当前位置：文档库 › 专题2：相互作用(解析版)

专题2：相互作用(解析版)

第二章：相互作用

一、选择题

1．【2017·新课标Ⅲ卷】一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm的两点上，弹性绳的原长也为80 cm。将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100 cm；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为（弹性绳的伸长始终处于弹性限度内）

A．86 cm B．92 cm C．98 cm D．104 cm

【答案】B

【考点定位】胡克定律、物体的平衡

【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，再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，可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据正弦定理列式求解。前后两次始终处于静止状态，即合外力为零，在改变绳长的同时，绳与竖直方向的夹角跟着改变。2．【2017·天津卷】如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点，悬挂衣服的衣架钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是

A．绳的右端上移到b ，绳子拉力不变

B．将杆N向右移一些，绳子拉力变大

C．绳的两端高度差越小，绳子拉力越小

D．若换挂质量更大的衣服，则衣架悬挂点右移

【答案】AB

【解析】设两杆间距离为d ，绳长为l ，Oa 、Ob 段长度分别为l a 和l b ，则b a l l l +=，两部分绳子与竖直方向夹角分别为α和β，受力分析如图所示。

绳子中各部分张力相等，F F F b a ==，则βα=。满足mg F =αcos 2，

αααsin sin sin l l l d b a =+=，即l

d =

αsin ，αcos 2mg F =，d 和l 均不变，则sin α为

定值，α为定值，cos α为定值，绳子的拉力保持不变，衣服的位置不变，故A 正确，CD 错误；将杆N 向右移一些，d 增大，则sin α增大，cos α减小，绳子的拉力增大，故B 正确。【考点定位】受力分析，共点力的平衡

【名师点睛】本题是力的动态平衡的典型模型，学生并不陌生，关键要判断出绳子和竖直方向的夹角只与绳长和两杆间的距离有关。

3．【2017·新课标Ⅰ卷】如图，柔软轻绳ON 的一端O 固定，其中间某点M 拴一重物，用

手拉住绳的另一端N 。初始时，OM 竖直且MN 被拉直，OM 与MN 之间的夹角为α（π

α>

）。现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角α不变。在OM 由竖直被拉到水平的过程中

A ．MN 上的张力逐渐增大

B ．MN 上的张力先增大后减小

C ．OM 上的张力逐渐增大

D ．OM 上的张力先增大后减小

【答案】AD

【解析】以重物为研究对象，受重力mg ，OM 绳上拉力F 2，MN 上拉力F 1，由题意知，三个力合力始终为零，矢量三角形如图所示，在F 2转至水平的过程中，MN 上的张力F 1逐渐增大，OM 上的张力F 2先增大后减小，所以AD 正确，BC 错误。

【考点定位】共点力的平衡、动态平衡

【名师点睛】本题考查动态平衡，注意重物受三个力中只有重力恒定不变，且要求OM 、MN 两力的夹角不变，两力的大小、方向都在变。三力合力为零，能构成封闭的三角形，再借助圆，同一圆弧对应圆周角不变，难度较大。

4．【2017·新课标Ⅱ卷】如图，一物块在水平拉力F 的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。

若保持F 的大小不变，而方向与水平面成60°角，物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为

A ．23

B ．

C ．

D ．

【答案】C

【考点定位】物体的平衡

【名师点睛】此题考查了正交分解法在解决平衡问题中的应用问题；关键是列出两种情况下水平方向的平衡方程，联立即可求解。

1. （全国新课标I 卷，19）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。

【答案】BD

【解析】由题意，在F 保持方向不变，大小发生变化的过程中，物体a 、b 均保持静止，各绳角度保持不变；选a 受力分析得，绳的拉力a T m g =，所以物体a 受到绳的拉力保持不变。由滑轮性质，

所以b 受到绳的拉力大小、方向均保持不变，C 选项错

误； a 、b

受到绳的拉力大小方向均不变，所以OO '的

张力不变，A 选项错误；对b 进行受力分析，并将各力沿水平方向和竖直方向分解，如上图所示。由受力平衡得：x x T f F +=，y y b F N T m g ++=。T 和b m g 始终不变，

当F 大小在一定范围内变化时；支持力在一定范围内变化，B 选项正确；摩擦力也在一定范围内发生变化，D 选项正确；故答案选BD 。

3（全国新课标III 卷，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（）。 A.

B. 32m

C. m

D.2m

【答案】C

【解析】如图所示，△Oab 为等边三角形，120aO b '∠=︒，则T mg =，根据几何关系可知，绳子上张力的合力等于m g '，所以小物块的质量为m ，C 正确

1.（15海南卷）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△l1和△l2，重力加速度大小为g，在剪断瞬间

A.a1=3g

B.a1=0

C. △l1=2△l2

D. △l1=△l2

【答案】AC

14．[2014·山东卷] 如图所示，用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点，制成一简易秋千．某次维修时将两轻绳各剪去一小段，但仍保持等长且悬挂点不变．木板静止时，F1表示木板所受合力的大小，F2表示单根轻绳对木板拉力的大小，则维修后() A．F1不变，F2变大

B．F1不变，F2变小

C．F1变大，F2变大

D．F1变小，F2变小

14．A[解析] 本题考查受力分析、物体的平衡．在轻绳被剪短前后，木板都处于静止状态，所以木板所受的合力都为零，即F1＝0 N．因两根轻绳等长，且悬挂点等高，故两根轻绳对木板的拉力相等，均为F2.对木板进行受力分析，如图所示，则竖直方向平衡方程：2F2cos θ＝G，轻绳剪去一段后，θ增大，cos θ减小，故F2变大．选项A正确．

1. (2013·北京高考)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mgsinα

C.桌面对斜面体的摩擦力大小是mgsinαcosα

D.桌面对斜面体的支持力大小是(M+m)g

【解题指南】解答本题可按以下思路进行:

(1)先对木块进行受力分析,列出平衡方程,求出木块受到的支持力和摩擦力。

(2)再对斜面体和木块进行整体受力分析,求出桌面对斜面体的支持力和摩擦力。

【解析】选D。对木块进行受力分析,由平衡方程得F N=mgcosα,F f=mgsinα,所以A、B均错误;对斜面体和木块进行整体受力分析,可得桌面对斜面体的摩擦力大小是零,桌面对斜面体的支持力大小是(M+m)g,故C错误,D正确。

2. (2013·广东高考)如图,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

【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析:

(1)知道P静止在斜面上的条件。

(2)Q轻放于P上,相当于P的质量变大,各力均变化,分析合力是否变化。

【解析】选B、D。设P的质量为m,P静止于斜面上,则有mgsinθ=F f≤μmgcosθ,当把Q轻放于P之上,相当于P的质量变大,设P、Q的总质量为M,则有Mgsinθ≤μMgcosθ,故P仍静止不动,A错误、B正确;P静止不动合力为零,C错误;对P、Q整体:F'f=Mgsinθ,由于M>m,

