高考物理复习第二章相互作用微受力分析备考炼习
近年届高考物理一轮复习第二章相互作用第3节受力分析、共点力的平衡练习新人教版(2021年整理)
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第二章第三节受力分析、共点力的平衡［A级—基础练］1. 2017年10月2日～8日,第二十八届亚洲棒球锦标赛在台湾棒球场举行．根据规定，球棒长度不得超过1.07米，最粗处直径不得超过7厘米．如图所示，球棒AB的B端支在地上，另一端A受水平推力F作用，球棒平衡，则地面对球棒B端作用力的方向为( )A．总偏向球棒的左边，如F1B．总偏向球棒的右边,如F3C．总沿球棒的方向，如F2D．总垂直于地面向上，如F4解析：B ［地面对球棒B端的作用力有两个：支持力和静摩擦力，故地面对球棒B端的作用力是支持力和静摩擦力的合力,球棒受到重力G、推力F 和地面的作用力，由于三个力不平行,球棒又处于平衡状态,所以三个力必共点，如图所示，得到地面对球棒B端作用力的方向总是偏向球棒的右边，如F.故B正确．］32。
(2018·永州模拟)物块A置于倾角为30°的斜面上，用轻弹簧、细绳跨过定滑轮与物块B相连，弹簧轴线与斜面平行，A、B均处于静止状态，如图所示．A、B重力分别为10 N和4 N，不计滑轮与细绳间的摩擦，则( ）A．弹簧对A的拉力大小为6 NB．弹簧对A的拉力大小为10 NC．斜面对A的摩擦力大小为1 ND．斜面对A的摩擦力大小为6 N解析:C [弹簧对A的弹力等于B的重力，即F＝G B＝4 N，故A、B错误；对A分析，根据共点力平衡得，G A sin 30°＝F f＋F，解得斜面对A的摩擦力F＝G A sin 30°－F＝10×错误! N－4 N＝1 N,故C正确，D错误．］f3.（2018·吉安模拟)足够长、光滑轻杆BO通过铰链与固定的水平粗糙轻杆AO连接，夹角为θ，轻杆BO只能在竖直平面内转动．一小圆环C穿过轻轩AO处于静止状态，轻质弹簧一端与圆环C连接，另一端连接一个轻质小套环D,小套环D穿过轻杆BO，初始弹簧处于自然长度，且CD垂直BO。
2023年高考物理一轮考点复习第二章相互作用第3讲受力分析、共点力的平衡
第二章相互作用练案[6] 第3讲受力分析共点力的平衡一、选择题(本题共13小题，1～9题为单选，10～13题为多选)1．(2023·浙江高三阶段练习)如图所示，在倾斜的滑杆上套一个质量为m的圆环，圆环通过轻绳拉着一个质量为M的物体，在圆环沿滑杆向下滑动的过程中，悬挂物体的轻绳始终处于竖直方向，则( B )A．环只受三个力作用B．环一定受四个力作用C．物体做匀加速运动D．悬绳对物体的拉力小于物体的重力[解析]悬挂物体的轻绳始终处于竖直方向，可知整体沿斜面向下做匀速运动，受力平衡，则环受重力、细绳的拉力、滑杆对圆环的支持力和摩擦力，共4个力作用，B正确，AC错误；因物体受力平衡，可知悬绳对物体的拉力等于物体的重力，D错误。
2．(2023·广东高三专题练习)救援机器人的手臂前端装有铁夹。
在某次救援活动中，救援机器人用铁夹抓着两个重力都为G的水泥制品，使之保持静止状态，铁夹与水泥制品及水泥制品间的接触面竖直，如图所示。
若水泥制品受铁夹的最小压力为N时，才能使水泥制品不滑出铁夹，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则( D )A．两水泥制品间动摩擦因数G 2NB ．两水泥制品间动摩擦因数可以求出C ．铁夹与水泥制品间动摩擦因数G 2ND ．铁夹与水泥制品间动摩擦因数G N[解析]对水泥制品整体分析可知2F f ＝2G ，则F f ＝G ，对单个的水泥制品分析可知，两水泥制品之间的摩擦力F ′f ＝0，则两水泥制品间动摩擦因数无法求出，A 错误，B 错误；铁夹与水泥制品间动摩擦因数μ＝F f N ＝G N ，C 错误，D 正确。
3．(2022·湖北黄冈中学二模)如图所示，水平地面上叠放着矩形物体A 和B ，细线一端连接A ，另一端跨过光滑定滑轮连接着物体C ，A 、B 、C 均静止。
下列说法正确的是( D )A ．A 可能受到三个力作用B ．B 可能受到四个力作用C ．适当减小C 的质量后，A 、B 、C 仍静止在原位置，则A 对B 的摩擦力不变D ．适当减小C 的质量后，A 、B 、C 仍静止在原位置，B 对地面的压力增大[解析]物体A 受力分析如图共受到四个力，故A 错误；物块B受力分析如图共受到五个力，故B错误；适当减小C的质量后，A、B、C仍静止在原位置，可知T减小，θ不变，由F fA＝T cos θ，可知，则B对A的摩擦力减小，则A对B的摩擦力减小；因为F NA ＝m A g－T sin θ，F NB＝F′NA＋m B g，T减小，θ不变，可知适当减小C的质量后，A、B、C仍静止在原位置，B对地面的压力增大，故C错误，D正确。
高考物理一轮复习考点延伸训练：第二章《相互作用》(含解析).pdf
第二章 相 互 作 用 (1)从近三年高考试题考点分布可以看出，高考对本章内容的考查重点有：弹力、摩擦力的分析与计算，共点力平衡的条件及应用，涉及的解题方法主要有力的合成法、正交分解法、整体法和隔离法的应用等。
(2)高考对本章内容主要以选择题形式考查，静摩擦力的分析、物体受力分析及平衡条件的应用是本章的常考内容。
2015高考考向前瞻 (1)本章主要考查共点力作用下物体的平衡条件的应用，平衡条件推论的应用；共点力作用下的平衡与牛顿运动定律、动能定理、功能关系相结合，与电场及磁场中的带电体的运动相结合，是高考命题的热点。
(2)以生活中的实际问题为背景考查力学知识是今后高考命题的一大趋势。
第1节弹力__摩擦力 弹 力 [记一记] 1．弹力 (1)定义：发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力。
(2)产生条件： 两物体相互接触； 发生弹性形变。
(3)方向：弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反。
2．胡克定律 (1)内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。
(2)表达式：F＝kx。
k是弹簧的劲度系数，单位为牛/米；k的大小由弹簧自身性质决定。
x是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度。
[试一试] 1．(2014·清远质检)如图2－1－1所示，小车受到水平向右的弹力作用，与该弹力的有关说法中正确的是( ) 2－1－1 A．弹簧发生拉伸形变 B．弹簧发生压缩形变 C．该弹力是小车形变引起的 D．该弹力的施力物体是小车 解析：选A 小车受到水平向右的弹力作用，弹簧发生拉伸形变，该弹力是弹簧形变引起的，该弹力的施力物体是弹簧，选项A正确，B、C、D错误。
[想一想] (1)摩擦力的方向与物体的运动方向不相同就相反，这种说法对吗？ (2)物体m沿水平面滑动时，受到的滑动摩擦力大小一定等于μmg吗？ (3)滑动摩擦力是不是一定阻碍物体的运动？ 提示：(1)摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同，也可以相反，还可以与物体的运动方向成任何角度，但一定与相对运动方向相反。
(全国通用)2019版高考物理一轮复习 第二章 相互作用 微专题14 受力分析备考精炼
14 受力分析[方法点拨] (1)受力分析的两种顺序：先场力后接触力，或先已知确定的力后未知不确定的力．(2)可从三个方面检验：①各力的施力物体、受力物体；②判断能否保持原来的运动状态；③换角度(整体隔离)分析是否矛盾．1．如图1所示，轻绳一端连接放置在水平地面上的物体Q，另一端绕过固定在天花板上的定滑轮与小球P连接，P、Q始终处于静止状态，则( )图1A．Q可能受到两个力的作用B．Q可能受到三个力的作用C．Q受到的轻绳拉力与重力的合力方向水平向左D．Q受到的轻绳拉力与重力的合力方向指向左下方2．如图2所示，放在粗糙水平地面上的斜劈C上叠放了A、B两个物体，B的上表面水平，三者均保持静止状态．关于A、B、C的受力情况，下列说法中正确的是( )图2A．物体A可能受到三个力的作用B．物体B一定受到四个力的作用C．物体B对C的作用力可能与斜劈表面夹角为90°D．地面可能对C有摩擦力作用3．(多选)(2017·山西省重点中学协作体高三期末)如图3所示，将一长方形木块锯开为A、B两部分后，静止放置在水平地面上，则( )图3A．B受到四个力作用B．B受到五个力作用C．A对B的作用力方向竖直向下D．A对B的作用力方向垂直于它们的接触面向下4．(多选)(2018·福建师范大学附中期中)如图4所示，在恒力F作用下，a、b两物体一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运动，则关于它们受力情况的说法正确的是( )图4A．a一定受到4个力B．b可能受到4个力C．a与墙壁之间一定有弹力和摩擦力D．a与b之间一定有摩擦力5.如图5所示，A、B两物体叠放在一起，用手托住，让它们静止靠在墙边，然后释放，使它们同时沿竖直墙面下滑，已知m A＞m B，不计空气阻力，则物体B( )图5A．只受一个重力B．受到重力、摩擦力各一个C．受到重力、弹力、摩擦力各一个D．受到重力、摩擦力各一个，弹力两个6．(2017·广东顺德一模)如图6所示，斜面小车M静止在光滑水平面上，紧贴墙壁．若在斜面上放一物体m.再给m施加一竖直向下的恒力F.M、m均保持静止，则小车受力的个数为( )图6A．3 B．4 C．5 D．67.(多选)(2017·湖北省部新大纲调研)如图7所示，顶角为θ的光滑圆锥体固定在水平面上，一质量为m的均质圆环套在圆锥体上，重力加速度大小为g，下列判断正确的是( )图7 A．圆锥体对圆环的压力方向垂直于圆锥的侧面B．圆锥体对圆环的弹力方向竖直向上C．圆环的张力不为零D．圆环的张力方向指向圆环的圆心答案精析1．D 2.B3．AC [对B受力分析，受重力、地面的支持力、A对B的静摩擦力与A对B的压力，处于平衡状态，因此B受4个力作用，故A正确，B错误；对A受力分析，受重力、B对A的支持力与静摩擦力，根据共点力的平衡条件可知，B对A的作用力与A的重力大小相等方向相反，由牛顿第三定律知，A对B的作用力方向竖直向下，故C正确，D错误．]4．AD5．A [物体A、B将一起做自由落体运动，所以A、B之间无相互作用力，物体B与墙面有接触而无挤压，所以与墙面无弹力，当然也没有摩擦力，所以物体B只受重力，选A.] 6．B [先对物体m受力分析，受到重力、向下的恒力F、M对其的支持力和静摩擦力，根据平衡条件，M对其的作用力、重力和恒力F的合力是一对平衡力，由牛顿第三定律知，m对M的压力和静摩擦力的合力竖直向下；再对M受力分析，受重力、m对其的垂直斜面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，共受到4个力作用，故A、C、D错误，B正确．]7．BC本文档仅供文库使用。
2022高中物理复习试题第2章相互作用测试(1)
m A. 5 第二章相互作用测试一、选择题(40 分) 1．(单项选择)一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即F 1、F 2和摩擦力的作用， 木块处于静止状态，如右图所示，其中F 1＝10N ，F 2＝2N ．假设撤去F 1，那么木块受到的摩擦力为( )A ．10N ，方向向左B ．6N ，方向向右C ．2N ，方向向右D ．0解析 当物体受 F 1、F 2及摩擦力的作用而处于平衡状态时，由平衡条件，可知物体所受的摩擦力的大小为 8N ，可知最大静摩擦力 Ff max ≥8N ．当撒去力 F 1后，F 2＝2 N<Ff max ， 物体仍处于静止状态，由平衡条件，可知物体所受的静摩擦力大小和方向发生突变，且与作用在物体上的 F 2等大反向．C 项正确．答案 C2．(多项选择)两个共点力F 1、F 2大小不同，它们的合力大小为F ，那么( )A ．F 1、F 2同时增大一倍，F 也增大一倍B ．F 1、F 2同时增加 10 N ，F 也增加 10 NC ．F 1增加 10 N ，F 2减少 10 N ，F 一定不变D ．假设 F 1、F 2中的一个增大，F 不一定增大解析 F 1、F 2同时增大一倍，F 也增大一倍，选项 A 正确；F 1、F 2同时增加 10N ，F 不一定增加 10N ，选项 B 错误；F 1增加 10N ，F 2减少 10N ，F 可能变化，选项 C 错误； 假设 F 1、F 2中的一个增大，F 不一定增大，选项 D 正确．答案 AD3．(单项选择)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．在绳子距 a l 端2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 m 1 段正好水平，那么重物和钩码的质量比 为( ) 2 B ．232解析 物理关系mg sin α＝mg ，几何关系sin αl 2 m 1＝1 2 项．答案 C5，所以m 2 2 ，选4．(单项选择)(2022·青岛模拟)如右图所示，斜面固定在地面上，倾角为 37°(sin37° ＝0.6， cos37°＝0.8)，质量为 1 kg 的滑块以一定的初速度沿斜面向下滑，斜面足够长，滑块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.8.该滑块所受摩擦力F f 随时间变化的图象是以下列图中的(取初速度方向为正方向，g ＝10 m/s 2)( )解析 由于重力的下滑分力小于滑动摩擦力，即mg sin37°<μmg cos37°，滑块沿斜面做减速运动，并且斜面足够长，滑块最终一定停在斜面上．下滑阶段滑动摩擦力f 1＝μmg cos37° ＝6.4 N ，方向沿斜面向上；静止在斜面上后，静摩擦力 f 2＝mg sin37°＝6 N ，方向沿斜面向上．由于取初速度方向为正方向，故 A 项正确，B 、C 、D 选项错误．答案 A5．(多项选择)(2022·菏泽模拟)如右图所示，两个轻质小环A 、B 套在光滑固定的水平杆上， 两环间距为a ，用原长为l 的轻质橡皮条分别连接两环(a <l <2a )，在橡皮条中间加一竖直向上的力F ，在两环上分别施加大小相等的作用力，使橡皮条拉成一个与杆围成边长为a 的正三角形保持平衡，那么关于施加在两环上的作用力，以下说法中正确的选项是()A ．假设沿橡皮条方向，大小应为3FB F ．