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高考物理备考系列专题相互作用

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专题02 相互作用第一部分 相互作用、共点力平衡特点描述相互作用是整个高中物理力学问题的解题基础，很多类型题都需要受力分析，然后用力的合成与分解、共点力平衡方程解题，其中对重力、弹力、摩擦力的考查方式大多以选择题的形式出现，每个小题中一般包含几个概念。

考查受力分析的命题方式一般是涉及多力平衡问题，可以用力的合成与分解求解，也可以根据平衡条件求解，考查方式一般以选择题形式出现，特别是平衡类连接体问题题设情景可能更加新颖。

第二部分 知识背一背 一、力的概念及三种常见的力 （一）力(1)力的概念：力是物体对物体的作用. (2)力的三要素：大小、方向、作用点 (3)力的基本特征：①物质性：力不能脱离物体而独立存在. ②相互性：力的作用是相互的.③矢量性：既有大小，又有方向，其运算法则为平行四边形定则.④独立性：一个力作用在某一物体上产生的效果与这个物体是否同时受到其他力的作用无关. ⑤同时性：物体间的相互作用总是同时产生，同时变化，同时消失.(3)力的作用效果：使物体发生 形变 或使物体的运动状态发生改变(即产生 加速度 ). (4)力的表示力可以用一条带箭头的线段表示，线段的长度表示力的大小，箭头的方向表示力的方向，箭头（或者箭尾）画在力的作用点上，线段所在的直线叫做力的作用线力的示意图和力的图示是有区别的，力的图示要求严格画出力的大小和方向，在相同标度下线段的长度表示力的大小，而力的示意图着重力的方向的画法，不要求作出力的大小 (5)力的分类①按 性质 分：重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等. ②按 效果 分：压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力等. ③按研究对象分：内力和外力.也可以根据力的本质，将力分为四种基本相互作用力：万有引力、电磁作用力，强相互作用力，弱相互作用力 （二）、重力1.定义：由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力2.重力的大小：重力的大小与物体质量的关系是G mg =，通常取9.8/g N kg =，即1kg 的物体受到的重力大小为9.8N 。

重力的大小可用测力计测量3.重力的方向：重力的方向总是竖直向下的，竖直向下不能说成垂直向下，重力是垂直于水平面向下的 注意：（1）重力是非接触力（2）重力的施力物体是地球（3）物体所受到的重力与物体所处的运动状态以及是否受到其他力无关（4）重力不一定等于地球的吸引力，地球对物体的吸引力一部分充当自转的向心力，一部分为重力（5）重力随维度的升高而增大（6）重力随离地面的高度的增加而增大4.重心：（1）定义：一个物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力集中作用于一点，这一点叫做物体的重心（2）质量分布均匀的物体，重心的位置只跟物体的形状有关。

形状规则的均匀物体，重心在其几何中心上（3）质量分布不均匀的物体，重心的位置与物体的形状和质量分布有关。

注意：重心是一个等效作用点，它可以在物体上，也可以不在物体上，比如质量分布均与的球壳，其重心在球心，并不在壳体上（三）、弹力1.弹力的概念：发生弹性形变的物体由于要恢复原来的形状而对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力2.弹力产生的条件：一物体间必须接触，二接触处发生形变（一般指弹性形变）3.弹力的方向：总是与作用在物体上使得物体发生形变的外力的方向相反。

