高考物理新力学知识点之相互作用专项训练及答案(1)

高考物理新力学知识点之相互作用专项训练及答案(1)
一、选择题
1．如图，水平地面上有一固定斜劈，斜劈上一物块正沿斜面以速度v 0匀速下滑，下列说法正确的是（ ）
A ．物块受到沿斜面向下的下滑力，大小等于摩擦力
B ．匀速下滑的v 越大，物块受到的摩擦力越大
C ．换一个质量更大的同种材料制成的物块，不可能在斜劈上匀速滑动
D ．物块一共受到重力、弹力和摩擦力三个力
2．一质量为中的均匀环状弹性链条水平套在半径为R 的刚性球体上，已知不发生形变时环状链条的半径为R/2，套在球体上时链条发生形变如图所示，假设弹性链条满足胡克定律，不计一切摩擦，并保持静止．此弹性链条的弹性系数k 为
A ．22
3(31)2mg
R
π+ B ．3(31)2mg
R
π-
C ．
3(31)mg
+ D ．
3(31)mg
+
3．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
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，小球用细绳系住，绳的另一端固定于O 点，现用水平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F N ，以及绳对小球的拉力F T 的变化情况是（ ）
A ．F N 保持不变，F T 不断增大
B ．F N 不断增大，F T 不断减小
C ．F N 保持不变，F T 先增大后减小
D ．F N 不断增大，F T 先减小后增大
6．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S 1和S 2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a 1，S 1和S 2相对原长的伸长分别为∆x 1和∆x 2，重力加速度大小为g ，在剪断瞬间（ ）
A ．a 1=g
B ．a 1=3g
C ．∆x 1=3∆x 2
D ． ∆x 1=∆x 2
7．如图所示，一个重为5N 的大砝码，用细线悬 挂在O 点，现在用力F 拉砝码，使悬线偏离竖直方向30°时处于静止状态，此时所用拉力F 的最小值为 （ ）
A ．8.65N
B ．5.0N
C ．4.3N
D ．2.5N
8．木块沿粗糙斜面(斜面相对地面静止)运动，下列对木块的受力分析正确的是（G 是重
力，N是支持力，f是摩擦力）
A． B． C． D．
9．叠放在水平地面上的四个完全相同的排球如图所示，质量均为m，相互接触，球与地面间的动摩擦因数均为μ，则：
A．上方球与下方3个球间均没有弹力
B．下方三个球与水平地面间均没有摩擦力
C．水平地面对下方三个球的支持力均为4
3 mg
D．水平地面对下方三个球的摩擦力均为4
3
mg
10．F=10N，若把F分解为两个分力，则下列哪组力不可能是F的两个分力
A．10N，10N B．20N，20N
C．3N，6N D．5N，6N
11．如图所示，一质量为M的圆环套在一根粗糙的水平横杆上，圆环通过轻绳和质量为m 的物块相连，物块在水平向右的风力作用下偏离竖直方向一定的角度（如图中虚线位置所示）。

现风力发生变化使物块偏离到图中实线位置（缓缓移动），但圆环仍然不动，在这一过程中，水平风力大小F风、绳子上的张力大小
T
F、横杆对圆环的摩擦力大小f、横杆对圆环的支持力大小N
F变化情况正确的是（）
A．F风保持不变，T F逐渐变大
B．F风逐渐变大，T F逐渐变小
C．f逐渐变大，N F保持不变
D．f保持不变，N F逐渐变小
12．质量为m 的物体，沿倾角为θ，质量为M 的斜面匀速下滑，如图所示，若物体与斜面间的动摩擦因数为μ1，斜面与水平地面间的动摩擦因数为μ2，物体下滑过程中，斜面仍静止在地面上，下述正确的是（ ）
A ．地面对斜面的支持力小于（m +M ）g
B ．地面对斜面的支持力大于（m +M ）g
C ．斜面不受地面的摩擦力作用
D ．斜面受到地面的摩擦力的方向一定平行地面向左
13．用斧头劈木柴的情景如图甲所示。

劈的纵截面是一个等腰三角形，劈背的宽度为d ，劈的侧面长为l ，当在劈背加一个力F 时的受力示意图如乙所示，若不计斧头的重力，则劈的侧面推压木柴的力F 1为（ ）
A ．
l F d
B ．
d F l
C ．
2l F d
D ．
2d F l
14．如图所示，质量为M 的斜面体A 放在粗糙水平面上，用轻绳拴住质量为m 的小球B 置于斜面上，轻绳与斜面平行且另一端固定在竖直墙面上，不计小球与斜面间的摩擦，斜面体与墙不接触，整个系统处于静止状态。

