通用版高中物理必修一第三章相互作用力重点归纳笔记

(名师选题)通用版高中物理必修一第三章相互作用力重点归纳笔记
单选题
1、节日里挂彩灯已成为一种习俗。

一盏彩灯用细线悬挂起来处于静止状态，下列说法正确的是（）
A．细线对彩灯的作用力大于彩灯的重力
B．细线对彩灯的作用力小于彩灯的重力
C．细线对彩灯的作用力与彩灯对细线的作用力是一对平衡力
D．细线对彩灯的作用力与彩灯对细线的作用力是一对作用力与反作用力
答案：D
AB．由平衡关系知细线对彩灯的拉力与彩灯所受的重力是一对平衡力，其大小相等，方向相反，故AB错误；CD．细线对彩灯的作用力与彩灯对细线的作用是一对作用与反作用力，故C错误，D正确。

故选D。

2、2021年11月19日杭州二中高二年级举行了一场精彩的拔河比赛，如图所示为某班级正在比赛时的场景，假定所有同学穿的都是平底鞋，对比赛中所涉及的物理知识，以下分析中正确的是（）
A．获胜队伍对绳的拉力大于对方队伍对绳的拉力
B．因为绳子的拉力处处相等，所以两队队员受到的地面摩擦力总是相等
C．双方相持时，若绳子拉力增大，则地面对运动员的作用力增大
D．双方相持时，运动员身体后倾，减小与地面间的夹角，是为了增加与地面间的正压力
答案：C
A．对绳子分析可知，两队对绳子的拉力是一对平衡力，大小相等，方向相反，故A错误；
B．对两队整体分析可知，当整体突然向获胜的一方移动时，获胜一方受到的静摩擦力大于另一方受到的静摩擦力，故B错误；
CD．双方相持时，对人进行受力分析，竖直方向上有
N=mg
因为人的重力不变，故人与地面间的正压力不变。

水平方向上有
f=T
当绳子的拉力增大时，地面对运动员的摩擦力增大，而支持力不变，故支持力和摩擦力的合力增大，即地面对运动员的作用力增大，故C正确，D错误。

故选C。

3、如图所示，一轻质晒衣架静置于水平地面上，水平横杆与四根相同的斜杆垂直，两斜杆夹角θ=60°，一重为G的物体悬挂在横杆中点，则每根斜杆受到地面的（）
A．作用力为√3
3G B．作用力为√3
6
G
C．摩擦力为√3
4G D．摩擦力为√3
8
G
答案：B
设斜杆的弹力大小为F，以水平横杆和重物为整体，竖直方向根据受力平衡可得
4Fcos30°=G
解得
F=√3 6
G
以其中一斜杆为研究对象，其受力如图所示
可知每根斜杆受到地面的作用力应与F平衡，即大小为√3
6
G，每根斜杆受到地面的摩擦力为
f=Fsin30°=√3 12
G
B正确，ACD错误；
故选B。

4、如图所示，在水平桌面上叠放着物体a、b、c，三个物体均处于静止状态。

下列说法正确的是（）
A．c一定受到水平桌面的摩擦力
B．b对a的作用力一定竖直
C．c对b的摩擦力可能水平向右
D．b对a的支持力与a受到的重力是一对作用力和反作用力
答案：B
A．对a、b、c整体分析，受重力和支持力，二力平衡，c不受地面的摩擦力，故A错误；
B．对物体a受力分析，受重力、支持力和静摩擦力，根据平衡条件，b对a的作用力一定竖直向上，和a的重力平衡，故B正确；
C．以a和b整体为研究对象，受到重力、支持力和静摩擦力，根据平衡条件，c对b的静摩擦力平行接触面向上，故C错误；
D．b对a的支持力与a对b的压力是一对作用力和反作用力，故D错误。