4.弹力的大小——胡克定律（1）弹力的大小与弹性形变的大小有关，弹性形变越大，弹力越大，形变消失，弹力随之消失（2）胡克定律：实验表明弹簧发生弹性形变时，弹力的大小跟弹簧的形变量x成正比，即F kx=，k称为弹簧的劲度系数，单位是/N m，一般来说k越大，弹簧越“硬”；k越小，弹簧越“软”（3）弹力与弹簧伸长量的关系可以用F x-图像表示，如图所以5. 常见理想模型中弹力比较：类别轻绳轻杆轻弹簧特征轻、软、不可伸长，即绳中各处的张力大小相等轻，不可伸长，亦不可压缩轻，既可被拉伸，也可被压缩，弹簧中各处弹力均相等产生力的方向及特点只能产生拉力，不能产生压力，拉力的方向沿绳子收缩的方向既能产生压力，又能产生拉力，弹力方向不一定沿杆的方向既能产生压力，又能产生拉力，力的方向沿弹簧轴线大小计算运用平衡方程或牛顿第二定律求解运用平衡方程或牛顿第二定律求解除运用平衡方程或牛顿第二定律外，还可应用胡克定律F＝kx求解1.摩擦力当一个物体在另一个物体的表面上发生相对运动或有相对运动趋势时，受到阻碍相对运动或相对运动趋势的力，叫做摩擦力.摩擦力可分为滑动摩擦力和静摩擦力 . 2.两种摩擦力的比较3.（1）.在确定摩擦力的大小之前，必须首先分析物体所处的状态，分清摩擦力的性质：静摩擦力或滑动摩擦力.（2）.滑动摩擦力由公式N F F μ＝计算.最关键的是对相互挤压力N F 的分析，它跟研究物体在垂直于接触面方向的受力密切相关. （3）.静摩擦力①其大小、方向都跟产生相对运动趋势的外力密切相关，但跟接触面相互挤压力N F 无直接关系.因而静摩擦力具有大小、方向的可变性，变化性强是它的特点，其大小只能依据物体的运动状态进行计算，若为平衡状态，静摩擦力将由平衡条件建立方程求解；若为非平衡状态，可由动力学规律建立方程求解. ②最大静摩擦力m F 是物体将要发生相对滑动这一临界状态时的摩擦力，它的数值与N F 成正比，在N F 不变的情况下，滑动摩擦力略小于m F ，而静摩擦力可在m 0F ～间变化. 二、力的合成与分解 1.合力与分力几个力同时作用的共同效果与某一个力单独作用的效果相同，这一个力为那几个力的合力，那几个力为这一个力的分力.合力与它的分力是力的效果上的一种等效替代关系，而不是力的本质上的替代. 2.力的合成和力的分解：求几个力的合力叫力的合成；求一个已知力的分力叫力的分解. 3.力的合成与分解的法则力的合成和分解只是一种研究问题的方法，互为逆运算，遵循平行四边形定则. (1)力的平行四边形定则求两个互成角度的共点力F 1、F 2的合力，可以以力的图示中F 1、F 2的线段为邻边作平行四边形，该两邻边间的对角线即表示合力的大小和方向，如图甲所示.(2)力的三角形定则把各个力依次首尾相接，则其合力就从第一个力的末端指向最后一个力的始端 .高中阶段最常用的是此原则的简化，即三角形定则，如图乙所示. 3.合力的大小范围(1)两个力合力大小的范围1212||F F F F F ≤≤－＋ . (2)三个力或三个以上的力的合力范围在一定条件下可以是120||n F F F F ≤≤⋯＋＋＋ 4.正交分解法把一个力分解为互相垂直的两个分力，特别是物体受多个力作用时，把物体受到的各力都分解到互相垂直的两个方向上去，然后分别求每个方向上力的代数和，把复杂的矢量运算转化为互相垂直方向上的简单的代数运算.其方法如下.(1)正确选择直角坐标系，通过选择各力的作用线交点为坐标原点，直角坐标系的选择应使尽量多的力在坐标轴上.(2)正交分解各力，即分别将各力投影在坐标轴上，然后求各力在x 轴和y 轴上的分力的合力.x F 和y F ：123123x x x x y y y y F F F F F F F F ⋯⋯＝＋＋＋，＝＋＋＋(3)合力大小22x y F F F +＝合力的方向与x 夹轴角为 y xF arctan F θ＝三、共点力平衡 1.共点力作用在物体的同一点或作用线(或作用线的反向延长线)相交于一点的几个力. 2.平衡状态物体处于静止或匀速直线运动状态称为物体处于平衡状态，平衡状态的实质是加速度为零的状态. 3.共点力作用下物体的平衡条件物体所受合外力为零，即0F ∑＝ .若采用正交分解法求解平衡问题，则平衡条件应为00x y F F ∑∑＝，＝ .4.求解平衡问题的一般步骤(1)选对象：根据题目要求，选取某平衡体(整体或局部)作为研究对象. (2)画受力图：对研究对象作受力分析，并按各个力的方向画出隔离体受力图. (3)建坐标：选取合适的方向建立直角坐标系.(4)列方程求解：根据平衡条件，列出合力为零的相应方程，然后求解，对结果进行必要的讨论. 5.平衡物体的动态问题(1)动态平衡：指通过控制某些物理量使物体的状态发生缓慢变化，在这个过程中物体始终处于一系列平衡 状态中.(2)动态平衡特征：一般为三力作用，其中一个力的大小和方向均不变化，一个力的大小变化而方向不变，另一个力的大小和方向均变化.6.平衡物体的临界问题(1)平衡物体的临界状态：物体的平衡状态将要变化的状态.(2)临界条件：涉及物体临界状态的问题，解决时一定要注意“恰好出现”或“恰好不出现”等临界条件.7.极值问题平衡物体的极值，一般指在力的变化过程中的最大值和最小值问题第三部分技能+方法一、受力分析要注意的问题受力分析就是指把指定物体(研究对象)在特定的物理情景中所受到的所有外力找出来，并画出受力图.受力分析时要注意以下五个问题：(1)研究对象的受力图，通常只画出根据性质命名的力，不要把按效果分解的力或合成的力分析进去.受力图完成后再进行力的合成和分解，以免造成混乱.(2)区分内力和外力：对几个物体组成的系统进行受力分析时，这几个物体间的作用力为内力，不能在受力图中出现；当把其中的某一物体单独隔离分析时，原来的内力变成外力，要画在受力图上.(3)防止“添力”：找出各力的施力物体，若没有施力物体，则该力一定不存在.(4)防止“漏力”：严格按照重力、弹力、摩擦力、其他力的步骤进行分析是防止“漏力”的有效办法.(5)受力分析还要密切注意物体的运动状态，运用平衡条件或牛顿运动定律判定未知力的有无及方向. 【例1】如图所示，水平桌面上叠放着A、B两物体，B物体受力F作用，A、B一起相对地面向右做匀减速直线运动，则B物体的受力个数为（）A. 4B. 5C. 6D. 7【答案】 C【解析】B受重力、地面的支持力、地面向左的摩擦力、水平拉力、A对B的压力及A对B的水平向右的摩擦力，故B受6个力，C对。

