相互作用 受力分析练习题

专题：受力分析1．L形木板P（上表面光滑）放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块Q相连，如图所示，若P、Q一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力。

则木板P的受力个数为（）A．3 B．4 C．5 D．62．如图所示，与竖直方向成45°角的天花板上有一物块，该物块在竖直向上的恒力F作用下静止在天花板上，则下列说法中正确的是（）A．物块可能受两个力的作用B．物块一定受三个力的作用C．物块可能受三个力的作用D．物块一定受四个力的作用3．如图所示，轻绳一端连接放置在水平地面上的物体Q，另一端绕过固定在天花板上的定滑轮与小球P连接，P、Q始终处于静止状态，则（）A．Q可能受到三个力的作用B．Q一定受到四个力的作用C．Q受到的轻绳拉力与重力的合力方向水平向左D．Q受到的轻绳拉力与重力的合力方向指向左上方4．匀速前进的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球，如图所示，小球下方与一光滑斜面接触。

关于小球的受力情况，下列说法正确的是（）A．只受重力和细线对它的拉力B．受重力、细线对它的拉力和斜面对它的支持力C．受重力和斜面对它的支持力D．受细线对它的拉力和斜面对它的支持力5．（多选）一个三角形木块受到一个垂直于斜面的推力F的作用，静止在墙面上，下列分析正确的是（）A．木块一定受到墙面的弹力，是因为墙面发生了弹性形变B．木块处于静止状态，它一定受到4个力作用C．木块处于静止状态，它可能受到3个力作用D．木块处于静止状态，是因为推力一定大于摩擦力6．如图所示，固定在水平面上的光滑斜面底端有一固定挡板，一轻弹簧下端连接在挡板上，上端和置于斜面上的物块P相连，物块P通过轻绳绕过轻质光滑定滑轮与粗糙水平面上的物块Q相连，各物体均处于静止状态，关于物块P、Q的受力情况以下说法正确的是（）A．P一定受到4个力的作用B．Q可能受到3个力的作用C．弹簧一定处于压缩状态D．Q可能受到2个力的作用7．如图所示，物体A靠在竖直墙面上，在竖直向上的力F作用下，A、B共同向上匀速运动，则A物体的受力个数是（）A．2个B．3个C．4个D．5个8．如图所示，A、B两个物体的质量相等，有F=2N的两个水平方向的力分别作用于A、B两个物体上，A、B都静止，则下列说法正确的是（）A．B物体受3个力的作用B．A物体受4个力的作用C．地面对A的摩擦力方向向右，大小为2ND．B对A的摩擦力方向向右，大小为2N9．（多选）如图所示，叠放静止在水平地面上的两个物体a、b，在水平拉力F 的作用下，物体a、b仍保持静止，则（）A．物体b受4个力的作用，其中有两个重力B．物体b受5个力的作用，两个物体间没有摩擦力作用C．物体b受5个力的作用，两个物体间有摩擦力作用D．物体a只受重力和物体b的支持力，这是一对平衡力10．（多选）如图所示，物块A、B、C叠放在水平桌面上，水平拉力F作用在物块C上后，各物体仍保持静止状态，下列说法正确的是（）A．B不受摩擦力作用B．A受地面的摩擦力为零C．C对A的摩擦力水平向左D．A受到的摩擦力的合力为零11．（多选）如图所示，在斜面上木块A与B的接触面是水平的，绳子呈水平状态，两木块均保持静止。

