专题二 相互作用(考题帮.物理)
2022高考物理复习冲刺压轴题精练力学部分专题2 相互作用(力学部分)(解析版)
2022高考物理复习冲刺压轴题精练力学部分专题2相互作用一、选择题（1-11题为单项选择题，12-16为多项选择题）1．如图所示，在高度不同的两水平台阶上放有质量分别为m 1、m 2的两物体A 、B ，物体间用轻弹簧相连，弹簧与竖直方向夹角为θ．在物体A 左端施加水平拉力F ，使A 、B 均处于静止状态，已知物体A 表面光滑，重力加速度为g ，则下列说法正确的是（）A ．弹簧弹力的大小为1cos m g θB ．m 1与m 2一定相等C ．地面对B 的支持力可能为零D ．地面对B 的摩擦力大小为F2．如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为M 的物体A 、B (B 物体与弹簧连接)，弹簧的劲度系数为k ，初始时物体处于静止状态．现用竖直向上的拉力F 作用在物体A 上，使物体A 开始向上做加速度为a 的匀加速运动，测得两个物体的v —t 图像如图乙所示(重力加速度为g )，则（）A ．施加外力前，弹簧的形变量为2gkB ．外力施加的瞬间A 、B 间的弹力大小为M (g -a )C ．A 、B 在t 1时刻分离，此时弹簧弹力恰好为零D ．弹簧恢复到原长时，物体B 的速度达到最大值3．如图、在竖直墙壁的A 点处有一根水平轻杆a ,杆的左端有一个轻滑轮O .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,开始时BO 段细线与天花板的夹角为θ=30︒.系统保持静止,当轻杆a 缓慢向下移动的过程中,不计一切摩擦,下列说法中正确的是（）A ．细线BO 对天花板的拉力不变B ．a 杆对滑轮的作用力的方向沿杆水平向右C ．a 杆对滑轮的作用力逐渐减小D ．开始时绳对滑轮的作用力大小大于G4．如图所示，一个质量为m 的滑块静止置于倾角为30°的粗糙斜面上，一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P 点，另一端系在滑块上，弹簧与竖直方向的夹角为30°。
高中物理相互作用题20套(带答案)及解析
高中物理相互作用题20套(带答案)及解析一、高中物理精讲专题测试相互作用1．如图所示：一根光滑的丝带两端分别系住物块A、C，丝带绕过两定滑轮，在两滑轮之间的丝带上放置了球B,D通过细绳跨过定滑轮水平寄引C物体。
整个系统处于静止状态。
已知，，，B物体两侧丝带间夹角为600，与C物体连接丝带与水平面夹角为300，此时C恰能保持静止状态。
求：（g=10m/s2）（1）物体B的质量m；（2）物体C与地面间的摩擦力f；（3）物体C与地面的摩擦系数μ（假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力）。
【答案】（1）3kg（2）f=10N（3）【解析】（1）对B受力分析，受重力和两侧绳子的拉力，根据平衡条件，知解得：m=3kg对C受力分析，受重力、两个细线的拉力、支持力和摩擦力，根据平衡条件，知水平方向受力平衡：解得：f=10N（3）对C，竖直方向平衡，支持力：由f=μN，知2．如图所示，质量M＝10 kg、上表面光滑、下表面粗糙的足够长木板在F="50" N的水平拉力作用下，以初速度v0＝5 m/s沿水平地面向右做匀速直线运动。
现有足够多的小铁块，它们的质量均为m＝0.5 kg，将一铁块无初速地放在木板的最右端，当木板运动了L＝2 m时，又无初速地在木板的最右端放上第2块铁块，以后只要木板运动了L，就在木板的最右端无初速放一铁块，g取10 m/s2。
求：(1)木板下表面与水平面间的动摩擦因数μ。
(2)第1块铁块放上后，木板的加速度的大小。
(3)第4块铁块放上的瞬间，木板的速度大小。
(答案可带根号)【答案】（1）0.5 （2）0.25m/s2（3）m/s【解析】试题分析：(1)木板最初做匀速运动，由解得，μ(2)系统在水平方向所受的摩擦力大小f1="μ(M+m)g=0.5×(10+0.5)×10=52.5" N 系统在水平方向所受的合力大小F合＝f1-F="52.5-50=2.5" N木板的加速度大小m/s2 （若a=－0.25也给分）(3)解法一：第2块铁块放上瞬间木板的速度大小为v1：解得：m/s第2块铁块放上后系统在水平方向所受的摩擦力大小f2="μ(M+2m)g=0.5×(10+0.5×2)×10=55" N第2块铁块放上后系统在水平方向所受的合力大小F合＝f2-F="55-50=5" N第2块铁块放上后木板的加速度大小m/s2第3块铁块放上瞬间木板的速度大小为v2：解得：m/s第3块铁块放上后系统在水平方向所受的摩擦力大小f3="μ(M+3m)g=0.5×(10+0.5×3)×10=57.5" N第3块铁块放上后系统在水平方向所受的合力大小F合＝f3-F="57.5-50=7.5" N第3块铁块放上后木板的加速度大小m/s2第4块铁块放上瞬间木板的速度大小为v3：解得：m/s解法二：设第n块铁块放在木板上时，木板运动的加速度大小为：第1块铁块放上，经过L后：第2块铁抉放上，经过L后：……第n块铁块放上，经过L后：由上可得当n＝3时，可得m/s考点：牛顿第二定律的综合应用.3．质量 M=3kg 的长木板放在水平光滑的平面上，在水平恒力F=11N 作用下由静止开始向右运动，如图所示，当速度达到1m/s 时，将质量m=4kg 的物体轻轻放到木板的右端，已知物块与木板间动摩擦因数μ=0.2,g 取10m/s 2，求：(1)物体经多长时间才与木板保持相对静止；(2）物块与木板相对静止后，物块受到的摩擦力大小． 【答案】（1）1s （2）6.29N 【解析】试题分析：（1）放上物体后，由牛顿第二定律可知：物体加速度212/a g m s μ==板的加速度221/F mga m s Mμ-== 当两物体达速度相等后保持相对静止，故12a t v a t =+，解得t 1s = （2）相对静止后，对整体F M m a =+（），对物体有=f ma 解得 6.28N f =考点：考查了牛顿第二定律的应用【名师点睛】物体与木板均做匀变速直线运动，由牛顿第二定律可求得二者的加速度，由速度公式可求得二者相对静止的时间；相对静止后，物体的静摩擦力充当合外力，由牛顿第二定律可求得物体受到的摩擦力4．如图所示，固定在水平地面上的斜面倾角为30°，物块A 与斜面间的动摩擦因数为3，轻绳一端通过两个滑轮与物块A 相连，另一端固定于天花板上，不计轻绳与滑轮的摩擦及滑轮的质量。
高考物理重点专题讲解及突破02 相互作用(含解析)-人教版高三全册物理试题
2020-2021年高考物理重点专题讲解与突破02：相互作用超重点1：共点力平衡问题1．解决平衡问题的根本思路(1)审读题目信息→弄清问题情景、题设条件和要求．(2)选取研究对象→确定选用整体法或隔离法．(3)对研究对象受力分析→画受力示意图．(4)制定解题策略→合成法、分解法、图解法等．(5)进展相应处理→合成、分解某些力或作平行四边形．(6)列平衡方程→F合＝0.(7)分析、求解→应用数学知识．2．处理平衡问题的四点说明(1)物体受三力平衡时，利用力的效果分解法或合成法比拟简单．(2)物体受四个或四个以上的力作用时，一般采用正交分解法．(3)物体只受三个力的作用且三力构成普通三角形，可考虑使用相似三角形法．(4)对于状态“缓慢〞变化类的动态平衡问题常用图解法．[典例1] (多项选择)(2016·高考全国卷Ⅰ)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．假设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，如此( )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真题点评：(1)此题属于共点力的平衡问题，考查了研究对象确实定，物体的受力分析等根本技能，采用了合成法、正交分解法等根本方法．(2)高考对共点力平衡问题的考查常设置为静态平衡和动态平衡两类，对静态平衡主要考查合成法、分解法的应用，而动态平衡的考查侧重于解析法、图解法、相似三角形法的应用．【解析】 系统处于静止状态，连接a 和b 的绳的张力大小F T1等于物块a 的重力G a ，C 项错误；以O ′点为研究对象，受力分析如图甲所示，F T1恒定，夹角θ不变，由平衡条件知，绳OO ′的张力F T2恒定不变，A 项错误；以b 为研究对象，受力分析如图乙所示，如此F N ＋F T1cos θ＋F sin α－G b ＝0 F f ＋F T1sin θ－F cos α＝0F N 、F f 均随F 的变化而变化，故B 、D 项正确．拓展1 合成、分解法解静态平衡问题1.如下列图，一条不可伸长的轻质细绳一端跨过光滑钉子b 悬挂一质量为m 1的重物，另一端与另一轻质细绳相连于c 点，ac ＝l2，c 点悬挂质量为m 2的重物，平衡时ac 正好水平，此时质量为m 1的重物上外表正好与ac 在同一水平线上且到b 点的距离为l ，到a 点的距离为54l ，如此两重物的质量的比值m 1m 2为(可用不同方法求解)( )A.52 B ．2 C.54 D.35【答案】C【解析】方法一：合成法因c 点处于平衡状态，所以任意两个力的合力均与第三个力大小相等，方向相反，如图甲所示，根据平行四边形定如此将力F 与F 1合成，如此sin θ＝F 2F 1＝m 2gm 1g，而sin θ＝l l 2＋3l 42＝45，所以m 1m 2＝54，选项C 正确．方法二：分解法因c 点处于平衡状态，所以可在F 、F 1方向上分解F 2，如图乙所示，如此同样有sin θ＝m 2g m 1g ，所以m 1m 2＝54，选项C 正确． 方法三：正交分解法将倾斜绳拉力F 1＝m 1g 沿竖直方向和水平方向分解，如图丙所示，如此m 1g sin θ＝m 2g ，同样可得m 1m 2＝54，选项C 正确．拓展2 图解法求解动态平衡问题2.(多项选择)(2017·高考全国卷Ⅰ)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(α>π2)．