故F'f 变大,D 正确。

3. (2013·山东高考)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30°,弹簧C 水平,则弹簧A 、C 的伸长量之比为 ( )[来源:https://www.wendangku.net/doc/dd19208376.html,]

A.√3∶4

B.4∶√3

C.1∶2

D.2∶1 【解题指南】解答本题时应把握住以下两个方面: (1)对两个小球进行受力分析,确定各力的方向;

(2)应用整体法,列出两小球组成的整体在水平和竖直两个正交方向上的平衡方程。【解析】选D 。对两小球组成的整体,受到整体重力G 、轻弹簧A 的弹力F A 和轻弹簧C 的弹力F C 三个力的作用,根据平衡条件可得,水平方向有F A sin30°=F C ,又据胡克定律可得F A =kx A ,F C =kx C ,联立得

A C x x =2

,选项D 正确。 4. (2013·新课标全国卷Ⅱ)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 的取值应有一定范围,已知其最大值和最小值分别为F 1和F 2(F 2>0)。由此可求出 ( ) [来源:https://www.wendangku.net/doc/dd19208376.html,]

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.物块对斜面的正压力

【解题指南】解答本题应理解以下三点: (1)静摩擦力的大小和方向会随外力变化而变化; (2)物块保持静止的条件是合力为零

;

(3)把力按平行斜面和垂直斜面方向分解。

【解析】选C。设物块质量为m,斜面的倾角为θ,最大静摩擦力为f m,对物块受力分析后,根据物块的平衡条件建立方程,外力F最大时,最大静摩擦力方向沿斜面向下,有mgsinθ+f m=F1;外力F最小时,最大静摩擦力方向沿斜面向上,有mgsinθ-f m=F2;两式相减,可解得最大静摩擦力

f m,选项C正确;由这两个等式无法解出物块的质量和斜面的倾角及物块对斜面的正压力。

5.(2013·重庆高考)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,则椅子各部分对他的作用力的合力大小为()

A.G

B.Gsinθ[来源:学科网]

C.Gcosθ

D.Gtanθ

【解题指南】解答本题应注意以下两点:

(1)物体处于平衡状态,所受F合=0。

(2)利用平衡条件来求解。

【解析】选A。人静躺在椅子上,所受合力F合=0,所以椅子各部分对人的作用力的合力与人的重力等大反向,故A选项正确。

6. (2013·上海高考)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()

【解题指南】解答本题时应注意理解滑动摩擦力产生条件:一是接触且接触面粗糙;二是与接触面间有压力;

三是相对运动。

【解析】选A。两物体A、B叠放在一起,在沿粗糙墙面下落过程中,由于物体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,A、B之间没有弹力作用,因而不存在摩擦力,物体B的受力示意图是A项。

1.（2012海南卷）如图，墙上有两个钉子a和b，它们的连线与水平方向

的夹角为45°，两者的高度差为l 。一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a 点，另一端跨过光滑钉子b 悬挂一质量为m 1的重物。在绳子距a 端

得c 点有一固定绳圈。若绳圈上悬挂质量为m 2的钩码，平衡后绳的ac 段正好水平，则重物和钩码的质量比

m m 为( ) 5C. 2

5 23.（2012广东卷）.如图3所示，两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上，两绳与竖直方向的夹角为45°，日光保持水平，所受重力为G ，左右两绳的拉力大小分别为( ) A.G 和G 22 C.

12G 3 D. 12G 和1

G 4.（2012上海卷）．如图，竖直轻质悬线上端固定，下端与均质硬棒AB 中点连接，棒长为线长的二倍。棒的A 端用铰链墙上，棒处于水平状态。改变悬线的长度，使线与棒的连接点逐渐右移，并保持棒仍处于水平状态。则悬线拉力（

）

A. 逐渐减小

B ．逐渐增大

C ．先减小后增大

D ．先增大后减小

7.（2012山东卷）.如图所示，两相同轻质硬杆1OO 、2OO 可绕其两端垂直纸面的水平轴O 、1O 、2O 转动，在O 点悬挂一重物M ，将两相同木块m 紧压在竖直挡板上，此时整个系统保

持静止。f F 表示木块与挡板间摩擦力的大小，N F 表示木块与挡板间正压力的大小。若挡板间的距离稍许增大后，系统仍静止且1O 、2O 始终等高，则 A ．f F 变小 B ．f F 不变 C ．N F 变小 D ．N F 变大

8.(2012全国新课标).如图，一小球放置在木板与竖直墙面之间。设墙面对球的压力大小为

N 1，球对木板的压力大小为N 2。以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位

A B

置开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦，在此过程中( ) A.N 1始终减小，N 2始终增大 B.N 1始终减小，N 2始终减小 C.N 1先增大后减小，N 2始终减小 D.N 1先增大后减小，N 2先减小后增大

9.（2012浙江卷）.如图所示，与水平面夹角为300

的固定斜面上有一质量m=1.0kg 的物体。细绳的一端与物体相连。另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连。物体静止在斜面上，弹簧秤的示数为4.9N 。关于物体受力的判断（取g=9.8m/s 2

）.下列说法正确的是（） A.斜面对物体的摩擦力大小为零

B.斜面对物体的摩擦力大小为4.9N,方向沿斜面向上

C.斜面对物体的支持力大小为4.9

N ，方向竖直向上

D.斜面对物体的支持力大小为4.9N ，方向垂直斜面向上二、实验题

21． [2014·浙江卷] 在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根弹簧如图1连接起来进行探究．

第21题图1

第21题表1

(1)某次测量如图2所示，指针示数为________ cm.

(2)在弹性限度内，将50 g

的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A 、B 的示数L A 和L B

如表1.用表1数据计算弹簧Ⅰ的劲度系数为____ N/m(重力加速度g 取10 m/s 2)．由表Ⅰ数据________(选填“能”或“不能”)计算出弹簧Ⅱ的劲度系数．

图(a)

第21题图2

21. [答案] (1)(15.95～16.05)cm ，有效数字位数正确 (2)(12.2～12.8) N/m 能

[解析] (1)由图2可知刻度尺能精确到0.1 cm ，读数时需要往后估读一位．故指针示数为16.00±0.05 cm.

