专题2 相互作用

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专题2 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F
2

(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
答案:C
解析: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.

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.Gsinθ
C.Gcosθ D.Gtanθ
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mA>mB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Fl、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

解析:把两个小球看作整体,分析受力,由平衡条件可得:4343:4
弹簧A的拉力FA=2mg/cos30°,
弹簧C的拉力FC=2mgtan30°,
又FA=kxA,FC=kxC,
联立解得:弹簧A、C的伸长量之比为:xA∶xC=1∶cos30°tan30°=2∶1,选项D正确.

6..(2013高考北京理综第16题)倾角为α、质量为M的斜面体静止在水平桌面上,质量为m的木块静止
在斜面体上.下列结论正确的是
A.木块受到的摩擦力大小是mgcosα
B.木块对斜面体的压力大小是mg sinα
C.桌面对斜面体的摩擦力大小是mg sinαcosα
D.桌面对斜面体的支持力大小是(M+m)g

答案:D
解析:将木块的重力沿平行于斜面方向和垂直于斜面方向分解,平行于斜面方向分力为mgsinα,垂
直于斜面方向分力为mgcosα.由平衡条件可得木块受到的摩擦力大小是f= mgsinα,支持力
F=mgcosα,由牛顿第三定律,木块对斜面体的压力大小是mgcosα,选项AB错误.把木块和斜面体看
作整体,分析受力,由平衡条件可知桌面对斜面体的摩擦力大小为零,桌面对斜面体的支持力大小是
(M+m)g,选项C错误D正确.

7.(2013高考天津理综物理第5题)如图所示,小球用细绳系住,绳
的另一端固定于O点.现用水平力F缓慢推动斜面体,小球在斜面上无
摩擦地滑动,细绳始终处于直线状态,当小球升到接近斜面顶端时细绳
接近水平,此过程中斜面对小球的支持力FN以及绳对小球的拉力FT的
变化情况是
A.FN保持不变,FT不断增大
B.FN不断增大,FT不断减小
C.FN保持不变,FT先增大后减小
D.FN不断增大,FT先减小后增大
答案:D
解析:由于此过程中细线与斜面体斜面的夹角逐渐减小,所以斜面对小球的支持力FN增大.画出小球受力
动态图,由平衡条件可得FT先减小后增大,选项D正确.

8.(2013高考广东理综第20题)如图8,物体P静止于固定的斜面上,P的上表面水平,现把物体Q轻轻
地叠放在P上,则
A.P向下滑动
B.P静止不动
C.P所受的合外力增大
D.P与斜面间的静摩擦力增大
答案:B D
解析:设斜面的倾角为θ,加上Q,相当于增加了P的质量,受力分析列平衡方程得f=mgsinθ<μmgcosθ,
N=mgcosθ.当m增加时,不等式两边都增加,不等式仍然成立,即P静止不动,P所受的合外力为零,P
与斜面间的静摩擦力f=mgsinθ增大,选项BD正确.

9.(2013高考上海物理第25题)如图,倾角为37°,质量
不计的支架ABCD的D端有一大小与质量均可忽略的光滑定
滑轮,A点处有一固定转轴,CA⊥AB,DC=CA=0.3m.质量
m
=lkg的物体置于支架的B端,并与跨过定滑轮的轻绳相连,
绳另一端作用一竖直向下的拉力F,物体在拉力作用下沿BD
做匀速直线运动,己知物体与BD间的动摩擦因数μ=0.3.为保证支架不绕A点转动,物体向上滑行的最
大距离s=____m.若增大F后,支架仍不绕A点转动,物体能向上滑行的最大距离s′____s(填:
“大于”、“等于”或“小于”.)(取sin37°=0.6,cos37°=0.8)
答案:0.248 等于
解析:拉力F=mgsin37°+ μmgcos37°=8.4N.BC= CA/sin37°=0.5m.设m对支架BC的压力
mgcos37°对A点的力臂为x,由力矩平衡条件,F·DC cos37°+μmgcos37°·CA cos37°=
F·CA cos37°+mg cos37°·x,解得x=0.072m.由x+s=BC-AC sin37°解得s=0.248m.由上述方程可知,
F·DC cos37°= F·CA cos37°,x值与F无关,所以若增大F后,支架仍不绕A点转动,物体能向上滑
行的最大距离s′=s.

10.(19分)(2013高考福建理综第21题)质量为M、长为3L的杆水平放
置,杆两端A、B系着长为3L的不可伸长且光滑的柔软轻绳,绳上套着一质量为m的小铁环.已知重力加
速度为g,不计空气影响.
(1)现让杆和环均静止悬挂在空中,如图甲,求绳中拉力的大小:
(2)若杆与环保持相对静止,在空中沿AB方向水平向右做匀加速直线运动,此时环恰好悬于A端的正下方,
如图乙所示.
①求此状态下杆的加速度大小a;
②为保持这种状态需在杆上施加一个多大的外力,方向如何?

解析:(1)如图1,设平衡时绳子拉力为T,有:2Tcosθ-mg=0,
由图可知,cos
θ=63.

联立解得:T=64mg.
(2)①此时,对小铁环受力分析如图2,有:T’ sinθ’=ma,
T’+T’ cosθ’-mg=0

由图知,θ’=60°,代入上述二式联立解得:a=33g.
②如图3,设外力F与水平方向成α角,将杆和小铁环当成一个整体,有
Fcosα=(M+m)a
Fsinα-(M+m)g=
0

联立解得:F=233(M+m)g,tanα=3(或α=60°)