假设沿垂直橡皮条方向，大小应为3C D ＝ ＝ D. 2；假设施加在两环上的作用力 ＝ 3 解析 设环受到橡皮条的拉力为T ，F 的作用点受力分析如图甲所示，由力平衡条件可得，2T cos30°＝F ，即 T ＝3FF ′沿橡皮条方向，那么环受二力平衡，有F ′＝T 3F ，选项A 项正确；假设沿垂直橡皮条方向，那么左环受力分析如图乙所示，有F ′＝T tan30° F B 正确；假设沿杆方向，那么左环受力分析如图丙，有 F ′＝T cos60°＝3，选项＝3F ，选项 C 错，D 项对． 答案 ABD6．(多项选择)(2022·潍坊市月考)物体B 靠在水平天花板上，在竖直向上的力F 作用下，A 、B 保持静止，A 与 B 间的动摩擦因数为 μ1，B 与天花板间的动摩擦因数为 μ2，那么关于 μ1、μ2 的值以下判断可能正确的选项是( ) A ．μ1＝0，μ2≠0B ．μ1≠0，μ2＝0C ．μ1＝0，μ2＝0D ．μ1≠0，μ2≠0解析 以 A 、B 整体为研究对象，可知天花板与 B 间无摩擦，所以不能判断天花板和 B 物体之间是否光滑；以 A 为研究对象，A 受力情况如下列图，由平衡条件可判断 A 一定受到 B 对它的摩擦力作用，所以 A 、B 之间一定不光滑．答案 BD7．(单项选择)一轻杆 AB ，A 端用铰链固定于墙上，B 端用细线挂于墙上的 C 点，并在B 端挂一重物，细线较长使轻杆位置如图甲所示时，杆所受的压力大小为 F N1，细线较短使轻杆位置如图乙所示时，杆所受的压力大小为 F N2，那么有( )A．F N1>F N2B．F N1<F N2C．F N1＝F N2D．无法比较解析轻杆一端被铰链固定在墙上，杆上的弹力方向沿杆的方向．由牛顿第三定律，可知杆所受的压力与杆对B点细线的支持力大小相等，方向相反．对两种情况下细线与杆接触点B F N1 mgF N2mg受力分析，如图甲、乙所示，由图中几何关系，可得AB ＝AC，AB ＝AC，故F N1＝F N2，选项C 正确．答案 C8．(单项选择)某物体在n个共点力的作用下处于静止状态，假设把其中一个力F1的方向沿顺时针方向转过90°，而保持其大小不变，其余力保持不变，那么此时物体所受的合力大小为( )B. 2F1A．F1C．2F1D．0解析物体受n个力处于静止状态，那么其中(n－1)个力的合力一定与剩余的那个力等大反向，故除F1以外的其他各力的合力大小等于F1，且与F1方向相反，故当F1转过90°后，物体受到的合力大小应为2F1，选项B项正确．答案 B9．(多项选择)如下列图，不计质量的光滑小滑轮用细绳悬挂于墙上的O点，跨过滑轮的细绳连接物块A、B，A、B都处于静止状态，现将物块B移至C点后，A、B仍保持静止，以下说法中正确的选项是( )A．B与水平面间的摩擦力增大B．绳子对B的拉力增大C．悬于墙上的绳所受拉力不变D．A、B 静止时，图中α、β、θ三角始终相等解析因为将物块B移至C点后，A、B仍保持静止，所以绳中的拉力大小始终等于A 的重力，通过定滑轮，绳子对B的拉力大小也等于A的重力，而B移至C点后，右侧绳子与水平方向的夹角减小，对B进行受力分析可知，B受到水平面的静摩擦力增大，所以选项A 正确，选项B 错误；对滑轮受力分析可知，悬于墙上的绳所受拉力等于两边绳的合力，由于两边绳子的夹角变大，两边绳的合力将减小，选项C 错误；由几何关系可知α、β、θ三角始终相等，选项D 正确．答案AD10.(多项选择)如下列图，一辆质量为M 的汽车沿水平面向右运动，通过定滑轮将质量为m 的重物A 缓慢吊起．在吊起重物的过程中，关于绳子的拉力F T、汽车对地面的压力F N 和汽车受到的摩擦力F f随细绳与水平方向的夹角θ变化的图象中正确的选项是( )解析因为绳子跨过定滑轮，故绳子张力等于重物A 的重力，A 项正确；由牛顿第三定律可知，汽车对地面的压力大小等于地面对汽车的支持力，故以汽车为研究对象，受力分析得F N＝Mg－F T sinθ，取θ＝0 时，F N＝Mg，B 项错误；因为缓慢吊起重物，汽车可视为处于平衡状态，故有F f＝F T cosθ，应选项C 对，D 项错．答案AC二、实验题(20 分)11．以下是一位同学做“探究形变与弹力的关系〞的实验．(1)以下的实验步骤是这位同学准备完成的，请你帮这位同学按操作的先后顺序，用字母排列出来是．A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组数据(x，F)对应的点，并用平滑的曲线连接起来B．记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度L0C ．将铁架台固定于桌子上(也可在横梁的另一侧挂上一定的配重)，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一刻度尺D ．依次在弹簧下端挂上 2 个、3 个、4 个、…钩码，并分别记下钩码静止时，弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内，然后取下钩码E ．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与伸长量的关系式，首先尝试写成一次函数，如果不行那么考虑二次函数F ．解释函数表达式中常数的物理意义 (2)这位同学探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系所测的几组数据在如图中坐标上已 描出：①在图中的坐标上作出 F •x 图线．②写出曲线的函数表达式(x 用cm 作单位)：.解析 (1)此题考查探究弹簧弹力与形变关系的实验，意在考查学生对实验步骤的识记、实验数据的处理方法、分析归纳能力．根据实验先后顺序可知，实验步骤排列为CBDAEF. (2)②由图象可得k F 0.43N/cm ，所以F ＝0.43x (N)． ＝x ＝答案 (1)CBDAEF (2)①如下列图②F ＝0.43x (N)12．某同学在做“互成角度的两个力的合成〞实验时，利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置 O 点以及两只弹簧测力计拉力的大小，如图(a)所示．(1)试在图(a)中作出无实验误差情况下 F 1和 F 2的合力图示，并用 F 表示此力．(2)有关此实验，以下表达正确的选项是．A．两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大B．橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力C．两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O，这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同D．假设只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变，只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可(3)图(b)所示是甲和乙两位同学在做以上实验时得到的结果，其中哪一个比较符合实验事实(力F′是用一只弹簧测力计拉时的图示)．答：(4)在以上比较符合实验事实的一位同学中，造成误差的主要原因是：(至少写出两种情况)答：解析(1)以F1、F2为邻边作平行四边形，其对角线OF 即为所求的合力(如下列图)．(2)两只弹簧测力计的拉力与橡皮筋的拉力的合力为零，它们之间不是合力与分力的关系，B 项错误；结点位置不变，合力不变，当一只弹簧测力计的拉力大小改变时，另一只弹簧测力计的拉力的大小和方向必须都改变，故D 项错误；正确的选项只有A、C.(3)用平行四边形定那么求出的合力可以与橡皮筋拉力的方向有偏差，但用一只弹簧测力计拉结点的拉力与橡皮筋拉力一定在同一直线上，故甲同学实验得到的结果符合实验事实．(4)①F1的方向比真实方向偏左；②F2的大小比真实值偏小且方向比真实方向偏左；③作图时两虚线没有分别与F1线和F2线平行．(任选其二)答案(1)见解析图(2)AC (2)甲同学实验得到的结果(4)见解析三、计算题(40 分) 13.如下列图，倾角θ＝37°，质量M＝5 kg 的粗糙斜面位于水平地面上，质量m＝2 kg的木块置于斜面顶端，从静止开始匀加速下滑，经t＝2 s 到达底端，运动路程L＝4 m，在此过程中斜面保持静止(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g 取10 m/s2)．求：(1)地面对斜面的摩擦力大小与方向；(2)地面对斜面的支持力大小．解析 (1)木块做匀加速运动，有L12 ＝2at所以a 2L 2×42 2＝t 2 ＝22 m/s ＝2m/s 木块受力如图甲所示，由牛顿第二定律，得mg sin37°－F f 1＝ma F f 1＝mg sin37°－ma ＝2×10×0.6 N －2×2 N ＝8 N F N1＝mg cos37°＝2×10×0.8 N ＝16 N斜面受力如图乙所示，由共点力平衡，地面对斜面摩擦力F f 2＝F N1′sin37°－F f 1′cos37°＝16×0.6 N －8×0.8 N ＝3.2 N方向水平向左． (2)地面对斜面的支持力F N2＝Mg ＋F N1′cos37°＋F f 1′sin37°＝5×10 N ＋16×0.8 N ＋8×0.6 N ＝67.6 N答案 (1)3.2N 水平向左(2)67.6 N14．如下列图，质量为 m 的小球置于倾角为 30°的光滑斜面上，劲度系数为 k 的轻弹簧一端系在小球上，另一端固定在墙上的 P 点，小球静止时，弹簧与竖直方向的夹角为 30°， 那么弹簧的伸长量为多少解析 以小球为研究对象受力分析可知，小球静止，因此有F cos30°＝mg sin30°，可得 弹簧弹力FF ＝kx ，因此弹簧的伸长量x3mg 3k答案 15．(2022·徐州月考)如下列图，半径为 R 的半球支撑面顶部有一小孔．质量分别为 m 1 和 m 2的两只小球(视为质点)，通过一根穿过半球顶部小孔的细线相连，不计所有摩擦．请你分析：(1)m 2小球静止在球面上时，其平衡位置与半球面的球心连线跟水平方向的夹角为 θ， 那么 m 1、m 2、θ 和 R 之间应满足什么关系(2)假设 m 2小球静止于 θ＝45°处，现将其沿半球面稍稍向下移动一些，那么释放后 m 2能否回到原来位置解析 (1)根据平衡条件，有m 2g cos θ＝m 1g 所以m ＝m cos θ(或cos θ m 1)，与R 无关．1 2 ＝m 2(2)因 m 2所受的合力为 m 2g cos θ′－m 1g ＝m 2g (cos θ′－cos45°)>0( 因为 θ′<45°) ，所以 m 2将向下运动，m 2不能回到原来位置．答案 (1)m 1＝m 2cos θ，与R 无关(2)不能 m 2向下运动16．(2022·高考题改编)在机械设计中常用到下面的力学原理，如下列图，只要使连杆 AB 与滑块 m 所在平面间的夹角 θ 大于某个值，那么，无论连杆 AB 对滑块施加多大的作用力，都不可能使之滑动，且连杆 AB 对滑块施加的作用力越大，滑块就越稳定，工程力学上称这为“自锁〞现象(设滑块与所在平面间的动摩擦因数为 μ)，μ 满足什么条件才能使滑块满足“自锁〞现象解析 滑块m 的受力如下列图，建立直角坐标系，将力F 正交分解，由物体平衡条件， 可知竖直方向：F N＝mg＋F sinθ水平方向：F cosθ＝F f≤μF N由以上两式，解得F cosθ≤μmg＋μF sinθ因为力F 很大，所以上式可以写成：F cosθ≤μF sinθ故应满足的条件为μ≥cotθ答案μ≥cotθ。
2025人教版高考物理复习单元集训检测含答案解析 单元检测二 相互作用
2025人教版高考物理复习单元集训检测含答案解析单元检测二相互作用一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1.如图，在斜面上木块A与B的接触面是水平的，绳子呈水平状态，两木块均保持静止。
则关于木块A和木块B受力个数不可能为()A．2个和4个B．3个和4个C．4个和4个D．4个和5个答案B解析如果绳对A没有拉力作用，A就只受重力和支持力两个力，对应的B受重力、A对B 的压力、斜面对B的支持力和摩擦力共四个力，选项A可能；如果绳对A有拉力，A还一定受到B对它的摩擦力，即此时A受到四个力，A对B的作用力又增加了一个水平向左的摩擦力，但此时斜面对B可能没有摩擦力作用，也可能对B有沿斜面向上的摩擦力，还可能对B有沿斜面向下的摩擦力，总之，当A受四个力的作用时，B既可能受四个力作用，也可能受五个力作用，故选项C、D都可能，只有选项B不可能。
2.(2024·福建福州市期中改编)户外野炊所用的便携式三脚架，由三根完全相同的轻杆通过铰链组合在一起，每根杆均可绕铰链自由转动。
如图所示，将三脚架静止放在水平地面上，吊锅通过细铁链挂在三脚架正中央，三根杆与竖直方向的夹角均相等。
若吊锅和细铁链的总质量为m，重力加速度为g，sin37°＝0.6，不计支架与铰链之间的摩擦，则()A．当每根杆与竖直方向的夹角为37°时，每根杆受到的压力大小为5mg9B．当每根杆与竖直方向的夹角为37°时，每根杆对地面的摩擦力大小为1mg4C．当每根杆与竖直方向的夹角均变大时，三根杆对铰链的作用力的合力变大D．当每根杆与竖直方向的夹角均变大时，每根杆对地面的压力变大答案B解析根据平衡条件，竖直方向，有3F N cos 37°＝mg ，解得F N ＝512mg ，由牛顿第三定律可知，F 压＝F N ＝512mg ，故A 错误；每根杆对地面的摩擦力大小为F f ＝F N sin 37°＝5mg 12×35＝mg4，故B 正确；当每根杆与竖直方向的夹角均变大时，三根杆对铰链的作用力的合力大小仍与吊锅和细铁链的总重力大小相等，故C 错误；由平衡条件可知3F N cos θ＝mg ，得F N ＝mg3cos θ，每根杆对地面的压力大小F N ′＝F N cos θ＝mg3，与夹角无关，故D 错误。
高中物理高考 第2章 专题强化3 受力分析 共点力平衡 2023年高考物理一轮复习
例9 如图所示，两个质量均为m的小球通过两根轻弹簧A、B连接，在
水平外力F作用下，系统处于静止状态，弹簧实际长度相等.弹簧A、B的
劲度系数分别为kA、kB，且原长相等.弹簧A、B与竖直方向的夹角分别为 θ与45°.设A、B中的拉力分别为FA、FB，小球直径 相比弹簧长度可忽略，重力加速度为g，则
√A.tan θ＝12
√B.物体B受到的摩擦力大小为mAgcos θ
C.物体B对地面的压力可能为零
√D.物体B对地面的压力大小为mBg－mAgsin θ
轻绳拉力FT＝mAg，对B，在水平方向有Ff＝FTcos θ＝mAgcos θ，在竖 直方向地面对B的支持力FN＝mBg－FTsin θ＝mBg－mAgsin θ，由牛顿 第三定律可知，选项B、D正确； 当mBg＝mAgsin θ时，FN＝0，此时物体B不可能静止，选项A、C错误.
