高考物理大同力学知识点之相互作用难题汇编

高考物理大同力学知识点之相互作用难题汇编
一、选择题
1．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
2．下列关于四项运动的解释，说法正确的是（）
A．蹦床运动员在空中上升到最高点时处于完全失重状态
B．跳高运动员在越杆时处于平衡状态
C．举重运动员在举铃过头停在最高点时，铃处于超重状态
D．跳远运动员助跑是为了增加自己的惯性，以便跳得更远
3．两个物体相互接触，关于接触处的弹力和摩擦力，以下说法正确的是（）
A．一定有弹力，但不一定有摩擦力
B．如果有弹力，则一定有摩擦力
C．如果有摩擦力，则一定有弹力
D．如果有摩擦力，则其大小一定与弹力成正比
4．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
5．一轻质弹簧原长为8 cm，在4 N的拉力作用下伸长了2 cm，弹簧未超出弹性限度，则该弹簧的劲度系数为()
A．40 m/N B．40 N/m
C．200 m/N D．200 N/m
6．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．
7．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
8．灯笼，又称彩灯，是一种古老的中国传统工艺品．每年的农历正月十五元宵节前后，人们都挂起红灯笼，来营造一种喜庆的氛围．如图是某节日挂出的一只灯笼，轻绳a、b将灯笼悬挂于O点绳a与水平方向的夹角为，绳b水平．灯笼保持静止，所受重力为G，绳a、b对O点拉力分別为F1、F2，下列说法正确的是（）
A．
B．
C．F1和F2的合力与灯笼对地球的引力是一对平衡力
D．灯笼只有重心位置处受重力作用，其他位置不受重力
9．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F1为（）
A．l
F
d
B．
d
F
l
C．
2
l
F
d
D．
2
d
F
l
10．小华同学利用如图所示的实验装置来测定物体与滑板间的滑动摩擦力．下列关于用这种装置做实验的说法中，你认为正确的是
A．必须调节托盘中重物的重量，确保滑板做匀速运动
B．不一定要使滑板做匀速运动，但必须要用恒力拉滑板
C．托盘中放的重物越重，滑板运动得越快，弹簧秤读数越大
D．只要滑板与木块有相对运动，无论滑板做什么运动，弹簧秤的读数都相同
11．如图所示，斜面小车M静止在光滑水平面上，一边紧贴墙壁．若再在斜面上加一物体m，且M、m相对静止，此时小车受力个数为（）
A．3B．4C．5D．6
12．如图所示，5月28日央视新闻报道：格鲁吉亚物理学家安德里亚仅靠摩擦力将25个网球垒成9层高的直立“小塔”。

网球A位于“小塔”顶层，下面各层均有3个网球，网球B 位于“小塔”的第6层，已知每个网球质量均为m。

下列说法正确的是（）
A．其他网球对B球的作用力大于B球的重力
B．将A球拿走后，“小塔”仍能保持直立平衡
C．第8层的三个网球与A球间的弹力大小各为mg/3
D．最底层的3个网球受到地板的支持力均为25mg/3
13．如图所示，一物块置于水平地面上．当用与水平方向成0
60角的力1F拉物块时，物块
30角的力2F推物块时，物块仍做匀速直线运
做匀速直线运动；当改用与水平方向成0
动．若1F和2F的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为
A．31
-B．23
-C．31
2
-D．1-
3
14．一物块m在水平力拉动下，沿静止的水平传送带由A端运动到B端，如图甲所示，这时所受摩擦力为F1；现开动机械让传送带向左匀速传动，再次将同样的物块m由传送带的左端匀速拉动到右端，这时所受摩擦力大小为F2，如图乙所示．则F1， F2的大小关系满足（）
A．F1=F2
B．F1＜F2
C．F1＞F2
D．上述三种情况都有可能
15．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
16．如图所示，将一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器底部O′处(O 为球心)，弹簧另一端与质量为m的小球相连，小球静止于P点．已知容器半径为R，与水平面间的动摩擦因数为μ，OP与水平方向的夹角为θ＝30°．下列说法正确的是()
A．容器相对于水平面有向左运动的趋势
B．轻弹簧对小球的作用力大小为
3
2
mg
C．容器对小球的作用力竖直向上
D．弹簧原长为R＋mg k
17．如图所示，一斜面体静止在粗糙的水平地面上，一物体恰能在斜面体上沿斜面匀速下滑，可以证明此时斜面不受地面的摩擦力作用.若沿平行于斜面的方向用力F向下推此物体，使物体加速下滑，斜面体依然和地面保持相对静止，则斜面体受地面的摩擦力（）
A ．方向水平向左
B ．方向水平向右
C ．大小为零
D ．大小和方向无法判断
18．如图，滑块A 置于水平地面上，滑块B 在一水平力作用下紧靠滑块(A A 、B 接触面竖直)，此时A 恰好不滑动，B 刚好不下滑.已知A 与B 间的动摩擦因数为1μ，A 与地面间的动摩擦因数为2μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力.A 与B 的质量之比为( )
A ．12
1μμ B ．
12121μμμμ- C ．
12121μμμμ+ D ．12
12
2μμμμ+ 19．如图所示，用三根轻绳将质量为m 的物块静止悬挂在空中。

