高考物理力学知识点之相互作用易错题汇编含答案(4)

高考物理力学知识点之相互作用易错题汇编含答案(4)
一、选择题
1．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 （ ）
A ．3:4
B ．4:3
C ．1:2
D ．2:1
2．一人站在体重计上称体重，保持立正姿势称得体重为G ，当其缓慢地把一条腿平直伸出台面，体重计指针稳定后读数为'G ，则 （ ）
A ．G G >'
B ．G G <'
C ．G G ='
D ．无法判定
3．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
4．如图，在挪威的两座山峰间夹着一块岩石，吸引了大量游客前往观赏。

该景观可简化成如图所示的模型，右壁竖直，左壁稍微倾斜。

设左壁与竖直方向的夹角为θ，由于长期的风化，θ将会减小。

石头与山崖间的摩擦很小，可以忽略不计。

若石头质量一定，θ减小，石头始终保持静止，下列说法正确的是
A ．山崖左壁对石头的作用力将增大
B ．山崖右壁对石头的作用力不变
C ．山崖对石头的作用力减小
D ．石头受到的合力将增大
5．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
6．倾角为30°的固定斜面上有一质量m=1.0kg的物体，细绳跨过光滑的滑轮，一端与物体相连且平行于斜面，另一端与弹簧秤相连，如图所示。

已知物体静止在斜面上，弹簧秤的示数为5N，重力加速度g=10m/s2。

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5N，方向沿斜面向下
C．斜面对物体的支持力大小为53N，方向竖直向上
D．斜面对物体的支持力大小为5N，方向垂直斜面向上
7．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
8．如图所示，两物体A和B由绕过光滑定滑轮的轻绳连接，整个装置处于静止状态，下列说法正确的是（）
A．物体A可能不受摩擦力
B．物体A可能不受支持力
C．物体B受到的重力小于轻绳对B的拉力
D．给物体A施加一个竖直向下的外力，整个装置一定继续保持静止
9．如图所示，物体A置于水平地面上，力F竖直向下作用于物体B上，A、B保持静止，则物体A的受力个数为()
A．3B．4C．5D．6
10．如图所示，一质量为M的楔形木块放在水平桌面上，它的顶角为90°，两底角为α和β；a、b为两个位于斜面上质量均为m的小木块，已知所有接触面都是光滑的．现发现a、b沿斜面下滑，而楔形木块静止不动，这时楔形木块对水平桌面的压力等于（）
A．Mg+mg
B．Mg+2mg
C．Mg+mg（sinα+sinβ）
D．Mg+mg（cosα+cosβ）
11．如图所示，A、B两物体叠放在一起，在竖直向上的推力F作用下，一起沿粗糙的竖直墙壁向上匀速移动，下列说法中正确的是
A．物体A与B之间一定有摩擦力
B．物体B一定受4个力
C．物体A与墙壁之间一定有弹力和摩擦力
D．物体A一定受6个力
12．如图所示，一木块放在水平桌面上，受水平方向的推力1F和2F的作用，木块处于匀速直线运动状态，1F＝10N，2F＝2N，若撤去1F的瞬间，则木块受到合力F和摩擦力f 的大小、方向是（）
A．F＝0；f＝2N，方向向右
B．F＝10N，方向向左；f＝8N，方向向左
C．F＝10N，方向向左；f＝8N，方向向右
D．F＝0，f＝0
13．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．2－3B．
3
6
C．
3
D．
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．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
16．如图所示，两个等大、反向的水平力F分别作用在物体A和B上，A、B两物体均处于
静止状态．若各接触面与水平地面平行，则A 、B 两物体各受几个力？（ ）
A ．3个、4个
B ．4个、4个
C ．4个、5个
D ．4个、6个
17．如图所示，物体A 、B 和C 叠放在水平面上，水平力为F b ＝5N ，F c ＝10N ，分别作用于物体B 、C 上，A 、B 和C 仍保持静止，以F 1、F 2、F 3分别表示A 与B 、B 与C 、C 与桌面间的静摩擦力的大小，则（ ）
A ．F 1＝5N ，F 2＝0，F 3＝5N
B ．F 1＝5N ，F 2＝5N ，F 3＝0
C ．F 1＝0，F 2＝5N ，F 3＝5N
D ．F 1＝0，F 2＝10N ，F 3＝5N
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．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
20．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12mg
B ．容器受到水平向左的摩擦力
32mg C ．弹簧原长为mg R k
+ D ．轻弹簧对小球的作用力大小为0
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/2
B ．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，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=
23．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
24．如图所示,木块在拉力F作用下,沿着水平地面向右做减速直线运动,则力F与摩擦阻力的合力方向为( )
A．水平向左
B．向上偏左
C．竖直向上
D．可以在竖直向上和力F方向之间
25．固定的粗糙斜面上有一个静止的木箱，某同学用平行于斜面向上的力F推木箱，但没有推动．则木箱受到的摩擦力
A．方向一定平行于斜面向上B．方向一定平行于斜面向下
C．大小一定为零D．大小可能为零
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一、选择题
1．D
解析：D
【解析】
【详解】
将两小球看做一个整体分析，可知整体受到重力、轻弹簧A、C的拉力共3个力的作用而处于平衡状态，将轻弹簧A的拉力沿竖直方向和水平方向分解可知水平方向上满足
sin 30Ax A C F F F =︒=，故:2:1A C F F =，据题意可知三个弹簧的劲度系数相同，由胡克定律F kx =可知弹簧A 、C 的伸长量之比为2:1，故D 项正确，ABC 三项错误．
2．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
对人受力分析，在两种状态下，人一直处于受力平衡状态，对体重计的压力始终等于人的重力，C 正确．
3．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． 4．A
解析：A
【解析】
【分析】
对小球受力分析，根据平衡列出水平方向平衡公式和竖直方向平衡公式即可求解。