考点：受力分析、牛顿第二定律。

【名师点睛】判断静摩擦力的有无及方向的常用方法（1）状态法：明确物体的运动状态，分析物体的受力情况，根据平衡方程或牛顿第二定律求解静摩擦力的大小和方向．（2）牛顿第三定律法：此法的关键是抓住“力是成对出现的”，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方向．【例2】如图所示，水平地面上的物体Ａ在斜向上的拉力F的作用下，向右做匀速运动，则下列说法中正确的是（）A. 物体A可能只受到二个力的作用B. 物体A一定只受到三个力的作用C. 物体A一定受到了四个力的作用D. 物体A可能受到了四个力的作用【答案】C二、正交分解法正交分解法：将一个力(矢量)分解成互相垂直的两个分力(分矢量)，即在直角坐标系中将一个力(矢量)沿着两轴方向分解，如图F分解成F x和F y，它们之间的关系为：F x＝F•cos φ F y＝F•sin φF＝2 2yxFF tan φ＝xyFF正交分解法是研究矢量常见而有用的方法，应用时要明确两点：(1)x轴、y轴的方位可以任意选择，不会影响研究的结果，但若方位选择得合理，则解题较为方便；(2)正交分解后，F x在y轴上无作用效果，F y在x轴上无作用效果，因此F x和F y不能再分解.【例3】如图所示，两轻弹簧a、b悬挂一小铁球处于平衡状态，a弹簧与竖直方向成30°角，b弹簧水平，a、b的劲度系数分别为k1、k2，则a、b两弹簧的伸长量x1与x2之比为（）A.212kkB.21kkC.12kkD.212kk【答案】 A三、力的图解法根据平行四边形定则，利用邻边及其夹角跟对角线长短的关系分析力的大小变化情况的方法，通常叫做图解法.也可将平行四边形定则简化成三角形定则处理，更简单.图解法具有直观、简便的特点，多用于定性研究.应用图解法时应注意正确判断某个分力方向的变化情况及其空间范围.用矢量三角形定则分析最小力的规律：(1)当已知合力F的大小、方向及一个分力F1的方向时，另一个分力F2的最小条件是：两个分力垂直，如图甲.最小的F2＝Fsin α.(2)当已知合力F的方向及一个分力F1的大小、方向时，另一个分力F2最小的条件是：所求分力F2与合力F垂直，如图乙.最小的F2＝F1sin α.(3)当已知合力F的大小及一个分力F1的大小时，另一个分力F2最小的条件是：已知大小的分力F1与合力F同方向.最小的F2＝|F－F1|.【例4】如图所示，两根细绳拉住一个小球，开始时AC水平，现保持两细线间的夹角不变，而将整个装置顺时针缓慢转过，则在转动过程中，AC绳的拉力和BC绳的拉力大小变化情况是（）A、先变大后变小，一直变小B、先变大后变小，一直变小C、先变小后变大，一直变小D、先变小后变大，一直变大【答案】 B【解析】四、弹力问题的解决方法1.弹力是否存在的判断方法（1）对于发生明显形变的物体可以根据弹力产生的条件由形变直接判断（2）对于形变不明显的情况，通常用“假设法”“替换法”，有时还要根据力的作用效果由物体的运动状态来判断假设法：假设将与研究对象接触的物体撤去，判断研究对象的运动状态是否发生改变，若运动状态不变，则此处不存在弹力，若运动状态改变，则此处一定存在弹力。

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2024年高考物理分类考点二相互作用

2024年高考物理分类考点二相互作用

相互作用是物理学中一个重要的概念，指的是物体或者系统之间的相互影响和相互作用。

在2024年高考物理中，相互作用是一个重要的分类考点。

本文将从基本概念、力的作用、力的合成等方面，对2024年高考物理中的相互作用进行详细解析。

首先，我们来了解相互作用的基本概念。

相互作用的基本概念涉及到力的作用，即一个物体对另一个物体施加的力。

在物理学中，我们通常使用箭头来表示力的方向和大小。

力是一个矢量量，它有大小和方向的属性。

力的作用在物理学中有很多不同的类型。

首先，常见的力有重力、弹力、摩擦力等。

重力是指地球对物体施加的力，它的方向是向下的，并且大小与物体的质量成正比。

弹力是当一个物体受到弹性物体的拉伸或压缩时产生的力，它的方向是与物体受力方向相反的，并且大小与弹性物体的属性有关。

摩擦力是物体与物体之间接触产生的力，它的方向和大小与物体的接触性质有关。

除了上述常见的力，还有其他一些特殊的力，如浮力和电磁力。

浮力是物体在液体或气体中受到的向上的力，它的大小与物体在液体或气体中浸入的体积有关。

电磁力是当物体带有电荷或磁性时产生的力，它的方向和大小与物体的电荷或磁性有关。

相互作用中还有一个重要的概念是力的合成。

力的合成是指两个或多个力同时作用在同一个物体上时，所产生的效果。

根据向量的运算规则，我们可以使用合力这个概念来表示多个力的总和。

合力的大小等于各个力矢量的矢量和的大小，合力的方向与各个力矢量的方向相同。

为了更好地理解相互作用的概念，我们可以通过一些实例来说明。

例如，当我们用一块绳子拉动一个箱子时，我们实际上施加了一个拉力。

这个拉力是一个力的作用，它使得箱子向我们的方向移动。

另一个例子是当我们扔石头时，我们用手施加力将石头向上抛出，然后重力会使得它下坠。

在这个过程中，我们可以看到不同的力相互作用，最终使得石头做抛物线运动。

除了力的作用，相互作用中还有一些重要的概念需要注意。

例如，作用力和反作用力。

根据牛顿第三定律，当两个物体相互作用时，它们之间的力相等且方向相反。

2024山东高考物理10年真题章节练--专题二相互作用

2024山东高考物理10年真题章节练--专题二相互作用

第1页共22页专题二 相互作用1.(2022全国乙,15,6分)如图,一不可伸长轻绳两端各连接一质量为m 的小球,初始时整个系统静置于光滑水平桌面上,两球间的距离等于绳长L 。