题型二
共点力的平衡条件及应用
基础梳理 夯实必备知识
1.共点力的平衡 (1)平衡状态：物体 静止 或做匀速直线运动 . (2)平衡条件：F合＝ 0 或Fx＝ 0 ，Fy＝ 0 . (3)常用推论 ①若物体受n个作用力而处于平衡状态，则其中任意一个力与其余(n－1) 个力的合力 大小相等、方向相反 . ②若三个共点力的合力为零，则表示这三个力的有向线段首尾相接组成 一个 封闭 三角形.
例1 如图所示，水平面上的P、Q两物块的接触面水平，二者叠在一起 在作用于Q上的水平恒定拉力F的作用下向右做匀速运动，某时刻撤去力 F后，二者仍能不发生相对滑动.关于撤去F前后Q的受力个数的说法正确 的是 A.撤去F前6个，撤去F后瞬间5个
√B.撤去F前5个，撤去F后瞬间5个
C.撤去F前5个，撤去F后瞬间4个 D.撤去F前4个，撤去F后瞬间4个
人教版高考物理一轮总复习课后习题 第二章 相互作用 共点力的平衡 单元质检二 相互作用 (3)
单元质检二相互作用(时间:75分钟满分:100分)一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.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.受重力和细线对它的拉力B.受重力、细线对它的拉力和斜面对它的支持力C.受重力和斜面对它的支持力D.受细线对它的拉力和斜面对它的支持力答案:A解析:小球必定受到重力和细线的拉力,小球和光滑斜面接触,假设斜面对小球有支持力,小球将受到三个力作用,重力和细线的拉力在竖直方向上,支持力垂直于斜面向上,三个力的合力不可能为零,与题设匀速运动,处于平衡状态矛盾,故斜面对小球没有支持力,A正确。
2.(河北衡水武强中学月考)架在A、B两根电线杆之间的均匀电线在夏、冬两季由于热胀冷缩的效应,电线呈现如图所示的两种形状,下列说法正确的是( )A.夏季与冬季电线对电线杆的拉力大小相等B.夏季与冬季电线杆对电线的拉力方向相同C.夏季电线对电线杆的拉力较大D.冬季电线对电线杆的拉力较大答案:D解析:以电线为研究对象,夏季和冬季电线杆对电线的拉力方向发生变化,即电线重力的两个分力的夹角发生变化,在冬季,两分力夹角更大,所以分力更大,使电线对电线杆的拉力更大。
故选D。
3.生活中经常用刀来劈开物体。
如图所示是刀刃的横截面,F是作用在刀背上的力,若刀刃的横截面是等腰三角形,刀刃两侧面的夹角为θ,刀的重力可以忽略,则刀劈物体时对物体的侧向推力F N的大小为( )A.Fsinθ2B.F2sinθ2C.Fcosθ2D.F2cosθ2答案:B解析:将力F根据平行四边形定则分解,如图所示,由几何知识得,侧向推力的大小为F N=F2sinθ2=F2sinθ2,B正确。
4.(天津高三一模)如图所示为汽车的机械式手刹(驻车器)系统的结构示意图,结构对称。
当向上拉动手刹拉杆时,手刹拉索(不可伸缩)就会拉紧,拉索OD、OC分别作用于两边轮子的制动器,从而实现驻车的目的。
2023年高考物理一轮考点复习第二章相互作用第2讲力的合成与分解
第二章相互作用练案[5] 第2讲力的合成与分解一、选择题(本题共12小题，1～8题为单选，9～12题为多选)1．(2022·重庆高三期中)如下列各图所示，倾角不同的光滑斜面固定于水平地面上，挡板垂直固定于斜面。
四个相同的小球靠着挡板静止在斜面上，则球对挡板压力最大的是( D )[解析]设斜面的倾斜角为θ，对重力进行分解，垂直于斜面和沿斜面向下的两个力，则球对挡板的压力等于重力沿斜面向下的分力F＝mg sin θ，所以倾斜角越大，球对挡板的压力越大，故选D。
2．(2023·全国高三专题练习)固定水平板的两端分别装有定滑轮A、B，物块P放在平板上，两段细线分别绕过定滑轮连接在物块P点，两细线的另一端连接在质量为m的小球Q上，P、Q均处于静止，BQ段的细线竖直，重力加速度为g，则物块P受到平板的摩擦力( B )A．为0 B.等于mgC．小于mg D.大于mg[解析]BQ段的细线竖直，所以AQ段绳子没有拉力，即BQ段的细线的拉力等于mg，根据平衡条件，物块P受到平板的摩擦力等于mg。
故选B。
3．(2021·广东卷)唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力，设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁，F与竖直方向的夹角分别为α和β，α<β，如图所示，忽略耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是( B )A．耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大B．耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大C．曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力D．直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力[解析]将拉力F正交分解如图所示，则在x方向可得出F x曲＝F sin α，F x直＝F sin β，在y方向可得出F y曲＝F cos α，F y直＝F cos β。
由题知α<β，则sin α<sin β，cos α > cos β，则可得到F x曲< F x直，F y曲> F y直，A错误，B正确；耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对相互作用力，它们大小相等，方向相反，无论是加速还是匀速，则C、D错误。
2025版高考物理一轮总复习第2章相互作用专题强化2动态平衡问题平衡中的临界和极值问题提能训练
其次章专题强化二基础过关练题组一动态平衡问题1. (2024·安徽蚌埠检测)如图甲，一台空调外机用两个三角形支架固定在外墙上，空调外机的重心恰好在支架水平横梁OA和斜梁OB的连接点O的上方，图乙为示意图。
假如把斜梁加长一点，即B点下移，仍保持连接点O的位置不变，横梁照旧水平，这时OA对O点的作用力F1和OB对O点的作用力F2将如何变更( B )A．F1变大，F2变大B．F1变小，F2变小C．F1变大，F2变小D．F1变小，F2变大[解析]设OA与OB之间的夹角为α，对O点受力分析可知F压＝G，F2＝F压sin α，F1＝F压tan α，因斜梁加长，所以α角变大，由数学学问可知，F1变小，F2变小，B正确，A、C、D错误。
2．(2024·江西上饶市模拟)如图所示，轻绳a的一端固定于竖直墙壁，另一端拴连一个光滑圆环。
轻绳b穿过圆环，一端拴连一个物体，用力拉住另一端C将物体吊起，使其处于静止状态。
不计圆环受到的重力，现将C端沿竖直方向上移一小段距离，待系统重新静止时( B )A．绳a与竖直方向的夹角不变B．绳b的倾斜段与绳a的夹角变小C．绳a中的张力变大D ．绳b 中的张力变小[解析] 轻绳b 穿过圆环，一端拴连一个物体，可知轻绳b 的拉力与物体重力相等，依据力的合成法则可知轻绳b 与连接物体绳子拉力的合力F 方向与a 绳共线，用力拉住另一端C 将物体吊起，可知绳a 与竖直方向的夹角变大，故A 、D 错误；轻绳b 与F 的夹角变大，则绳b 的倾斜段与绳a 的夹角变小，故B 正确；依据力的合成法则可知，两分力的夹角变大，合力变小，故绳a 中的张力变小，故C 错误。
故选B 。
3. (多选)(2024·福建漳州质检)如图，用硬铁丝弯成的光滑半圆环竖直放置，最高点B 处固定一小滑轮，质量为m 的小球A 穿在环上。
现用细绳一端拴在小球A 上，另一端跨过滑轮用力F 拉动，使小球A 缓慢向上移动。
备考2024届高考物理一轮复习分层练习第二章相互作用专题四动态平衡问题平衡中的临界极值问题
专题四动态平衡问题平衡中的临界、极值问题1.[2024黑龙江鸡西实验中学校考]建筑工人用如图所示的方式将重物从平台缓慢下放到地面上，固定重物的光滑圆环套在轻绳上，轻绳的一端固定在竖直墙上，工人手握的部分有足够长的绳子，工人站在平台上的位置保持不变，缓慢释放手中的绳子，重物缓慢下降，则在重物下降的过程中（D）A.绳对圆环的作用力逐渐减小B.工人对绳的拉力不变C.平台对工人的支持力逐渐增大D.平台对工人的摩擦力逐渐减小解析由于重物缓慢下降，故绳对环的作用力等于重物的重力，保持不变，A错误；设重物重为G，绳与竖直方向的夹角为θ，绳的拉力大小为F，根据力的平衡可知2F cosθ＝G，缓慢释放手中的绳子，圆环两侧绳间夹角变小，即θ变小，易知绳上拉力F变小，故B错误；每侧绳的拉力的竖直分力等于重物重力的一半，对工人受力分析可知，平台对工人的支持力等于工人自身的重力与重物重力的一半之和，即平台对工人的支持力保持不变，故C错误；平台对工人的摩擦力等于绳的拉力的水平分力，即f＝1G tanθ，因此随着θ的减2小，平台对工人的摩擦力也逐渐减小，故D正确.2.[2024辽宁鞍山模拟]如图所示，装卸工人利用斜面将一质量为m、表面光滑的油桶缓慢地推到汽车上.在油桶上移的过程中，人对油桶推力的方向由与水平方向成60°角斜向上逐渐变为水平向右，已知斜面的倾角为θ＝30°，重力加速度为g，则关于工人对油桶的推力大小，下列说法正确的是（D）A.不变B.逐渐变小C.逐渐变大D.最小值为mg2解析分析油桶的受力情况，油桶受重力、斜面的支持力和推力，因工人缓慢地将油桶推到汽车上，油桶处于动态平衡状态，由三角形定则作出力的动态变化过程，如图所示，推力F由与水平方向成60°角斜向上逐渐变为水平向右的过程中，推力先变小后变大，最小时力F 和支持力N 垂直，即沿斜面方向，此时最小值为mg 2，D 正确. 3.[设问创新/2024湖北武汉部分学校调研]某装备矢量发动机（其喷口可以偏转，以产生不同方向的推力）的战斗机沿水平方向飞行.已知战斗机的质量为m ，升阻比（升力与阻力之比，升力主要由机翼上下表面空气流速不同产生，垂直机身向上，阻力平行机身向后）为k ，重力加速度取g .战斗机匀速巡航时，该发动机提供的最小推力为（ D ）A.mgB.mg kC.√k 2+1k mg D.√k 2+1k 2+1mg解析 由题意可知战斗机在匀速巡航时受到的重力、升力、阻力的示意图如图所示，由于F 升F 阻＝k 为一定值，所以升力和阻力的合力的方向是确定的，设此合力与阻力的夹角为θ，则tan θ＝k ，易知cos θ＝√k 2+1k 2+1，将重力向左上平移至如图所示，由图示的几何关系可知，当推力F 与升力和阻力的合力垂直时，推力最小，故最小推力F min ＝mg cos θ＝√k 2+1k 2+1mg ，D 正确.4.重庆南开中学为增强学生体魄，组织学生进行多种体育锻炼.在某次锻炼过程中，一学生将铅球置于两手之间，其中两手之间夹角为60°，保持两手之间夹角不变，将右手由图示位置缓慢旋转60°至水平位置.不计一切摩擦，则在转动过程中，下列说法正确的是（ B ）A.右手对铅球的弹力增加B.右手对铅球的弹力先增加后减小C.左手对铅球的弹力增加D.左手对铅球的弹力先增加后减小解析 对铅球受力分析，右手对铅球的弹力为F 1，左手对铅球的弹力为F 2，受力分析如图甲所示.F 1与F 2夹角为120°保持不变，故可以用动态圆求解如图乙所示.从图乙可看出F 1先增大后减小，F 2一直减小.故选B.图甲 图乙5.[2024湖南常德一中开学考]如图所示，质量均为m的铁球和木块通过轻绳a连接，轻绳b 一端拴接在铁球上，另一端连接在弹簧测力计的挂钩上，通过弹簧测力计牵引铁球和木块一起沿水平方向做匀速直线运动.当轻绳b与水平方向成30°角时弹簧测力计示数最小.已知重力加速度为g，则（D）A.木块与地面间的动摩擦因数为0.5mgB.弹簧测力计示数的最小值为12mgC.弹簧测力计示数最小时，轻绳a上的拉力大小为12D.弹簧测力计示数最小时，轻绳a与竖直方向的夹角为60°解析由于弹簧测力计牵引铁球和木块一起沿水平方向做匀速直线运动，则对铁球和木块整体受力分析如图甲所示，当轻绳b与水平方向成30°角时，弹簧测力计示数最小，此时轻绳b上的拉力T、整体的重力2mg，地面给木块的支持力F N与地面给木块的摩擦力f的、T＝2mg sinα、f＝合力F合的关系如图乙所示，根据几何关系可知α＝30°，且tanα＝fF NμF N，解得μ＝√3、T＝mg，故A、B错误；弹簧测力计示数最小时，轻绳a与竖直方向的3夹角为θ，则对铁球受力分析有T sin30°＋T a cosθ＝mg、T cos30°＝T a sinθ，联立解得θ＝60°、T a＝T＝mg，故C错误、D正确.6.[回归教材/2024山西大同一中阶段练习/多选]如图所示，木板B放在粗糙水平地面上，O为光滑铰链.轻杆一端与铰链O固定连接，另一端固定连接重为G的小球A.现将轻绳一端拴在小球A上，另一端通过光滑定滑轮O'由力F牵引，定滑轮位于O的正上方，整个系统处于静止状态.现改变力F的大小使小球A和轻杆从图示位置缓慢运动到O点正上方，木板始终保持静止，则在小球A运动过程中（AD）A.牵引力F逐渐减小B.轻杆对小球的作用力先减小后增大C.地面对木板的支持力逐渐减小D.地面对木板的摩擦力逐渐减小解析对小球A进行受力分析，三力构成矢量三角形，如图所示.