相互作用练习题含答案及解析一、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°=TcosθFsin30°+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+Mgf=Tcosθf=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）gf=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，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＝30 kg，人的质量M＝50kg，g取10 m/s2.试求：(1)此时地面对人的支持力的大小；(2)轻杆BC所受力的大小．【答案】（1）200N（2）4003N和2003N【解析】试题分析：（1）对人而言：.（2）对结点B：滑轮对B点的拉力，由平衡条件知：考点：此题考查共点力的平衡问题及平行四边形法则．3．如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为L=0．2m，长为2d，d=0．5m，上半段d导轨光滑，下半段d导轨的动摩擦因素为3μ=，导轨平面与水平面的夹角为θ=30°．匀强磁场的磁感应强度大小为B=5T，方向与导轨平面垂直．质量为m=0．2kg的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在粗糙的下半段一直做匀速运动，导体棒始终与导轨垂直，接在两导轨间的电阻为R=3Ω，导体棒的电阻为r=1Ω，其他部分的电阻均不计，重力加速度取g=10m/s2，求：（1）导体棒到达轨道底端时的速度大小；（2）导体棒进入粗糙轨道前，通过电阻R上的电量q；（3）整个运动过程中，电阻R产生的焦耳热Q．【答案】（1）2m/s（2）0．125C（3）0．2625J【解析】试题分析：（1）导体棒在粗糙轨道上受力平衡：mgsin θ="μmgcos" θ+BILE=BLv解得：v=2m/s（2）进入粗糙导轨前：解得：q=0．125C（3）由动能定理得：考点：法拉第电磁感应定律；物体的平衡；动能定理【名师点睛】本题实质是力学的共点力平衡与电磁感应的综合，都要求正确分析受力情况，运用平衡条件列方程，关键要正确推导出安培力与速度的关系式，分析出能量是怎样转化的．4．如图所示，质量M＝10 kg、上表面光滑、下表面粗糙的足够长木板在F="50" N的水平拉力作用下，以初速度v0＝5 m/s沿水平地面向右做匀速直线运动。

受力分析共点力的平衡一、选择题1.一根轻绳一端系小球P,另一端系于光滑墙壁上的O点,在墙壁和小球P之间夹有一长方体物块Q,如图所示,在小球P、物块Q均处于静止状态的情况下,下列有关说法正确的是( )A.物块Q受3个力B.小球P受4个力C.若O点下移,物块Q受到的静摩擦力将增大D.若O点上移,绳子的拉力将变小2.一建筑塔吊如图所示向右上方匀速提升建筑物料,若忽略空气阻力,则下列有关物料的受力图正确的是( )3.如图所示,物体A靠在竖直墙面上,在竖直向上的力F作用下,A、B共同向上匀速运动,下列说法正确的是( )A.物体A受到物体B对它的作用力的大小等于物体A的重力B.物体B受到的作用力F的大小要小于物体A、B的重力之和C.墙面对物体A的滑动摩擦力方向向下D.物体A对物体B的静摩擦力方向沿接触面斜向上4.(多选)如图所示,一个质量m=0.3kg的小球穿在水平直杆上处于静止状态,现对小球施加一个5N的拉力F,F与杆的夹角为37°,小球与杆之间的动摩擦因数μ=0.5,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,则( )A.小球受到2个力B.小球受到3个力C.若F=10N,则小球受4个力D.若F=10N,则小球受3个力5.如图所示,甲、乙两个小球的质量均为m,两球间用细线连接,甲球用细线悬挂在天花板上。

现分别用大小相等的力F水平向左、向右拉两球,平衡时细线都被拉紧。

则平衡时两球的可能位置是下列选项中的( )6.如图所示,在水平板左端有一固定挡板,挡板上连接一轻质弹簧,紧贴弹簧放一质量为m的滑块,此时弹簧处(最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)。

现将板的右端缓慢于自然长度。

已知滑块与水平板间的动摩擦因数为√33抬起使板与水平面间的夹角为θ,最后直到板竖直,此过程中弹簧弹力的大小F随夹角θ的变化关系可能是( )7.光滑斜面上固定着一根刚性圆弧形细杆,小球通过轻绳与细杆相连,此时轻绳处于水平方向,球心恰位于圆弧形细杆的圆心处,如图所示。

高中物理相互作用题20套(带答案)一、高中物理精讲专题测试相互作用1．如图所示，质量为M=5kg的物体放在倾角为θ=30º的斜面上，与斜面间的动摩擦因数为/5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，M用平行于斜面的轻绳绕过光滑的定滑轮与不计质量的吊盘连接，两个劲度系数均为k=1000N/m的轻弹簧和两个质量都是m的物体均固连，M刚好不上滑，取g=10m/s2。