(2)由表1中数据可知每挂一个钩码，弹簧Ⅰ的平均伸长量Δx 1≈4 cm ，弹簧Ⅱ的总平均伸长量Δx 2≈5.80 cm ，根据胡克定律可求得弹簧Ⅰ的劲度系数为12.5 N/m ，同理也能求出弹簧Ⅱ的劲度系数．

23． (10分)[2014·新课标Ⅱ卷] 某实验小组探究弹簧的劲度系数k 与其长度(圈数)的关系．实验装置如图(a)所示：一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针P 0、P 1、P 2、P 3、P 4、P 5、P 6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，P 0指向0刻度．设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为x 0；挂有质量为0.100 kg 的砝码时，各指针的位置记为x .测量结果及部分计算结果如下表所示(n 为弹簧的圈数，重力加速度取9.80 m/s 2)．已知实验所用弹簧总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88 cm.

(1)将表中数据补充完整：①________；②________．

(2)以n 为横坐标，1k 为纵坐标，在图(b)给出的坐标纸上画出1

k n 图像．

图(b)

(3)图(b)中画出的直线可近似认为通过原点．若从实验中所用的弹簧截取圈数为n 的一段弹簧，该弹簧的劲度系数k 与其圈数n 的关系的表达式为k ＝____③__N/m ；该弹簧的劲度系数k 与其自由长度l 0(单位为m)的关系的表达式为k ＝____④__N/m.

23．[答案] (1)①81.7 ②0.0122 (2)略

(3)③1.75×103n (在1.67×103n ～1.83×103n 之间均同样给分) ④3.47l 0(在3.31l 0～3.62l 0

之间均

同样给分)

[解析] (1)①k ＝mg

Δx ＝0.100×9.80（5.26－4.06）×10－2＝81.7 N/m ；

②1k ＝181.7

m/N ＝0.0122 m/N. (3)由作出的图像可知直线的斜率为5.8×10－4，故直线方程满足1

k ＝5.8×10－4n m/N ，即

k ＝1.7×103 n N/m(在1.67×103n ～1.83×103n

之间均正确)

④由于60圈弹簧的原长为11.88 cm ，则n 圈弹簧的原长满足n l 0＝6011.88×10－2

，代入数

值，得k ＝3.47l 0(在3.31l 0～3.62

l 0

之间均正确)．

11．[2014·江苏卷] 小明通过实验验证力的平行四边形定则．

(1)实验记录纸如题11-1图所示，O 点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置，两弹簧测力计

共同作用时，拉力F 1和F 2的方向分别过P 1和P 2点；一个弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力F 3的方向过P 3点．三个力的大小分别为：F 1＝3.30 N 、F 2＝3.85 N 和F 3＝4.25 N ．请根据图中给出的标度作图求出F 1和F 2的合力．

(题11-1图)

(2)仔细分析实验，小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化，影响实验结果．他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度，发现读数不相同，于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响．

实验装置如题11-2图所示，将一张白纸固定在竖直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于O点，下端N挂一重物．用与白纸平行的水平力缓慢地移动N，在白纸上记录下N的轨迹．重复上述过程，再次记录下N的轨迹．

(题11-2图)(题11-3图)

两次实验记录的轨迹如题11-3图所示．过O点作一条直线与轨迹交于a、b两点，则实验中橡皮筋分别被拉伸到a和b时所受拉力F a、F b的大小关系为______．

(3)根据(2)中的实验，可以得出的实验结果有________(填写选项前的字母)．

A．橡皮筋的长度与受到的拉力成正比

B．两次受到的拉力相同时，橡皮筋第2次的长度较长

C．两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋第2次受到的拉力较大

D．两次受到的拉力相同时，拉力越大，橡皮筋两次的长度之差越大

(4)根据小明的上述实验探究，请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项．

11．(1)(见下图，F合＝4.6～4.9 N都算对)(2)F a＝F b(3)BD(4)橡皮筋拉伸不宜过长；选用新橡皮筋．(或：拉力不宜过大；选用弹性好的橡皮筋；换用弹性好的弹簧．)

[解析] (1)用力的图示法根据平行四边形定则作出合力并量出其大小．

(2)画受力分析图如图所示，橡皮筋的拉力F与手的拉力F手的合力F合总与重力G平衡，故F cos θ＝G，两次实验中的θ角相同，故F a＝F b.

(3)根据两次描出的不同轨迹说明橡皮筋的长度与受到的拉力不成正比．两次受到的拉力相同时，橡皮筋第2 次的长度较长，A错误，B正确；两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋第2 次受到的拉力较小，C错误；根据轨迹越向右相差越多，说明两次受到的拉力相同时，拉力越大，橡皮筋两次的长度之差越大，D正确．

相互作用练习题含答案及解析

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°=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，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 3 μ=，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

高中物理相互作用试题(有答案和解析)

高中物理相互作用试题(有答案和解析) 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．如图所示，质量为m 的物体放在一固定斜面上，当斜面倾角为30°时恰能沿斜面匀速下滑．对物体施加一大小为F 、方向水平向右的恒力，物体可沿斜面匀速向上滑行．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当斜面倾角增大并超过某一临界角θ0时，不论水平恒力F 多大，都不能使物体沿斜面向上滑行，试求： (1)物体与斜面间的动摩擦因数； (2)这一临界角θ0的大小．【答案】（13 2）60° 【解析】试题分析：（1）斜面倾角为30°时，物体恰能匀速下滑，满足sin 30cos30mg mg μ?=? 解得3μ= （2）设斜面倾角为α，由匀速直线运动的条件：cos sin f F mg F αα=+ cos sin N F mg F αα=+，f N F F μ= 解得：sin cos cos sin mg mg F αμα αμα += - 当cos sin 0αμα-=，即cot αμ=时，F→∞，即“不论水平恒力F 多大”，都不能使物体沿斜面向上滑行此时，临界角060θα==? 考点：考查了共点力平衡条件的应用【名师点睛】本题是力平衡问题，关键是分析物体的受力情况，根据平衡条件并结合正交分解法列方程求解．利用正交分解方法解体的一般步骤：①明确研究对象；②进行受力分析；③建立直角坐标系，建立坐标系的原则是让尽可能多的力落在坐标轴上，将不在坐