一大小为F 的水平恒力作用在轻绳的中点,方向与两球连线垂直。

当两球运动至二者相距35L 时,它们加速度的大小均为 ( )A.5F 8mB.2F 5mC.3F 8mD.3F10m 答案 A 如图可知sin θ=12×3L 5L 2=35,则cos θ=45,对轻绳中点受力分析可知F =2T cos θ,对小球由牛顿第二定律得T =ma ,联立解得a =5F8m ,故选项A 正确。

2.(2022广东,1,4分)如图是可用来制作豆腐的石磨。

木柄AB 静止时,连接AB 的轻绳处于绷紧状态。

O 点是三根轻绳的结点,F 、F 1和F 2分别表示三根绳的拉力大小,F 1=F 2且∠AOB =60°。

下列关系式正确的是 ( )A.F =F 1B.F =2F 1C.F =3F 1D.F =√3F 1答案 D O点处于平衡状态,由平衡条件可得:F1 sin 30°=F2 sin 30°、F1 cos 30°+F2 cos 30°=F,所以F=√3F1,D正确。

3.(2022北京,5,3分)如图所示,质量为m的物块在倾角为θ的斜面上加速下滑,物块与斜面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。

下列说法正确的是 ( )A.斜面对物块的支持力大小为mg sin θB.斜面对物块的摩擦力大小为μmg cos θC.斜面对物块作用力的合力大小为mgD.物块所受的合力大小为mg sin θ答案 B 物块在斜面上加速下滑,受力分析如图。

支持力F N=mg cos θ,A错;摩擦力F f=μF N=μmg cos θ,B对;合力F合=mg sin θ-μmg cos θ,D错;由于物块加速下滑,斜面对物块作用力(F N、F f)的合力与重力mg不是平衡力,C错。

2025届高考物理复习：历年优质真题专项(相互作用)阶梯练习(附答案)

2025届高考物理复习：历年优质真题专项(相互作用)阶梯练习(附答案)