【详解】
AB 、对石头受力分析如图所示：
根据平衡可知21cos N N θ=
2sin N mg θ=
随着θ减小，根据公式可知1N 、2N 都在增大，故A 对；B 错
C 、根据共点力平衡可知，山崖对石头的作用力始终不变大小等于石头的重力，所以作用力不变，故C 错误；
D 、由于石头处于静止状态，所以石头受合力一直为零，故D 错；
故选A
5．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43
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 ．
6．A 解析：A 【解析】
【分析】
【详解】
AB ．物体重力沿斜面向下的分力代入数据计算得
sin 305N x G mg =︒=
与弹簧的弹力相等，根据共点力平衡可知，物体不受摩擦力作用，故A 正确，B 错误； CD ．物体处于静止状态，受力平衡，在垂直于斜面方向有
cos3053N N mg =︒=
方向垂直于斜面向上，故CD 错误。

故选A 。

7．B
解析：B
【解析】
【详解】
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。

8．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
ABC．B物体要能静止，绳子的拉力必须等于B的重力，绳子对A的拉力为斜向上，所以A必须受到摩擦力及地面的支持力作用。

故ABC错误；
D．给A施加一竖直向下的力，相当于增大了地面对A的最大静摩擦力，但原本整个系统就是静止状态，加这个力后，装置还是保持静止状态。

故D正确。

故选D。

9．B
解析：B
【解析】
【详解】
整体进行受力分析：整体受重力、地面对A的弹力、推力F三力平衡，所以A与地面之间没有摩擦，再对A进行受力分析：重力、地面的支支持力、B对A的压力，B对A沿接触面向下的静摩擦力；所以A受四力作用．
A．3，与结论不相符，选项A错误；
B．4，与结论相符，选项B正确；
C．5，与结论不相符，选项C错误；
D． 6，与结论不相符，选项D错误；
故选B。

10．A
解析：A
【解析】
【分析】
本题由于斜面光滑，两个木块均加速下滑，分别对两个物体受力分析，求出其对斜面体的压力，再对斜面体受力分析，求出地面对斜面体的支持力，然后根据牛顿第三定律得到斜面体对地面的压力。