故选B。

5、如图所示，俄国寓言故事《天鹅、大虾和梭鱼》中说：“有一次，天鹅、大虾和梭鱼，想把一辆大车拖着
跑，他们都给自己上了套，拼命地拉呀拉呀，大车却一动也不动了。

”下列对这段话理解正确的是（）
A．因为大车太重了，所以不动
B．因为天鹅、大虾和梭鱼的力气太小了，所以拉不动大车
C．大车其实运动了，只是因为移动距离太小，看不出来
D．因为大车所受的合力为零
答案：D
大车处于静止状态，故大车所受合力为零。

故选D。

6、匀速前进的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球，如图所示，小球下方与一光滑斜面接触。

关于小球的受力，下列说法正确的是（）
A．重力和细线对它的拉力
B．重力、细线对它的拉力和斜面对它的弹力
C．重力和斜面对它的支持力
D．细线对它的拉力和斜面对它的支持力
答案：A
由于小球做匀速直线运动，故其所受合外力为0；小球受竖直向下的重力和竖直向上的绳子拉力，如果斜面对小球产生弹力，弹力的方向垂直斜面向上，小球所受合外力一定不等于０，所以斜面对小球不会产生弹力，A
正确，BCD错误。

故选A。

7、如图所示，在大小均为F的两个水平力的作用下，长方体物块A、B相对于水平地面保持静止，下列说法正确的是（）
A．A、B间的摩擦力大小为F，B与水平地面间的摩擦力大小也为F
B．A、B间的摩擦力大小等于F，B与水平地面间的摩擦力为零
C．A、B间的摩擦力大小为2F，B与水平地面间的摩擦力大小为F
D．A、B间的摩擦力大小为2F，B与水平地面间的摩擦力为零
答案：B
以物块A为对象，根据A在水平方向上受力平衡可知，B对A的摩擦力f BA与水平力F平衡，则有
f BA＝F
以物块AB为整体，由于作用在物块A上的水平力F，与作用在物块B上的水平力F大小相等，方向相反。

且水平方向受力平衡可知，设地面对B的摩擦力为f地，则有
F−F+f
=0
地
所以
f
=0
地
即B与水平地面间的摩擦力为零。

故B正确，ACD错误。

故选B。

小提示：“共同体”模型一般都需要同时采用整体法和隔离法进行受力分析。

8、如图所示，工人正在清洗建筑外墙，依靠固定在屋顶的绳子保障安全。

墙面对工人的作用力为F1，绳子对工人的作用力为F2，不计工人和竖直墙面之间的摩擦。

当他保持同样的姿势缓慢下滑过程中，下列说法正确的是（）
A．F1减小F2减小B．F1减小F2增大
C．F1增大F2减小D．F1增大F2增大
答案：A
设绳子与墙面间的夹角为θ，屋顶到人之间的绳子长度为L，绳子与人的接触点到墙之间的距离为d，当他保持同样的姿势缓慢下滑过程中，由于d不变，L增大，则θ减小，对人受力分析，如图所示
可得
F1=mgtanθ
F2=mg cosθ
θ变小，tanθ变小，cosθ增大，则F1、F2均减小，故A正确，BCD错误。

故选A。

9、如图为某款式双层晾衣篮。

完全相同的上、下篮子由两个质地均匀的圆形钢圈穿进网布构成，两篮通过四根等长的轻绳与钢圈的四等分点相连，上篮钢圈用另外四根等长轻绳系在挂钩上。

晾衣篮的有关尺寸如图所示。

不装衣物时，两篮子保持水平，则（）
A．挂钩受到的拉力大小是上方某一根轻绳拉力的四倍
B．挂钩受到的拉力大小是下方某一根轻绳拉力的四倍
C．上方某一根轻绳的拉力大小是下方某一根轻绳的拉力的2.5倍
D．上方四根轻绳的拉力之和与下方四根轻绳的拉力之和大小相等
答案：C
A．如果上方的绳子是竖直的则挂钩受到的拉力大小是上方某一根轻绳拉力的四倍，但上方的绳子不是竖直的，A错误。