2014届一轮复习第2章_相互作用

第二章相互作用第 1 课时力、重力、弹力基础知识归纳 1.力的概念 (1)力的概念：力是物体对物体的作用. (2)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)力的表示可用力的图示或力的示意图表示，其中力的图示包含力的大小、方向和作用点三要素. (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. 2.重力 (1)重力的产生：由于地球的吸引而产生的.地球周围的物体，无论与地球接触与否，运动状态如何，都要受到地球的吸引力，因此任何物体都要受到重力的作用. (2)方向：总是竖直向下. (3)大小：G＝mg. (4)重心：重力的等效作用点.重心的位置与物体的形状和质量的分布有关.重心不一定在物体上.质量分布均匀、形状规则的物体的重心在几何中心上.薄板类物体的重心可用悬挂法确定. 3.弹力 (1)定义：发生弹性形变的物体，对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力. (2)产生条件：两物体直接接触、接触处有弹性形变；两者缺一不可，并且弹力和形变同时产生，同时消失. (3)方向：与施力物体形变的方向相反，弹力的受力物体是引起形变的物体，施力物体是发生形变的物体. (4)大小：弹簧类物体在弹性限度内遵循胡克定律：F＝kx.非弹簧类弹力大小应由平衡条件或动力学规律求解. 重点难点突破一、弹力有无的判断方法 1.根据弹力产生的条件直接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.此方法多用来判断形变较明显的情况. 2.利用假设法判断对形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存在，看物体还能否保持原有的状态，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. 3.根据物体的运动状态分析根据物体的运动状态，利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在. 二、弹力方向的判断方法 1.根据物体产生形变的方向判断

2021年高考物理一轮复习专题测试专题02 相互作用(解析版)

2021年高考物理一轮复习专题测试专题02 相互作用一、单项选择题（每题4分，共40分） 1．如图所示的实验可以用来研究物体所受到的滑动摩擦力。当手拉木板从木块下抽出时，弹簧测力计的示数为f，由此可知（） A．木板与桌面间的滑动摩擦力等于f B．木块与木板间的滑动摩擦力等于f C．绳子对木板的拉力等于f D．人手对绳子的拉力等于f 解析由于木块静止，所受滑动摩擦力等于弹簧的弹力f，B正确，A错误；绳子对木板的拉力、人手对绳子的拉力都未知，C、D错误。答案 B 2.如图所示的容器内盛有水,器壁AB部分是一个平面且呈倾斜状,有一个小物件P处于图示位置并保持静止状态,则该物体() A.可能受三个力作用 B.可能受四个力作用 C.一定受三个力作用 D.一定受四个力作用答案B物体一定受到重力和浮力,若浮力大小等于重力,则二者可以平衡,物体与AB间没有相互作用,故可能受两个力作用;若浮力大于重力,则物体一定会受AB的弹力,由于弹力垂直于接触面向下,物体只有受到斜向下的摩擦力才能受力平衡,故物体可能受四个力;故只有B 项正确,A、C、D错误。 3.图为节日里悬挂灯笼的一种方式,A、B点等高,O为结点,轻绳AO、BO长度相等,拉力分别为F A、F B,灯笼受到的重力为G。下列表述正确的是()

A.F A一定小于G B.F A与F B大小相等 C.F A与F B是一对平衡力 D.F A与F B大小之和等于G 答案B由题意知,A、B两点等高,且两绳等长,故F A与F B大小相等,B选项正确。若两绳夹角大于120°,则F A=F B>G;若夹角小于120°,则F A=F B

高考物理必刷真题模拟题分类汇编-专题二相互作用(解析版)

专题二相互作用 1.（2020年哈一中一模）如图所示，工人利用固定斜面向高处运送重物。已知工人对重物的力平行于斜面向上，工人与重物匀速向上，斜面的粗糙程度处处相同。关于该过程的说法正确的是（） A．工人对重物的作用力大于重物对工人的作用力 B．工人和重物对斜面的压力等于他们的重力之和 C．斜面对工人和重物的摩擦力大小一定不等 D．若斜面不固定，该过程斜面可能相对地面发生运动【解答】解：A、工人对重物的作用力与重物对工人的作用力是一对作用力与反作用力，大小相等、方向相反，故A错误； B、工人和重物对斜面的压力等于他们的重力在垂直于斜面方向的分力之和，小于他们的重力之和，故B错误； C、工人受到的摩擦力方向沿斜面向上，重物受到的摩擦力方向沿斜面向下，设斜面倾角为θ，二者的总重为G，根据平衡条件可得：f人＝Gsinθ+f物，所以斜面对工人的摩擦力大小大于斜面对重物的摩擦力大小，故C正确； D、若斜面不固定，整体受力平衡，水平方向整体没有运动趋势，该过程斜面不可能相对地面发生运动，故D错误。故选：C。 2.（2020年哈三中二模）如图所示，可视为质点的两个小球A、B穿在固定且足够长的粗糙水平细杆上，A、B与细杆的动摩擦因数μA＝μB＝．不可伸长的轻绳跨过光

滑轻质滑轮与A、B连接，用外力F拉动滑轮，使A、B沿杆一起匀速移动，轻绳两端分别与杆的夹角α＝30°，β＝60°，则m A：m B等于（） A．2：B．1：C．：1 D．：5 【解答】解：同一条轻绳拉力相等设为T．以A为研究对象，水平方向根据平衡条件可得： Tcosα＝μ（|m A g±Tsinα|），解得T＝||；以B为研究对象，水平方向根据平衡条件可得： Tcosβ＝μ（|m B g±Tsinβ|），解得T＝||；解得：＝＝，故质量之比可能是：或或或，故AB错误、CD正确．故选：CD。 3.（2020年哈六中二模）两个质量均为m的A、B两小球用轻杆连接，A球与固定在斜面上的光滑竖直挡板接触，B球放于倾角为θ的粗糙斜面上。A、B两球均处于静止，B球没有滑动趋势，则B球对斜面的作用力大小为（）

2020年人教版高考物理必修一核心知识点精练03 相互作用(二)(解析版)

G F 2 F 1 03 相互作用（二）一、选择题 1．(多选+改编)如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在间距为d 的竖直杆A 、B 上两点，绳长L ,(已知 L>d )。衣服及衣架的总质量为m ，重力加速度为g 。当利用衣架把衣服挂到此绳子上静止后，悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态。当衣架静止时，下列说法正确的是 ( ) A ．绳的右端上移到b ′，绳子拉力不变 B ．将杆N 向右移一些，绳子拉力变大 C ．绳的两端高度差越小，绳子拉力越小 D ．绳子的张力大小 L mgd 1．AB 解析：设两段绳子间的夹角为2α，由平衡条件可知，2F cos α＝mg ，所以T ＝mg 2cos α。绳子总长为L ，两杆间距离为d ，由几何关系L 1sin α ＋L 2sin α＝d ，得sin α＝ L d L L d =+21，绳子右端上移，L 、d 都不变，α不变，绳子张力F 也不变，A 正确；杆B 向右移动一些，d 变大，α变大，cos α变小，T 变大，B 正确；绳子两端高度差变化，不影响d 和L ，所以F 不变，C 错误；由T ＝ mg 2cos α，sin α＝L d ，解得2 2 2R L mgL T += ，D 错误。 2．(多选+原创)如图所示，在粗糙的水平地面上放着一左侧截面是半圆的柱状物体B ，在B 与竖直墙之间放置一光滑小球A ，整个装置处于静止状态。现用水平力F 拉动B 缓慢向右移一小段距离后，它们仍处于静止状态，在此过程中，下列说法正确的是（） A ．小球A 对墙面的压力逐渐减小 B ．小球A 对墙面的压力先增大后减小 C ．物体B 对小球A 的支持力逐渐增大 D ．物体B 对小球A 的支持力逐渐减小 2．C 解析：球A 受三个力，重力、B 对球A 的支持力F 1和墙面对小球A 的支持力F 2，三力平衡，通过作图分析可知各个力的变化情况如图所示，结合图象可以看出，F 1一直增大， F A B