则（ ）
A ．水平面对斜面体没有摩擦力作用
B ．水平面对斜面体有向左的摩擦力作用
C ．斜面体对水平面的压力等于()M m g +
D ．斜面体对水平面的压力小于()M m g +
15．如图，某人在粗糙水平地面上用水平力F 推一购物车沿直线前进，已知推力大小是80N ，购物车的质量是20kg ，购物车与地面间的动摩擦因数，g 取
，下列说
法正确的是（ ）
A．购物车受到地面的支持力是40N
B．购物车受到地面的摩擦力大小是40N
C．购物车沿地面将做匀速直线运动
D．购物车将做加速度为的匀加速直线运动
16．如图甲中小明用50N的水平力推木箱，没推动，此时木箱受到的摩擦力为F1；图乙中小明用78N的水平力恰好能推动木箱，此时木箱受到的摩擦力为F2；图丙中小明用100N 的水平力把木箱推动了，此时木箱受到的摩擦力为F3。

已知木箱对地面的压力为300N，木箱与地面间的动摩擦因数为0.25，则F1、F2、F3的大小分别为（）
A．0N，78N，100N
B．0N，78N，75N
C．50N，78N，100N
D．50N，78N，75N
17．如图，光滑的四分之一圆弧轨道A、B固定在竖直平面内，A端与水平面相切，穿在轨道上的小球在拉力F的作用下，缓慢地由A向B运动，F始终沿轨道的切线方向，轨道对球的弹力为N。

在运动过程中
A．F增大，N减小
B．F减小，N减小
C．F增大，N增大
D．F减小，N增大
18．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N1，球对木板的压力大小为N2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置．不计摩擦，在此过程中
A．N1始终减小，N2始终增大
B．N1始终减小，N2始终减小
C．N1先增大后减小，N2始终减小
D．N1先增大后减小，N2先减小后增大
19．关于重力、弹力和摩擦力的说法中正确的是（）
A．在空中飘落的树叶，其重力方向总是竖直向下的
B．弹簧的弹力大小F与弹簧长度x满足关系式F=kx
C．运动的物体不可能受到静摩擦力作用
D．滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反
20．2019年2月16日，世界游泳锦标赛跳水项目选拔赛（第一站）在京举行，重庆选手施延懋在女子3米跳板决赛中，以386.60分的成绩获得第一名，当运动员压板使跳板弯曲到最低点时，如图所示，下列说法正确的是（）
A．跳板发生形变是因为运动员的重力大于板对她支持力
B．弯曲的跳板受到的压力，是跳板发生形变而产生的
C．在最低点时运动员处于超重状态
D．跳板由最低点向上恢复的过程中，运动员的机械能守恒
21．如图所示，在水平天花板的A点处固定一根轻杆a，杆与天花板保持垂直.杆的下端有一个轻滑轮O.另一根细线上端固定在该天花板的B点处，细线跨过滑轮O，下端系一个重为G的物体，BO段细线与天花板的夹角θ=30°.系统保持静止，不计一切摩擦.下列说法中正确的是()
A．细线BO对天花板的拉力大小是G/2B．a杆对滑轮的作用力大小是G/2
C．a杆和细线对滑轮的合力大小是G D．a杆对滑轮的作用力大小是G
22．如图所示，一被吊着的空心的均匀球壳内装满了细沙，底部有一阀门，打开阀门让细
沙慢慢流出的过程中，球壳与球壳内剩余细沙组成的系统的重心将会（ ）
A ．一直下降
B ．一直不变
C ．先下降后上升
D ．先上升后下降
23．如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O 为球心，一质量为m 的小滑块，在水平力F 的作用下静止P 点。

设滑块所受支持力为F N ，OF 与水平方向的夹角为θ, 下列关系正确的是
A ．tan mg
F θ
= B ．tan F mg θ=
C ．=
tan N mg
F θ
D ．tan N F mg θ=
24．如图所示，质量均可忽略的轻绳与轻杆承受弹力的最大值一定，杆的A 端用铰链固定，光滑轻小滑轮在A 点正上方，B 端吊一重物G ，现将绳的一端拴在杆的B 端，用拉力F 将B 端缓缦上拉，在AB 杆达到竖直前（均未断），关于绳子的拉力F 和杆受的弹力F N 的变化，判断正确的是（ ）
A ．F 变大
B ．F 变小
C ．F N 变大
D ．F N 变小
25．如图所示，某球用一根轻绳悬在空中，球的重量为G ，轻绳对球的拉力大小为F 1，墙壁对球的支持力大小为F 2，则（ ）
A ．若增加悬绳的长度，则F 1、F 2都增大
B ．若增加悬绳的长度，则F 1、F 2都减小
C ．若增大球的半径，则F 1增大、F 2减小
D ．若增大球的半径，则F 1减小、F 2增大
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一、选择题 1．D 解析：D 【解析】 【分析】 【详解】
ABD ．对物体进行受力分析可以知道，物体一共受到重力、沿斜面向上的滑动摩擦力和斜面的支持力。