由几何三角形与力三角形相似可得mgOO'＝FO'A＝F'OA，缓慢运动过程中，O'A逐渐减小，由mgOO'＝FO'A可知牵引力F逐渐减小，选项A正确；由mgOO'＝F'OA可知F'大小不变，即轻杆对小球A的作用力大小始终保持不变，选项B错误；设轻杆与竖直方向的夹角为θ，由B项可知轻杆对木板的作用力大小也不变，方向沿杆指向右下，但夹角θ逐渐减小，由N＝G B＋F'cosθ可知地面对木板的支持力N逐渐增大，选项C错误；由受力分析可知，地面对B的静摩擦力大小为f s＝F'sinθ，因F'大小不变，θ角逐渐减小，故f s逐渐减小，选项D正确.7.拖把是常用的劳动工具，假设拖把与水平地面接触端的质量为m，其他部分质量可忽略，接触端与地面之间的动摩擦因数为μ，如图所示，人施加沿杆方向的力F（图中未画出），推着接触端在水平地面上匀速滑行，杆与水平地面的夹角为α，重力加速度为g，则（D）A.夹角α越大，推动拖把越轻松B.接触端受到的支持力大小为F sinαC.接触端受到地面的摩擦力大小为μmgD.接触端受到地面的摩擦力与支持力的合力方向不变解析接触端所受水平地面的摩擦力f与支持力N满足的关系为fN＝μ，所以f和N的合力F'方向不变，则接触端可视为在mg、F和F'三个力的作用下保持平衡状态（把摩擦力与支持力合成为一个力，此题就转化成三个共点力的平衡问题，再由摩擦力与支持力的合力、人施加的力F和接触端受到的重力建构出力的矢量三角形），如图所示，可知夹角α越大，F越大，即推动拖把越费力，故A错误，D正确；接触端受到的支持力为N＝mg＋F sinα，故B错误；接触端受到地面的摩擦力为f＝μ（mg＋F sinα）＝F cosα，故C错误.8.[情境创新/2024江苏苏州实验中学校考]某建筑工地用一可以移动的升降机来吊装重物，如图所示，轻绳穿过下方吊着重物的光滑圆环，A、B两点分别固定在建筑和升降机上，下列说法正确的是（A）A.升降机缓慢上升时，绳中的张力大小不变B.升降机缓慢向左移动时，绳中的张力变小C.升降机缓慢上升时，地面对升降机的摩擦力变小D.升降机缓慢向左移动时，升降机对地面的压力变大解析 光滑圆环受力情况如图所示，设绳长为l ，升降机和建筑间距离为d ，右侧绳与竖直方向夹角为θ，绳中张力大小为F ，根据几何知识可知sin θ＝d l ，根据平衡条件有2F cos θ＝mg ，又cos θ＝√1－d 2l 2，解得F ＝mg2√1－d 2l 2，升降机缓慢上升时，d 和l 不变，故绳中的张力大小不变，A 正确；升降机缓慢向左移动时，d 变大，绳中的张力变大，故B 错误；根据平衡条件可知地面对升降机的摩擦力为f ＝12mg tan θ，升降机缓慢上升时，d 和l 不变，夹角θ不变，则地面对升降机的摩擦力不变，故C 错误；根据平衡条件可知，升降机对地面的压力为N'＝Mg ＋mg 2，升降机缓慢向左移动时，升降机对地面的压力不变，故D 错误.9.[2022河北]如图，用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的P 点，将木板以直线MN 为轴向后方缓慢转动直至水平，绳与木板之间的夹角保持不变，忽略圆柱体与木板之间的摩擦，在转动过程中（ B ）A.圆柱体对木板的压力逐渐增大B.圆柱体对木板的压力先增大后减小C.两根细绳上的拉力均先增大后减小D.两根细绳对圆柱体的拉力不变 解析 解法1：正弦定理法 设两绳子对圆柱体的拉力的合力为T ，木板对圆柱体的支持力为N ，绳子与垂直于木板方向的夹角为α，如图所示.在矢量三角形中，根据正弦定理得sinαmg ＝sinβN ＝sinγT .在木板以直线MN 为轴向后方缓慢转动直至水平的过程中，α不变，γ从90°逐渐减小到0°，又γ＋β＋α＝180°且α＜90°，可知90°＜γ＋β＜180°，则0°＜β＜180°，可知β从锐角逐渐增大到钝角，根据sinαmg ＝sinβN ＝sinγT可知，由于sin γ逐渐减小，sin β先增大后减小，可知T 逐渐减小，N 先增大后减小.因两绳子的拉力的合力T 逐渐减小，两绳子的拉力的夹角不变，则绳子拉力减小，故B 正确. 解法2：正交分解法 设木板与竖直方向的夹角为θ，圆柱体受到重力mg 、支持力F N 和两绳拉力的作用，设两绳拉力的合力为T ，方向在两绳角平分线上，设两绳夹角为2α，每条绳的拉力为T 0，由平行四边形定则可知T ＝2T 0cos α，设合力T 与木板间的夹角为β，由平衡条件可知T cos β＝mg cos θ，F N ＝mg sin θ＋T sin β，联立得F N ＝mg sin θ＋mg cos θtan β，根据数学知识有F N ＝mg ·√1+tan 2βsin （θ＋x ），即θ由0°变化到90°的过程中，F N 先增大后减小，A 项错、B 项正确；由上述式子解得T 0＝mgcosθ2cosαcosβ，所以绳的拉力随木板与竖直方向的夹角的增大而减小，C 、D 项错.10.一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＝30°）、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 f m由F f m＝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.下面说法正确的是（D）A.自锁状态时锁舌D的下表面所受摩擦力的方向向左B.锁舌D受到锁槽E摩擦力的方向沿侧面向上C.无论μ多大，暗锁仍然能够保持自锁状态D.无论用多大的力拉门，暗锁仍然能够保持自锁状态，μ存在最小值解析锁舌D受力分析如图所示，自锁状态时，由于锁舌有向左运动的趋势，故锁舌D的下表面所受到的最大静摩擦力为f1，其方向向右，锁舌D受到锁槽E摩擦力f2的方向沿侧面向下，故A、B错误；设锁舌D受到锁槽E的最大静摩擦力为f2，正压力为N，下表面受到的正压力为F，所受弹簧弹力为kx，由平衡条件有kx＋f1＋f2cosθ－N sinθ＝0，F－N cosθ－f2sinθ＝0，又f2＝μN，f1＝μF，联立上述方程得N＝2kx，令N趋向于无穷大，则有1－2√3μ－μ2＝0，解得μ1－2√3μ－μ2＝2－√3，无论用多大的力拉门，暗锁仍然能够保持自锁状态，μ最小值为2－√3，故D正确、C错误.11.[传统文化/2024湖南师范大学附属中学开学考]“抖空竹”是中国传统的体育活动之一，在我国有悠久的历史，为国家级非物质文化遗产之一.现将“抖空竹”中的一个变化过程简化成以下模型：轻质绳系于两根轻杆的端点位置，左、右手分别握住两根轻杆的另一端，一定质量的空竹架在绳上.接下来做如下动作，左手抬高的同时右手放低，使绳的两个端点缓慢匀速移动，其轨迹为竖直面内等腰梯形的两个腰（梯形的上、下底水平），如图所示.两端点分别自A、C两点，沿AB、CD以同一速度大小v匀速移动，忽略摩擦力及空气阻力的影响，则运动过程中（A）A.左、右两边绳的弹力均不变且相等B.左、右两边绳的弹力均变大C.左边绳的弹力变大D.右边绳的弹力变小解析如图所示，以空竹为研究对象进行受力分析，同一根绳子拉力处处相等，所以F1＝F2，设F1与水平方向的夹角为α，F2与水平方向的夹角为β，则有F1cosα＝F2cosβ，所以α＝β，故两根绳与竖直方向的，两端点移动的过程，两端点在水平方夹角相等，设为θ，则2F1cosθ＝mg，即F1＝mg2cosθ向上的距离不变，又绳长不变，所以θ不变，cosθ不变，从而得出F1和F2均不变，选项A正确，B、C、D错误.12.[空间力系＋活结问题/2024河南高三统考/多选]野炊时，三根对称分布的轻质细杆构成烹煮支架静置于水平地面上，如图甲所示.炊具与食物的总质量为m，各杆与竖直方向的夹角均为30°.出于安全考虑，盛取食物时用光滑铁钩缓慢拉动吊绳使炊具偏离火堆，如图乙所示.重力加速度为g，下列说法正确的是（AB）mgA.烹煮食物时，各杆对地面的压力大小均为2√39B.烹煮食物时，各杆受到地面的摩擦力大小均为√3mg9C.拉动吊绳过程中，吊绳上的张力不断增大D.拉动吊绳过程中，铁钩对吊绳的作用力方向不变mg，解析根据共点力平衡有3F cos30°＝mg，解得地面对各杆的支持力大小均为F＝2√39mg，故A正确；烹由牛顿第三定律知烹煮食物时，各杆对地面的压力大小均为F'＝F＝2√39mg，故B正确；拉动吊绳过程煮食物时，各杆受到地面的摩擦力大小均为f＝F sin30°＝√39中，炊具与食物受力平衡，故绳子的拉力等于炊具与食物的重力，故大小不变，C错误；拉动吊绳过程中，结点受到竖直向下的绳子拉力、斜向上的绳子拉力，以及铁钩对吊绳的作用力，在拉动吊绳过程中，斜向上的绳子拉力的方向改变，根据共点力平衡可知铁钩对吊绳的作用力方向改变，故D错误.。
2024年高考真题和模拟题物理分类汇编专题02 相互作用(解析版)
专题02相互作用1.(2024年辽宁卷考题)3.利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”，如图，在研磨过程中，砚台始终静止在水平桌面上。
当墨条的速度方向水平向左时，（）A.砚台对墨条的摩擦力方向水平向左B.桌面对砚台的摩擦力方向水平向左C.桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力D.桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力【答案】C【解析】A．当墨条速度方向水平向左时，墨条相对于砚台向左运动，故砚台对墨条的摩擦力方向水平向右，故A错误；B．根据牛顿第三定律，墨条对砚台的摩擦力方向水平向左，由于砚台处于静止状态，故桌面对砚台的摩擦力方向水平向右，故B错误；C．由于砚台处于静止状态，水平方向桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力，故C正确；D．桌面对砚台的支持力大小等于砚台的重力加上墨条对其的压力，故桌面对砚台的支持力大于墨条对砚台的压力，故D错误。
故选C。
2.(2024年湖北考题)6.如图所示，两拖船P、Q拉着无动力货船S一起在静水中沿图中虚线方向匀速前进，两根水平缆绳与虚线的夹角均保持为30°。
假设水对三艘船在水平方向的作用力大小均为f，方向与船的运动方向相反，则每艘拖船发动机提供的动力大小为（）A.3fB.3fC.2fD.3f【答案】B【解析】根据题意对S 受力分析如图正交分解可知2cos30T f = ，所以有3T f =对P 受力分析如图则有()()222sin 30cos30T f T F ++= ，解得3F =故选B 。
3.(2024河北卷考题) 5.如图，弹簧测力计下端挂有一质量为0.20kg 的光滑均匀球体，球体静止于带有固定挡板的斜面上，斜面倾角为30︒，挡板与斜面夹角为60︒．若弹簧测力计位于竖直方向，读数为1.0N,g 取210m/s ,挡板对球体支持力的大小为（）A.3N 3B.1.0NC.23N 3D.2.0N【答案】A 【解析】对小球受力分析如图所示由几何关系易得力F 与力N F 与竖直方向的夹角均为30︒，因此由正交分解方程可得sin 30sin 30N F F ︒=︒，cos30cos30N F F T mg ︒+︒+=解得3N F F ==故选A 。
备考2024届高考物理一轮复习分层练习第二章相互作用实验三探究两个互成角度的力的合成规律