2020高考物理复习专题02相互作用(解析版)

专题02 相互作用 1．（2020届东北三省四市教研联合体高三模拟）如图所示，长木板放在水平地面上，站在木板上的人用斜向左上方的力F拉木箱，长木板、人与木箱质量均为m，三者均保持静止（重力加速度为g）。下列说法正确的是（） A．人对长木板的压力大小为mg B．长木板对地面的压力等于3mg C．木箱受到的摩擦力的方向水平向左 D．地面对长木板的摩擦力的方向水平向左【答案】B 【解析】人用力F向左上方拉箱子，根据牛顿第三定律可知，箱子对人施加向右下方的作用力，根据平衡条件，人对长木板的压力大小大于mg，故A错误；三个物体的整体受力分析，受重力和支持力，故长木板对地面的压力依然等于3mg，故B正确；箱子在人的拉力作用下，有向左运动的趋势，因此箱子受到的摩擦力的方向水平向右，故C错误；对三个物体的整体受力分析，受重力和支持力，不受静摩擦力，否则不平衡，故地面对木板没有静摩擦力，故D错误。故选B。 2．（2020届福建省漳州市高三第一次教学质量检测）如图，竖直放置间距为d的两个平行板间存在水平方向的风力场，会对场中的物体产生水平向右的恒定风力作用，与两板上边缘等高处有一个质量为m的小球P（可视为质点）。现将小球P从两板正中央由静止释放，最终小球运动到右板上的位置O。已知小球下降的高度为h，小球在竖直方向只受重力作用，重力加速度大小为g，则从开始位置运动到位置O的过程中（）

A ．水平风力2mgd F h = B ．小球P 的运动时间2h t g = C ．小球P 运动的加速度a=g D ．小球P 运动的轨迹为曲线【答案】AB 【解析】由于水平方向风力恒定，竖直方向重力恒定，因此两个力的合力恒定，又由于初速度为零，因此物体做初速度为零的匀加速直线运动，运动轨迹为直线，D 错误；小球所受力的方向与运动方向相同，因此2d F mg h =，可得2mgd F h =，A 正确；在竖直方向上，小球做自由落体运动212h gt =，运动的时间2h t g =，B 正确；小球竖直方向加速度为a g =竖，水平方向加速度为2F gd a m h ==水，C 错误。故选AB 。 3．（2020届广东省深圳市高三第一次调研）路边小吃烤热狗的截面简化示意图如图所示，两根水平的平行金属圆柱支撑着热狗，圆柱半径都为R ，圆心间距为2.4R 。热狗可视为圆柱体，生热狗截面半径为R ，重力为G ，熟热狗半径变大，重力不变，忽略摩擦。比较静止时的生热狗和熟热狗（） A ．两根金属圆柱对生热狗的合力小于对熟热狗的合力 B ．单根金属圆柱对生热狗的弹力大于对熟热狗的弹力 C ．单根金属圆柱对生热狗的弹力大小为58 G

02 相互作用高考真题分项详解(解析版)

十年高考分类汇编专题02 相互作用（2011-2020）目录题型一、力学基础、力的合成与分解 ......................................................................................... 1 题型二、受力分析之黄金三角形的典型应用 ............................................................................. 6 题型三、受力分析之正交分解的应用 (11) 题型一、力学基础、力的合成与分解 1.（2020年浙江-1月）如图所示，一对父子掰手腕，父亲让儿子获胜。若父亲对儿子的力记为1F ，儿子对父亲的力记为2F ，则（） A. 21F F B. 1F 和2F 大小相等 C. 1F 先于2F 产生 D. 1F 后于2F 产生【考点】牛顿第三定律【答案】B 【解析】父亲对儿子的力1F 和儿子对父亲的力2F 是一对相互作用力，根据牛顿第三定律可知这两个力等大反向，同时产生同时消失，故B 正确。 2.（2020年浙江-7月）矢量发动机是喷口可向不同方向偏转以产生不同方向推力的一种发动机。当歼20隐

形战斗机以速度v斜向上飞行时，其矢量发动机的喷口如图所示。已知飞机受到重力G、发动机推力1F、与速度方向垂直的升力2F和与速度方向相反的空气阻力f F。下列受力分析示意图可能正确的是（） A B C D 【考点】受力分析【答案】A 【解析】由题意可知，战斗机受竖直向下的重力，空气阻力与其速度方向相反，升力F2与速度的方向垂直，发动机推力F1的方向沿喷口的反方向。故A选项正确。 3.（2020全国3）如图，悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处；绳的一端固定在墙上，另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连。甲、乙两物体质量相等。系统平衡时，O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β。若α=70°，则β等于（） A. 45° B. 55° C. 60° D. 70° 【考点】受力分析、共点力的平衡【答案】B 【解析】甲物体是拴牢在O点，且甲、乙两物体的质量相等，则甲、乙绳的拉力大小相等，O点处于平衡状态，则左侧绳子拉力的方向在甲、乙绳子的角平分线上，如图所示

2020年高考物理《解题模型》之力学篇-专题02 相互作用(含答案解析)

2020年高考物理《解题模型》之力学篇专题02 相互作用一、模型解读模型一力学中的几个理想模型轻绳弹性绳轻弹簧轻杆受外力作用时形变的种类拉伸形变拉伸形变拉伸形变、压缩形变拉伸形变、压缩形变、弯曲形变受外力作用时，形变量大小微小，可忽略较大，不可忽略较大，不可忽略微小，可忽略弹力方向沿着绳，指向绳收缩的方向沿着绳，指向绳收缩的方向沿着弹簧，指向弹簧恢复原长的方向既能沿着杆，也可以跟杆成任意角度弹力大小变化情况可以突变不能突变不能突变可以突变模型二整体法与隔离法在平衡问题中的应用 1．对整体法和隔离法的理解整体法是指将相互关联的各个物体看成一个整体的方法。整体法的优点在于只需要分析整个系统与外界的关系，避开了系统内部繁杂的相互作用。隔离法是指将某物体从周围物体中隔离出来，单独分析该物体的方法。隔离法的优点在于能把系统内各个物体所处的状态、物体状态变化的原因以及物体间的相互作用关系表达清楚。 2．整体法和隔离法的使用技巧