2025届高考物理复习：历年优质真题专项（相互作用）阶梯练习1．[2024ꞏ吉林卷]如图(a )，将一弹簧振子竖直悬挂，以小球的平衡位置为坐标原点 O ，竖直向上为正方向建立 x 轴．若将小球从弹簧原长处由静止释放，其在地球与某球状天体表面做简谐运动的图像如图(b )所示(不考虑自转影响).设地球、该天体的平均密度分别为 ρ1 和ρ2，地球半径是该天体半径的n 倍．ρ1ρ2 的值为()A ．2nB ．n 2C ．2nD ．12n2．[2022ꞏ广东卷]如图是可用来制作豆腐的石磨．木柄AB 静止时，连接AB 的轻绳处于绷紧状态．O 点是三根轻绳的结点，F 、F 1和F 2分别表示三根绳的拉力大小，F 1＝F 2且∠AOB＝60°.下列关系式正确的是( )A ．F ＝F 1B ．F ＝2F 1C ．F ＝3F 1D ．F ＝ 3 F 13．[2024ꞏ吉林卷]利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”．如图，在研磨过程中，砚台始终静止在水平桌面上．当墨条的速度方向水平向左时( )A ．砚台对墨条的摩擦力方向水平向左B ．桌面对砚台的摩擦力方向水平向左C ．桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力D ．桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力4．[2023ꞏ江苏卷]如图所示，“嫦娥五号”探测器静止在月球平坦表面处．已知探测器质量为m ，四条腿与竖直方向的夹角均为θ，月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度g 的16 .每条腿对月球表面压力的大小为( )A ．mg 4B ．mg 4cos θC ．mg 6cos θD ．mg 245．[2021ꞏ广东卷]唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力．设牛用大小相等的拉力F 通过耕索分别拉两种犁，F 与竖直方向的夹角分别为α和β，α<β，如图所示．忽略耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是( )A ．耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大B.耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大C.曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力D ．直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力6．[2021ꞏ湖南卷]质量为M 的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，A 为半圆的最低点，B 为半圆水平直径的端点．凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为m 的小滑块．用推力F 推动小滑块由A 点向B 点缓慢移动，力F 的方向始终沿圆弧的切线方向，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是() A．推力F先增大后减小B．凹槽对滑块的支持力先减小后增大C．墙面对凹槽的压力先增大后减小D．水平地面对凹槽的支持力先减小后增大参考答案1．[2024ꞏ吉林卷]如图(a )，将一弹簧振子竖直悬挂，以小球的平衡位置为坐标原点O ，竖直向上为正方向建立x 轴．若将小球从弹簧原长处由静止释放，其在地球与某球状天体表面做简谐运动的图像如图(b )所示(不考虑自转影响).设地球、该天体的平均密度分别为ρ1和ρ2，地球半径是该天体半径的n 倍．ρ1ρ2的值为( )A ．2nB ．n 2C ．2nD ．12n答案：C答案解析：设地球表面的重力加速度为g ，某球状天体表面的重力加速度为g′，弹簧的劲度系数为k.根据简谐运动的对称性有kꞏ4A －mg ＝mg ，kꞏ2A －mg′＝mg′，可得g ＝2kA m ，g′＝kA m ，可得g g′ ＝2，设该球状天体的半径为R ，在星球表面，有G ρ2ꞏ43πR 3ꞏm R 2＝mg′，在地球表面有G ρ1ꞏ43π()nR 3ꞏm ()nR 2＝mg ，联立可得ρ1ρ2 ＝2n ，故选C .2．[2022ꞏ广东卷]如图是可用来制作豆腐的石磨．木柄AB 静止时，连接AB 的轻绳处于绷紧状态．O 点是三根轻绳的结点，F 、F 1和F 2分别表示三根绳的拉力大小，F 1＝F 2且∠AOB ＝60°.下列关系式正确的是( )A ．F ＝F 1B ．F ＝2F 1C ．F ＝3F 1D ．F ＝ 3 F 1答案：D答案解析：以结点O 为研究对象，进行受力分析，由平衡条件可得F ＝2F 1cos 30°＝3 F 1，选项D 正确．