【详解】
对木块a受力分析，如图，
受重力和支持力
由几何关系，得到：
N1=mgcosα
故物体a对斜面体的压力为：N1′=mgcosα…①
同理，物体b对斜面体的压力为：N2′=mgcosβ… ②
对斜面体受力分析，如图，
根据共点力平衡条件，得到：
N2′cosα-N1′cosβ=0… ③
F支-Mg-N1′sinβ-N2′sinα=0…④
根据题意有：
α+β=90°…⑤
由①～⑤式解得：
F支=Mg+mg
根据牛顿第三定律，斜面体对地的压力等于Mg+mg；
故选：A。

【点睛】
本题关键先对木块a和b受力分析，求出木块对斜面的压力，然后对斜面体受力分析，根据共点力平衡条件求出各个力。

也可以直接对三个物体整体受力分析，然后运用牛顿第二定律列式求解，可使解题长度大幅缩短，但属于加速度不同连接体问题，难度提高。

11．A
解析：A
【解析】
【详解】
AB ．物体A 、B 一起做匀速直线运动，对B ，受力分析如图甲，B 受到的力有重力、支持力、摩擦力共3个了，故A 正确，B 错误；
CD ．对A 进行受力分析，如图乙所示，物体A 受到重力、B 的压力、B 对其摩擦力、推力，一共4个力；如果墙对A 存在弹力，整体不可能做匀速直线运动，所以A 和墙之间不存在弹力，也不存在摩擦力，故CD 错误。

故选A 。

12．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
木块开始在水平方向匀速直线运动，则受力平衡，可得摩擦力
1210N 2N 8N F f F =-=-=
方向水平向左。

物体处于匀速直线运动状态，则说明物体受到的最大静摩擦力大于等于滑动摩擦力8N ，因此最大静摩擦力大于等于8N ；
撤去F 1后的瞬间，外力为2N ，但物体不能立即停下来，所以物体仍会向右运动，故摩擦力仍为滑动摩擦力为8N ，水平向左；
合力为
22+10N F f F ==
方向水平向左。

选项B 正确，ACD 错误。

故选B 。

13．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
当拉力水平时，物体匀速运动，则拉力等于摩擦力，即：F mg μ=，当拉力倾斜时，物
体受力分析如图
由平衡条件得：N F mg Fsin θ=-，cos60f F =，又N f F μ=，得摩擦力为：()cos60f mg Fsin F μθ=-=，联立解得：3μ= C. 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．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
16．C
解析：C
【解析】
先对物体AB 进行整体受力分析，水平方向：两个等大、反向的水平力F 1和F 2正好处于平衡，所以物体B 不受地面的摩擦力，对A 物体进行受力分析：物体A 受到重力、拉力F 2、支持力和B 给的摩擦力，在四个力的作用下处于平衡状态，故A 受4个力．物体B 受到受到重力、拉力F 1、支持力、A 给的摩擦力和压力，所以物体B 受5个力的作用，故C 正确，ABD 错误．
17．C
解析：C
【解析】
【详解】
以A 为研究对象，根据平衡条件得到：A 对B 的静摩擦力大小10F =，否则A 水平方向所受的合力不为零，不能保持平衡；以AB 整体为研究对象，根据平衡条件得到：
25N ==b F F
再以三个物体整体为研究对象，根据平衡条件得：
310N 5N 5N =-=-=c b F F F
方向水平向左；所以10F =，25N F =，35N =F ，故ABD 错误，C 正确；
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：112212
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．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。

20．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。

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．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！ 23．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
24．B
解析：B
【解析】
【详解】
木块向右做匀减速直线运动，受到重力、拉力F、地面的支持力和摩擦力四个力作用，加速度方向向左，由牛顿第二定律知其合力方向向左．由于F有竖直向上的分力，所以地面对木块的支持力小于重力，则支持力和重力的合力方向竖直向下，根据平行四边形定则可知力F与摩擦阻力的合力方向向上偏左，故ACD错误，B正确．
故本题正确答案选B．
25．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
设木块的重力为G，斜面的倾角为α，若F=G sinα，木块相对斜面没有运动趋势，不受静摩擦力；若F＞G sinα，木块相对斜面有向上的运动趋势，静摩擦力沿斜面向下；若F＜G sinα，木块相对斜面有向下的运动趋势，静摩擦力沿斜面向上；故ABC错误D正确。

故选D。