当分析相互作用的两个或两个以上的物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时，宜用整体法；而在分析系统内各物体（或一个物体各部分）间的相互作用时常用隔离法。整体法和隔离法不是独立的，对一些较复杂问题，通常需要多次选取研究对象，交替使用整体法和隔离法。 3．运用整体法与隔离法解题的步骤（1）运用隔离法解题的基本步骤 ①明确研究对象或过程、状态； ②将某个研究对象或某段运动过程、某个状态从全过程中隔离出来； ③画出某状态下的受力图或运动过程示意图； ④选用适当的物理规律列方程求解；（2）运用整体法解题的基本步骤 ①明确研究的系统或运动的全过程； ②画出系统整体的受力图或运动全过程的示意图； ③选用适当的物理规律列方程求解。整体法和隔离法常常需交叉运用，从而优化解题思路和方法，使解题简洁明快。模型三临界问题（1）临界问题：当某物理量变化时，会引起其他几个物理量的变化，从而使物体所处的平衡状态“恰好出现”或“恰好不出现”，在问题的描述中常用“刚好”、“刚能”、“恰好”等语言叙述。（2）常见的临界状态有： ①两接触物体脱离与不脱离的临界条件是相互作用力为0（主要体现为两物体间的弹力为0）； ②绳子断与不断的临界条件为绳中张力达到最大值；

2020高考物理名师练习卷：专题二《相互作用》含答案

2020衡水名师原创物理专题卷专题二相互作用考点04 弹力和摩擦力的分析与计算考点05 力的合成和分解考点06 受力分析共点力平衡一、选择题（本题共17个小题，每题4分，共68分。每题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题意，有的有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分） 1、如图所示,倾斜直杆的左端固定在水平地面上,与水平面成θ角,杆上穿有质量为m的小、静止时,Oa段绳与杆的夹角球a和轻质环b,两者通过一条细绳跨过定滑轮相连接。当a b 也为θ,不计一切摩擦,重力加速度为g。则下列说法正确的是( ) A.a可能受到2个力的作用 B.b可能受到3个力的作用 mgθ C.绳对a的拉力大小为tan mgθ D.杆对a的支持力大小为cos 2、如图所示，一只气球在风中处于静止状态，风对气球的作用力水平向右．细绳与竖直方向的夹角为α，绳的拉力为T，则风对气球作用力的大小为( )

A. sin T α B. cos T α C.T sin α D.T cos α 3、如图所示,轻质弹性绳(遵循胡克定律)一端固定于O 点,另一端系一小球,小球静止时弹性绳竖直。现对小球施加一个水平力F ,使其缓慢移动至弹性绳与竖直方向成60?角的位置,若弹性绳的形变始终在弹性限度内,弹性绳原长为0x ,不计空气阻力,则此过程中小球上升的高度为( ) A.0x B. 01 2 x C. 01 3 x D. 014 x 4、如图所示，置于水平地面上的A 、B 两物块，在水平恒力F 的作用下，以共同速度向右做匀速直线运动。下列说法正确的是( ) A. A 与B 间的动摩擦因数可能为0 B. B 与地面间的动摩擦因数可能为0 C. 若撤去F ，A 与B 一定会相对滑动 D. 若撤去F ，A 与B 间摩擦力逐渐减小 5、如图所示，粗糙水平地面上的长方体物块将一重为G 的光滑圆球抵在光滑竖直的墙壁上，现用水平向右的拉力F 缓慢拉动长方体物块，在圆球与地面接触之前，下面的相关判断正确的是( ) A. 地面对长方体物块的支持力逐渐增大 B. 球对墙壁的压力逐渐减小

考点02相互作用(解析版)-2021届高三《新题速递·物理》2月刊(高考复习)

考点02相互作用 1．（2021·山西省长治市第二中学校高一月考）如图，楔形物块M固定在水平地面上，其斜面的倾角为。斜面上有一质量为m的小物块，小物块与斜面之间存在摩擦。用恒力F沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑，则m的受力示意图大致正确的是（） A．B． C．D．【答案】B 【详解】对小物块进行受力分析，受到沿斜面向上的F，竖直向下的重力，处置斜面向上的支持力，因为物块想对斜面沿斜面向上运动，所欲物块受到斜面对它沿斜面向下的摩擦力。故选B。 2．（2021·河南高三月考）如图所示，质量为M倾角为θ=30°的斜面体放在粗糙水平面上，斜面上的一个质量为m的小球用绕过斜面上方定滑轮的细线拉着并处于静止状态，不计滑轮与绳之间的摩擦。现拉动细线使小球沿斜面向上缓慢移动，斜面体始终处于静止。球与斜面间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g，当细线与斜面间的夹角α=30°时（）

A ．细线上的拉力大小为 3 mg B C ．水平面对斜面体的支持力大小为23 Mg mg + D ．水平面对斜面体的摩擦力大小为422 mg + 【答案】D 【详解】 AB ．对小球受力分析如图根据平衡条件有 sin cos T N G αθ+=，cos sin T G f αθ=+，N f μ= 解得 411 T mg += AB 错误； CD ．将小球和斜面看作一个整体，有 sin()()T N m M g αθ'++=+，cos()T f αθ'+= 解得 N Mg '=+ ，f '=

C 错误， D 正确。故选D 。 3．（2021·建平县实验中学高一期末）如图所示，条形磁铁A 、B 质量均为m ，C 为木块，它们放在水平面上静止时，B 对A 的弹力为1F ，C 对B 的弹力为2F ，则1F 、2F 与重力mg 的数量关系是（） A ．1F mg =，22F mg = B ．1F mg >，22F mg = C ．1F mg <，22F mg = D ．1F mg =，22F mg > 【答案】B 【详解】同名磁极相互吸引，因此AB 之间存在吸引力，对A 进行受力分析可知 1F mg F mg =+>吸将AB 作为一个整体受力分析可知 22F mg = 故选B 4．（2021·辽宁锦州市·高一期末）如图所示，晾晒衣服的绳子两端分别固定在两根等高的竖直杆上，绳子的质量及绳与衣架挂钩间摩擦均忽略不计，原来保持静止。一阵恒定的风吹来，衣服受到水平向右的恒定风力而发生滑动，并在新的位置保持静止。则（） A ．两绳子拉力不再相等 B ．两绳子拉力的合力变大 C ．两绳子拉力的合力变小 D ．衣服所受合力变大

专项练习(2)相互作用(解析版)