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】将重物向右上方缓慢拉起，重物处于动态平衡状态，可利用平衡条件或力的分解画出动态图分析．将重物的重力沿两绳方向分解，画出分解的动态图如下列图．在三角形中，根据正弦定理有Gsin γ1＝F OM 1sin β1＝F MN 1sin θ1，由题意可知F MN 的反方向与F OM 的夹角γ＝180°－α不变，因sin β(β为F MN 与G 的夹角)先增大后减小，故OM 上的张力先增大后减小，当β＝90°时，OM 上的张力最大，因sin θ(θ为F OM 与G 的夹角)逐渐增大，故MN 上的张力逐渐增大，选项A 、D 正确，B 、C 错误．拓展3 解析法求解动态平衡问题3.如下列图，小船被绳索牵引着匀速靠岸，假设水的阻力不变，如此( )A ．绳子张力不变B ．绳子张力不断减小C ．船所受浮力不变D ．船所受浮力不断减小 【答案】D【解析】对小船进展受力分析，如图，因为小船做匀速直线运动，所以小船处于平衡状态，设拉力与水平方向的夹角为θ，如此有F cos θ＝F 阻① F sin θ＋F 浮＝mg ②船在匀速靠岸的过程中，阻力不变，船的重力不变，θ增大，如此cos θ减小，sin θ增大，根据①式知，绳子的张力增大，再由②式知，船所受浮力减小，故D 正确． 拓展4 相似三角形法求解动态平衡问题4.如下列图是一个简易起吊设施的示意图，AC 是质量不计的撑杆，A 端与竖直墙用铰链连接，一滑轮固定在A 点正上方，C 端吊一重物．现施加一拉力F 缓慢将重物P 向上拉，在AC 杆达到竖直前( )A ．BC 绳中的拉力F T 越来越大B ．BC 绳中的拉力F T 越来越小 C ．AC 杆中的支撑力F N 越来越大D ．AC 杆中的支撑力F N 越来越小 【答案】B【解析】作出C 点的受力示意图，如下列图，由图可知力的矢量三角形与几何三角形ABC 相似．根据相似三角形的性质得F T BC ＝F N AC ＝G AB ，解得BC 绳中的拉力为F T ＝G BCAB，AC杆中的支撑力为F N ＝G ACAB.由于重物P 向上运动时，AB 、AC 不变，BC 变小，故F T 减小，F N 不变．选项B 正确．1．合力的大小范围(1)两个共点力的合成：|F 1－F 2|≤F 合≤F 1＋F 2，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；当两力同向时，合力最大．超重点2：力的合成和分解(2)三个共点力的合成①最大值：三个力共线且同向时，其合力最大，为F 1＋F 2＋F 3.②最小值：任取两个力，求出其合力的范围，如果第三个力在这个范围之内，如此三个力的合力的最小值为零，如果第三个力不在这个范围内，如此合力的最小值为最大的一个力减去另外两个较小的力的大小之和．2．共点力合成的方法 (1)作图法．(2)计算法．F ＝F 21＋F 22F ＝2F 1cosθ2F ＝F 1＝F 2 3．力的分解问题选取原如此(1)选用哪一种方法进展力的分解要视情况而定，一般来说，当物体受到三个或三个以下的力时，常按实际效果进展分解．(2)当物体受到三个以上的力或物体所受三个力中，有两个力互相垂直时，常用正交分解法． 4．按力的作用效果分解的几种情形实例分解思路拉力F 可分解为水平分力F 1＝F cos α和竖直分力F 2＝F sin α重力分解为沿斜面向下的力F 1＝mg sin α和垂直斜面向下的力F 2＝mg cos α重力分解为使球压紧挡板的分力F 1＝mg tan α和使球压紧斜面的分力F 2＝mgcos α重力分解为使球压紧竖直墙壁的分力F 1＝mg tan α和使球拉紧悬线的分力F 2＝mgcos α小球重力分解为使物体拉紧AO 线的分力F 2和使物体拉紧BO 线的分力F 1，大小都为F 1＝F 2＝mg2sin α[典例] 如下列图，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．在绳上距a 端l2的c 点有一固定绳圈．假设绳圈上悬挂质量为m 2的钩码，平衡后绳的ac 段正好水平，如此重物和钩码的质量比m 1m 2为( )A. 5 B ．2 C.52D. 2思路点拨：解此题要抓住以下三点： (1)绳子上的拉力一定沿绳．(2)“光滑钉子b 〞，说明bc 段绳子的拉力等于重物的重力m 1g . (3)依据“ac 段正好水平〞画出受力分析图． 【答案】C[规律总结] 关于力的分解的两点说明(1)在实际问题中进展力的分解时，有实际意义的分解方法是按力的作用效果进展分解，其他的分解方法都是为解题方便而设的．(2)力的正交分解是在物体受三个或三个以上的共点力作用时处理问题的一种方法，分解的目的是更方便地求合力，将矢量运算转化为代数运算． 【解析】方法一：力的效果分解法钩码的拉力F等于钩码重力m2g，将F沿ac和bc方向分解，两个分力分别为F a、F b，如图甲所示，其中F b＝m1g，由几何关系可得cos θ＝FF b ＝m2gm1g，又由几何关系得cos θ＝ll2＋l22，联立解得m1 m2＝52.方法二：正交分解法绳圈受到F a、F b、F三个力作用，如图乙所示，将F b沿水平方向和竖直方向正交分解，由竖直方向受力平衡得m1g cos θ＝m2g；由几何关系得cos θ＝ll2＋l22，联立解得m1m2＝52.模型1 “动杆〞和“定杆〞模型杆所受到的弹力方向可以沿着杆，也可以不沿杆，因此在分析问题时，要注意是动杆还是定杆．(1)假设轻杆用转轴或铰链连接，当杆处于平衡时，杆所受到的弹力方向一定沿着杆，否如此会引起杆的转动．如图甲所示，假设C为转轴，如此轻杆在缓慢转动中，弹力方向始终沿杆的方向．(2)假设轻杆被固定不发生转动，如此杆所受到的弹力方向不一定沿杆的方向．如图乙所示，水平横梁的一端A插在墙壁内，弹力的方向不沿杆的方向．模型2 “活结〞和“死结〞模型(1)当绳绕过滑轮或挂钩时，由于滑轮或挂钩对绳无摩擦，因此绳上力的大小是相等的，即滑轮只改变力的方向，不改变力的大小．例如图乙中，两段绳中的拉力F1＝F2＝mg.(2)假设结点不是滑轮，是称为“死结〞的结点，如此两侧绳上的弹力不一定相等，例如图甲中，B点固定，B点下面绳中的拉力大小始终等于mg，而B点上侧绳AB中的拉力随杆的转动而变化．[典例4] 如下列图，轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为10 kg的物体，∠ACB ＝30°，g取10 m/s2，求：(1)轻绳AC段的张力F AC的大小；(2)横梁BC对C端的支持力的大小与方向．[思路点拨] (1)绕过滑轮的绳为“活结〞，两段绳子拉力相等．(2)横梁固定在墙内为“定杆〞，力的方向不一定沿杆．【答案】(1)100 N(2)100 N 方向与水平方向成30°角斜向右上方【解析】物体M处于平衡状态，根据平衡条件可判断，与物体相连的轻绳拉力大小等于物体的重力，取C 点为研究对象，进展受力分析，如下列图．(1)图中轻绳AD跨过定滑轮拉住质量为M的物体，物体处于平衡状态，绳AC段的拉力大小为：F AC＝F CD＝Mg＝10×10 N＝100 N(2)由几何关系得：F C＝F AC＝Mg＝100 N方向和水平方向成30°角斜向右上方1．[“活结〞“死结〞模型] (多项选择)(2017·高考某某卷)如下列图，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，悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的，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，如下说法正确的答案是( )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．假设换挂质量更大的衣服，如此衣架悬挂点右移【答案】AB【解析】此题考查物体受力分析、物体的平衡．衣架挂钩为“活结〞模型，oa、ob为一根绳，两端拉力相等，设绳aob长为L，M、N的水平距离为d，bo延长线交M于a′，由几何知识知a′o＝ao，sin θ＝d L ，由平衡条件有2F cos θ＝mg，如此F＝mg2cos θ，当b上移到b′时，d、L不变，θ不变，故F不变，选项A正确，C错误．将杆N向右移一些，L不变，d变大，θ变大，cos θ变小，如此F变大，选项B正确．只改变m，其他条件不变，如此sin θ不变，θ不变，衣架悬挂点不变，选项D错误．2．[“定杆〞“动杆〞模型] (多项选择)城市中的路灯、无轨电车的供电线路等，经常用三角形的结构悬挂，如图是这类结构的简化模型．图中轻杆OB可以绕过B点且垂直于纸面的轴转动，钢索OA和杆OB的质量都可以忽略不计．如果悬挂物的重力为G，∠ABO＝90°，AB＞OB，在某次产品质量检测和性能测试中保持A、B两点不动，只缓慢改变钢索OA的长度，如此关于钢索OA的拉力F1和杆OB上的支持力F2的变化情况，如下说法正确的答案是( )A．从图示位置开始缩短钢索OA，钢索OA的拉力F1先减小后增大B．从图示位置开始缩短钢索OA，杆OB上的支持力F2不变C．从图示位置开始伸长钢索OA，钢索OA的拉力F1增大D．从图示位置开始伸长钢索OA，杆OB上的支持力F2先减小后增大【答案】BC【解析】设钢索OA的长度为L，杆OB的长度为R，A、B两点间的距离为H，根据相似三角形知识可知，GAB＝F1AO＝F2BO，所以从题图所示位置开始缩短钢索OA，钢索OA的拉力F1减小，杆OB上的支持力F2不变，即选项B 正确，A 错误；从题图所示位置开始伸长钢索OA ，钢索OA 的拉力F 1增大，杆OB 上的支持力F 2不变，即选项C 正确，D 错误．一、单项选择题 1．如下列图，不计重力的轻杆OP 能以点O 为圆心在竖直平面内自由转动，P 端用轻绳PB 挂一重物，另用一根轻绳通过光滑定滑轮系住P 端。