由于物体做匀速直线运动，因此合力为零，则摩擦力与沿斜面向下的分力大小相等，方向相反，与速度的大小无关，故AB 错误，D 正确； C ．开始时摩擦力与沿斜面向下的分力大小相等，方向相反，则
sin cos mg mg θμθ=
换一个质量更大的同种材料制成的物块，则
sin cos Mg Mg θμθ=
可以知道能否匀速滑动与质量无关，即物体仍能在斜面上匀速滑动，故C 错误。

故选D 。

2．C
解析：C 【解析】 【分析】 【详解】
在圆环上取长度为x ∆的一小段为研究对象，这一段的重力为
02sin 603x mg R R
ππ∆=⋅
设其余弹簧对这一小段的作用力为T ，对这一小段受力分析如图(因为是对称图形，对任一段的受力一样，可对在圆球的最右侧一小侧研究)：
据平衡条件可得：
0tan 603
x
T mg R R
ππ∆=
⋅=
弹簧弹力F 与弹簧对这一小段作用力的关系如图：
由图得
0sin 60R F x T
=∆ 解得
3mg
F =
不发生形变时环状链条的半径为2
R
，套在球体上时链条发生形变如题图所示，则弹簧的伸长量
02sin 6022
R x R ππ=-⋅
弹簧弹力与伸长量关系
F kx =
解得
(
)
2
3
314mg k R
π=
故C 正确，ABD 错误。

3．C
解析：C 【解析】 【分析】 【详解】
A ．对气球受力分析，受到重力、风的推力、拉力、浮力，如图
根据共点力平衡条件，有：
Tsin F θ=
Tcos mg F θ+=浮
解得：
22()T F F mg =+-浮当风力增大时，绳子的拉力T 也增大，故A 错误；
BCD ．再对气球和木块整体受力分析，平衡时，受总重力、地面支持力、浮力、风的推力和地面对物块的摩擦力，根据共点力平衡条件，有：
N F M m g +=+浮（）
f F =
当风力增大时，地面支持力不变，与风力无关，木块不可能脱离水平面；木块滑动前受到地面施加的摩擦力与风力平衡，故其随风力的增大而逐渐增大，但滑动后受滑动摩擦力，而支持力不变，故滑动摩擦力不变，故摩擦力先增加后不变，故C 正确，BD 错误． 故选C 。

4．A
解析：A 【解析】 【分析】 【详解】
对木块1研究．木块1受到重力、弹簧的拉力、地面的支持力和摩擦力，根据平衡条件弹簧的弹力为：
F =μm 1g
又由胡克定律得到弹簧伸长的长度为：
1g F k k
m x μ== 所以两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是： 1S L x L m g k μ
.
故A 正确BCD 错误．
5．D
解析：D
【解析】
【详解】
对小球进行受力分析，重力、支持力F N 、拉力F T 组成一个闭合的矢量三角形，由于重力不变、支持力F N 方向不变，斜面向左移动的过程中，拉力F T 与水平方向的夹角β减小，当β=θ时，F T ⊥F N ，细绳的拉力F T 最小，由图可知，随β的减小，斜面的支持力F N 不断增大，F T 先减小后增大．故D 正确，ABC 错误．
6．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
剪断细线之前，以bc 物块为整体为研究对象
受力分析可知，轻弹簧S 1弹力
12F mg =
剪断细线一瞬间，绳子拉力立刻消失，但轻弹簧S 1的弹力F 1没有发生变化，对物块a 进行受力分析，由牛顿第二定律可知：
11mg F ma '+=
11F F '=
13a g =
单独以c 为研究对象，得轻弹簧S 2的弹力：
2F =mg
S 1和S 2是完全相同的弹簧，结合胡克定律得： 1122
2x F x F ∆==∆ 即：
122x x ∆=∆
ACD 三项与计算不符，故本题选B 。

7．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
以物体为研究对象，根据作图法可知，当拉力F 与细线垂直时最小，如图所示：
根据平衡条件得F 的最小值为3050.5 2.5min F Gsin N N =︒=⨯=，故选项D 正确，ABC 错误． 8．B
解析：B
【解析】
【分析】
对木块进行受力分析，知道物体受到重力、弹力、摩擦力，根据滑动摩擦力与相对运动方向相反，即可求解。