2021届高考物理二轮复习易错题型专项练习（2）相互作用一．选择题 1．（2020•浙江模拟）木块甲、乙质量分别为5kg和6kg，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2，夹在甲、乙之间的轻弹簧被压缩了2cm，弹簧的劲度系数为400N/m。系统置于水平地面上静止不动。现用F ＝1N的水平拉力作用在木块乙上，如图所示。力F作用后木块所受摩擦力情况是（） A．木块甲所受摩擦力大小是10N B．木块甲所受摩擦力大小是0N C．木块乙所受摩擦力大小是9N D．木块乙所受摩擦力大小是7N 【答案】C 【解答】根据题意可知甲和水平面之间的最大静摩擦力的大小为：f1＝μm甲g＝0.2×5×9.8N＝9.8N 乙和水平面之间的最大静摩擦力的大小为：f2＝μm乙g＝0.2×6×9.8N＝11.76N根据胡克定律可知，弹簧的力大小为：F1＝kx＝400×2×10﹣2 N＝8N 当水平拉力作用于乙物体时，水平外力和弹簧对乙物体的作用力同向，因为F+F1＜f2，所以乙物体静止不动，根据平衡条件可知乙物体受到的静摩擦力为： f乙＝F+F1＝9N 对甲物体，因为F1＜f1，所以甲物体也静止不动，甲物体受到静摩擦力大小为： f甲＝F1＝8N，故ABD错误，C正确。 2．（2020•浙江模拟）如图所示为一同学从t＝0时刻起逐渐增加水平推力推动箱子过程中三个时刻（t1、t2、t3）的漫画图。假设t1时刻同学对箱子的推力为5N，t2时刻推力为10N，t3时刻推力为15N，下列说法正确的是（）

A．箱子对地面的压力就是箱子的重力 B．t1时刻，箱子所受地面的摩擦力大于5N C．t2时刻，箱子所受合外力与t1时刻相同 D．箱子与地面的滑动摩擦力一定为15N 【答案】C 【解答】A、箱子对桌面的压力属于弹力，不是箱子的重力，两者本质不同，故A错误； B、t1时刻，箱子没有被推动，物体处于平衡状态，即摩擦力等于推力，大小为5N，故B错误； C、t2时刻，箱子推不动，是因为箱子受到地面对它的静摩擦力作用，且静摩擦力和推力是平衡力，静摩擦力的大小等于推力大小，由于推力的增大，则摩擦力也变大，但合力仍为零，与t1时刻相同，故C正确； D、t3时刻，箱子推动了，做加速运动，则箱子与地面间的最大静摩擦力小于15N，那么箱子与地面的滑动摩擦力也一定小于15N，故D错误。 3．（2020•海淀区校级三模）在教室门与地面间缝隙处塞紧一个木楔（侧面如图所示），能把门卡住不易被风吹动。下列分析正确的是（） A．门不易被风吹动的原因是因为风力太小 B．门被卡住时，将门对木楔的力正交分解，其水平分力大小小于地面给木楔的摩擦力大小

高中物理相互作用常见题型及答题技巧及练习题(含答案)及解析

高中物理相互作用常见题型及答题技巧及练习题(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，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：

2020新亮剑高考物理总复习讲义：第二单元相互作用微专题2 Word版含解析

姓名，年级：时间：

微专题2 受力分析共点力平衡见《自学听讲》P26 一物体的受力分析 1。是否受力的判断方法方法解读假设法在未知某力是否存在时，先对其做出存在的假设，然后根据该力存在对物体运动状态的影响来判断该力是否存在动力学分析法对加速运动的物体进行受力分析时,应用牛顿运动定律进行分析求解的方法 2。受力分析的四个步骤【温馨提示】受力分析图画好后，一定要判断一下受力情况与物体的运动状态是否相符合,不要“多力”或“丢力"。①防止“多力”的有效途径是找力的施力物体，若某力有施力物体则它实际存在,无施力物体则它不存在,另外合力与分力不要重复分析。②按正确的顺序进行受力分析是保证不“丢力”的有效措施。例1（多选)如图甲所示,两个相似的斜面体A、B在竖直向上的力F的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上，关于斜面体A和B的受力情况,下列说法正确的是（）. A。A一定受到四个力 B。B可能受到四个力 C。B与墙壁之间一定有弹力和摩擦力 D。A与B之间一定有摩擦力解析对A、B整体受力分析，如图乙所示，整体受到向下的重力和向上的推力F，由平衡条件可知B与墙壁之间不可能有弹力,因此也不可能有摩擦力,故C项错误;对B受力分析如图丙所示，其受到重力、A对B的弹力及摩擦力而处于平衡状态,故B只能受到三个力,B项错误;对A受力分析,如图丁所示,其受到重力、推力、B对它的弹力和摩擦力，共四个力,A、D两项正确.

乙丙丁答案AD 二处理平衡问题的常用方法方法内容合成法物体受三个共点力的作用而平衡,则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反分解法物体受三个共点力的作用而平衡,将某一个力按力的效果分解,则其分力和其他两个力满足平衡条件正交分解法物体受到三个或三个以上力的作用而平衡时,将物体所受的力分解为相互垂直的两组，每组力都满足平衡条件 (续表）方法内容力的三角形法对受三个力作用而平衡的物体,将力的矢量图平移使三个力组成一个首尾依次相接的矢量三角形,根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力【温馨提示】处理平衡问题的两点说明： (1)物体受三个力平衡时,利用力的分解法或合成法比较简单.（2)解平衡问题建立坐标系时应使尽可能多的力与坐标轴重合，需要分解的力尽可能少。物体受四个以上的力作用时,一般要采用正交分解法. 例2在科学研究中,可以用风力仪器直接测量风力的大小，其原理如图甲所示, 仪器中一根轻质金属丝下悬挂着一个金属球,无风时,金属丝竖直下垂；当受到沿水平方向吹来的风时,金属丝偏离竖直方向一个角度。风力越大,偏角越大，通过传感器，就可以根据偏角的大小测出风力的大小。求风力大小F跟金属球的质量m、偏角 θ之间的关系。解析方法一力的合成法如图乙所示,风力F和拉力F T的合力与重力等大反向,由平行四边形定则可得F=mg tan θ. 方法二效果分解法重力有两个作用效果,使金属球抵抗风的吹力和使金属丝拉紧,所以可以将重力沿水平方向和金属丝的方向进行分解，如图丙所示，由几何关系可得F=F’=mg tan θ。