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fB．木块与木板间的滑动摩擦力等于fC．绳子对木板的拉力等于fD．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 B2.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GB.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<G;若夹角等于120°,则F A=F B=G,故选项A、D错。
夹角为180°时,F A与F B才能成为一对平衡力,但这一情况不可能实现,故C项错。
4.(2020广东湛江模拟)如图所示,三根粗细均匀完全相同的圆木A、B、C堆放在水平地面上,处于静止状态,每根圆木的质量为m,截面的半径为R,三个截面圆心连线构成的等腰三角形的顶角θ=120°,若在地面上的两根圆木刚好要滑动,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不考虑圆木之间的摩擦,重力加速度为g,则()A.圆木间的弹力为mgB.下面两根圆木对地面的压力均为mgC.地面上的每根圆木受到地面的作用力为mgD.地面与圆木间的动摩擦因数为答案B对A进行受力分析,如图所示,A处于平衡状态,合力为零,则有F N1sin =F N2sin,F N1 cos+F N2 cos =mg,解得F N1=F N2=mg,故A错误;对整体受力分析,受到重力、地面的支持力、B受到的向右的摩擦力和C受到的向左的摩擦力,由对称性可知,竖直方向有==mg,故B正确;对B进行研究,地面对B的作用力等于地面对B的支持力与地面对B的摩擦力的合力,大于mg,故C错误;对C,根据平衡条件得F f=F N2 sin 60°=mg×=mg,所以地面对C的摩擦力大小为mg,根据F f=μ,可得μ===,故D错误。
(物理) 高考物理相互作用试题(有答案和解析)含解析
（物理）高考物理相互作用试题(有答案和解析)含解析一、高中物理精讲专题测试相互作用1．（18分）如图所示，金属导轨MNC和PQD，MN与PQ平行且间距为L，所在平面与水平面夹角为α，N、Q连线与MN垂直，M、P间接有阻值为R的电阻；光滑直导轨NC 和QD在同一水平面内，与NQ的夹角都为锐角θ。
均匀金属棒ab和ef质量均为m，长均为L，ab棒初始位置在水平导轨上与NQ重合；ef棒垂直放在倾斜导轨上，与导轨间的动摩擦因数为μ（μ较小），由导轨上的小立柱1和2阻挡而静止。
空间有方向竖直的匀强磁场（图中未画出）。
两金属棒与导轨保持良好接触。
不计所有导轨和ab棒的电阻，ef 棒的阻值为R，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，忽略感应电流产生的磁场，重力加速度为g。
（1）若磁感应强度大小为B，给ab棒一个垂直于NQ、水平向右的速度v1，在水平导轨上沿运动方向滑行一段距离后停止，ef棒始终静止，求此过程ef棒上产生的热量；（2）在（1）问过程中，ab棒滑行距离为d，求通过ab棒某横截面的电荷量；（3）若ab棒以垂直于NQ的速度v2在水平导轨上向右匀速运动，并在NQ位置时取走小立柱1和2，且运动过程中ef棒始终静止。
求此状态下最强磁场的磁感应强度及此磁场下ab棒运动的最大距离。
【答案】（1）Q ef＝；（2）q＝；（3）B m＝，方向竖直向上或竖直向下均可，x m＝【解析】解：（1）设ab棒的初动能为E k，ef棒和电阻R在此过程产生热量分别为Q和Q1，有Q+Q1=E k①且Q=Q1 ②由题意 E k=③得 Q=④（2）设在题设的过程中，ab棒滑行的时间为△t，扫过的导轨间的面积为△S，通过△S的磁通量为△Φ，ab棒产生的电动势为E，ab棒中的电流为I，通过ab棒某截面的电荷量为q，则E=⑤且△Φ=B△S ⑥电流 I=⑦又有 I=⑧由图所示，△S=d（L﹣dcotθ）⑨联立⑤～⑨，解得：q=（10）（3）ab棒滑行距离为x时，ab棒在导轨间的棒长L x为：L x=L﹣2xcotθ （11）此时，ab棒产生的电动势E x为：E=Bv2L x （12）流过ef棒的电流I x为 I x=（13）ef棒所受安培力F x为 F x=BI x L （14）联立（11）～（14），解得：F x=（15）有（15）式可得，F x在x=0和B为最大值B m时有最大值F1．由题意知，ab棒所受安培力方向必水平向左，ef棒所受安培力方向必水平向右，使F1为最大值的受力分析如图所示，图中f m为最大静摩擦力，有：F1cosα=mgsinα+μ（mgcosα+F1sinα）（16）联立（15）（16），得：B m=（17）B m就是题目所求最强磁场的磁感应强度大小，该磁场方向可竖直向上，也可竖直向下．有（15）式可知，B为B m时，F x随x增大而减小，x为最大x m时，F x为最小值，如图可知F2cosα++μ（mgcosα+F2sinα）=mgsinα （18）联立（15）（17）（18），得x m=答：（1）ef棒上产生的热量为；（2）通过ab棒某横截面的电量为．（3）此状态下最强磁场的磁感应强度是，磁场下ab棒运动的最大距离是．【点评】本题是对法拉第电磁感应定律的考查，解决本题的关键是分析清楚棒的受力的情况，找出磁感应强度的关系式是本题的重点．2．如图所示，质量为M=5kg的物体放在倾角为θ=30º的斜面上，与斜面间的动摩擦因数为/5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，M用平行于斜面的轻绳绕过光滑的定滑轮与不计质量的吊盘连接，两个劲度系数均为k=1000N/m的轻弹簧和两个质量都是m的物体均固连，M刚好不上滑，取g=10m/s2。
(物理)物理相互作用练习题及答案及解析
（物理）物理相互作用练习题及答案及解析一、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F 1＝3N ，不计绳与滑轮间的摩擦，重力加速度g 取10 m/s 2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：(1)物块A 与水平地面间的动摩擦因数μ；(2)当连接物块A 的细绳与竖直方向的夹角β=37°时，水平外力F 2的大小。
(已知sin37°=0.6，cos37°=0.8)【答案】（1）0.3（2）9.6N【解析】【分析】(1)活结绳竖直时张力相等，由平衡知识求解.(2)抓住两物体的联系点：倾斜的活结绳上的张力依然相等，由受力分析求外力.【详解】(1)设物块A 刚开始移动时，绳子的拉力为T ，地面对A 的支持力为1N ，由平衡条件得,对B ：T mg =对A ：1Mg N T =+111F f N μ==代入数据得0.3 μ=(2)设当细线与竖直方向夹角为37°时，地面对A 的支持力为2N由平衡条件得：22sin F N T μβ=+2cos N T Mg β+=代入数据，得29.6?F N = 【点睛】绳连接体的关键是掌握活结绳上的五同规律：沿绳张力相同，沿绳加速度相同，沿绳瞬时速度相等，沿绳的拉力功率相等；沿绳的拉力做功相等.2．如图所示，AB 、BC 、CD 和DE 为质量可忽略的等长细线，长度均为5m ，A 、E 两端悬挂在水平天花板上，AE ＝14m ，B 、D 是质量均为m ＝7kg 的相同小球，质量为M 的重物挂于C 点，平衡时C 点离天花板的垂直距离为7m ，试求重物质量M ．【答案】18kg【解析】【分析】分析几何关系根据给出的长度信息可求得两绳子的夹角；再分别对整体和B 、C 进行受力分析，根据共点力的平衡条件分别对竖直方向和水平方向分析，联立即可求得M ．【详解】设AB 与竖直方向的夹角为θ，则由几何关系可知：（7﹣5sin θ）2+（7﹣5cos θ）2＝52 解得：sin θ+cos θ＝解得：sin θ＝0.6；或sin θ＝0.8由图可知，夹角应小于45°，故0.8舍去；则由几何关系可知，BC 与水平方向的夹角也为θ；设AB绳的拉力为T，则对整体分析可知：2Tcos37°＝Mg+2mg设BC绳的拉力为N；则有：对B球分析可知：Tsinθ＝Ncosθ联立解得：M＝18Kg；【点睛】本题为较复杂的共点力的平衡条件问题，解题的关键在于把握好几何关系，正确选择研究对象，再利用共点力的平衡条件进行分析即可求解．3．如图所示：一根光滑的丝带两端分别系住物块A、C，丝带绕过两定滑轮，在两滑轮之间的丝带上放置了球B,D通过细绳跨过定滑轮水平寄引C物体。
高考物理相互作用试题(有答案和解析)及解析
高考物理相互作用试题(有答案和解析)及解析一、高中物理精讲专题测试相互作用1．如图所示：一根光滑的丝带两端分别系住物块A、C，丝带绕过两定滑轮，在两滑轮之间的丝带上放置了球B,D通过细绳跨过定滑轮水平寄引C物体。
整个系统处于静止状态。
已知，，，B物体两侧丝带间夹角为600，与C物体连接丝带与水平面夹角为300，此时C恰能保持静止状态。
求：（g=10m/s2）（1）物体B的质量m；（2）物体C与地面间的摩擦力f；（3）物体C与地面的摩擦系数μ（假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力）。
【答案】（1）3kg（2）f=10N（3）【解析】（1）对B受力分析，受重力和两侧绳子的拉力，根据平衡条件，知解得：m=3kg对C受力分析，受重力、两个细线的拉力、支持力和摩擦力，根据平衡条件，知水平方向受力平衡：解得：f=10N（3）对C，竖直方向平衡，支持力：由f=μN，知2．如图所示，一质量为m的金属球，固定在一轻质细绳下端，能绕悬挂点O在竖直平面内转动．整个装置能自动随着风的转向而转动，使风总沿水平方向吹向小球．无风时细绳自然下垂，有风时细绳将偏离竖直方向一定角度，求：（1）当细绳偏离竖直方向的角度为θ，且小球静止时，风力F及细绳对小球拉力T的大小．（设重力加速度为g）（2）若风向不变，随着风力的增大θ将增大，判断θ能否增大到90°且小球处于静止状态，说明理由．【答案】（1）cos mgT θ=，F=mgtanθ （2）不可能达到90°且小球处于静止状态 【解析】 【分析】 【详解】（1）对小球受力分析如图所示（正交分解也可以）应用三角函数关系可得：F=mgtanθ（2）假设θ=90°，对小球受力分析后发现合力不能为零，小球也就无法处于静止状态，故θ角不可能达到90°且小球处于静止状态．3．如图所示，一质量m=4．0kg 的小球在轻质弹簧和细线的作用下处于静止状态，细线AO 与竖直方向的夹角θ=370，弹簧BO 水平并处于压缩状态，小球与弹簧接触但不粘连，已知弹簧的劲度系数k=100N/m ，取sin370=0．6，cos370=0．8，求：（1）小球静止时，细线中的拉力T 和弹簧的压缩量x ； （2）剪断细线AB 瞬间，小球的加速度a 。