B．没有考虑上方篮子的重力，挂钩受到的拉力大小是下方某一根轻绳拉力的四倍与上方篮子的重力之和，B
错误。

C．下方每一根绳子的拉力
F1=G 4
上方分析左边这根绳子，高度为h，长度
L=40cm 半径
r=24cm 绳子与竖直方向的夹角为37°，分析可得1根绳子的拉力
F2=
2G
4
cos37°
=
G
1.6
可知
F2 F1= 2.5
1
C正确；
D．上方四根轻绳的拉力之和的大小为2G，下方四根轻绳的拉力之和大小G，D错误；
故选C。

10、如图所示，半径相同、质量分布均匀的圆柱体E和半圆柱体M靠在一起，E、M之间无摩擦力，E的重力为G，M下表面粗糙，E、M均静止在水平地面上，现过E的轴心施以水平作用力F，可缓慢地将E拉离地面一直滑到M的顶端，整个过程中，M始终处于静止状态，对该过程的分析，下列说法不正确的是（）
A．地面所受M的压力不变
B．地面对M的摩擦力逐渐增大
C．开始时拉力F最大，且为√3G，以后逐渐减小为0
D．E、M间的压力开始时最大，且为2G，以后逐渐减小到G
答案：B
A．取整体为研究对象，地面所受M的压力不变，总等于二者的总重力，A正确，不符合题意；
CD．圆柱体E受重力G、拉力F、半圆柱体的支持力N作用处于平衡状态，这三个力构成封闭三角形，如图所示
开始时N与竖直方向成60°角，对应图中的最大三角形，此时拉力F和半圆柱体的支持力N都最大，其大小分别为
F m=Gtan60∘=√3G
N m=
G
cos60∘
=2G
随着E向上移动，三角形逐渐减小，拉力F、半圆柱体的支持力N都逐渐减小，当E移动到M顶端时，F减小到零，N减小到G，故开始时拉力F最大，且为√3G，以后逐渐减小为0，E、M间的压力开始时最大，且为2G，以后逐渐减小到G，CD正确，不符合题意；
B．取整体为研究对象，地面对M的摩擦力等于拉力F，所以摩擦力随拉力F的减小而减小，B错误，符合题意。

故选B。

11、如图所示的装置，杆QO沿竖直方向固定，且顶端有一光滑的定滑轮，轻杆OP用铰链固定于O点且可绕O点转动，用两根轻绳分别拴接质量分别为m1、m2的小球并系于P点，其中拴接m1小球的轻绳跨过定滑轮，已知O点到滑轮顶端Q的距离等于OP，当系统平衡时两杆的夹角为α=120°，则m1：m2为（）
A．1：2B．√3：2C．1：1D．√3：1
答案：D
以结点P为研究对象，受力分析如图所示
则拴接小球m1轻绳的拉力大小等于m1g，由力的平衡条件将杆OP的支持力与轻绳的拉力合成，由相似三角形可得
m1g=2m2gcos30∘
解得
m1:m2=√3:1
故ABC错误，D正确。

故选D。

12、一学校物理项目学习小组研究悬索桥的受力特点，实际的悬索桥在工程上是复杂的，他们进行了合理简化，悬索桥的简化模型如下：吊桥六对钢杆悬吊，六对钢杆在桥面上分列两排，其上端挂在两根钢缆上，如图为其一侧面图。

已知图中相邻两钢杆间距离为9m，靠桥面中心的钢杆长度为2m（即AA′=DD′=2m），BB′=EE′，CC′=PP′，又已知两端钢缆CM、PN与水平方向成45°角，若钢杆钢缆自重不计，每根钢杆承受拉力相同，桥面总质量m，每根钢杆拉力均为T。