【合力】高考物理一轮复习专题二相互作用考点二力的合成与分解教学案含解析

【关键字】合力基础点知识点1 力的合成 1．合力与分力 (1)定义：如果几个力共同作用产生的效果与一个力的作用效果相同，这一个力就叫作那几个力的合力，那几个力叫作这一个力的分力。 (2)关系：合力与分力是等效替代关系。 2．共点力：作用在一个物体上，作用线或作用线的延长线交于一点的几个力。如图所示均是共点力。 3．力的合成 (1)定义：求几个力的合力的过程。 (2)运算法则 ①平行四边形定则：求两个互成角度的共点力的合力，可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。 ②三角形定则：把两个矢量的首尾顺次连接起来，第一个矢量的首到第二个矢量的尾的有向线段为合矢量。知识点2 力的分解 1．定义：求一个力的分力的过程。力的分解是力的合成的逆运算。 2．遵循的原则 (1)平行四边形定则。 (2)三角形定则。 3．分解方法 (1)力的效果分解法。 (2)正交分解法。知识点3 矢量和标量 1．矢量：既有大小又有方向的物理量，叠加时遵循平行四边形定则，如速度、力等。 2．标量：只有大小没有方向的物理量，求和时按算术法则相加，如路程、动能等。重难点一、力的合成 1．共点力合成的常用方法 (1)作图法 (2)解析法 ①合力的公式：若两个力F1、F2的夹角为θ，合力F与F1的夹角为α，如图所示，根据余弦定理可得合力的大小为F＝方向为tanα＝ ②几种特殊情况下的力的合成 a．相互笔直的两个力的合成，如图所示，F＝，合力F与分力F1的夹角θ的正切tanθ＝。 b．两个大小相等、夹角为θ的力的合成，如图所示，作出的平行四边形为菱形，利用

高中物理相互作用常见题型及答题技巧及练习题(含答案)含解析

高中物理相互作用常见题型及答题技巧及练习题(含答案)含解析一、高中物理精讲专题测试相互作用 1．如图所示，宽度m L 1=的足够长的U 形金属框架水平放置，框架中连接电阻 Ω=8.0R ，框架处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度T B 1=，框架导轨上放一根质量为kg m 2.0=、电阻Ω=2.0r ，的金属棒ab ，棒ab 与导轨间的动摩擦因数5.0=μ，现用功率恒定W P 6=的牵引力F 使棒从静止开始沿导轨运动（ab 棒始终与导轨接触良好且垂直），当整个回路产生热量J Q 8.5=时刚好获得稳定速度，此过程中，通过棒的电量C q 8.2=（框架电阻不计，g 取2/10s m ）求：（1）当导体棒的速度达到s m V /11=时，导体棒上ab 两点电势的高低？导体棒ab 两端的电压？导体棒的加速度？（2）导体棒稳定的速度2V ？（3）导体棒从静止到刚好获得稳定速度所用的时间？【答案】（1）b 点的电势高，0.8V ，220/m s （2）s m V /22=；（3）s t 5.1= 【解析】试题分析：（1）当11/V V m s ==时，根据法拉第电磁感应定律：BLV E = 则 r R E I += 根据欧姆定律：V IR U 8.0==，则：BIL F =安 FV p =。根据牛顿第二定律可以得到：2/20s m m F mg F a =--= 安 μ，则b 点的电势高（2）当达到最大速度2V 时，根据平衡条件：0=--安F mg F μ 整理可以得到：s m V /22= （3）根据功能关系：Q W -=安，r R BLX r R q += +∆Φ= 根据动能定理：222 1mV mgx W Pt =-+μ安可以得到：s t 5.1= 考点：导体切割磁感线时的感应电动势；牛顿第二定律；电磁感应中的能量转【名师点睛】由题意，牵引力F 的功率恒定，使棒从静止开始先做加速度减小的变加速运

高考物理总复习第二单元相互作用课时2 力的合成与分解(含解析)

课时2 力的合成与分解一、力的合成 1.合力与分力 (1)定义:如果几个力共同作用产生的效果与一个力的作用效果相同,这一个力就叫作那几个力的合力,那几个力叫作这一个力的分力。 (2)关系:合力与分力是等效替代关系。说明:合力与分力的作用效果等效,但它们并不是同时作用在物体上的。 2.共点力作用在物体的同一点,或作用线的延长线交于一点的几个力。 3.力的合成 (1)定义:求几个力的合力的过程。 (2)运算法则 ①平行四边形定则:求两个互成角度的分力的合力,可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。如图甲所示,F1、F2为分力,F为合力。 ②三角形定则:把两个矢量的首尾顺次连接起来,第一个矢量的首到第二个矢量的尾的有向线段为合矢量。如图乙所示,F1、F2为分力,F为合力。二、力的分解 1.定义已知一个力求它的分力的过程叫作力的分解。 2.力的分解法则力的分解是力的合成的逆运算,同样遵循平行四边形定则。把一个已知力F作为平行四边形的对角线,那么,与力F共点的平行四边形的两个邻边就表示力F 的两个分力。

3.力的分解依据 (1)一个力可以分解为两个力,如果没有限制,同一个力可以分解为无数大小、方向不同的分力。 (2)在实际问题中,要依据力的实际作用效果分解。三、合力与分力的关系说明 1.作用在一个物体上的两个力的合力范围为|F1-F2|≤F合≤F1+F2,即两个力大小不变时,其合力随夹角的增大而减小,当两力反向时,合力最小,为|F1-F2|; 当两力同向时,合力最大,为F1+F2。 2.合力可以比分力大,也可以比分力小,还可以等于分力。 3.两个分力一定时,夹角θ越小,合力越大。 4.合力一定时,两等大分力的夹角越大,两分力也越大。 1.(2019湖南长沙开学质检)(多选)某物体同时受到同一平面内的三个共点力作用,在如图所示的四种情况中(坐标纸中每格边长表示1 N),下列说法正确的是()。 A.图甲中物体所受的合外力大小等于5 N B.图乙中物体所受的合外力大小等于2 N C.图丙中物体所受的合外力大小等于0 D.图丁中物体所受的合外力大小等于0 AD 2.(2019四川绵阳第一次测验)将物体所受重力按力的效果进行分解,下图中错．误．的是()。 C 3.(2019贵州安顺学情调研)图甲为我国女子射箭队运动员方玉婷的射箭场景。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

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3 5L 时,它们加速度的大小均为 ( ) A.5F 8m B.2F 5m C.3F 8m D.3F 10m 答案 A 如图可知sin θ= 12×3L 5L 2 =35,则cos θ=4 5,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 =5F 8m ,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 1 B.F =2F 1 C.F =3F 1 D.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 θ B.斜面对物块的摩擦力大小为μmg cos θ C.斜面对物块作用力的合力大小为mg D.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。 4.(2022重庆,1,4分)如图所示,吸附在竖直玻璃上质量为m的擦窗工具,在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力(图中未画出摩擦力)的共同作用做匀速直线运动。若拉力大小与重力大小相等,方向水平向右,重力加速度为g,则擦窗工具所受摩擦力 ( ) A.大小等于mg B.大小等于√2mg 第2页共22页