实验三探究两个互成角度的力的合成规律1.[2024河南高三校联考]如图甲所示，某小组在水平放置的木板上做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验.实验的主要过程如下：A.将橡皮筋的一端固定，分别进行两次拉伸橡皮筋，一次是两位同学合作，先同时通过两细绳用两个弹簧测力计互成角度将橡皮筋的另一端拉到某一点O，记录O点位置同时记录两弹簧测力计示数F1和F2的大小和方向；另一次是用一个弹簧测力计通过细绳将橡皮筋的端点拉到同一位置点O，记录此时弹簧测力计示数F'的大小和方向；B.过O点，按统一标度作出力F1、F2和F'的图示如图乙所示；C.以F1、F2这两个力为邻边作出平行四边形，其对角线为如图乙所示的F.回答下列问题：（1）下列说法正确的是C.A.F1、F2之间的夹角最好为120°B.为了避免摩擦力的影响，要斜向上拉弹簧测力计C.用一个弹簧测力计拉细绳时，需调整弹簧测力计拉力的大小与方向，直到橡皮筋结点与事先标记的O点重合D.平行四边形定则求和的方法适用于某些矢量的求和，速度的合成遵循这种求和的方法，位移以及磁感应强度的合成不遵循这种方法（2）对乙图，F1、F2合力的理论值是F，实际测量值是F'.（均选填“F'”或“F”）（3）实验小组重新做了一次实验，如图丙所示，若图中每一小格长度均代表1.5N，则在图中作出F1与F2的合力大小为9.0N（保留2位有效数字）.解析（1）F1与F2之间的夹角不能太大也不能太小，也不一定是特殊的120°，选项A错误；使用弹簧测力计的时候，弹簧测力计应与木板平行，不可以斜向上拉弹簧测力计，选项B错误；用一个弹簧测力计拉细绳时，需调整弹簧测力计拉力的大小与方向，直到橡皮筋结点与事先标记的O点重合，这样保证F'与F1、F2是等效替代关系，选项C正确；平行四边形定则求和的方法适用于一切矢量的求和，位移、速度、磁感应强度的合成都遵循这种求和的方法，选项D错误.（2）对题图乙，F1、F2合力的理论值是平行四边形的对角线，即F.实际测量值是F'.（3）在题图丙中作出F1与F2的合力如图所示.图中每一小格长度均代表1.5N，则F1与F2的合力大小为9.0N.2.在探究求合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳，实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧测力计互成角度拉橡皮条，另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条.（1）在实验操作过程中，下列说法正确的是BD（填字母代号）.A.将橡皮条拉伸相同长度即可B.弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行C.用两个弹簧测力计同时拉细绳时，两个弹簧测力计示数之差应尽可能大D.拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些（2）小组同学利用坐标纸记下了橡皮条的结点位置O以及两个弹簧测力计拉力的大小和方向，如图所示，图中每一小格长度均代表0.5N，则F1与F2的合力大小为 2.5N.（保留2位有效数字）（3）实验过程中，保持橡皮条的结点位置O不动和弹簧测力计的拉力F1的方向不变，使另一个弹簧测力计从图示位置开始，沿顺时针方向缓慢转过53°角，关于弹簧测力计示数F2的变化，下列结论正确的是D.（已知sin53°＝0.8）A.逐渐增大B.逐渐减小C.先增大后减小D.先减小后增大解析（1）探究求合力的方法采用了等效替代的思想，需要两次将橡皮条的结点拉到同一位置，A错误；为了减小实验误差，操作中要求弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行，B正确；用两个弹簧测力计同时拉细绳时，两个弹簧测力计示数之差不应太大，否则将增大作图误差，C错误；为了更准确地记录力的方向，拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，D正确.（2）根据平行四边形定则，作出合力，如图甲所示，由图像可得合力大小F合＝2.5N.图甲图乙（3）实验过程中，保持橡皮条的结点位置O不动，即合力不变，弹簧测力计的拉力F1的方向不变，弹簧测力计的拉力F2的方向和大小都改变，如图乙所示.当F2与F1垂直时，F2有最小值，根据两力的大小与方向关系可知，两力初始夹角小于143°，由此可知F2的示数先减小后增大，D正确.3.[2024山东青岛调研检测]某同学探究共点力的合成规律.ABCD为竖直平板，E、F两处固定了轴线水平的轻质滑轮.调整钩码个数，当装置平衡时如图所示，此时记下绳子结点O的位置、三段绳子OE、OF、OP中弹力的方向及对应的钩码数目.图中OE、OF与水平或90°.方向的夹角分别为α、β，如果共点力的合成满足平行四边形定则，则α＋β＝π2保持钩码个数不变，将F处滑轮水平向右移动到G点，装置再次平衡后，结点O的位置将降低（选填“升高”“降低”或“不变”）.解析在探究共点力的合成规律时，需要记下力的大小和方向，在本实验中，钩码的个数反映力的大小，则还需记下力的方向.如果题图中的共点力的合成满足平行四边形定则，则.F处滑轮水平向右移动到G点，装根据钩码个数3、4、5结合几何关系可知应有α＋β＝π2置再次平衡时，由于钩码个数不变，则α、β均不变，O点沿EO向右下移动，即O点的位置降低.4.[实验装置创新]某同学用光滑平板A和B制作了一个直角架.该同学想通过此装置，利用压力传感器和量角器来验证力的平行四边形定则，主要实验步骤如下.（1）平板B置于水平面上，压力传感器固定在平板B上，将木块C置于压力传感器正上方，木块C紧靠平板A，如图甲所示，记录此时传感器的示数F1，此时平板A对木块C的弹力为0.图甲图乙（2）以直角架连接边为转轴，抬高平板B的另一端，使平板B绕转轴逆时针缓慢旋转，平板B转过的角度为60°时，记录传感器的示数F2，如图乙所示.（3）在误差允许的范围内，比较F1和F2的大小，若F1与F2的关系为F1＝2F2，即可初步验证平行四边形定则.（4）重复步骤（2），多次调整平板B转动的角度，比较F1和F2的大小，多次验证.（5）在步骤（2）中，随着转动角度的增大，通过平行四边形定则可以推出平板A对木块C的弹力一直变大（选填“一直变大”或“先变大后变小”）.解析（1）题图甲中平板B水平放置，平板A与木块C只接触没有弹力作用.【易错辨析】此处要注意两物体接触且发生弹性形变才有弹力，当不确定是否有弹力时可以采用假设法，假设没有平板A，看木块C能否静止，如果C静止，则A、C之间没有弹力，如果C不静止，则A、C之间有弹力.（3）对木块C进行受力分析，可知平板A对木块C的弹力和平板B对木块C的弹力均与各自接触面垂直，由于木块C处于平衡状态，故这两个弹力的合力应该竖直向上，如图（a）所示，根据几何关系可知合力为2F2，所以在误差允许的范围内，若F1＝2F2，即两个平板对木块C的弹力的合力与木块C受到的重力大小相等，方向相反，则可初步验证平行四边形定则.（5）平板B从题图甲所示位置缓慢旋转的过程中，两板对木块C的弹力夹角不变，保持垂直，作出辅助圆，如图（b）所示，可知平板A对木块C的弹力一直变大.5.[2024广东茂名联考]某中学实验小组的同学在探究合力与分力关系时，把木板放在水平桌面上，在木板上固定一张白纸，将橡皮筋的一端固定在图中的P点，橡皮筋的另一端拴接两个细绳套，用两弹簧测力计A、B（单位为N）拉两个细绳套使结点到O点（未画出），如图所示，其中弹簧测力计A的示数如图，改用一个弹簧测力计拉细绳套仍使结点到O点.（1）弹簧测力计A的读数为 4.90N.（2）下列说法不正确的是D.（请填写选项前对应的字母）A.实验时，应记录弹簧测力计的读数以及细绳的方向B.实验前，应将弹簧测力计进行校零C.实验时，应保持细绳与木板平行D.为了减小实验误差，应进行多次实验，且每次都必须使结点拉到同一位置O点（3）实验时，分别用两个弹簧测力计与一个弹簧测力计拉橡皮筋，均使结点拉到O点，则该实验用到的研究方法是B.A.控制变量法B.等效替代法C.类比法D.建立物理模型法（4）如果用两个弹簧测力计拉橡皮筋时的合力为F，用一个弹簧测力计拉橡皮筋时力为F'，则作图时F'（选填“F”或“F'”）一定与橡皮筋在同一条直线上.（5）如果开始两弹簧测力计的夹角小于90°，保持弹簧测力计B的方向以及结点O的位置不变，将弹簧测力计A沿逆时针方向缓慢转动，则弹簧测力计A、B读数的变化情况是B （请填写选项前对应的字母）.A.弹簧测力计A的读数先增大后减小，弹簧测力计B的读数一直减小B.弹簧测力计A的读数先减小后增大，弹簧测力计B的读数一直增大C.弹簧测力计A的读数一直减小，弹簧测力计B的读数先增大后减小D.弹簧测力计A的读数一直减小，弹簧测力计B的读数先减小后增大解析（1）由题图可知，弹簧测力计的分度值是0.1N，估读一位，故读数为4.90N.（2）实验时，要画出力的图示，因此需要记录弹簧测力计的读数和力的方向，A正确，不符合题意；为了用弹簧测力计准确测出力的大小，在测量之前要校零，B正确，不符合题意；细绳方向必须与木板平面平行，C正确，不符合题意；使结点拉到同一位置O点是针对同一次实验，并不是多次实验，D错误，符合题意.【易错辨析】同一次实验用单个弹簧测力计拉和用两个弹簧测力计拉需要将结点拉到同一位置，两次不同的实验不需要将结点拉到同一位置.（3）两次均使结点拉到O点，说明两次力的作用效果相同，则该实验用到的研究方法是等效替代法.故选项B正确.（4）根据二力平衡条件可知，用一个弹簧测力计拉橡皮筋时，弹簧测力计的拉力应与橡皮筋在同一条直线上，即F'一定与橡皮筋在同一条直线上.（5）画出两弹簧测力计拉力的合力，如图所示；现将弹簧测力计A沿逆时针方向缓慢转动，显然弹簧测力计A的读数先减小后增大，弹簧测力计B的读数一直增大.故选项B正确.。
备考2024届高考物理一轮复习分层练习第二章相互作用实验二探究弹簧弹力与形变量的关系
实验三探究两个互成角度的力的合成规律1.某同学用如图甲所示装置做“测定弹簧的劲度系数”的实验.（1）以下是这位同学根据自己的设想拟定的实验步骤，请按合理的操作顺序将步骤的序号写在横线上CBDAE.A.以弹簧长度l为横坐标，以钩码质量m为纵坐标，标出各组数据（l，m）对应的点，并用平滑的线连接起来.B.记下弹簧下端不挂钩码时，其下端A处指针所对刻度尺上的刻度l0.C.把铁架台固定于桌子上，将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺.D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、…钩码，待钩码静止后，读出弹簧下端指针指示的刻度记录在表格内，然后取下钩码（弹簧始终未超过弹性限度）.E.由图像找出m与l间的函数关系，进一步写出弹力与弹簧长度之间的关系式（重力加速度取g＝10m/s2），求出弹簧的劲度系数.（2）图乙为根据实验测得的数据标出的对应点，请作出钩码质量m与弹簧长度l的关系图线.图乙（3）写出弹簧弹力F关于弹簧长度l的函数表达式：F＝12.5（l－0.15）（N）.（4）此实验得到的结论：弹簧的劲度系数k＝12.5（12.4～12.6均可）N/m.（结果保留3位有效数字）（5）如果将指针分别固定在图甲A点上方的B处和A点下方的C处，作出钩码质量m和指针所对刻度l的关系图像，由图像进一步得出弹簧的劲度系数k B、k C，k B、k C与k相比，可能是AD.（请将正确选项的字母填在横线上）A.k B大于kB.k B等于kC.k C小于kD.k C等于k答案（2）如图所示解析 （1）合理的操作步骤的序号是CBDAE.（2）作出钩码质量m 与弹簧长度l 之间的关系图线，如答图所示.（3）由胡克定律可知mg ＝k （l －l 0），故有m ＝k （l －l 0）g＝k g（l －l 0），而m －l 图线的斜率k'＝0.3（39－15）×10－2kg/m ＝1.25kg/m ，弹簧的劲度系数k ＝k'g ＝12.5N/m ，则弹簧弹力F 和弹簧长度l 的关系为F ＝k （l －l 0），已知l 0＝1.5×10－1m ，所以F ＝12.5（l －0.15）（N ）.（4）由以上分析可知k ＝12.5N/m.（5）指针固定在B 处，测量的弹簧伸长量偏小，由F ＝k B Δl 可知，k B 偏大；指针固定在C 处，不影响弹簧伸长量的测量，k 值不变.2.一个实验小组做“探究弹簧弹力与弹簧伸长量关系”的实验.（1）甲同学采用如图（a ）所示装置，质量不计的弹簧下端挂一个小盘，在小盘中增添砝码，改变弹簧的弹力，实验中作出小盘中砝码重力随弹簧伸长量x 变化的图像如图（b ）所示.（重力加速度g ＝10m/s 2）①利用图（b ）中图像，可求得该弹簧的劲度系数为 200 N/m.②利用图（b ）中图像，可求得小盘的质量为 0.1 kg ，小盘的质量会导致弹簧劲度系数的测量结果与真实值相比 相同 （填“偏大”“偏小”或“相同”）.（2）为了制作一个弹簧测力计，乙同学选了A 、B 两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图（c ）所示的图像，为了制作一个量程较大的弹簧测力计，应选弹簧 B （填“A ”或“B ”）；为了制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选弹簧 A （填“A ”或“B ”）.解析 （1）①由图（b ）中图像可知，弹簧的劲度系数k ＝ΔF Δx ＝6－23.5－1.5N/cm ＝2N/cm ＝200N/m.②由图（b）中图像可知mg＝kx1，解得小盘质量m＝kx1g ＝2×0.510kg＝0.1kg；应用图像法处理实验数据，小盘的质量不会影响弹簧劲度系数的测量结果，即测量结果与真实值相同.（2）由图（c）可知，弹簧A所受拉力超过4N则超过弹性限度，弹簧B所受拉力超过8N 则超过弹性限度，故为了制作一个量程较大的弹簧测力计，应选弹簧B；由图（c）可知，在相同拉力作用下，弹簧A的伸长量大，则为了制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选弹簧A.3.某同学从废旧的弹簧测力计上拆下弹簧，用它来做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验.（1）对家中贴有瓷砖的墙面，用铅垂线测量，发现瓷砖之间的竖缝是竖直的，将刻度尺平行于竖缝固定在墙面上，将弹簧挂在墙面的挂钩上，并使刻度尺的零刻度线与弹簧上端平齐，如图甲所示.（2）在弹簧下端依次悬挂n个槽码（n＝0，1，2，3，…），当槽码静止时，测出弹簧拉力F n与指针所指的刻度尺示数L n，在F－L坐标系中描点，如图乙所示.