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mgB．长木板对地面的压力等于3mgC．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=gD ．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。
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 FB. 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。
高考物理相互作用试题(有答案和解析)
高考物理相互作用试题(有答案和解析)一、高中物理精讲专题测试相互作用1．质量m ＝5kg 的物体在20N 的水平拉力作用下，恰能在水平地面上做匀速直线运动．若改用与水平方向成θ＝37°角的力推物体，仍要使物体在水平地面上匀速滑动，所需推力应为多大？（g ＝10N/kg ，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）【答案】35.7N ； 【解析】解：用水平力拉时，物体受重力、支持力、拉力和滑动摩擦力， 根据平衡条件，有：f mg μ= 解得：200.450f mg μ=== 改用水平力推物体时，对物块受力分析，并建正交坐标系如图：由0X F =得：cos F f θ= ① 由0Y F =得：sin N mg F θ=+ ② 其中：f N μ= ③ 解以上各式得：35.7F N =【点睛】本题关键是两次对物体受力分析，然后根据共点力平衡条件列方程求解，注意摩擦力是不同的，不变的是动摩擦因数．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/s 2.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，质量为M=5kg的物体放在倾角为θ=30º的斜面上，与斜面间的动摩擦因数为/5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，M用平行于斜面的轻绳绕过光滑的定滑轮与不计质量的吊盘连接，两个劲度系数均为k=1000N/m的轻弹簧和两个质量都是m的物体均固连，M刚好不上滑，取g=10m/s2。
(物理)高考必备物理相互作用技巧全解及练习题(含答案)及解析
（物理）高考必备物理相互作用技巧全解及练习题(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,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°=TcosθFsin30°+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+Mgf=Tcosθf=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）gf=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，斜面倾角为θ=37°，一质量为m=7kg的木块恰能沿斜面匀速下滑，（sin37°=0.6,cos37°=0.8，g=10m/s2）（1）物体受到的摩擦力大小（2）物体和斜面间的动摩擦因数？（3）若用一水平恒力F作用于木块上，使之沿斜面向上做匀速运动，此恒力F的大小．【答案】（1）42N（2）0.75（3）240N【解析】【分析】【详解】(1)不受推力时匀速下滑，物体受重力，支持力，摩擦力，沿运动方向有：mg sinθ-f=0所以：f=mg sinθ=7×10×sin37°=42N(2)又：f=μmg cosθ解得：μ=tanθ=0.75(3)受推力后仍匀速运动则：沿斜面方向有：F cosθ-mg sinθ-μF N=0垂直斜面方向有：F N-mg cosθ-F sinθ=0解得：F=240N【点睛】本题主要是解决摩擦因数，依据题目的提示，其在不受推力时能匀速运动，由此就可以得到摩擦因数μ=tanθ．3．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。
(物理)物理相互作用练习题含答案含解析
（物理）物理相互作用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，A、B都是重物，A被绕过小滑轮P的细线悬挂，B放在粗糙的水平桌面上，滑轮P被一根斜短线系于天花板上的O点，O′是三根细线的结点，细线bO′水平拉着物体B，cO′沿竖直方向拉着弹簧．弹簧、细线、小滑轮的重力不计，细线与滑轮之间的摩擦力可忽略，整个装置处于静止状态．若重物A的质量为2kg，弹簧的伸长量为5cm，∠cO′a=120°，重力加速度g取10m/s2，求：（1）桌面对物体B的摩擦力为多少？（2）弹簧的劲度系数为多少？（3）悬挂小滑轮的斜线中的拉力F的大小和方向？【答案】（1）103N（2）200N/m（3）203N，方向在O′a与竖直方向夹角的角平分线上.【解析】【分析】（1）对结点O′受力分析，根据共点力平衡求出弹簧的弹力和bO′绳的拉力，通过B平衡求出桌面对B的摩擦力大小．（2）根据胡克定律求弹簧的劲度系数．（3）悬挂小滑轮的斜线中的拉力F与滑轮两侧绳子拉力的合力等大反向．【详解】（1）重物A的质量为2kg，则O′a绳上的拉力为 F O′a=G A=20N对结点O′受力分析，如图所示，根据平行四边形定则得：水平绳上的力为：F ob=F O′a sin60°=103N物体B静止，由平衡条件可得，桌面对物体B的摩擦力 f=F ob=103N（2）弹簧的拉力大小为 F弹=F O′a cos60°=10N．根据胡克定律得 F弹=kx得 k=Fx弹=100.05=200N/m（3）悬挂小滑轮的斜线中的拉力F与滑轮两侧绳子拉力的合力等大反向，则悬挂小滑轮的斜线中的拉力F的大小为：F=2F O′a cos30°=2×20×3N=203N方向在O′a与竖直方向夹角的角平分线上2．如图所示,在倾角=30°的斜面上放一木板A,重为G A=100N,板上放一重为G B=500N的木箱B,斜面上有一固定的挡板,先用平行于斜面的绳子把木箱与挡板拉紧,然后在木板上施加一平行斜面方向的拉力F,使木板从木箱下匀速抽出此时,绳子的拉力T=400N。
高中物理相互作用试题(有答案和解析)及解析
高中物理互相作用试题( 有答案和分析 ) 及分析一、高中物理精讲专题测试互相作用1．如下图，质量M=2kg 的物块 A 放在水平川面上，滑轮固定在天花板上，细绳越过滑轮，一端与物块 A 连结，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 沿水平面向左迟缓挪动。
物块 A 刚开始挪动时水平外力 F1＝ 3N，不计绳与滑轮间的摩擦，重力加快度g 取 10 m/s 2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：(1)物块 A 与水平川面间的动摩擦因数μ；(2)当连结物块 A 的细绳与竖直方向的夹角β=37°时，水平外力F2的大小。
(已知sin37 =0°.6， cos37 °=0.8)【答案】（ 1） 0.3（ 2） 9.6N【分析】【剖析】(1) 活结绳竖直时张力相等，由均衡知识求解.(2) 抓住两物体的联系点：倾斜的活结绳上的张力依旧相等，由受力剖析求外力.【详解】(1)设物块 A 刚开始挪动时，绳索的拉力为T，地面对A的支持力为N1，由均衡条件得,对： T mg B对A：Mg N1T F1 f1 N1代入数据得0.3(2)设当细线与竖直方向夹角为37°时，地面对A的支持力为N2由均衡条件得：F2N 2T sinN2T cos Mg代入数据，得F29.6?N【点睛】绳连结体的重点是掌握活结绳上的五同规律：沿绳张力同样，沿绳加快度同样，沿绳刹时速度相等，沿绳的拉力功率相等；沿绳的拉力做功相等.2．如下图，劲度系数为的轻质弹簧 B 的两头分别与固定斜面上的挡板及物体 A 相连， A 的质量为 m，圆滑斜面倾角为θ．用轻绳越过定滑轮将物体 A 与另一根劲度系数为的轻质弹簧 C 连结．当弹簧 C 处在水平川点且未发生形变时，其右端点位于 a 地点．现将弹簧 C 的右端点使劲沿水平方向迟缓拉到 b 地点时，弹簧 B 对物体 A 的拉力大小恰巧等于 A 的重力．求：⑴当弹簧 C 处在水平川点且未发生形变时，弹簧 B 的形变量大小；⑵在将弹簧的右端由 a 迟缓拉到 b 的过程中，物体 A 挪动的距离；⑶ab 间的距离．【答案】（1）（2）（3）【分析】【剖析】（1）对 A 进行受力剖析，依据均衡条件和胡克定律即可求出；（2）将弹簧 C 的右端点使劲沿水平方向迟缓拉到 b 地点时，弹簧 B 对物体 A 的拉力大小恰巧等于 A 的重力，说明 A 遇到弹簧 B 的拉力，对 A 进行受力剖析，联合胡克定律和几何关系即可求出；（3）先求出弹簧 c 的力，由胡克定律求出弹簧 c 的伸长量，最后求出ab 之间的距离．【详解】（1）当弹簧 C 未发生形变时弹簧 B 处于压缩状态，设弹簧 B 关于物体 A 而言的压缩量为；依据均衡条件和胡克定律有：（2）当弹簧 C 的右端点沿水平迟缓拉到，解得：b 地点时，因弹簧 B 对物体；A 的拉力大小恰巧等于 A 的重力，说明弹簧 B 处于伸长状态，且伸长量，因此物体 A 上涨的高度为；（3）由（ 2）问可得：绳中张力，则弹簧C的伸长量，故 ab 间的距离为：；3．如下图，水平面上有一个倾角为m，用绳索悬挂起来，绳索与斜面的夹角为的斜劈，质量为m．