【详解】
A 、
B 项：当木块向上滑行时，木块受到重力、垂直斜面的弹力、沿着斜面向下的滑动摩擦力，故A 错误，B 正确；
C 、
D 项：当木块向下滑行时，木块受到重力、垂直斜面的弹力、沿着斜面向上的滑动摩擦力，故C 、 D 错误。

故应选：B 。

本题考查分析受力情况的能力，一般按重力、弹力和摩擦力的顺序进行受力分析，不分析物体的施力，掌握滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反。

9．C
解析：C
【解析】
对上方球分析可知，小球受重力和下方球的支持力而处于平衡状态，所以上方球一定与下方球有力的作用，故A错误；下方球由于受上方球斜向下的弹力作用，所以下方球有运动的趋势，故下方球受摩擦力作用，故B错误；对四个球的整体分析，整体受重力和地面的
支持力而处于平衡，所以三个小球受支持力大小为4mg，每个小球受支持力为4
3
mg，故C
正确；三个下方小球受到的是静摩擦力，故不能根据滑动摩擦力公式进行计算，故D错误．故选C．
10．C
解析：C
【解析】
【详解】
两个力的最大值是两个力的和，最小值为两个力的差；
A．10N，10N的合力最大值是20N，合力最小值是0N，则A可能是F=10N的两个分力，A不符合题意；
B．20N，20N的合力最大值是40N，合力最小值是0，则B可能是F=10N的两个分力，B不符合题意；
C．3N，6N的合力最大值是9N，合力最小值是3N，其合力不可能为10N，故选项C 符合题意；
D．5N，6N的合力最大值是11N，合力最小值是1N，则C可能是F=10N的两个分力，D不符合题意。

故选C。

11．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
以重物为研究对象，分析受力情况：重力G、水平风力F风和绳子的拉力F T，如图1所示。

由平衡条件得
F 风=mg tanθ
cos T mg F θ
=
当θ增加时，F 风逐渐增加，F T 增加； 再以两物体整体为研究对象，分析重力G 总、水平风力F 风，杆的摩擦力f 和支持力F N ，则有：
F N =
G 总
保持不变。

f=F 风
逐渐增加。

故C 正确、ABD 错误。

故选C 。

12．C
解析：C
【解析】
【分析】
考查平衡状态的受力分析。

【详解】
AB ．物体匀速下滑，对物体受力分析，受竖直向下的重力mg ，垂直斜面的支持力F N1以及沿斜面向上的摩擦力f 1，三力平衡，则斜面对物体的支持力与斜面对物体的摩擦力的合力F 与重力mg 等大反向，即竖直向上，由牛顿第三定律可知，物体对斜面的力F '竖直向下，与F 等大，对斜面体受力分析，有竖直向下的重力Mg ，物体对斜面竖直向下的力F '以及地面对斜面体竖直向上的支持力F N2，由平衡条件可知：
N2+=F Mg F '
==F F mg '
解得：
N2=()F m M g +
AB 错误；
CD ．对斜面体受力分析可知，斜面体水平方向不受力，所以地面对斜面体无摩擦力，C 正确，D 错误。

故选C 。

解析：A
【解析】
【分析】
【详解】
根据对称性，两分力F 1、F 2大小相等，这样，以F 1、F 2为邻边的平行四边形就是一个菱形，因为菱形的对角线互相垂直且平分，所以根据三角形相似
122d
F
l F =
解得
12l F F
F d
==
故A 正确，BCD 错误。

故选A 。

14．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
AB ．对斜面体A 受力分析，如图所示
水平面对斜面体有向右的摩擦力，AB 错误；
CD ．把斜面体A 和小球B 看成一个系统，它们受力分析，如图所示
由图分析和牛顿第三定律，可得
()N M m g '<+
C 错误，
D 正确。

故选D 。

15．B
解析：B
【解析】
A .购物车沿水平面运动则在竖直方向受到的支持力与重力大小相等，方向相反，所以支持力
，故A 错误； B.购物车受到地面的摩擦力大小是：
，故B 正确； C.推力大小是，所以购物车沿水平方向受到的合外力：
，所以购物车做匀变速直线运动，故C 错误；
D.购物车的加速度： ，D 错误。

16．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
甲图木箱受到的摩擦力为静摩擦力，大小等于小明的推力50N ，乙图木箱受到的摩擦力为最大静摩擦力，大小等于78N ，丙图木箱受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小为
0.25300N 75N f N μ==⨯=
故D 正确，ABC 错误。