图甲图乙①初始时弹簧下端未挂槽码，竖直弹簧的自然长度为L0＝ 1.3（1.2～1.4均可）cm（结果保留2位有效数字）；②实验中，若在测得图乙中P点的数据（27.0cm，10.78N）后，取下弹簧下端悬挂的所有槽码，则弹簧静止时不能（选填“能”或“不能”）恢复到自然长度L0；③在弹簧弹力从0增大至17.64N的过程中，弹簧劲度系数变化情况是先不变，再变小，后变大.（3）本次实验的部分数据如下.槽码个数n1234F n（N）0.98 1.96 2.94 3.92L n（cm） 2.5 3.7 4.9 6.1弹簧伸长量x n＝L n－L n－2（cm 2.4 2.4＝82N/m2位有效数字）.解析（2）①初始时弹簧下端未挂槽码，此时弹簧拉力F为0，由题图乙可知竖直弹簧的自然长度为1.3cm.②由题图乙分析可知，弹簧在挂8个以内槽码时弹力与弹簧形变量呈线性关系，大于8个之后的点不在同一直线上，说明弹簧被拉伸到超出了弹簧弹性限度范围，取下所有槽码后，弹簧静止时将无法恢复到自然长度，而P点时已大于8个槽码.③根据胡克定律有k＝ΔFΔL，将题图乙中的点平滑连接，连成的线的斜率对应弹簧的劲度系数，因此弹簧弹力从0增大至17.64N的过程中，弹簧劲度系数变化情况是先不变，再变小，后变大.（3）根据胡克定律有k＝ΔFΔL ＝（3.92－1.96）＋（2.94－0.98）2×2.4×10－2N/m＝82N/m.4.[实验原理创新/2024广东惠州第一次调研]某学习小组利用如图（a）所示的实验装置测量圆柱形橡皮筋的弹性模量，在弹性限度内，橡皮筋像弹簧一样，弹力大小F与伸长量x成正比，即F＝kx，k值与橡皮筋的原长L、横截面积S有关，理论与实践都表明k＝Y SL，其中Y在材料力学上被称为弹性模量.（1）在国际单位制中，弹性模量Y的单位应该是D.A.NB.mC.N/mD.N/m2（2）先利用刻度尺测量圆柱形橡皮筋的原长L，再利用螺旋测微器测量橡皮筋处于原长时的直径D，如图（b）所示，则D＝ 2.150mm.（3）作出橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的关系图像，如图（c）所示，则该橡皮筋的k值为313N/m（保留3位有效数字），由k＝Y SL通过计算得出该橡皮筋的弹性模量.解析（1）根据表达式k＝Y SL ，可得Y＝kLS，由F＝kx可得在国际单位制中k的单位是N/m，又在国际单位制中L的单位是m，S的单位是m2，所以在国际单位制中，Y的单位应该是N/m2，故选D.（2）由题图（b ）可知，螺旋测微器的读数为D ＝2mm ＋15.0×0.01mm ＝2.150mm ，则橡皮筋处于原长时的直径为2.150mm.（3）根据F ＝kx 可知，F －x 图像的斜率大小等于橡皮筋的k 值，由题图（c ）可求出k ＝250.08N/m ＝312.5N/m ≈313N/m.5.[实验器材创新/2023广东六校第一次联考]在探究弹力和弹簧形变量的关系时，某同学用力传感器先按图1所示的装置对弹簧甲进行探究，然后把弹簧甲和弹簧乙顺次连接起来按图2进行探究.在弹性限度内，每次使弹簧伸长一定的长度并记录相应的力传感器的示数，分别测得图1、图2中力传感器的示数F 1、F 2，如表中所示.弹簧总长度/cm12.00 14.00 16.00 18.00F 1/N30.00 31.04 32.02 33.02 F 2/N29.3429.6529.9730.30（1）根据表格，要求尽可能多地利用测量数据，计算弹簧甲的劲度系数k 1＝ 50.0 N/m （结果保留3位有效数字）；若该同学在进行实验之前忘了对力传感器进行校零，通过上述方法测得的弹簧甲的劲度系数跟真实值相比将 不变 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）.（2）仅根据表格中的数据 能 （选填“能”或“不能”）计算出弹簧乙的劲度系数.解析 （1）由于要尽可能多地利用测量数据，故采用逐差法计算劲度系数，即k 1＝12×[32.02－30.00（16.00－12.00）×10－2＋33.02－31.04（18.00－14.00）×10－2]N/m ＝50.0N/m ；若力传感器没有校零，可采用图像法处理，得出的图线斜率不变，即劲度系数的测量值跟真实值相比不变.（2）设弹簧乙的劲度系数为k ，将甲、乙两根弹簧等效为一根弹簧，可以根据表格中的数据求出等效弹簧的劲度系数k 2；由于甲、乙两弹簧承受的弹力始终相同，即有k 1x 1＝kx ＝k 2（x 1＋x ），化简可得1k 2＝1k 1＋1k ，即有k ＝k 1k 2k 1－k 2，因此可以根据表格中的数据计算出弹簧乙的劲度系数.6.[实验目的创新/2024陕西高三校联考阶段练习]用如图所示的装置可以测量弹性绳的劲度系数和物体之间的动摩擦因数.重力加速度大小为g ，认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等.具体操作如下：A.高度可调的悬点O 处悬挂一弹性绳，调整悬点O 的高度，使弹性绳自然下垂时，其下端恰与A 处的钉子等高.B.保持悬点O 固定，将质量为m 的盒子挂在弹性绳下端，稳定后测得弹性绳的伸长量为h 0（盒子未接触木板）.C.将质量为m0的重物放入盒中，使得盒子压在木板上，测得A与盒子上表面间的高度差为h.D.缓慢拉动木板，直至盒子相对木板发生滑动，测得此过程中盒子通过的距离为x.（1）实验时，不需要（选填“需要”或“不需要”）测量O、A间的距离.（2）弹性绳的劲度系数为mgℎ0.（3）盒子与木板间的动摩擦因数为mx（m＋m0）ℎ0－mℎ.解析（1）题中已测出弹性绳的伸长量，则不需要测量O、A间的距离.（2）根据胡克定律可知k＝FΔx ＝mgℎ0.（3）盒子通过距离x后，对其受力分析，设弹性绳的拉力为F，拉力与水平方向的夹角为θ，盒子所受支持力为N，盒子与木板间的摩擦力为f，根据共点力平衡条件有F cosθ＝f、F sinθ＋N＝（m＋m0）g，根据几何关系结合胡克定律可知F＝k√x2＋ℎ2，其中cosθ＝√x2＋ℎ2，sinθ＝√x2＋ℎ2，又f＝μN，联立解得μ＝mx（m＋m0）ℎ0－mℎ.。
高考物理复习微专题第二章相互作用练习含答案
第二章相互作用做真题明方向1．[2022·广东卷]如图是可用来制作豆腐的石磨．木柄AB静止时，连接AB的轻绳处于绷紧状态．O点是三根轻绳的结点，F、F1和F2分别表示三根绳的拉力大小，F1＝F2且∠AOB ＝60°.下列关系式正确的是()A.F＝F1B．F＝2F1C．F＝3F1D．F＝3F12．[2022·浙江6月]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33G B．作用力为36GC．摩擦力为34G D．摩擦力为38G3.[2022·浙江卷1月]如图所示，公园里有一仿制我国古代欹器的U形水桶，桶可绕水平轴转动，水管口持续有水流出，过一段时间桶会翻转一次，决定桶能否翻转的主要因素是() A．水桶自身重力的大小B．水管每秒出水量的大小C．水流对桶撞击力的大小D ．水桶与水整体的重心高低4.[2023·江苏卷]如图所示，“嫦娥五号”探测器静止在月球平坦表面处．已知探测器质量为m ，四条腿与竖直方向的夹角均为θ，月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度g 的16.每条腿对月球表面压力的大小为( )A ．mg 4B ．mg 4cos θC ．mg 6cos θD ．mg 245．[2021·广东卷]唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力．设牛用大小相等的拉力F 通过耕索分别拉两种犁，F 与竖直方向的夹角分别为α和β，α<β，如图所示．忽略耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是( )A ．耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大B.耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大C.曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力D ．直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力6．[2021·湖南卷]质量为M 的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，A 为半圆的最低点，B 为半圆水平直径的端点．凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为m 的小滑块．用推力F 推动小滑块由A 点向B 点缓慢移动，力F 的方向始终沿圆弧的切线方向，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是( )A ．推力F 先增大后减小B ．凹槽对滑块的支持力先减小后增大C ．墙面对凹槽的压力先增大后减小D ．水平地面对凹槽的支持力先减小后增大专题7重力和弹力1．[2023·福建省福州市联考]下列说法正确的是()A．同一物体在赤道和北极受到的重力大小相等B．水平桌面上的杯子受到的支持力是桌面发生形变而产生的C．物体间相互作用时，先有施力物体，后有受力物体D.物体的重心总在物体的几何中心，且物体均可看成质点2．在半球形光滑容器内，放置一细杆，如图所示细杆与容器的接触点分别为A、B两点，则容器上A、B两点对细杆的作用力方向为()3.[2023·辽宁大连模拟]篮球运动深受青少年喜爱，姚明将篮球用力抛出后在空中划出优美的弧线，篮球在空中运动时，不受空气阻力，则受力分析的示意图正确的是(其中G表示重力，F表示推力)()4．[2023·广东省肇庆市质检](多选)如图甲所示，轻弹簧左端固定，在弹簧右端施加100 N 的水平拉力，该轻弹簧伸长了0.1 m；若用两只手分别作用在另一相同的轻弹簧两端，每只手对弹簧的水平拉力均为100 N，如图乙所示，已知弹簧形变量均未超过弹性限度，下列说法正确的是()A．弹簧的劲度系数为1 000 N/mB．弹簧的劲度系数为2 000 N/mC．图乙弹簧伸长量为0.1 mD．图乙弹簧伸长量为0.2 m5．[2023·广东茂名市练习]脚蹬拉力器由脚环、两根相同的弹性绳、把手组成，可以做到手脚配合，锻炼手臂、腿、腰部、腹部等部位，深受健身人士的喜爱．如图所示，女子用沿平行于弹性绳的力拉动拉力器时，每只手拉力大小为120 N时，弹性绳比原长伸长了30 cm.弹性绳的弹力与伸长量成正比，且未超过弹性限度，不计把手和弹性绳重力，下列说法正确的是()A．把手对弹性绳的拉力是由于弹性绳发生形变产生的B．弹性绳的劲度系数为400 N/mC．弹性绳的劲度系数为800 N/mD．若每只手的拉力改为80 N，弹性绳长度为20 cm6．探究某根弹簧的伸长量x与所受拉力F之间的关系如图所示，下列说法正确的是()A．弹簧的劲度系数是2 N/mB．当弹簧伸长量为x1＝2 cm时，弹簧产生的拉力是F1＝400 NC．当弹簧受F2＝800 N的拉力作用时，弹簧总长度为x2＝40 cmD．弹簧的劲度系数是2×103 N/m7.[2023·辽宁省名校联盟联考](多选)如图所示，轻质弹簧P上端固定在天花板上，下端的挂钩钩住轻弹簧Q的环，P、Q的劲度系数分别为k1和k2，现用大小为F的拉力竖直向下拉弹簧Q，两只弹簧形变量之和为Δx.下列说法正确的是()A．Δx＝Fk1＋F k2B．Δx＝F2k1＋F2k2C．若将拉力F增加一倍，则稳定后两只弹簧的总长度之和也增加一倍k1k2 k1＋k2的弹簧等效D．上述两只弹簧形变的效果与一只劲度系数为专题8摩擦力1．[2023·重庆市西南大学附中期末]现有一台台式电风扇放在水平桌面上，该电风扇运行时，调节它的“摇头”旋钮可改变风向，但风向一直水平．若电风扇底座在桌面上始终不发生移动，下列说法正确的是()A．电风扇受到两个力的作用B．桌面对电风扇的摩擦力大小和方向都不变C．风扇对空气的作用力与桌面对风扇的摩擦力互相平衡D．空气对风扇的作用力与桌面对风扇的摩擦力大小相等2．[2023·浙江省金华调研]如图所示，重为800 N的沙发放在水平地面上，体重600 N的小王至少要用96 N的水平力推沙发，才能使沙发从原地开始运动．沙发开始运动以后，小王用80 N的水平力推沙发，就可以使沙发保持匀速直线运动．以下说法正确的是()A.沙发与地面之间的动摩擦因数为0.12B．若用90 N的水平力推这个静止的沙发，则此时沙发所受的摩擦力大小为80 NC．若用96 N的水平力推这个已经在运动的沙发，则此时沙发所受的摩擦力大小为96 N D．小王盘腿坐在沙发上，小李用140 N的水平力推已经在运动的沙发，可使小王和沙发保持匀速运动3．[2023·“皖豫名校联盟体”考试]轮椅分为电动和手动轮椅，是用于伤员、病人、残疾人居家康复、周转运输、就诊、外出活动的重要移动工具．如图是一款手动轮椅，该轮椅共有4个轮子，人用双手推动手轮驱动轮椅向前运动．关于地面对4个轮子的摩擦力，下列说法正确的是()A．前轮、后轮受到的摩擦力都向前B．前轮、后轮受到的摩擦力都向后C．前轮受到的摩擦力向前，后轮受到的摩擦力向后D.