一个圆滑小球，质量也，整个系统处于静止状态．（1）求出绳索的拉力T；（2）若地面对斜劈的最大静摩擦力保持静止， k 值一定知足什么条件？等于地面对斜劈的支持力的k 倍，为了使整个系统【答案】（1）（2 ）【分析】【剖析】【详解】试题剖析： (1)以小球为研究对象，依据均衡条件应用正交分解法求解绳索的拉力T；(2) 对整体研究，依据均衡条件求出地面对斜劈的静摩擦力f，当 f ≤f时，整个系统能一直m保持静止．解： (1) 对小球：水平方向： N1sin30 =Tsin30°°竖直方向： N1cos30 +Tcos30°=mg°代入解得：；(2)对整体：水平方向： f=Tsin30 °竖直方向： N2+Tcos30 =2mg°而由题意： f m =kN2为了使整个系统一直保持静止，应当知足：f m≥f解得：．点晴：此题考察受力均衡的应用，小球静止不动受力均衡，以小球为研究对象剖析受力情况，成立直角坐标系后把力分解为水平易竖直两个方向，写x 轴和 y 轴上的均衡式，可求得绳索的拉力大小，以整体为研究对象，遇到重力、支持力、绳索的拉力和地面静摩擦力的作用，成立直角坐标系后把力分解，写出水平易竖直的均衡式，静摩擦力小于等于最大静摩擦力，利用此不等式求解．4．如下图，电动机经过其转轴上的绝缘细绳牵引一根本来静止的长为L=1m，质量m=0.1 ㎏的导体棒ab，导体棒紧贴在竖直搁置、电阻不计的金属框架上，导体棒的电阻R=1Ω，磁感强度B=1T 的匀强磁场方向垂直于导体框架所在平面，当导体棒在电动机牵引下上涨 h=3.8m 时，获取稳固速度，此过程导体棒产生热量Q=2J．电动机工作时，电压表、电流表的读数分别为7V 和 1A，电动机的内阻r=1 Ω，不计全部摩擦，g=10m/s2，求：（1）导体棒所达到的稳固速度是多少？（2）导体棒从静止抵达稳固速度的时间是多少？【答案】（ 1）m/s （ 2）s【分析】：（1）导体棒匀速运动时，绳拉力T，有 T-mg-F=0（ 2 分），此中 F=BIL， I= ε/R,ε=BLv，(3分)此时电动机输出功率与拉力功率应相等，即Tv=UI/ -I/2r（2 分），（U、 I/、 r 是电动机的电压、电流和电阻），化简并代入数据得v=2m/s （ 1 分）．（2）从开始达匀速运动时间为t ，此过程由能量守恒定律，UI/ t-I/2rt=mgh+mv 2+Q（ 4 分），t=1s（2 分）．5．如图甲所示，表面绝缘、倾角θ =30的°斜面固定在水平川面上，斜面所在空间有一宽度D=0.40m 的匀强磁场地区，其界限与斜面底边平行，磁场方向垂直斜面向上．一个质量m=0.10kg 、总电阻 R=0.25W 的单匝矩形金属框abcd，放在斜面的底端，此中ab 边与斜面底重合， ab L=0.50m．从 t=0 刻开始，框在垂直 cd 沿斜面向上大小恒定的拉力作用下，从静止开始运，当框的 ab 走开磁地区撤去拉力，框向上运，框向上运程中速度与的关系如乙所示．已知框在整个运程中始未离开斜面，且保持ab 与斜面底平行，框与斜面之的摩擦因数，重力加速度 g 取 10 m/s 2．求：（1）框遇到的拉力 F 的大小；（2）匀磁的磁感度 B 的大小；（3）框在斜面上运的程中生的焦耳Q．【答案】（ 1） F="1.5" N （2）（3）【分析】剖析：（ 1）由 v-t 象可知，在0～ 0.4s 内框做匀加快直运，入磁的速度 v1=2.0m/s ，因此：⋯⋯⋯⋯⋯⋯①⋯⋯⋯⋯⋯⋯②解①②代入数据得：F="1.5" N⋯⋯⋯⋯⋯⋯③（2）由 v-t 象可知，框入磁地区后以速度定律和欧姆定律有：E=BLv1⋯④v1做匀速直运，由法拉第磁感由欧姆定律得：⋯⑤于框匀速运的程，由力的均衡条件有：解④⑤⑥代入数据得：⋯⑦（3）由 v-t 象可知，框入磁地区后做匀速直运，并以速度明框的度等于磁的度，即：⑧框在减速零，有：⋯⑥v1匀速穿出磁，因此框不会下滑，框穿磁的t，：⋯⑨⋯⑩解④⑤⑥代人数据得：⋯（11）考点：体切割磁感的感；力的合成与分解的运用；共点力均衡的条件及其用；合路的欧姆定律．6．如下图，一质量为m＝ 2kg 的滑块从半径为 R＝ 0.2m 的圆滑四分之一圆弧轨道的顶端A 处由静止滑下， A 点和圆弧对应的圆心O 点等高，圆弧的底端B 与水平传递带光滑相接．已知传递带匀速运转的速度为v0＝ 4m/s ，B 点到传递带右端C 点的距离为 L＝ 2m．当滑块滑到传递带的右端 C 时，其速度恰巧与传递带的速度同样．(g＝ 10m/s2 )，求：(1)滑块抵达底端 B 时对轨道的压力；(2)滑块与传递带间的动摩擦因数μ；(3)此过程中，因为滑块与传递带之间的摩擦而产生的热量Q.【答案】（ 1） 60 N（2 ）0． 3（ 3） 4 J【分析】试题剖析：（1）滑块从 A 运动到 B 的过程中，由机械能守恒定律得1mgR＝mv B22解得 v B＝ 2gR＝2m / s在 B 点：F N－mg＝m v B2R代入解得， F N＝ 60 N由牛顿第三定律可知，滑块对轨道的压力大小为F N N′＝ F ＝60 N，方向竖直向下。
高中物理 受力分析 相互作用 典型例题(含答案)【经典】
第二章：相互作用考点一：有关弹簧弹力的分析与计算1．(单选)一根轻质弹簧，当它上端固定、下端悬挂重为G的物体时，长度为L1；当它下端固定在水平地面上，上端压一重为G的物体时，其长度为L2，则它的劲度系数是( )．答案DA.GL1B.GL2C.GL1－L2D.2GL1－L22．（单选）一根轻质弹簧一端固定，用大小为F1的力压弹簧的另一端，平衡时长度为l1；改用大小为F2的力拉弹簧，平衡时长度为l2.弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为( )．A.F2－F1l2－l1B.F2＋F1l2＋l1C.F2＋F1l2－l1D.F2－F1l2＋l1答案C3．（单选）如图所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同：①弹簧的左端固定在墙上；②弹簧的左端受大小也为F的拉力作用；③弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动；④弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动．若认为弹簧质量都为零，以L1、L2、L3、L4依次表示四个弹簧的伸长量，则有( )．答案DA．L2>L1 B．L4>L3C．L1>L3 D．L2＝L44．（多选）如图，两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳系于墙壁．开始时a、b均静止，弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a所受摩擦力F f a≠0，b所受摩擦力F f b ＝0.现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间( )．答案ADA．F f a大小不变B．F f a方向改变 C．F f b仍然为零D．F f b方向向右5．(单选)如图所示的装置中，小球的质量均相同，弹簧和细线的质量均不计，一切摩擦忽略不计，平衡时各弹簧的弹力分别为F1、F2、F3，其大小关系是( )．答案AA．F1＝F2＝F3 B．F1＝F2<F3C．F1＝F3>F2 D．F3>F1>F26．（多选）如图所示，轻质弹簧连接A、B两物体，A放在水平地面上，B的上端通过细线挂在天花板上。
高考物理力学知识点之相互作用专项训练及答案(2)
高考物理力学知识点之相互作用专项训练及答案(2)一、选择题1．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 2．已知力F 的一个分力F 1跟F 成30°角，F 1大小未知，如图所示，则另一个分力F 2的最小值为：（ ）A ． 2FB ． 33FC ．FD ．无法判断3．已知相互垂直的两个共点力合力的大小为40 N ，其中一个力的大小为20 N ，则另一个力的大小为（ ）A ．10 NB ．20NC ．203 ND ．60N4．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 μD ．1212+m m L g k m m μ⎛⎫ ⎪+⎝⎭5．如图所示，细绳MO 与NO 所能承受的最大拉力相同，长度MO ＞NO ，则在不断增加重物G 的重力过程中（绳OC 不会断）（ ）A ．绳ON 先被拉断B ．绳OM 先被拉断C ．绳ON 和绳OM 同时被拉断D ．条件不足，无法判断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．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43 mgD．水平地面对下方三个球的摩擦力均为43mg8．一物体m受到一个撞击力后沿不光滑斜面向上滑动，如图所示，在滑动过程中，物体m受到的力是（）A．重力、沿斜面向上的冲力、斜面的支持力B．重力、沿斜面向下的滑动摩擦力、斜面的支持力C．重力、沿斜面向上的冲力、沿斜面向下的滑动摩擦力D．重力、沿斜面向上的冲力、沿斜面向下的摩擦力、斜面的支持力9．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）。
最新高中物理高频考点专题讲解《专题2：相互作用》(附强化训练与答案解析)
最新高中物理高频考点专题讲解《专题2：相互作用》一、考点汇总：1、对称法解决非共面力问题2、摩擦与自锁现象3、绳(杆)上的“死结”和“活结”模型4、摩擦力方向与运动方向的关系二、核心考点考向分析与例题讲解【考点1】对称法解决非共面力问题1、考向分析在力的合成与分解的实际问题中，经常遇到物体受多个非共面力作用处于平衡状态的情况，而在这类平衡问题中，又常有图形结构对称的特点，结构的对称性往往对应着物体受力的对称性．解决这类问题的方法是根据物体受力的对称性，结合力的合成与分解知识及平衡条件列出方程，求解结果．2、例题讲解【例1】课堂上，老师准备了“∟”型光滑木板和三个完全相同、外表面光滑的匀质圆柱形积木，要将三个积木按图示（截面图）方式堆放在木板上，则木板与水平面夹角θ的最大值为（）A．30°B．45°C．60°D．90°【答案】 A【考查内容】本题是以三个圆柱形积木在“∟”型光滑木板上处于平衡状态为情境，主要考查共点力的平衡等知识。