以下说法正确的是（）
mg
A．每根钢杆拉力大小为1
6
mg
B．每对钢缆AD中拉力大小为1
3
mg
C．每对钢缆CM中拉力大小为√2
2
D．BB′的长度为6m
答案：C
A．桥面总质量m，每根钢杆拉力均为T，由平衡条件可得
12T=mg
解得
T=mg 12
故A错误；
C．对整体受力分析如图，由平衡条件可得
2T MC sin45∘=mg 解得
T MC=
mg
2sin45∘=
√2mg
2
故C正确；
B．对左边的悬索受力分析如图所示，由平衡条件可得
T AD=T MC cos45∘=mg 2
故B错误；
D．对A点受力分析如图所示，由平衡条件可得
tanθ=1
6mg
T AD
=
1
3
由几何关系可得
BB′=AA′+A′B′tanθ=（2+9×1
3）m=5m
故D错误。

故选C。

多选题
13、下列关于摩擦力的说法中正确的是（）
A．两物体间有摩擦力时，一定有弹力，且摩擦力的方向和它们间的弹力方向垂直
B．两物体间的摩擦力大小和它们间的压力一定成正比
C．在两个运动的物体之间可以存在静摩擦力，且静摩擦力的方向可以与运动方向垂直
D．滑动摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同，也可以相反
答案：ACD
A．根据摩擦力产生的条件可知，两物体间有摩擦力，一定有弹力，摩擦力的方向平行于接触面，弹力的方向垂直于接触面，所以摩擦力的方向和它们间的弹力方向总是垂直，故A正确；
B．滑动摩擦力大小跟压力成正比，而静摩擦力与压力不成正比，故B错误；
C．受静摩擦力作用的物体一定与相接触的物体保持相对静止，但两物体可能是运动的，在两个运动的物体之间可以存在静摩擦力；静摩擦力要求两个物体保持相对静止，与它们的运动的方向无关，则其的方向可以与运动方向垂直，故C正确；
D．滑动摩擦力与物体的相对运动方向相反，滑动摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同，也可以相反，相同的即为动力，相反的即为阻力，故D正确。

故选ACD。

14、如图所示“用DIS验证斜面上力的分解”实验中，A、B处各放一个力传感器，放在A处传感器的示数用F1表示，放在B处传感器的示数用F2表示。

在斜面倾角θ由0°变到90°的过程中，F1和F2，下列说法正确的是（）
A．F1变小B．F2变大C．F1和F2都不变D．不能确定
答案：AB
将小球的重力沿着平行斜面方向和垂直斜面方向正交分解，如图
解得
F1=mgcosθ
F2=mgsinθ
由于角θ不断增加，故F1不断变小，F2不断减大。

AB正确，CD错误。

故选AB。

15、如图，在恒力F作用下，物块保持静止。

关于物块的受力情况，下列说法正确的是（）
A．物块一定受到四个力B．物块与墙之间一定有弹力
C．物块与墙之间一定有摩擦力D．物块受到的摩擦力方向可能向下
答案：BD
把力F分解为竖直方向与水平方向，因具有水平向左的分力，则物块与墙之间一定有弹力，当竖直分力等于物体重力时，物块与墙之间没有摩擦力，当竖直分力大于重力时物块有向上的运动趋势，则物块受到的摩擦力方向向下，所以物块可以受重力、弹力、恒力F三个力，也可以受重力、弹力、恒力F、摩擦力四个力。

故选BD。

16、建筑工地上搬运石板、水泥板等板材是很困难的事情，智慧的劳动人民发明了一种巧妙的搬运工具如图甲所示，图乙是它的结构示意图，提手柄的两端都由一个“∧”形固定角架和两个偏心轮（表面材料为硬橡胶）组成，使用时板材被紧紧夹在两个偏心轮之间，依靠摩擦力提起板材来实现搬运。