3．[2024ꞏ吉林卷]利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”．如图，在研磨过程中，砚台始终静止在水平桌面上．当墨条的速度方向水平向左时( )A ．砚台对墨条的摩擦力方向水平向左B ．桌面对砚台的摩擦力方向水平向左C ．桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力D ．桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力答案：C答案解析：当墨条速度方向水平向左时，墨条相对于砚台向左运动，故砚台对墨条的摩擦力方向水平向右，故A 错误；根据牛顿第三定律结合A 项分析可知，墨条对砚台的摩擦力方向水平向左，由于砚台处于静止状态，故桌面对砚台的摩擦力方向水平向右，故B 错误；由于砚台处于静止状态，水平方向桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力，故C 正确；桌面对砚台的支持力大小等于砚台的重力加上墨条对砚台的压力，故桌面对砚台的支持力大于墨条对砚台的压力，故D 错误．故选C .4．[2023ꞏ江苏卷]如图所示，“嫦娥五号”探测器静止在月球平坦表面处．已知探测器质量为m ，四条腿与竖直方向的夹角均为θ，月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度g 的16 .每条腿对月球表面压力的大小为( )A．mg4B．mg4cos θC．mg6cos θD．mg24答案：D答案解析：对“嫦娥五号”探测器受力分析，可得月球表面对四条腿的支持力F N＝mg 月则对一条腿有F N1＝14mg月＝mg 24根据牛顿第三定律可知每条腿对月球表面的压力为mg 24.故选D.5．[2021ꞏ广东卷]唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力．设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁，F与竖直方向的夹角分别为α和β，α<β，如图所示．忽略耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是()A．耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大B.耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大C.曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力D．直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力答案：B答案解析：曲辕犁耕索的拉力在水平方向上的分力为F sin α，直辕犁耕索的拉力在水平方向上的分力为F sin β，由于α<β，则F sin β>F sin α，A错误；曲辕犁耕索的拉力在竖直方向上的分力为F cos α，直辕犁耕索的拉力在竖直方向上的分力为F cos β，由于α<β，故F cos α>F cos β，B正确；作用力与反作用力大小相等，耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对作用力与反作用力，故耕索对犁的拉力等于犁对耕索的拉力，C、D错误．6．[2021ꞏ湖南卷]质量为M的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，A为半圆的最低点，B为半圆水平直径的端点．凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为m 的小滑块．用推力F推动小滑块由A点向B点缓慢移动，力F的方向始终沿圆弧的切线方向，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是()A．推力F先增大后减小B．凹槽对滑块的支持力先减小后增大C．墙面对凹槽的压力先增大后减小D．水平地面对凹槽的支持力先减小后增大答案：C答案解析：小滑块从A到B缓慢移动过程中，始终受力平衡，对小滑块受力分析如图1所示，根据平行四边行定则可得推力F＝mg sin θ，凹槽对滑块的支持力F N＝mg cos θ，滑块上移时夹角θ从零逐渐增大至90°，由数学知识可知推力F一直增大，凹槽对滑块的支持力F N一直减小，A、B错误；滑块和凹槽系统始终处于平衡状态，对整体受力分析如图2所示，由平行四边形定则可得地面对凹槽的支持力N1＝G－F sin θ＝G－mg sin2θ，墙面对凹槽的压力N2＝F cos θ＝mg sin θcos θ＝12 mg sin 2θ，随着滑块缓慢由A到B，夹角θ从零逐渐增大至90°，由三角函数知识可知水平地面对凹槽的支持力N1逐渐减小，墙面对凹槽的压力N2先增大后减小，C正确，D错误．。