侧重考查推理能力，要求考生深刻理解共点力的平衡条件，运用特殊值法解决实际问题。
体现相互作用观念与科学推理等物理核心素养的考查。
【例2】如图所示,三个粗细均匀完全相同的圆木A、B、C堆放在水平地面上,处于静止状态,每个圆木的质量为m,截面的半径为R,三个截面圆心连线构成的等腰三角形的顶角∠O1=120°.若在地面上的两个圆木刚好要滑动,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不考虑圆木之间的摩擦,重力加速度为g,则( )A. 圆木间的弹力为mgB. 下面两个圆木对地面的压力均为1.5mgC. 地面上的每个圆木受到地面的作用力为1.5mgD. 地面与圆木间的动摩擦因数为2【答案】ABD【考点2】摩擦与自锁现象1、考向分析（1）力学中有一类现象，当物体的某一物理量满足一定条件时，无论施以多大的力都不可能让它与另一个物体之间发生相对运动，物理上称这种现象为“自锁”．生活中存在大量的自锁现象，例如维修汽车时所用的千斤顶就是根据自锁原理设计的．（2）摩擦自锁现象是指当主动力合力的作用线位于摩擦角以内时，无论主动力合力多大，约束力都可与之平衡．摩擦自锁在生活中也大量的存在，并起着相当大的作用．（3）最大静摩擦力Ffm与接触面的正压力FN之间的数量关系为Ffm ＝μFN.其中，静摩擦系数μ取决于相互接触的两物体表面的材料性质及表面状况．2、例题讲解【例1】如图，质量为m的物块静止于斜面上，逐渐增大斜面的倾角θ，直到θ等于某特定值φ时，物块达到“欲动未动”的临界状态，此时的摩擦力为最大静摩擦力，物块m的平衡方程为F N－Gcosφ＝0，F fm－Gsinφ＝0.又F fm＝μF N，解得μ＝tanφ，φ称为摩擦角，只与静摩擦系数μ有关．显然，当θ≤φ时，物块保持静止．此时如果在物块上施加竖直方向的压力F，不管F有多大，物块都不会下滑．我们称θ≤φ为物块的自锁条件．这一特性广泛应用于工农业生产和日常生活中．拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具(如图)，设拖把头的质量为m，拖杆质量可忽略；拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数μ，重力加速度为g.某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为θ.(1)若拖把头在地板上匀速移动，求推拖把的力的大小．(2)设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为λ.已知存在一临界角θ0，若θ≤θ0，则不管沿拖杆方向的推力有多大，都不可能使拖把从静止开始运动．求这一临界角的正切tanθ0.【答案】(1)μsinθ－μcosθmg (2)tanθ0＝λ(2)若不管沿拖杆方向用多大的力都不能使拖把从静止开始运动，应有Fsinθ≤λF N⑤这时，①式仍成立．联立①⑤式得sinθ－λcosθ≤λmg F⑥现求解使⑥式成立的θ角的取值范围．注意到⑥式右边总是大于零，且当F无限大时极限值为零，有sinθ－λcosθ≤0⑦使⑦式成立的θ角满足θ≤θ0，这里θ0是题中所定义的临界角，即当θ≤θ0时，不管沿拖杆方向用多大的力都推不动拖把．故临界角的正切为tanθ0＝λ.【例2】一般教室门上都安装一种暗锁，这种暗锁由外壳A、骨架B、弹簧C(劲度系数为k)、锁舌D(倾角θ＝45°)、锁槽E以及连杆、锁头等部件组成，如图甲所示．设锁舌D的侧面与外壳A和锁槽E之间的动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力F fm由F fm＝μF N(F N为正压力)求得．有一次放学后，当某同学准备关门时，无论用多大的力，也不能将门关上(这种现象称为自锁)，此刻暗锁所处的状态的俯视图如图乙所示，P为锁舌D与锁槽E之间的接触点，弹簧由于被压缩而缩短了x.(1)试问，自锁状态时D的下表面所受摩擦力的方向．(2)求此时(自锁时)锁舌D与锁槽E之间的正压力的大小．(3)无论用多大的力拉门，暗锁仍然能够保持自锁状态，则μ至少要多大？【答案】(1)向右(2)2kx1－2μ－μ2(3)0.41【解析】(1)锁舌D有向左的运动趋势，故其下表面所受摩擦力F f1方向向右．(3)令F N趋近于∞，则有1－2μ－μ2＝0，解得μ＝2－1＝0.41.【考点3】绳(杆)上的“死结”和“活结”模型1、考向分析（1）绳模型①“死结”可理解为把绳子分成两段，且不可以沿绳子移动的结点．“死结”两侧的绳因结而变成了两根独立的绳，因此由“死结”分开的两段绳子上的弹力不一定相等．②“活结”可理解为把绳子分成两段，且可以沿绳子移动的结点．“活结”一般是由绳跨过滑轮或者绳上挂一光滑挂钩而形成的．绳子虽然因“活结”而弯曲，但实际上是同一根绳，所以由“活结”分开的两段绳子上弹力的大小一定相等，两段绳子合力的方向一定沿这两段绳子夹角的平分线．（2）杆模型杆可分为固定杆和活动杆．固定杆的弹力方向不一定沿杆，弹力方向视具体情况而定，活动杆只能起到“拉”和“推”的作用．一般情况下，插入墙中的杆属于固定杆(如甲、乙两图中的杆)，弹力方向不一定沿杆，而用铰链相连的杆属于活动杆(如丙图中的杆)，弹力方向一定沿杆．2、例题讲解【例1】城市中的路灯、无轨电车的供电线路等，经常用三角形的结构悬挂。
(物理)物理相互作用题20套(带答案)及解析
（物理）物理相互作用题20套(带答案)及解析一、高中物理精讲专题测试相互作用1．如图所示，用三根轻绳将质量均为m的A、B两小球以及水平天花板上的固定点O之间两两连接，然后用一水平方向的力F作用于A球上，此时三根轻绳均处于直线状态，且OB绳恰好处于竖直方向，两球均处于静止状态，轻绳OA与AB垂直且长度之比为3:4．试计算：（1）OA绳拉力及F的大小？（2）保持力F大小方向不变，剪断绳OA，稳定后重新平衡，求此时绳OB及绳AB拉力的大小和方向．（绳OB、AB拉力的方向用它们与竖直方向夹角的正切值表达）（3）欲使绳OB重新竖直，需在球B上施加一个力，求这个力的最小值和方向．【答案】（1）43mg（2）1213T=，tanθ1=23；253T mg=，tanθ2=43（3）43mg，水平向左【解析】【分析】【详解】（1）OB竖直，则AB拉力为0，小球A三力平衡，设OB拉力为T，与竖直方向夹角为θ,则T=mg/cosθ=53mg，F=mgtanθ=43mg（2）剪断OA绳，保持F不变，最后稳定后，设OB的拉力为T1，与竖直方向夹角为θ1，AB拉力为T2，与竖直方向夹角为θ2，以球A、球B为整体，可得T1x=F=43mg；T1y=2mg；解得：T1213mg；tanθ1=23；单独研究球A，T2x=F=43mg；T2y=mg；解得：T2=53mg，tanθ2=43（3）对球B施加一个力F B使OB重新竖直，当F B水平向左且等于力F时是最小值，即F B=F=43mg，水平向左【点睛】本题采用整体和隔离法相结合进行分析，关键先对B球受力分析，得到AB绳子的拉力为零，然后对A球受力分析，根据平衡条件并运用平行四边形法则求解未知力．2．如图所示，水平面上有一个倾角为的斜劈，质量为m．一个光滑小球，质量也m，用绳子悬挂起来，绳子与斜面的夹角为，整个系统处于静止状态．（1）求出绳子的拉力T；（2）若地面对斜劈的最大静摩擦力等于地面对斜劈的支持力的k倍，为了使整个系统保持静止，k值必须满足什么条件？【答案】（1）（2）【解析】【分析】【详解】试题分析：(1)以小球为研究对象，根据平衡条件应用正交分解法求解绳子的拉力T；(2)对整体研究，根据平衡条件求出地面对斜劈的静摩擦力f，当f≤f m时，整个系统能始终保持静止．解：(1)对小球：水平方向：N1sin30°=Tsin30°竖直方向：N1cos30°+Tcos30°=mg代入解得：；(2)对整体：水平方向：f=Tsin30°竖直方向：N2+Tcos30°=2mg而由题意：f m=kN2为了使整个系统始终保持静止，应该满足：f m≥f解得：．点晴：本题考查受力平衡的应用，小球静止不动受力平衡，以小球为研究对象分析受力情况，建立直角坐标系后把力分解为水平和竖直两个方向，写x轴和y轴上的平衡式，可求得绳子的拉力大小，以整体为研究对象，受到重力、支持力、绳子的拉力和地面静摩擦力的作用，建立直角坐标系后把力分解，写出水平和竖直的平衡式，静摩擦力小于等于最大静摩擦力，利用此不等式求解．3．如图所示，一质量m=4．0kg的小球在轻质弹簧和细线的作用下处于静止状态，细线AO 与竖直方向的夹角θ=370，弹簧BO 水平并处于压缩状态，小球与弹簧接触但不粘连，已知弹簧的劲度系数k=100N/m ，取sin370=0．6，cos370=0．8，求：（1）小球静止时，细线中的拉力T 和弹簧的压缩量x ；（2）剪断细线AB 瞬间，小球的加速度a 。