已知板材与偏心轮之间的动摩擦因数为μ。

则下列说法正确的是（）
A．搬运板材时，偏心轮与板材之间的摩擦力f=μF N，其中F N为偏心轮对板材的正压力
B．每个“∧”形固定角架上的两个偏心轮对板材的正压力大小一定相等
C．每个偏心轮与板材之间的摩擦力大小一定等于板材重力大小的1
4
D．人工搬运板材的过程中需要消耗人体的化学能
答案：BD
A．搬运板材时，偏心轮与板材之间的摩擦力属于静摩擦力，不能用滑动摩擦力公式来计算，A错误；
B．每个“∧”形固定角架上的两个偏心轮对板材的正压力一定大小相等、方向相反，对板材而言属于一对平衡力，B正确；
C．板材被提起时并不是匀速直线运动，因此偏心轮与板材间的摩擦力大小无法确定，C错误；
D．人工搬运板材时需要消耗人体的化学能，D正确。

故选BD。

17、现将一个沿水平方向大小为F=100 N的力分解成两个分力，其中一个分力大小未知，方向与水平方向成30°夹角，则关于另一分力的大小及分解情况，下列说法中正确的是（）
A．另一分力的大小方向不确定，有无数组解
B．另一分力的大小为50 N时，有唯一解
C．另一分力的大小为80 N时，有两解
D．另一分力的大小为60 N时，无解
答案：ABC
A．设方向已知的分力为F1，如下图所示
根据三角形法则可知，由于分力F1的方向确定，但大小不确定，则F1、F2和F可构成无数个矢量三角形，则另一分力F2的大小方向不确定，有无数组解，故A正确；
B．由图可知，当另一个分力F2与分力F1垂直时，则F2有最小值为
F2=F sin 30°=50 N
此时另一个分力F2的大小方向均确定，有唯一解，故B正确；
CD．当另一个分力F2大小满足
50 N<F2<100 N
此时，F1、F2和F可构成如图所示的两个矢量三角形，此时有两组解，故C正确，D错误。

故选ABC。

填空题
18、如图所示，ABC为一直角劈形物体，将其卡于孔中，劈的斜边AB与直角边AC的夹角为60度。

当用F= 100N的力沿水平方向推劈时，劈的上侧面的推力大小为___________，下侧面产生的推力大小为___________。

答案： 200N 100√3N
[1]
直角劈形物体受推力F产生两个作用效果，对两个侧面产生垂直侧面的压力，按照效果将力F分解如图所示，则有劈的上侧面的推力大小为
F1=
F
cos60o
=
100
1
2
N=200N
[2]下侧面产生的推力大小为
F2=Ftan60o=100×√3N=100√3N
19、如图所示，在粗糙的水平面上有两个木块1和2，质量分别为m1和m2。

中间用一原长为L、劲度系数为k
的轻弹簧相连，木块与地面间的动摩擦因数为μ，现用一水平力F向右拉木块2，当两木块一起匀速运动时，
1木块所受摩擦力为_______，2木块所受摩擦力为_______，弹簧的弹力大小为_______，拉力F的大小为_______，两木块间的距离为________。

答案：μm1gμm2gμm1gμm1g+μm2gμm1g
k
+L
[1]滑动摩擦力大小
f1=μF N=μm1g
[2]滑动摩擦力大小
f2=μF N=μm2g
[3]弹簧的拉力与1木块所受的摩擦力平衡，故弹簧拉力的大小为μm1g
[4]拉力F的大小等于2木块收的滑动摩擦力与弹簧的弹力之和，故其大小为F=μm1g+μm2g
[5]弹簧的原长为L，受到弹力做后伸长量为
Δx=μm1g k
故两木块之间的距离为
s=L+μm1g k
20、一轻质弹簧原长为8cm，在4N的拉力作用下伸长了2cm，弹簧未超出弹性限度。

则该弹簧的劲度系数为_____________。

答案：200 N/m
[1]由F=kx知，弹簧的劲度系数
k=F
x
=
4
0.02N/m=200N/m。