前轮受到的摩擦力向后，后轮受到的摩擦力向前4．[2023·江苏省高邮市调研]在机场和海港，常用输送带运送旅客的行李和货物，如图所示，甲为水平输送带，乙为倾斜输送带，当行李箱m随输送带一起匀速运动时，不计空气阻力，下列几种判断中正确的是()A．甲情形中的行李箱受到向右的摩擦力B．乙情形中的行李箱受到沿斜面向下的摩擦力C．乙情形中的行李箱受到沿斜面向上的摩擦力D．甲情形中的行李箱受到向左的摩擦力5.[2023·广东省质检](多选)如图所示，C是水平地面，A、B是两个长方形物块，F是作用在物块B上沿水平方向的力，物体A和B以相同的速度做匀速直线运动．由此可知，A、B 间的动摩擦因数μ1和B、C间的动摩擦因数μ2有可能是()A．μ1＝0，μ2＝0 B．μ1≠0，μ2＝0C．μ1＝0，μ2≠0 D．μ1≠0，μ2≠06.[2023·辽宁省鞍山市一中二模]如图所示，吸附在竖直玻璃上质量为m的擦窗工具，在平行于玻璃的拉力作用下，沿与竖直方向夹角为60°的虚线方向做匀速直线运动，若摩擦力大小与重力大小相等，重力加速度为g，则拉力的大小为()A．mg B．2mgC．32mg D．3mg7．如图所示为研究物块与木板之间摩擦力大小的实验装置．将一物块和木板叠放于水平桌面上．轻质弹簧测力计一端固定，另一端用细线与物块水平相连．现在用轻绳与长木板连接，用手向右水平拉轻绳，使长木板在桌面上滑动．弹簧测力计示数稳定后，下列说法正确的是()A ．物块与木板之间的摩擦力是静摩擦力B ．木板必须在桌面上做匀速直线运动C ．弹簧测力计示数一定等于物块受到的摩擦力D ．弹簧测力计示数一定等于木板受到的摩擦力8．[情境创新]如图，某同学在沙料场中发现沙子堆积时会形成圆锥体，且堆积过程中圆锥体的底角保持不变．他测得某堆沙子的底部周长约为30 m ，沙子之间的动摩擦因数约为0.8，则这堆沙子的体积约为(圆锥体的体积等于底面积与高的乘积的三分之一)( )A ．1×102 m 3B ．2×102 m 3C ．3×102 m 3D ．8×102 m 39．如图所示，在倾角为θ的斜面上，静止着两个质量均为m 的物块A 、B .两物块之间连接着一劲度系数为k 的轻质弹簧，两物块和斜面间的动摩擦因数均为μ，物块和斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g ，则弹簧的最大伸长量是( )A ．mg sin θkB ．μmg cos θkC ．mg （μcos θ＋sin θ）kD ．mg （μcos θ－sin θ）k10.[2023·济宁市邹城市考试]如图所示，轻质弹簧一端系在质量为m ＝1 kg 的小物块上，另一端固定在墙上．物块在斜面上静止时，弹簧与竖直方向的夹角为37°，已知斜面倾角θ＝37°，斜面与小物块间的动摩擦因数μ＝0.5，斜面固定不动．设物块与斜面间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度取g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.下列说法正确的是( )A ．小物块可能只受三个力B ．弹簧弹力大小一定等于4 NC ．弹簧弹力大小可能等于5 ND ．斜面对物块的支持力可能为零11．(多选)如图所示，装载石块的自卸卡车静止在水平地面上，车厢倾斜至一定角度时，石块沿车厢滑至车尾．若车厢倾斜至最大角度时还有部分石块未下滑，货车会向前加速，从而把残余石块卸下．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则()A.增加车厢倾斜程度的过程中，石块受到的支持力一直增加B．增加车厢倾斜程度的过程中，未下滑的石块受到的摩擦力一直增加C．增加车厢倾斜程度的过程中，所有石块受到的摩擦力先增加后减小D．卡车向前加速时，残余石块所受最大静摩擦力会减小12．(多选)如图所示，斜面体放置在粗糙的水平地面上，在沿斜面向上的推力F作用下，物体A和斜面体B均保持静止．若减小推力F，物体A仍然静止于斜面上，则() A．斜面对物体A的作用力不一定变小B．斜面对物体A的支持力一定变小C．斜面对物体A的摩擦力一定变小D．地面对斜面体的摩擦力一定变小13．[2023·湖北武汉市阶段练习](多选)如图甲所示，通过一拉力传感器(能测量力大小的装置)用力水平向右拉一水平面上质量为5.0 kg的木块，A端的拉力均匀增加，0～t1时间内木块静止，木块运动后改变拉力，使木块在t2后做匀速直线运动．计算机对数据拟合处理后，得到如图乙所示拉力随时间变化的图线，下列说法正确的是(g＝10 m/s2)()A．若F＝4.0 N，则木块与水平面间的摩擦力f1＝4.0 NB．若F＝6.0 N，则木块与水平面间的摩擦力f2＝6.0 NC．木块与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.11D．木块与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.10专题9牛顿第三定律1．春秋时期齐国人的著作《考工记》中有“马力既竭，辀(zhōu)犹能一取焉”，意思是马拉车的时候，虽然马对车不再施力了，但车还能继续向前运动一段距离．这一现象说明了()A．车的运动不需要力来维持B．物体受到的重力是由地球对物体的引力产生的C.地面对物体的支持力和物体对地面的压力是一对相互作用力D．弹力存在于相互接触的物体之间2．[2023·北京市密云区期末考试]如图所示，某人站在体重计上保持相对静止，关于人受到的重力及人与体重计间的相互作用，下列说法正确的是()A．人受到的重力和人对体重计的压力是同一个力B．人受到的重力和人对体重计的压力是一对平衡力C．人对体重计的压力是由体重计发生形变而产生的D．人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对作用力和反作用力3．[2023·浙江省长兴县期中考试]如图甲所示，某同学将两只力传感器对拉，与力传感器相连的电脑中显示两个力的Ft图像如图乙所示，则两只力传感器()A.一定处于静止状态B．一定处于匀速运动状态C．一定处于加速直线运动状态D．可能处于减速直线运动状态4.如图所示，用网球拍打击飞过来的网球，则球拍打击球的力()A．大于球撞击球拍的力B．与球撞击球拍的力性质不同C．与球撞击球拍的力同时产生D．与球撞击球拍的力方向相同5.[2023·福建省阶段练习]如图所示为某款做吸式无线充电宝，充电宝本身具有磁性，可直接吸附在手机上进行无线充电．某人以图示方式拿着充电宝(手始终未与手机接触)，将其沿顺时针缓慢转至竖直，若充电宝与手机间的磁吸力大小保持恒定，且两者始终相对静止，则()A．手机始终受到三个力的作用B．充电宝对手机的弹力逐渐减小到零C．充电宝对手机的摩擦力逐渐增大D．充电宝对手机的作用力逐渐增大6.[2023·浙江省浙南名校联考]“象步虎掌”是同学们喜欢的传统体育游戏之一．游戏开始前水平地面上甲、乙两位同学相隔一定距离站立，然后伸出双掌水平相抵且稍发力．开始后双方用巧力向前推出或向后缩让，脚掌先移离原位者为输．如图所示为游戏开始前甲、乙处于静止状态，则此时()A．甲对乙的推力是由于乙的手掌发生改变B．甲对乙的推力可能大于乙对甲的推力C．以甲、乙整体为研究对象，甲和乙受到的摩擦力是一对平衡力D．甲、乙受到的摩擦力与各自的重力成正比，与受到的推力无关专题10力的合成与分解1．下列关于力的合成与分解的说法正确的是()A．合力一定大于分力B．一个合力只能分解为两个分力C．任意两个确定的分力都有两个合力D．一个大小为2 N的合力可以分解成两个大小分别为2 N和3 N的分力2.[2023·浙江省金华调研]如图所示，两人用同样大小的力共提一桶水，已知水和桶的总质量为m，两拉力F1、F2的夹角为θ，水桶始终保持静止状态，下列说法正确的是() A．两拉力F1、F2的合力大于mgB．夹角θ变大时，拉力F1、F2都变大C．当θ＝60°时，F1＝F2＝mgD．当θ＝120°时，F1＝F2＝32mg3.[2023·广东省揭阳市期末](多选)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，有关F1和F2的变化情况说法正确的是()A．F1变小B．F2变大C．F1和F2都不变D．不能确定4.[2023·全国联考]如图所示，竖直杆上穿着一个质量为m的小球，拉力F与竖直杆成45°角，小球在拉力F的作用下向上匀速运动，已知小球与杆之间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g，小球可看成质点，则拉力F为()A ．42 mgB ．22 mgC ．2 mgD ．22mg 5．[2023·浙江省学业水平考试模拟卷]如图甲所示为明朝宋应星所著《天工开物》中用重物测量弓弦张力的“试弓定力”插图．示意图如图乙所示，在弓的中点悬挂质量为M 的重物，弓的质量为m ，弦的质量忽略不计，悬挂点为弦的中点，张角为θ，当地重力加速度为g ，则弦的张力为( )A.（M ＋m ）g 2cos θ2 B ．（M ＋m ）g 2sinθ2C ．Mg 2sin θ2D ．mg2cosθ26.[2023·黑龙江省大庆市质检]如图所示为汽车内常备的一种菱形千斤顶的原理图，摇动手柄，使螺旋杆转动，A 、B 间距离发生改变，从而实现重物的升降．若一重为G 的物体放在此千斤顶上，保持螺旋杆水平，已知AB 与BC 之间的夹角为θ，不计摩擦，则BC 杆对轴C 作用力大小为( )A ．F ＝G 2sin θB ．F ＝Gsin θC ．F ＝G 2cos θD ．F ＝Gtan θ7．[2023·广东省联考](多选)如图甲所示，用瓦片做屋顶是我国建筑的特色之一．铺设瓦片时，屋顶结构可简化为图乙所示，建筑工人将瓦片轻放在两根相互平行的檩条正中间，若瓦片能静止在檩条上．已知檩条间距离为d ，以下说法正确的是( )A．瓦片总共受到五个力的作用B．减小檩条间的距离d时，瓦片与檩条间的弹力增大C.减小檩条间的距离d时，瓦片可能会下滑D．增大檩条间的距离d时，瓦片与檩条间的摩擦力增大专题11共点力的平衡1．[2023·河北省联考]挂灯笼的习俗起源于两千多年前的西汉时期，现已成为中国人喜庆的象征．某次挂灯笼的情景如图所示，准备由3根等长的轻质细绳悬挂起2个质量均为m的灯笼，用水平力F拉BC细绳使系统处于静止状态，另外两根细绳与水平面所成的角度分别为θ1和θ2，下列关系式正确的是()A．F OA＝mgsin θ1B．F AB＝mg tan θ2C．tan θ1＝2tan θ2D．F＝2mg sin θ12.[2023·广东省深圳月考]如图所示，某同学想进行一项挑战，他两手水平用力夹起一摞书保持静止，设手对书施加的水平压力F＝220 N，若每本书的质量均为0.90 kg，手与书之间的动摩擦因数为μ1＝0.4，书与书之间的动摩擦因数相同，均为μ2＝0.3，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2.则该同学()A．最多能夹住9本书B．最多能夹住19本书C．最多能夹住14本书D．最多能夹住16本书3.[2023·“皖豫名校联盟体”考试]如图所示，斜面体置于水平地面上，对物体Q施加一个沿斜面向上的力F，使斜面体上叠放的两物体P、Q一起沿斜面向下做匀速运动，P、Q没有相对滑动，则下列说法正确的是()A．物体Q受力的个数一定为3B．物体P受力个数一定为5C．斜面体受力的个数一定为4D．斜面体一定受地面的摩擦力4．[2023·湖南省联考]如图，轻质弹簧的左端与墙面相连，右端与一质量m＝1 kg的物块相连，物块与水平面之间的动摩擦因数μ＝0.5.现给物块施加一个水平向右的恒力F＝8 N，物块仅能在AB之间静止．若AB之间距离为0.05 m，最大静摩擦力视为滑动摩擦力，重力加速度g＝10 m/s2，则下列说法正确的是()A．弹簧原长位置在A点右侧B．弹簧原长位置在AB之间C．弹簧劲度系数k＝200 N/mD．弹簧劲度系数k＝260 N/m5．[2023·浙江省联考]质量为m的小球，用细线AB悬挂在竖直的墙壁上，细线与墙壁的夹角为60°，如图甲所示，当小球受到拉力F1时，拉力与细线的夹角为120°，小球正好静止不动．如图乙所示，当小球受到拉力F2时，与细线的夹角为150°，小球正好静止不动，重力加速度为g，下列说法正确的是()A．两种情况下，细线AB的拉力与重力的合力的大小之比为1∶3B．两种情况下，细线AB的拉力相同C．两种情况下，细线AB的拉力之比为2∶1D．F1、F2的比值为2∶36．[2023·云南省昆明检测]如图，两个轻滑轮通过细绳悬挂在天花板上，轻绳跨过滑轮连接两个质量为m的物体，将一与质量为M的物体连接的动滑轮放到轻绳上后系统保持静止，滑轮质量不计．此时悬挂在天花板上的轻绳与竖直方向的夹角为30°，则M与m的比值关系正确的是()A．1∶1 B．1∶2C．2∶1 D．1∶37．[2023·辽宁沈阳月考]如图所示，质量为m的匀质细绳，一端系在天花板上的A点，另一端系在竖直墙壁上的B点，平衡后最低点为C点．现测得AC段绳长是BC段绳长的n倍，且过绳子B端的切线与墙壁的夹角为α.以下说法正确的是()A．绳子在C处弹力大小为mg tan αB．