已知ab 和bc 与竖直方向的夹角分别为30°和60°，则ac 绳和bc 绳中的拉力分别为（ ）
A ．132mg
B 31,2mg
C ．31,42mg mg
D ．13,24
mg mg 20．有上下两条摩擦因数相同的水平轨道L 1、L 2，它们在同一竖直面内，相同质量的物块A 、B 放置在两轨道上，轨道L 1开一条平行轨道方向的细缝，可使细线通过，如图所示．A 物块在B 物块正上方．在连接A 、B 细线的中点O 施加拉力，使A 、B 一起向右做匀速直线运动，则F 的方向可能是（图中OQ 表示水平方向）（ ）
A．沿OP方向B．沿OQ方向
C．沿ON方向D．沿OP、OQ、ON方向都可能
21．大小分别为30N和25N的两个力同时作用在同一物体上，则这两个力的合力大小不可能等于（）
A．5N B．10N C．45N D．60N
22．如图所示，将一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器最底部O′处(O为球心)，弹簧另一端与质量为m的小球相连，小球静止于P点。

已知容器半径为R，与水平地面之间的动摩擦因数为μ，OP与水平方向的夹角为θ=30︒。

下列说法正确的是（）
A．容器对小球的作用力大小为1
2 mg
B．容器受到水平向左的摩擦力3 mg
C．弹簧原长为
mg R
k +
D．轻弹簧对小球的作用力大小为0
23．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
24．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
25．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
【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、选择题
1．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
2．A
解析：A
【解析】
【分析】
【详解】
A ．蹦床运动员在空中上升到最高点时只受到重力的作用，加速度为重力加速度，处于失重状态，故A 正确；
B ．平衡状态指的是物体处于静止或者是匀速直线运动状态，跳高运动员在越杆时，受到重力的作用，不是受力平衡状态，故B 错误；
C ．举重运动员在举铃过头停在最高点时，铃处于静止状态，受力平衡，不超重也不失重，故C 错误；
D ．惯性的大小只与物体的质量有关，跳远运动员助跑不是在增加自己的惯性，故D 错误。

故选A 。

3．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
两个相互接触的物体只有发生弹性形变时才会产生弹力作用，所以本题中两物体间不一定有弹力作用，摩擦力产生的条件是：具有相互作用力和相对运动或相对运动趋势，所以可以判断有摩擦力一定有弹力，有弹力不一定有摩擦力，C 对；B 错；只有滑动摩擦力才与正压力成正比，对于静摩擦力的大小要根据受力平衡或牛顿第二定律求解
4．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 。

5．D
解析：D
【解析】
试题分析：由题意知，弹簧的弹力为4N 时，弹簧伸长2cm ，根据胡克定律F=kx ，代入数据可得弹簧的劲度系数k="200" N/m ，所以A 、B 、C 错误；D 正确．
【学科网考点定位】考查胡可定律
【方法技巧】本题主要是掌握胡克定律的公式F=kx ，并注意各物理量的单位． 6．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。

【点睛】
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。

7．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。

8．A
解析：A
【解析】
【详解】
对结点O： G= F1sinθ；F2=F1cosθ，解得；，选项A正确，B错误；F1和F2的合力与灯笼的重力是平衡力，而灯笼的重力与灯笼对地球的引力是一对相互作用力，选项C错误；灯笼各个部分都受重力作用，这些重力的作用点等效为灯笼的重心，选项D错误；故选A.
9．A
解析：A
【解析】
【分析】
【详解】
根据对称性，两分力F1、F2大小相等，这样，以F1、F2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 。

10． D
解析：D
【解析】
【详解】
不管重物如何运动，滑块水平方向受弹簧向左的拉力和向右的滑动摩擦力，始终处于平衡状态，故弹簧秤的读数等于滑块与板之间的滑动摩擦力的大小；故ABC 错误，D 正确； 故选D ．
【点睛】
本题考查了物体的平衡条件的应用，同时也提供了一种测量滑动摩擦力的较为方便的方法，即无论滑板做匀速、匀变速、还是非匀变速运动，弹簧秤的读数都等于滑块与板之间的滑动摩擦力的大小，是恒定不变的．
11．B
解析：B
【解析】
【详解】
M 、m 相对静止，对整体分析知，整体受总重力和地面给的支持力，处于静止状态；对物体m 受力分析，则m 受到重力、支持力和静摩擦力；最后对M 受力分析，受重力、m 对它的垂直向下的压力和沿斜面向下的静摩擦力，同时地面对M 有向上的支持力，因墙壁对小车不会有力的作用；则M 共受到4个力．故B 项正确，ACD 三项错误．
12．D
解析：D
【解析】
【详解】
A.以球为研究对象，受到重力和其他网球对球的作用力，根据二力平衡可知其他网球对球的作用力等于球的重力，故选项A 错误；
B.拿走球后，每个小球的受力就将不均衡，合力不为零，故不能保持直立平衡，故选项B 错误；
C. 球与第8层的三个网球的球心连线构成了正四面体，设球与第8层的三个网球的球心连线与水平面的夹角为，根据几何关系则有，以球为对象，根据力的平衡条
件可知，则第8层的三个网球对球的支持力为，故C 错误；
D.设地面对最底层的每个网球的支持力为，根据整体法则有，解得，故选项D 正确。