高考物理相互作用常见题型及答题技巧及练习题(含答案)

高考物理相互作用常见题型及答题技巧及练习题(含答案)

高考物理相互作用常见题型及答题技巧及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试相互作用1．如图所示，置于水平面上的木箱的质量为m=3.8kg ，它与水平面间的动摩擦因数μ=0.25，在与水平方向成37°角的拉力F 的恒力作用下从A 点向B 点做速度V 1=2.0m ／s 匀速直线运动．（cos37°=0.8，sin37°=0.6，g 取10N/kg ） （1）求水平力F 的大小；（2）当木箱运动到B 点时，撤去力F ，木箱在水平面做匀减速直线运动，加速度大小为2.5m/s 2，到达斜面底端C 时速度大小为v 2=1m/s ，求木箱从B 到C 的位移x 和时间t ； （3）木箱到达斜面底端后冲上斜面，斜面质量M=5.32kg ，斜面的倾角为37°．木箱与斜面的动摩擦因数μ=0.25，要使斜面在地面上保持静止．求斜面与地面的摩擦因数至少多大．、【答案】（1）10N （2）0.4s 0.6m （3）13（答0.33也得分） 【解析】（1）由平衡知识：对木箱水平方向cos F f θ=，竖直方向：sin N F F mg θ+= 且N f F μ=， 解得F=10N（2）由22212v v ax -=，解得木箱从B 到C 的位移x=0.6m ，21120.12.5v v t s s a --===- （3）木箱沿斜面上滑的加速度21sin 37cos378/mg mg a m s mμ︒+︒==对木箱和斜面的整体，水平方向11cos37f ma =︒竖直方向：()1sin37N M m g F ma +-=︒，其中11N f F μ=，解得113μ=点睛：本题是力平衡问题，关键是灵活选择研究对象进行受力分析，根据平衡条件列式求解．求解平衡问题关键在于对物体正确的受力分析，不能多力，也不能少力，对于三力平衡，如果是特殊角度，一般采用力的合成、分解法，对于非特殊角，可采用相似三角形法求解，对于多力平衡，一般采用正交分解法．2．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36μ=，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．3．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．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。