问：（1）m的质量是多大?（2）现将上面的m物体向上提，使M刚要开始下滑，上面的m物体向上提起的高度是多少?（吊盘架足够高）【答案】（1）m=2kg；（2）h=0.06m【解析】【详解】（1）对M和m的系统，由平衡知识可知：解得m=2kg；（2）使M刚要开始下滑时，则绳的拉力为T：解得T=10N；此时吊盘中下面弹簧的弹力应为10N，因开始时下面弹簧的弹力为2mg=40N，可知下面弹簧伸长了；对中间的物体m受力分析可知，上面的弹簧对之间物体应该是向上的拉力，大小为10N，即上面的弹簧应该处于拉长状态，则上面弹簧的伸长量应该是；可知上面的m物体向上提起的高度是.【点睛】此题的难点在第2问；关键是通过分析两部分弹簧弹力的变化（包括伸长还是压缩）求解弹簧的长度变化，从而分析上面物体提升的高度.2．如图所示，一质量为m的金属球，固定在一轻质细绳下端，能绕悬挂点O在竖直平面内转动．整个装置能自动随着风的转向而转动，使风总沿水平方向吹向小球．无风时细绳自然下垂，有风时细绳将偏离竖直方向一定角度，求：（1）当细绳偏离竖直方向的角度为θ，且小球静止时，风力F及细绳对小球拉力T的大小．（设重力加速度为g）（2）若风向不变，随着风力的增大θ将增大，判断θ能否增大到90°且小球处于静止状态，说明理由．【答案】（1）cos mg T θ=，F=mgtanθ （2）不可能达到90°且小球处于静止状态 【解析】【分析】【详解】 （1）对小球受力分析如图所示（正交分解也可以）应用三角函数关系可得：F=mgtanθ（2）假设θ=90°，对小球受力分析后发现合力不能为零，小球也就无法处于静止状态，故θ角不可能达到90°且小球处于静止状态．3．如图所示，粗糙的地面上放着一个质量M ＝1.5 kg 的斜面，底面与地面的动摩擦因数μ＝0.2，倾角θ＝37°．用固定在斜面挡板上的轻质弹簧连接一质量m ＝0.5 kg 的小球（不计小球与斜面之间的摩擦力），已知弹簧劲度系数k ＝200 N/m ，现给斜面施加一水平向右的恒力F ，使整体以a ＝1 m/s 2的加速度向右匀加速运动．(已知sin 37°＝0.6、cos 37°＝0.8，g ＝10 m/s 2)(1)求F 的大小；(2)求出弹簧的形变量及斜面对小球的支持力大小．【答案】（1）6N （2）0.017m ；3.7N【解析】试题分析：（1）以整体为研究对象，列牛顿第二定律方程（2）对小球受力分析，水平方向有加速度，竖直方向受力平衡解：（1）整体以a 匀加速向右运动，对整体应用牛顿第二定律：F﹣μ（M+m）g=（M+m）a得F=6N（2）设弹簧的形变量为x，斜面对小球的支持力为F N对小球受力分析：在水平方向：Kxcosθ﹣F N sinθ=ma在竖直方向：Kxsinθ+F N cosθ=mg解得：x=0.017mF N=3.7N答：（1）F的大小6N；（2）弹簧的形变量0.017m斜面对小球的支持力大小3.7N【点评】对斜面问题通常列沿斜面方向和垂直于斜面方向的方程，但本题的巧妙之处在于对小球列方程时，水平方向有加速度，竖直方向受力平衡，使得解答更简便．4．明理同学平时注意锻炼身体，力量较大，最多能提起m=50kg的物体．一重物放置在倾角θ=15°的粗糙斜坡上，重物与斜坡间的摩擦因数为试求该同学向上拉动的重物质量M的最大值？【答案】【解析】【详解】由题意可知，该同学的最大拉力：F=mg设该同学与斜面方向的夹角是β的时候拉动的物体的最大质量是M，对物体受力分析知：垂直于斜面的方向：F N+Fsinβ=Mgcosθ沿斜面的方向：Fcosβ=f+Mgsinθ若恰好拉动物体，则有：f=μF N联立解得：令μ=tanα，代入上式可得：要使该同学向上拉动的物体的质量最大，上式分子取最大值，即：cos（β﹣α）=1由μ=tanα=可得：α=30° 联立以上各式得：M max =【点睛】 该题中按照常规的步骤对物体进行受力分析即可，题目的难点是如何利用三角函数的关系，化简并得出正确的结论．