;先对A、B整体研究,水平方向上,墙对A没有压力,则由平衡条件分析可知,C对B没有摩擦力,再对B分析,受到重力、A的压力和摩擦力、C的支持力,共四个力作用,选项D错误. 2.如图所示,在水平桌面上放置一斜面体P,斜面倾角为θ,质量分别为m和M的两长方体物块a和b静止在斜面体P上,下列说法正确的是() A.a对b的作用力大小为mg B.a对P的压力为mg cos θ C.b受到的总摩擦力为(M+m)g sin θ D.地面受到向左的摩擦力 答案A 解析取a为研究对象,b对a的作用力大小为mg,方向竖直向上,故a对b的作用力大小为mg,A 正确;a对b的压力为mg cos θ,力不能传递,a不对P产生压力,B错误;a对b的摩擦力沿斜面向下,大小为mg sin θ,P对b的摩擦力方向沿斜面向上,大小为(M+m)g sin θ,方向沿斜面向上,故b受到的摩擦力大小为Mg sin θ,方向沿斜面向上,C错误;对整体进行受力分析,整体没有相对运动趋势,地面对P没有摩擦力,D错误. 命题角度2(储备)直线运动中的滑动摩擦力和静摩擦力 【典题】如图所示为研究物块与木板之间摩擦力大小的实验装置.将一物块和木板叠放于水平桌面上.轻质弹簧测力计一端固定,另一端用细线与物块水平相连.现在用绳索与长木板连接,用手向右水平拉绳索,使长木板在桌面上滑动.弹簧测力计示数稳定后,下列说法正确的是() A.物块与木板之间的摩擦力是静摩擦力 B.木板必须在桌面上做匀速直线运动 C.测力计示数一定等于物块受到的摩擦力 D.测力计示数一定等于木板受到的摩擦力 答案C 相互作用（二）高考真题欣赏 1.(2016·全国卷Ⅱ，14)质量为m 的物体用轻绳AB 悬挂于天花板上。用水平向左的力F 缓慢拉动绳的中 点O ，如图所示。用T 表示绳OA 段拉力的大小，在O 点向左移动的过程中( ) A ．F 逐渐变大，T 逐渐变大 B ．F 逐渐变大，T 逐渐变小 C ．F 逐渐变小，T 逐渐变大 D ．F 逐渐变小，T 逐渐变小 2．(2016·全国卷Ⅰ，19) (多选) 如图，一光滑的轻滑轮用细绳OO ′悬挂于O 点；另一细绳跨过滑轮， 其一端悬挂物块a ，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b 。外力F 向右上方拉b ，整个系统处于静止状态。若F 方向不变，大小在一定范围内变化，物块b 仍始终保持静止，则( ) A ．绳OO ′的张力也在一定范围内变化 B ．物块b 所受到的支持力也在一定范围内变化 C ．连接a 和b 的绳的张力也在一定范围内变化 D ．物块b 与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化 3．(2016·全国卷Ⅲ，17)如图，两个轻环a 和b 套在位于竖直面内的一段固定圆弧上；一细线穿过两轻 环，其两端各系一质量为m 的小球。在a 和b 之间的细线上悬挂一小物块。平衡时，a 、b 间的距离恰好等于圆弧的半径。不计所有摩擦。小物块的质量为( ) m 2．D m ．C m 3 2 B. m 2A. 4.(2016·江苏单科，1)一轻质弹簧原长为8 cm ，在 4 N 的拉力作用下伸长了 2 cm ，弹簧未超出弹性限 度，则该弹簧的劲度系数为( ) A ．40 m/N B ．40 N/m C ．200 m/N D ．200 N/m 高考物理专题力学知识点之相互作用难题汇编含答案解析 一、选择题 1．如图所示,水平面上固定一竖直平面的光滑大半圆环,中央有孔的小球A 、B 间由细绳连接套在环上,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,恰好保持静止状态．已知B 球的质量为0.1kg,取g =l0m/s 2，细绳对B 球的拉力为F ,A 球的质量为m A ，则 A ．F =2N ；m A =0.4kg B ．F =2N ；m A =0. 2kg C ．