故选D 。

17．A
解析：A
【解析】 对球受力分析，受重力、支持力和拉力，如图，根据共点力平衡条件，有 N=mgcosθ F=mgsinθ
其中θ为支持力N 与竖直方向的夹角；当物体向上移动时，θ变大，故N 变小，F 变大；故A 正确，BCD 错误．故选A ．
注：此题答案应该是A.
18．B
解析：B
【解析】
试题分析：对小球进行受力分析如图所示，
设：板与竖直方向夹角为θ，则：2sin mg N θ=，1tan mg N θ
=，随着板顺时针方向转动，θ越来越大，因此N 2越来越小，同样1N 也越来越小，答案B 正确．
考点：共点力作用下物体的平衡，力的合力与分解
19．A
解析：A
【解析】
【分析】
【详解】
A ．任何物体的重力都是竖直向下的，和物体的运动状态无关，故A 正确；
B ．弹簧的弹力F 是与弹簧的形变量成正比，而不是与弹簧长度成正比，故B 错误；
C ．只要物体间有相对运动的趋势，则物体间就会有静摩擦力；故对地运动的物体是可以受到静摩擦力的，如加速运动的火车桌子上放置相对火车静止的物体，故C 错误；
D ．滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反，故有可能和运动方向相同，故D 错误。

故选A 。

20．C
解析：C
【解析】
【详解】
A. 跳板发生形变是因为运动员对跳板施加了力的作用，选项A 错误；
B.运动员对跳板有压力是由运动员的脚发生形变而产生的，故B 错误；
C.运动员在最低点具有向上的加速度，所以是处于超重状态，支持力大于重力，故C 正确；
D.跳板由最低点向上恢复的过程中，支持力对运动员做功，机械能不守恒，故D 错误。

21．D
解析：D
【解析】
【分析】
先对重物受力分析，根据平衡条件求得细线的拉力；再对滑轮受力分析，根据力的合成的平行四边形定则求得细线对滑轮的合力，再得到a 杆对滑轮的力．
【详解】
A．对重物G受力分析，受到重力和拉力T，根据平衡条件，有T=G，同一根绳子拉力处处相等，故绳子对天花板的拉力也等于G，故A错误；
B D．对滑轮受力分析，受到绳子的压力（等于两边绳子拉力的合力），以及杆的弹力（向右上方的支持力），如图；
根据平衡条件，因滑轮两边细绳的拉力夹角为120°，则结合几何关系，有a杆对滑轮的作用力大小 F=T=G，故B错误，D正确；
C．由于滑轮处于平衡状态，故a杆和细线对滑轮的合力大小是零，故C错误；
故选D．
【点睛】
本题的关键是先后对重物和滑轮受力分析，然后根据共点力平衡条件列式分析．解答时，要熟练运用几何知识研究．
22．C
解析：C
【解析】
【详解】
装满细沙的球壳和细沙整体的重心在球心，随着细沙从阀门不断流出，重心位置不断下降，当细沙快流完时，重心又上升，最后处于球心，故重心的位置先下降后上升，故ABD 错误，C正确；
故选：C；
23．A
解析：A
【解析】
【详解】
物体处于平衡状态，对物体受力分析，根据共点力平衡条件，可求出支持力和水平推力．
对小滑块受力分析，受水平推力F、重力G、支持力F N、根据三力平衡条件，将受水平推
力F 和重力G 合成，如图所示，由几何关系可得tan mg F θ=
，sin N mg F θ
=，A 正确． 【点睛】 本题受力分析时应该注意，支持力的方向垂直于接触面，即指向圆心．本题也可用正交分解列式求解！
24．B
解析：B
【解析】
试题分析：以B 点为研究对象，分析受力情况：重物的拉力T （等于重物的重力G ）、轻杆的支持力F N 和绳子的拉力F ，作出受力图如图：
由平衡条件得知，F N 和F 的合力与T （G ）大小相等，方向相反，根据三角形相似可得
，解得：F N =G ，F=G ；使∠BAO 缓慢变小时，AB 、AO 保持不变，
BO 变小，则F N 保持不变，F 变小，故B 正确，ACD 错误．故选B 。

考点：共点力的平衡条件
25．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
球受到沿绳的拉力，竖直向下的重力，水平向左的弹力，满足
12,tan cos G F F G αα
== AB .若增加悬绳的长度，α减小，则1F 、2F 都减小，B 正确，A 错误；
CD .若增大球的半径，α增大，则1F 、2F 都增大，CD 错误。

故选B 。