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相互作用习题课11.如图所示,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-B.C.D.2.[多选]如图所示,一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出,鱼缸最终没有滑出桌面.若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等,则在上述过程中()A.桌布对鱼缸摩擦力的方向向左B.鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等C.若猫增大拉力,鱼缸受到的摩擦力将增大D.若猫减小拉力,鱼缸有可能滑出桌面3.[2015上海高考,14,2分]如图所示,一质量为m的正方体物块置于风洞内的水平面上,其一面与风速垂直,当风速为v0时刚好能推动该物块.已知风对物块的推力F正比于Sv2,其中v为风速、S为物块迎风面积.当风速变为2v0时,刚好能推动用同一材料做成的另一正方体物块,则该物块的质量为()A.4mB.8mC.32mD.64m4.[多选]如图所示,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5.如图所示,用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上,系统处于平衡状态.现使小车从静止开始向左加速,加速度从零开始逐渐增大到某一值,然后保持此值,小球稳定地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内).与稳定在竖直位置时相比,小球的高度()A.一定升高B.一定降低C.保持不变D.升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定6.如图所示,光滑的四分之一圆弧轨道AB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7.[多选]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,悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的,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8.质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上.用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O,如图所示.用T表示绳OA段拉力的大小,在O点向左移动的过程中()A.F逐渐变大,T逐渐变大B.F逐渐变大,T逐渐变小C.F逐渐变小,T逐渐变大D.F逐渐变小,T逐渐变小9.[多选]用一轻绳将小球P系于光滑墙壁上的O点,在墙壁和球P之间夹有一矩形物块Q,如图所示.P、Q均处于静止状态,则下列相关说法正确的是()A.P物体受4个力B.Q受到3个力C.若绳子变长,绳子的拉力将变小D.若绳子变短,Q受到的静摩擦力将增大10.如图所示,固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔,质量为m的小球套在圆环上,一根细线的下端系着小球,上端穿过小孔用手拉住.现拉动细线,使小球沿圆环缓慢上移.在移动过程中手对线的拉力F和轨道对小球的弹力N的大小变化情况是()A.F不变,N增大B.F不变,N减小C.F增大,N减小D.F减小,N不变11.拱券结构是古代人们解决建筑跨度的有效方法,像欧洲古罗马的万神庙、我国古代的赵州桥都是拱券结构的典型建筑.拱券结构的特点是利用石块的楔形结构,将受到的重力和压力分解为向两边的压力,最后由拱券两端的基石来承受,如图甲所示.现有六块大小、形式、质量都相等的楔块组成一个半圆形实验拱券,如图乙所示.如果每块楔块质量m=5 kg,重力加速度g取10 m/s2,则:(1)六块楔块组成的拱券对一边支撑物的压力是多大?(2)如果在中间两块楔块上加一个向下的100 N的压力F,那么楔块2对楔块3的支持力是多大?相互作用习题课21.[多选]如图所示,质量均为m的小球A、B用劲度系数为k1的轻弹簧相连,B球用长为L的细绳悬于O 点,A球固定在O点正下方,且OA=OB=L;当小球B平衡时,绳子所受的拉力为T 1,弹簧的弹力为F1;现把A、B间的弹簧换成原长相同但劲度系数为k2(k2>k1)的另一轻弹簧,在其他条件不变的情况下仍使系统平衡,此时绳子所受的拉力为T2,弹簧的弹力为F2,则下列关于T1与T2、F1与F2大小之间的关系,正确的是()A.T1>T2B.T1=T2C.F1<F2D.F1=F22.如图所示,将两个质量均为m,带电荷量分别为+q、-q的小球a、b用细线悬挂于O点,置于水平的匀强电场中,用力F拉小球a,使整个装置处于平衡状态,且悬线与竖直方向夹角为30°.则F的大小可能为()A.mgB.mgC.mgD.3.[多选]物体m恰好沿静止的斜面匀速下滑,现用一个力F作用在m上,力F过m的重心,且方向竖直向下,如图所示.则()A.物体对斜面的压力增大了B.斜面对物体的摩擦力增大了C.物体将不能沿斜面匀速下滑D.物体仍保持匀速下滑4.如图所示,有一质量为M、倾角为θ=30°的斜面体B.质量为m的物体A静止在B上.现用水平力F推物体A,在F由零逐渐增大至mg再逐渐减小为零的过程中,A和B始终保持静止.对此过程下列说法正确的是()A.地面对B的支持力大于(M+m)gB.A对B的压力的最小值为mg,最大值为mgC.A所受摩擦力的最小值为0,最大值为D.A所受摩擦力的最小值为mg,最大值为mg5.如图所示,小球A置于固定在水平面上的光滑半圆柱体上,小球B用水平轻弹簧拉着系于竖直板上,两小球A、B通过光滑滑轮O用轻质细线相连,两球均处于静止状态,已知B球质量为m,O点在半圆柱体圆心O1的正上方,OA与竖直方向成30°角,OA长度与半圆柱体半径相等,OB与竖直方向成45°角,则下列叙述正确的是()A.小球A、B受到的拉力T OA与T OB相等,且T OA=T OB=mgB.弹簧弹力大小为mgC.A球质量为mD.光滑半圆柱体对A球的支持力大小为mg6.如图所示,轻杆A端用铰链固定在墙上,B端吊一重物.通过轻绳跨过定滑轮用拉力F将B端缓慢上拉,滑轮O在A点正上方(滑轮大小及摩擦均不计),且OA>AB,在AB杆达到竖直前()A.拉力F增大B.拉力F大小不变C.杆的弹力增大D.杆的弹力大小不变7.[多选]如图所示,两根轻绳一端系于结点O,另一端分别系于固定圆环上的A、B两点,O为圆心.O点下面悬挂一物体M,绳OA水平,拉力大小为F1,绳OB与绳OA的夹角α=120°,拉力大小为F2.将两绳同时缓慢顺时针转过75°,并保持两绳之间的夹角α始终不变,物体始终保持静止状态.则在旋转过程中,下列说法正确的是()A.F1逐渐增大B.F1先增大后减小C.F2逐渐减小D.F2先减小后增大8.某同学找到一条遵循胡克定律的橡皮筋来验证力的平行四边形定则,设计了如下实验:(1)将橡皮筋的两端分别与两条细线相连,测出橡皮筋的原长;(2)将橡皮筋一端细线用钉子固定在竖直板上A点,在橡皮筋的中点O再用细线系一重物,自然下垂,如图甲所示;(3)将橡皮筋另一端细线固定在竖直板上的B点,如图乙所示.为完成实验,下述操作中需要的是.A.橡皮筋两端连接细线长度必须相同B.要测量图甲中橡皮筋Oa的长度和图乙中橡皮筋Oa、Ob的长度C.A、B两点必须在同一高度处D.要记录图甲中O点的位置及过O点的竖直方向E.要记录图乙中结点O的位置、过结点O的竖直方向及橡皮筋Oa、Ob的方向9.如图所示,倾角为θ的光滑斜面ABC放在水平面上,劲度系数分别为k1、k2的两根轻弹簧沿斜面悬挂着,两弹簧之间有一质量为m1的重物,最下端挂一质量为m2的重物,此时两重物处于平衡状态,现把斜面ABC绕A点缓慢地顺时针旋转90°后,重新达到平衡.试求:m1、m2沿斜面各自移动的距离.答案1.C当拉力水平时,物块做匀速直线运动,则F=μmg,当拉力方向与水平方向的夹角为60°时,物块也刚好做匀速直线运动,则F cos 60°=μ(mg-F sin 60°),联立解得μ=,A、B、D项错误,C项正确.2.B将钩码挂在弹性绳的中点时,由数学知识可知钩码两侧的弹性绳(劲度系数设为k)与竖直方向夹角θ均满足sin θ=,对钩码(设其重力为G)静止时受力分析,得G=2k(-)cos θ;弹性绳的两端移至天花板上的同一点时,对钩码受力分析,得G=2k(-),联立解得L=92 cm,A、C、D项错误,B项正确.3.BD将桌布从鱼缸下拉出的过程中,鱼缸相对桌布向左运动,因此桌布对鱼缸摩擦力的方向向右,A 项错误.设动摩擦因数为μ,鱼缸在桌布对它的滑动摩擦力的作用下做初速度为零的匀加速直线运动,加速度大小为μg,设经过t1时间鱼缸滑离桌布,滑离时的速度为v,则v=μgt1;鱼缸滑到桌面上后,做匀减速直线运动,加速度大小也为μg,因此鱼缸在桌面上运动的时间t2=,因此t1=t2,B项正确.若猫增大拉力,鱼缸受到的摩擦力仍为滑动摩擦力,大小为μmg,保持不变,C项错误.若猫减小拉力,则鱼缸与桌布间的摩擦力有可能小于滑动摩擦力,则鱼缸与桌布一起运动,从而滑出桌面,D项正确.4.D设正方体的棱长为l,则m=ρl3,S=l2,刚好推动物块,则有kSv2=μmg,即kl2v2=μρl3g,则kv2=μlρg,所以当风速变为2v0时,棱长应该为原来的4倍,则该物块的质量是原物块质量的64倍.5.BD物体P静止在斜面上时沿斜面方向有mg sin θ=f≤μmg cos θ(θ为斜面倾角),即sin θ≤μcos θ,当把物体Q放在P上时μ、θ均不变,故P仍将保持静止,且合外力为零,则A、C项错误,B项正确;由f=mg sin θ知,当m变大时f将随之变大,D项正确.6.A设L0为橡皮筋的原长,k为橡皮筋的劲度系数,小车静止时,对小球受力分析得T1=mg,橡皮筋的伸长量x1=,小球与悬挂点的距离为L1=L0+.当小车的加速度稳定在一定值时,对小球进行受力分析如图所示,则T2cos α=mg,T2sin α=ma,所以T2=,橡皮筋的伸长量x2==,则小球与悬挂点在竖直方向的距离为L2=cos α=L0cos α+<L0+=L1,所以L1>L2,即小球与悬挂点在竖直方向上的距离减小,所以小球一定升高,故A正确,B、C、D错误.7.A由题意知,小球在由A运动到B的过程中始终处于平衡状态.