F =4；m A =0.2kg D ．F =4N ；m A =0.4kg 2．已知力F 的一个分力F 1跟F 成30°角，F 1大小未知，如图所示，则另一个分力F 2的 最小值为：（ ） A ． 2 F B ． 33 F C ．F D ．无法判断 3．一轻质弹簧原长为8 cm ，在4 N 的拉力作用下伸长了2 cm ，弹簧未超出弹性限度，则该弹簧的劲度系数为( ) A ．40 m/N B ．40 N/m C ．200 m/N D ．200 N/m 4．如图所示，在一粗糙水平面上有两个质量分别为m 1和m 2的木块1和2，中间用一原长为L ，劲度系数为k 的轻弹簧连接起来，木块与地面间的滑动摩擦因数均为μ.现用一水平力向右拉木块2，当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离为（ ） A ．1+L m g k μ B ．()12+L m m g k μ + C ．2+ L m g k μ D ．1212+ m m L g k m m μ?? ?+?? 5．如图所示，细绳MO 与NO 所能承受的最大拉力相同，长度MO ＞NO ，则在不断增加重物G 的重力过程中（绳OC 不会断）（ ） 高考物理相互作用答题技巧及练习题(含答案) 一、高中物理精讲专题测试相互作用 1．如图所示,在倾角=30°的斜面上放一木板A,重为G A=100N,板上放一重为G B=500N的木箱B,斜面上有一固定的挡板,先用平行于斜面的绳子把木箱与挡板拉紧,然后在木板上施加一平行斜面方向的拉力F,使木板从木箱下匀速抽出此时,绳子的拉力T=400N。设木板与斜面间 的动摩擦因数,求： (1)A、B间的摩擦力和摩擦因素； (2)拉力F的大小。 【答案】（1）A、B间的摩擦力f B为150N；摩擦因数μ2=； （2）拉力F的大小为325N。 【解析】 【详解】 （1）对B受力分析如图 由平衡条件，沿斜面方向有为：G B sinθ+f B=T…① 代入数据，解得A、B间摩擦力为：f B=150N 方向沿斜面向下，垂直斜面方向：N B=G B cosθ=500×=250N…② A、B动摩擦因数为： （2）以AB整体为研究对象，受力分析如图， 由平衡条件得：F=f A+T-（G A+G B）sinθ…③ N A=（G A+G B）cosθ…④ f A=μ1N A…⑤ 联立③④⑤解得：F=325 N 【点睛】 本题考查共点力平衡条件的应用，要注意在解题时能正确选择研究对象，作出受力分析即可求解，本题要注意虽然两A 运动B 静止，但由于二者加速度均零，因此可以看作整体进行分析。 2．轻绳下端悬挂200N 的重物，用水平力拉轻绳上的 点，使轻绳上部分偏离竖直方向 = 角保持静止，如图所示。 （1）求水平力的大小； （2）保持轻绳上部分与竖直方向的夹角= 不变，改变力 的方向，求力 的最小值 及与水平方向的夹角。 【答案】（1） （2） ，与水平方向夹角为 【解析】试题分析：（1）对点受力分析，可得 ，解得 （2）力 有最小值时 ，解得 ， 与水平方向夹角为 考点：考查了共点力平衡条件 【名师点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解，如果物体受到三力处于平衡状态，则可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据角度列式求解 3．如图所示，用两根长度均为l 的细线将质量为m 的小球悬挂在水平的天花板下面，轻绳与天花板的夹角为θ．将细线BO 剪断，小球由静止开始运动．不计空气阻力，重力加速度为g ．求： （1）剪断细线前OB 对小球拉力的大小； （2）剪断细线后小球从开始运动到第一次 摆到最高点的位移大小； （3）改变B 点位置，剪断BO 后小球运动到最低点时细线OA 的拉力F 2与未剪断前细线的拉力F 1之比 2 1 F F 的最大值． 