13．B
解析：B
【解析】
试题分析：对两种情况下的物体分别受力分析，如图
将F 1正交分解为F 3和F 4，F 2正交分解为F 5和F 6，则有：F 滑=F 3
mg=F 4+F N ；
F 滑′=F 5
mg+F 6=F N ′
而F 滑=μF N ；F 滑′=μF N ′
则有F 1cos60°=μ（mg-F 1sin60°） ①
F 2cos30°=μ（mg+F 2sin30°） ②
又根据题意F 1=F 2 ③
联立①②③解得：μ=23
故选B
考点：物体的平衡
14．A
解析：A
【解析】
水平传送带静止时和向左匀速传动时，物块m 由传送带的左端匀速拉动到右端的过程中，受到的都是滑动摩擦力，物块与传送带间的动摩擦因数μ和物块对传送带的压力大小都不变，由滑动摩擦力公式N f F μ=，得知12F F =，A 正确．
15．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。

16．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
A．由于容器和小球组成的系统处于平衡状态，容器相对于水平面没有向左运动的趋势，选项A错误；
BC．对小球受力分析，如图所示，由θ=30°可知支持力和弹簧的弹力之间的夹角为120°，则由几何关系可知，小球受到容器的支持力和弹簧对小球的弹力大小均为mg，故BC错误；
D．弹簧的弹力为mg，则弹簧被压缩了mg
k
，可知弹簧原长为R+
mg
k
，选项D正确.
故选D。

17．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
物体匀速下滑时，受到斜面施加的沿斜面向上的滑动摩擦力作用．而斜面也受到物体施加的沿斜面向下的滑动摩擦力作用，另外斜面还受到重力、地面支持力和物体压力作用，这几个力的合力为零．当物体加速下滑时，斜面受到物体对斜面施加的滑动摩擦力、物体压力、重力、地面支持力作用．推力与斜面平行，推力的存在不影响斜面体受到的这四个力的大小和方向，这四个力的合力依然为零，所以斜面依然不受地面摩擦力作用，故C正确；ABD错误；故选C
18．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
试题分析：对A 、B 整体分析，受重力、支持力、推力和最大静摩擦力，根据平衡条件，有：
F=μ2（m 1+m 2）g ①
再对物体B 分析，受推力、重力、向左的支持力和向上的最大静摩擦力，根据平衡条件，有：
水平方向：F=N
竖直方向：m 2g=f
其中：f=μ1N
联立有：m 2g=μ1F ② 联立①②解得：1
12212
1m m μμμμ-= 故选B ．
【考点定位】
物体的平衡
【点睛】
本题关键是采用整体法和隔离法灵活选择研究对象，受力分析后根据平衡条件列式求解，注意最大静摩擦力约等于滑动摩擦力．
19．B
解析：B
【解析】
【详解】
对结点C 受力分析，受到三根绳子拉力，将a F 和b F 合成为F ，如图所示
根据平衡条件有：
c F F mg ==
根据三角函数关系得：
3cos302a F F mg =⋅=
1cos602
b F F mg =⋅=
B 正确，ACD 错误。

故选B 。

20．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
力的作用点是在细线的中点，而且物块A 在B 的正上方，所以三角形ABO 是等腰三角形，且AB 在竖直方向，所以AO 与BO 与水平方向的夹角相等．因为A 对水平轨道的正压力大于B 对水平轨道的正压力，所以水平面对A 的摩擦力大于水平面对B 的摩擦力，由题意细线AO 受到的拉力必须大于BO 受到的拉力，所以F 的方向只能是ON 方向．故C 正确，ABD 错误。

故选C 。

21．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】 两力合成时，合力满足关系式：1212F F F F F -≤≤+,所以大小分别为10N 和15N 的两个力合力满足525N F N ≤≤,所以D 不可能，
22．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
ACD ．对小球受力分析，如图所示，小球受到重力G 、弹簧的弹力F 和容器的支持力T ，根据平衡条件得知，容器和弹簧对小球的作用力的合力与重力大小相等，方向相反，所以此合力竖直向上，由几何关系可得，轻弹簧对小球的作用力大小
F mg =
容器对小球的作用力大小为
T mg =
由胡克定律得：弹簧的压缩量为
F mg x k k
=
= 则弹簧的原长为 0mg L R x R k =+=+
故AD 错误，C 正确；
B ．以容器和小球整体为研究对象，分析受力可知：竖直方向有：总重力、地面的支持
力，根据平衡条件可知容器不受水平面的静摩擦力，故B错误。

故选C。

23．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．
24．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；
25．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.。