设某一时刻小球运动至如图所示位置,则对球受力分析,由平衡条件,得F=mg sin θ,N=mg cos θ,在运动过程中,θ增大,故F增大,N减小,A项正确.8.AB设两段绳子间的夹角为2α,由平衡条件可知,2F cos α=mg,所以F=,设绳子总长为L,两杆间距离为s,由几何关系L1sin α+L2sin α=s,得sin α==,绳子右端上移,L、s都不变,α不变,绳子张力F也不变,A正确;杆N向右移动一些,s变大,α变大,cos α变小,F变大,B正确;绳子两端高度差变化,不影响s和L,所以F不变,C错误;衣服质量增加,绳子上的拉力增加,由于α不会变化,悬挂点不会右移,D错误.9.A在O点左移过程中,F与T变化情况如图:F变为F'、F″,T变为T'、T″,F、T均变大,故A正确.10.C由于不计轻环重力,故细线对轻环的拉力的合力与圆弧对轻环的支持力等大反向,即沿半径方向;又两侧细线对轻环拉力大小相等,故轻环所在位置对应的圆弧半径为两细线的角平分线,因为两轻环间的距离等于圆弧的半径,故两轻环与圆弧圆心构成等边三角形;又小球对细线的拉力方向竖直向下,由几何知识可知,两轻环间的细线夹角为120°,对小物块进行受力分析,由三力平衡知识可知,小物块质量与小球质量相等,均为m,C项正确.11.B B恰好不下滑时,μ1F=m B g,A恰好不滑动,则F=μ2(m A g+m B g),所以=-,选项B正确.12.(1)81.70.012 2(2)-n图象如图所示(3)(~均可)(~均可)N/m=81.7 N/m,=0.012 2 m/N.解析:(1)k=-(2)根据实验数据描点,并用一条直线将这些点连接起来即可.,解得k=N/m.(3)由图象上取两点即可求得k=N/m,而=-13.(1)4.0(2)(i)F1、F2和F合如图所示(ii)4.00.05解析:(1)由测力计的读数规则可知,题图乙中测力计的示数为4.0 N.(2)(i)根据平行四边形定则作图;(ii)由图可知F合=4.0 N,从F合的顶点向x轴和y轴分别作垂线,顶点的横坐标对应长度为1 mm,顶点的纵坐标长度为20 mm,则可得出F合与拉力F的夹角的正切值为0.05.14.(3)沿此时细绳(套)的方向用铅笔描出几个点,用刻度尺把这些点连成直线(6)F和F3解析:使一个力F3的作用效果和两个力F1、F2的共同作用效果相同,都是让同一条一端固定的橡皮条拉伸到某点,则力F3就是这两个力F1、F2的合力.作出力F3的图示,再根据力的平行四边形定则作出力F1、F2的合力F的图示,比较F和F3的大小和方向是否相同,从而验证力的平行四边形定则.1.A两物体由静止被同时释放后,都在做自由落体运动,加速度都为g,两物体间没有作用力,故物体A 只受重力,物体B只受重力,A正确,B、C、D错误.2.AC P受到重力、Q的支持力、Q的静摩擦力、绳子的拉力,共4个力作用,故A正确.Q受到重力、墙壁的弹力、P的压力和静摩擦力,共4个力作用,故B错误.设绳子与竖直方向的夹角为α,绳子的拉力大小为F,则由平衡条件得f=G Q,G P+f=F cos α,则G P+G Q=F cos α,G P与G Q不变,若绳子变长,α变小,cos α变大,则F变小,故C正确.Q受到的静摩擦力竖直向上,与其重力平衡,与绳子长度无关,若绳子变短,Q 受到的静摩擦力不变,故D错误.3.C B处于平衡状态,对B受力分析,沿斜面方向有mg sin θ=f,f方向沿斜面向上,则A受到B的静摩擦力方向沿斜面向下,A错误;对A、B整体受力分析,可知A受到车厢底面的滑动摩擦力大小为(M+m)g sin θ,B错误;根据(M+m)g sin θ=μ(M+m)g cos θ,知μ=tan θ,C正确;对A、B整体受力分析,A、B受力平衡,则自动卸货车对A、B的作用力竖直向上,自动卸货车与水平地面间无摩擦力,D错误.4.D小球沿圆环缓慢上移可看作匀速运动,对小球进行受力分析,小球受重力G、拉力F、弹力N三个力.如图所示,由图可知△OAB∽△DCA,即==,当A点上移时,半径不变,AB长度减小,故F减小,N 不变,选项A、B、C错误,D正确.5.BC以B球为研究对象,B球受到重力mg、弹簧的弹力F和绳子的拉力T,如图所示.B球平衡时,F 与T的合力与重力mg大小相等、方向相反,即F合=mg.根据三角形相似得合=,又OA=OB=L,则T=mg,则T1=T2,故A错误,B正确;由三角形相似得=,即F=x,因k2>k1,故弹簧的压缩量减小,故长度x 变大,即F变大,F1<F2,故C正确,D错误.6.AD根据题述,达到稳定状态时,a、b均静止,弹簧处于压缩状态,弹簧对a有沿斜面向下的弹力,对a 受力分析,由平衡条件可知,a所受摩擦力一定沿斜面向上,不为零,选项A正确.弹簧对b有沿斜面向上的弹力,细绳上有拉力,对b受力分析,由平衡条件可知,b所受摩擦力可能为零,选项B错误.在细绳剪断瞬间,弹簧弹力不能突变,a所受合外力一定为零,对b受力分析,当重力沿斜面向下的分力和弹簧弹力之差大于最大静摩擦力时,b所受合外力不为零,选项C错误,D正确.7. C电场和电荷是本题的干扰条件,以a、b为整体进行受力分析,电场力抵消,转变成典型的三力平衡问题,作矢量三角形如图所示,F min=2mg sin 30°=mg,所以C项正确.8.BD对A、B整体分析,受重力(M+m)g、水平风力F、支持力N和摩擦力f,根据平衡条件,竖直方向有N=(M+m)g①,水平方向有f=F②,由①式可知,杆对A环的支持力大小等于A、B的总重力,风力增大,支持力不变,故A错误;由②式可知,摩擦力大小等于风力,风力增大,细杆对A环的摩擦力将增大,故B正确;对B球,有T cos θ=mg,可见θ增大时,T增大,故绳的拉力变大,C错误,D正确.9.BE解析:橡皮筋两端连接的细线长度不一定要相同,故A错误;橡皮筋遵循胡克定律,要测量拉力,可以通过测量橡皮筋的长度和原长,得到橡皮筋的伸长量,研究拉力与伸长量的倍数来根据比例作力的图示,故B正确;A、B两点是否在同一高度对实验结果无影响,C错误;为了使两次实验效果相同,必须记下O点的位置来作参照,要记录图乙中结点O的位置、过结点O的竖直方向及橡皮筋Oa、Ob的方向,选项D 错误,E正确.10.(1)150 N(2)200 N解析:(1)六块楔块受到的总重力:G=6mg=6×5×10 N=300 N.由二力平衡条件知拱券对一边支撑物的压力:N===150 N.(2)以中间两块楔块为研究对象,其受力如图所示.由对称性可知F1=F2,由互成120°的二力合成特点知:F1=F2=2mg+F=2×5×10 N+100 N=200 N.1.BC由于A、B两球均用细线连接,而线只能受拉力,对B受力分析知,B受重力和向上的拉力,A、B 间细线不能有拉力的作用;对A受力分析知,A受重力和细线OA斜向左上的拉力及F三力作用而静止.可见只有B、C选项正确.2.ABD将力F沿斜面和垂直斜面进行分解,可知物体对斜面的压力大小为F N=mg cos θ+F cos θ,则物体与斜面间的滑动摩擦力大小为F f=μF N=μ(mg cos θ+F cos θ),而未加F时物体沿斜面匀速下滑,则mg sin θ=μmg cos θ,即μ=tan θ;将其代入上式得:F f=tan θ(mg cos θ+F cos θ)=mg sin θ+F sin θ,与重力和F沿斜面向下的分力和相等,因此物体仍沿斜面匀速下滑,故选项A、B、D正确,C错误.3.BC物体始终保持静止,则物体所受合外力为零,所以Mg、F1、F2构成封闭的矢量三角形如图所示,由于重力不变,F1和F2的夹角α=120°不变,即β=60°,当θ=β=60°, F1为圆的直径,最大,所以F1先增大后减小,F2一直减小.4.B因为A、B始终保持静止,对A、B整体受力分析可知,地面对B的支持力一直等于(M+m)g,A错误.当F=0时,A对B的压力最小,为mg cos 30°=mg;当F=mg时,A对B的压力最大,为mg cos 30°+F sin 30°=mg,B正确.当F cos 30°=mg sin 30°时,即F=mg时,A所受摩擦力为0;当F=0时,A所受摩擦力大小为mg,方向沿斜面向上;当F=mg时,A所受摩擦力大小为mg,方向沿斜面向下,C、D错误.5.C A、B两球的受力如图所示,对B球,由三力平衡可知F=mg,T OA=T OB=mg;对A球,T OA=F1,=T OA cos 30°,得m A g=mg,m A=m,选项C正确.6.A将悬挂重物C的绳对铰合处的拉力按照作用效果分解,如图甲所示(F1=F2).根据平行四边形定则,有F1sin θ=mg,则F1=,故m一定时,θ越大,轻杆受力越小,选项A正确;对A、B、C整体分析可知,每个滑块对地面的压力大小为F'N=(2M+m)g,与θ无关,选项B错误;对A受力分析如图乙所示,由平衡条件得f=F1cos θ=,与M无关,选项C错误;当F1cos θ≤μF1sin θ时,即只要μ足够大,不管M多大,滑块都不会动,选项D错误.图甲图乙7.D以B点为研究对象,分析受力情况,受绳子向下的拉力T、轻杆的支持力N和绳子沿BO方向的拉力F,作出力的示意图如图,由平衡条件知,N和F的合力T'与T大小相等,方向相反,根据三角形相似可得,==,又T'=G,解得N=G,F=G,∠BAO缓慢变小时,AB、AO保持不变,BO变小,则N保持不变,F变小,选项D正确.8. C对C点进行受力分析,由平衡条件可知,绳CD对C点的拉力F CD=mg tan 30°,对D点进行受力分析,如图所示,绳CD对D点的拉力F2=F CD=mg tan 30°,故F2是恒力,又绳BD的拉力F1方向一定,则F1与在D点施加的力F3的合力与F2等值反向,由图知当F3垂直于绳BD时,F3最小,由几何关系可知,F3=F CD sin 60°=mg,选项C正确.9.C对平衡后的c点受力分析如图所示.c点受ac段绳的拉力F3、bc段绳的拉力F1和重物m2的拉力F2,且F1=m1g,F2=m2g,F3、F1的合力与F2等大反向,由几何关系知cd=,bc==l,再根据F1、F2、F3构成的矢量三角形与bcd构成的三角形相似得===,即=,选项C正确.10.(sin θ+cos θ)(sin θ+cos θ)+(sin θ+cos θ)解析:没旋转时,两弹簧均处于伸长状态,设两弹簧伸长量分别为x1、x2,由平衡条件可知k2x2=m2g sin θ,解得x2=k2x2+m1g sin θ=k1x1,解得x1=旋转后,两弹簧均处于压缩状态,设压缩量分别为x1'、x2',则m2g cos θ=k2x2',解得x2'= (m1+m2)g cos θ=k1x1',解得x1'=所以m1移动的距离d1=x1+x1'=(sin θ+cos θ)m2移动的距离d2=x2+x2'+d1=(sin θ+cos θ)+(sin θ+cos θ).。