5．如图所示，倾角为θ＝45°的粗糙平直导轨与半径为R 的光滑圆环轨道相切，切点为B ，整个轨道处在竖直平面内．一质量为m 的小滑块从导轨上离地面高为h ＝3R 的D 处无初速下滑进入圆环轨道．接着小滑块从圆环最高点C 水平飞出，恰好击中导轨上与圆心O 等高的P 点，不计空气阻力．求：（1）滑块运动到圆环最高点C 时的速度的大小（2）滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小（3）滑块与斜轨之间的动摩擦因数．【答案】（1）0v Rg（2）6mg （3）0.18【解析】 试题分析：对滑块进行运动过程分析，要求滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小，我们要知道滑块运动到圆环最低点时的速度大小，小滑块从圆环最高点C 水平飞出，恰好击中导轨上与圆心O 等高的P 点，运用平抛运动规律结合几何关系求出最低点时速度．在对最低点运用牛顿第二定律求解．从D 到最低点过程中，再次运用动能定理求解μ．解：（1）小滑块从C 点飞出来做平抛运动，水平速度为v 0．R=gt 2R=v 0t解得：v 0=（2）小滑块在最低点时速度为V 由机械能守恒定律得mv 2=mg•2R+mv 02v=根据牛顿第二定律：F N ﹣mg=mF N =6mg根据牛顿第三定律得：F N ′=6mg（3）DB 之间长度L=（2+1）R从D 到最低点过程中，由动能定理：mgh ﹣μmgcosθL=mv 2 μ==0.18答：（1）滑块运动到圆环最高点C 时的速度的大小为；（2）滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小为6mg ；（3）滑块与斜轨之间的动摩擦因数为0.18．6．如图所示，轻绳绕过定滑轮，一端连接物块A ，另一端连接在滑环C 上，物块A 的下端用弹簧与放在地面上的物块B 连接，A 、B 两物块的质量均为m ，滑环C 的质量为M ，开始时绳连接滑环C 部分处于水平，绳刚好拉直且无弹力，滑轮到杆的距离为L ，控制滑块C ，使其沿杆缓慢下滑，当C 下滑L 时，释放滑环C ，结果滑环C 刚好处于静止，此时B 刚好要离开地面，不计一切摩擦，重力加速度为g ．（1）求弹簧的劲度系数；（2）若由静止释放滑环C ，求当物块B 刚好要离开地面时，滑环C 的速度大小．【答案】（1）3mg k L =（25542gL 【解析】试题分析：（1）设开始时弹簧的压缩量为x ，则kx=mg设B 物块刚好要离开地面，弹簧的伸长量为x′，则 kx′=mg 因此mg x x k'== 由几何关系得22162293x L L L L =+= 求得3L x =得3mg k L= （2）弹簧的劲度系数为k ，开始时弹簧的压缩量为13mg L x k ==当B 刚好要离开地面时，弹簧的伸长量23mg L x k == 因此A 上升的距离为1223L h x x =+=C 下滑的距离224()3H L h L L =+-= 根据机械能守恒222211()22MgH mgh m v Mv H L -=++ 又2mgcos370=Mg联立求得(2)55 10487542M m gL v gL m M -==+ 考点：胡克定律；机械能守恒定律【名师点睛】对于含有弹簧的问题，是高考的热点，要学会分析弹簧的状态，弹簧有三种状态：原长、伸长和压缩，含有弹簧的问题中求解距离时，都要根据几何知识研究所求距离与弹簧形变量的关系．7．如图所示，在一倾角为30°固定斜面上放一个质量为2kg 的小物块，一轻绳跨过两个轻滑轮一端固定在墙壁上，一端连接在物块上，且物块上端轻绳与斜面平行，动滑轮下方悬挂质量为3kg 的重物，整个装置处于静止状态。