【答案】（1）2sin mg F θ = （2）2cos x l θ= （3） 21max 94F F = 高考物理试题真题分类汇编相互作用含解析 一、高中物理精讲专题测试相互作用 1．如图所示，竖直轻弹簧B的下端固定于水平面上，上端与A连接，开始时A静止。A 的质量为m＝2kg，弹簧B的劲度系数为k1＝200N/m。用细绳跨过定滑轮将物体A与另一根劲度系数为k2的轻弹簧C连接，当弹簧C处在水平位置且未发生形变时，其右端点位于a位置，此时A上端轻绳恰好竖直伸直。将弹簧C的右端点沿水平方向缓慢拉到b位置时，弹簧B对物体A的拉力大小恰好等于A的重力。已知ab＝60cm，求： （1）当弹簧C处在水平位置且未发生形变时，弹簧B的形变量的大小； （2）该过程中物体A上升的高度及轻弹簧C的劲度系数k2。 【答案】（1）10cm；（2）100N/m。 【解析】 【详解】 （1）弹簧C处于水平位置且没有发生形变时，A处于静止，弹簧B处于压缩状态； 根据胡克定律有：k1x1＝mg 代入数据解得：x1＝10cm （2）当ab＝60cm时，弹簧B处于伸长状态，根据胡克定律有： k1x2＝mg 代入数据求得：x2＝10cm 故A上升高度为：h＝x1+x2＝20cm 由几何关系可得弹簧C的伸长量为：x3＝ab﹣x1﹣x2＝40cm 根据平衡条件与胡克定律有： mg+k1x2＝k2x3 解得k2＝100N/m 2．如图所示，质量M=2kg的物块A放在水平地面上，滑轮固定在天花板上，细绳跨过滑轮，一端与物块A连接，另一端悬挂质量m=1kg的物块B，细绳竖直，A、B处于静止状态。现对物体A施加向左的水平外力F，使A沿水平面向左缓慢移动。物块A刚开始移动时水平外力F1＝3N，不计绳与滑轮间的摩擦，重力加速度g取10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： 高考物理专题相互作用 解析版 Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】 专题 2 相互作用 【考点预测】 通过2012年高考题的分析，不难发现：考题多以力学背景呈现。平衡问题涉及到了力学、热学、电学等部分知识。物体的平衡是物理学的基础，是为学习力学的核心内容——牛顿运动定律打基础的．因此在学习中。要正确理解力的概念，理解重力、弹力、摩擦力产生的条件和特性，准确理解合力与分力的关系，会进行力的合成与分解．力的概念是贯穿力学乃至整个物理学的重要概念．对这一概念的准确理解是学好物理的基础．对物体进行受力分析是解决力学问题的基础和关键，力的合成与分解所遵循的平行四边形定则，也是所有的矢量合成与分解时所遵守的普遍法则，对该定则的灵活应用要求较高．所以在学习中应熟练掌握受力分析的基本方法，掌握矢量图解的方法以及各种分析方法的综合运用．能够熟练解决关于物体平衡的有关问题． 【考点定位】 一、常见的几种力 2、弹力 （1）定义：发生了形变的物体，由于要反抗形变，恢复原状，从而对与它接触并使它发生形变的物体而产生的力。 （2）产生条件：两物体相互接触且发生了形变。 （3）方向：与物体形变的方向相反。常见弹力的方向： ①压力、支持力的方向总垂直于接触面，指向被压或被支持的物体； ②绳子的拉力方向总是沿着绳子并指向绳子收缩的方向； ③杆子的弹力可沿任意方向，其具体的方向要根据平衡条件或牛顿定律确定。（4）大小： ①弹簧的弹力：对于弹簧，在弹簧的弹性限度内，弹力的大小与形变量成正比，即F=kx。这就是胡克定律。由F=kx可得，F=kx，要注意弹簧有拉伸与压缩两种情况。 ②其它弹力：其它弹力的大小要结合物体的运动情况用平衡条件或牛顿运动定律求解。 3、摩擦力 （1）定义：两个相互接触并相互挤压的物体，当其沿接触面有相对运动或相对运动的趋势时，在接触面所产生的阻碍其相对运动或相对运动趋势的力高中物理必修一相互作用专题
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