绳子在B处弹力大小为mg（n＋1）cos αC．绳子在A处弹力大小为mg1＋tan2αn＋1D．绳子A端的切线与竖直方向夹角也为α8．[2023·河北省邢台市模拟]如图所示，轻杆AB的左端用铰链与竖直墙壁连接，轻杆CD的左端固定在竖直墙上．图甲中两轻绳分别挂着质量为m1、m2的物体，另一端系于B点，图乙中两轻绳分别挂着质量为m3、m4的物体，另一端系于D点．四个物体均处于静止状态，图中轻绳OB、O′D与竖直方向的夹角均为θ＝30°，下列说法一定正确的是()A．m1∶m2＝1∶1 B．m1∶m2＝2∶3C．m3∶m4＝1∶1 D．m3∶m4＝2∶39．[2023·安徽省宣城市模拟]如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，光滑斜面ab与水平面的夹角为60°，粗糙斜面bc与水平面的夹角为30°，顶角b处安装一个定滑轮．质量分别为M、m的两滑块A和B，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行．整个系统始终处于静止状态，已知物体B的质量m＝1kg，物体B与斜面bc间的动摩擦因数μ＝35，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g＝10 m/s2，则物体A质量的大小M可能是()A．0.2 kg B．0.8 kgC．1.5 kg D．2 kg10．[2023·重庆市第四次质量检测]如图1所示，横截面为直角的斜槽与水平方向的夹角为θ，横截面为正方形的长方体型物体恰好沿斜槽匀速下滑，斜槽横截面MON如图2所示，过斜槽底部OP的竖直面(图中未画出)与斜槽横截面MON相交处为虚线OO′，MO与虚线OO′的夹角也为θ，斜槽两侧面为同种材料．物体与斜槽的动摩擦因数等于()A．tan θB．tan θsin θ＋cos θC．1tan θ（sin θ＋cos θ）D．1tan θ11．[2023·山东省德州市联合调考]一横梁起重机移动货物时因出现故障而失去动力，工作人员在货物上作用一水平恒力，使货物和起重机一起缓慢向右移动，此过程可简化为如图所示的模型．已知起重机的质量为m1，货物的质量为m2，绳索与水平轨道间的夹角为θ，重力加速度大小为g，绳索的质量不计，求：(1)水平恒力的大小F；(2)水平横梁对起重机的阻力大小与横梁受到的压力大小的比值k.专题12动态平衡问题1．(多选)如图甲所示，一只小鸟沿着较粗的树枝从A点缓慢移动到B点，将该过程抽象为质点从圆弧上的A点移动到B点，如图乙所示，以下说法正确的是()A．树枝对小鸟的弹力减小B．树枝对小鸟的弹力增大C．树枝对小鸟的摩擦力减小D．树枝对小鸟的摩擦力增大2.[2023·云南月考]如图所示，置于斜面上的物体A受到平行于斜面向下的力F作用保持静止．若力F大小不变，方向在竖直平面内由沿斜面向下顺时针缓慢转到沿斜面向上(转动范围如图中虚线所示).在F转动过程中，物体和斜面始终保持静止．在此过程中() A．地面与斜面间的摩擦力可能先减小后增大B．地面与斜面间的摩擦力可能一直增大C．物体与斜面间的摩擦力可能先增大后减小D．物体与斜面间的摩擦力可能一直减小3.(多选)如图所示，质量为m的小球套在竖直固定的光滑圆环上，在圆环的最高点有一个光滑小孔，一根轻绳的下端系着小球，上端穿过小孔用力拉住，开始时绳与竖直方向夹角为θ，小球处于静止状态，现缓慢拉动轻绳，使小球沿光滑圆环上升一小段距离，则下列关系正确的是()A．绳与竖直方向的夹角为θ时，F＝2mg cos θB．小球沿光滑圆环上升过程中，轻绳拉力逐渐增大C．小球沿光滑圆环上升过程中，小球所受支持力逐渐增大D．小球沿光滑圆环上升过程中，小球所受支持力大小不变4.[2023·广东省肇庆市统考]如图所示，用网兜把足球挂在光滑墙壁上的A 点，足球与墙壁的接触点为B .若更换悬线更长的新网兜，重新把足球挂在A 点，足球与墙壁接触点为C (图中未标出)，已知两点间距l AC >l AB ，下列说法正确的是( )A ．网兜对A 点的拉力不变B ．网兜对A 点的拉力变小C ．足球对墙壁的压力不变D ．足球对墙壁的压力变大5．[2023·海南卷]如图所示，工人利用滑轮组将重物缓慢提起，下列说法正确的是( )A ．工人受到的重力和支持力是一对平衡力B ．工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力C ．重物缓慢提起的过程中，绳子拉力变小D ．重物缓慢提起的过程中，绳子拉力不变 6．[2023·江苏省苏州市调研]某气象研究小组用图示简易装置测定水平风速，在水平地面的底座(始终保持静止)上竖直固定一直杆，半径为R 、质量为m 的薄空心塑料球用细线悬于杆顶端O ，当水平风吹来时，球在风力的作用下飘起来．已知风力大小正比于风速，也与球正对风的截面积成正比，当风速v 0＝3 m/s 时，测得球静止时细线与竖直方向的夹角θ＝30°.则下列说法正确的是( )A.当θ＝60°时，风速v ＝6 m/sB ．若风速增大到某一值时，θ可能等于90°C ．若风速不变，换用半径相等、质量较大的球，则θ减小D ．若风速增大，换用半径较大、质量不变的球，底座对地面的压力增大7．如图甲所示，质量为m 的半球体静止在倾角为θ的平板上，当θ从0缓慢增大到π2 的过程中，半球体所受摩擦力F f 与θ的关系如图乙所示，已知半球体始终没有脱离平板，半球。
高考物理一轮微专题复习第2章_相互作用_微专题6_word版有答案
[方法点拨] (1)力的合成遵循平行四边形定则；(2)力分解常用的方法有实际效果分解法和正交分解法．1．(合力与分力的关系)(多选)两个共点力F 1、F 2大小不同，它们的合力大小为F ，则( )A ．F 1、F 2同时增大一倍，F 也增大一倍B ．F 1、F 2同时增加10 N ，F 也增加10 NC ．F 1增加10 N ，F 2减少10 N ，F 一定不变D ．若F 1、F 2中的一个增大，F 不一定增大2．(力的合成)如图1所示，一个“Y ”形弹弓顶部跨度为L ，两根相同的橡皮条自由长度均为L ，在两橡皮条的末端有一块软羊皮(长度不计)做成裹片．若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律，且劲度系数为k ，发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为2L (弹性限度内)，则发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为( )图1A ．kLB ．2kL C.32kL D.152kL 3．(力的分解)如图2所示是一种常用的“千斤顶”示意图，摇动手柄能使螺旋杆转动并保持水平，而A 、B 间距离发生变化，重物就能被顶起或下降．若物重为G ，杆AB 与AC 之间的夹角为θ，不计“千斤顶”本身的重量，则“千斤顶”螺旋杆AB 的拉力大小为( )图2A ．G sin θB ．G cos θC ．G tan θ D.G tan θ4．(正交分解)如图3所示，物体A 和B 的质量分别为2 kg 和1 kg ，用跨过定滑轮的细线相连，静止地叠放在倾角为θ＝30°的光滑斜面上，A 与B 间的动摩擦因数为35，现有一平行于斜面向下的力F 作用在物体B 上，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，若要使物体运动， 图3 则F 至少为(g ＝10 m/s 2)( )A ．20 NB ．22 NC ．11 ND ．17 N5．如图4所示，老鹰沿虚线MN 斜向下减速俯冲的过程中，空气对老鹰的作用力可能是图中的( )图4A ．F 1B ．F 2C ．F 3D ．F 46．如图5所示，两根轻绳AO 和BO 共同悬吊一重物，两绳的另一端分别系在天花板和竖直墙上，两绳与水平方向的夹角分别为α和β，则以下说法不正确的是( )A ．若α＝β，则两绳的张力大小相等 图5B ．若α＞β，则AO 绳中的张力较大C ．若α、β同时增大，则两绳中的张力都会增大D ．若α不变而β可变，则当α＋β＝π2时，BO 绳中的张力最小7．如图6是一顶搭在水平地面上的简易帐篷的骨架，骨架由一根立杆OO ′和三条绳索AO 、BO 、CO 构成，三条绳索的长度都为L ，地面上的三个固定桩A 、B 、C 之间的距离也均等于L ，三条绳索绷紧后，立杆对结点O 的支持力为F ，已知三条绳索上的张力大小都相等，不计绳索的重力，则每条绳索上的张力大小为( )图6 A.33F B.62F C.63F D.66F 8．如图7所示，一竖直放置的大圆环，在其水平直径上的A 、B 两端系着一根不可伸长的柔软轻绳，绳上套有一光滑小铁环．现将大圆环在竖直平面内绕O 点顺时针缓慢转过一个微小角度，则关于轻绳对A 、B 两点拉力F A 、F B 的变化情况，下列说法正确的是( )图7A ．F A 变小，FB 变小B ．F A 变大，F B 变大C ．F A 变大，F B 变小D ．F A 变小，F B 变大9．如图8所示，一根轻绳两端分别固定两个完全相同的小球a 、b ，每个球的重力为G .在绳的中点施加一个竖直向上的拉力F ，两球静止在空中，以下判断正确的是( )A ．轻绳越长，F 越大B ．轻绳越长，轻绳对球的拉力越大 图8C ．轻绳对球的拉力可能小于GD ．轻绳越短，a 、b 之间的弹力越大10．迎泽公园有这样一根电杆，一条电缆线由北向南绕过电杆转向由东向西，电缆与电杆的接触点为P .固定电杆的钢索一端固定在P 点，另一端固定在地面上，钢索、电杆与东西方向的电缆在同一竖直平面内，如图9所示．设电缆线水平，南北、东西方向的电缆对电杆的拉力分别为F1、F2，且大小相等，钢索对电杆的拉力为F3.已知植于土中的电杆竖直，下列说法正确的是()图9A．F1、F2和F3的合力竖直向下B．地面对电杆的作用力竖直向上C．F1、F2和F3在水平面内的合力可能为0D．F1、F2和F3在水平面内合力的方向偏向北方一侧答案精析1．AD [根据求合力的公式F ＝F 21＋F 22＋2F 1F 2cos θ(θ为F 1、F 2的夹角)，若F 1、F 2都变为原来的2倍，合力也一定变为原来的2倍，A 正确；对于B 、C 两种情况，力的变化不是按比例增加或减少的，不能判断合力的变化情况，B 、C 错误；若F 1与F 2共线反向，F 1>F 2，则F ＝F 1－F 2，F 1增大时，F 增大．F 2增大且小于F 1时，F 减小，所以D 正确．]2．D [根据胡克定律知，每根橡皮条的弹力F ＝k (2L －L )＝kL .设橡皮条最长时两根橡皮条的夹角为θ，根据几何关系知，sin θ2＝14.根据平行四边形定则知，弹丸被发射过程中所受的最大弹力F 合＝2F cos θ2＝152kL ，故D 正确．] 3．D [如图所示，将重力G 分解到沿BA 方向的拉AB 杆的力F 1和沿AC方向的压AC 杆的力F 2，即得F 1＝G tan θ，由牛顿第三定律知螺旋杆AB 的拉力大小为G tan θ.]4．D [物体刚好运动时，A 、B 间的摩擦力等于最大静摩擦力，对物体A 受力分析，由平衡条件得m A g sin 30°＋μm A g cos 30°＝F 拉，解得F 拉＝16 N ，对整体分析，由平衡条件得(m A ＋m B )g sin 30°＋F ＝2F 拉，解得F ＝17 N ．故选项D 正确，A 、B 、C 错误．]5．B [老鹰沿虚线由M 到N 做减速运动，合外力与初速度的方向相反，由受力分析可知，空气的阻力与重力的合力方向与初速度反向，因此空气对老鹰的作用力可能是题图中的F 2，B 正确．]6．C [两绳结点O 受三个拉力作用，处于平衡状态．由平衡条件可知，三力可平移构成一闭合三角形．若α＝β，则两绳张力大小相等，A 项正确；若α＞β，由几何关系可知，AO 绳中张力较大，B 项正确；若α、β同时增大，即两绳夹角减小，两绳中张力都会减小，C 项错；若α不变，则当两绳垂直时，即α＋β＝π2时，BO 绳中张力最小，D 项正确．] 7．D [O －ABC 是一个棱长为L 的正四面体，O ′为△ABC 的中心，由几何关系知O ′A ＝33L ，由勾股定理得OO ′＝OA 2－AO ′2＝23L ，则F T sin ∠OAO ′＝13F ，解得F T ＝66F ，D 正确．]8．A[柔软轻绳上套有光滑小铁环，两侧轻绳中拉力相等．将大圆环在竖直平面内绕O点顺时针缓慢转过一个微小角度，A、B两点之间的水平距离减小，光滑小铁环两侧轻绳间夹角2α减小，由2F cos α＝mg可知，轻绳中拉力F减小，轻绳对A、B两点的拉力F A和F B都变小，选项A正确．]9．D[利用整体法，拉力F等于两球的总重力，A项错误；设两根轻绳的夹角为θ，以a球为研究对象，F T＝mgcos θ2，所以，轻绳越长，夹角越小，轻绳对球的拉力F T越小，但大于重力G，B、C项错误；两球之间的弹力为mg tan θ2，细绳越短，夹角越大，弹力越大，D项正确．]10．D[由于钢索、电杆与东西方向的电缆在同一竖直平面内，F1、F2和F3的合力一定不是竖直向下，选项A错误；地面对电杆的作用力方向一定不是竖直向上，选项B错误；F1、F2和F3在水平面内的合力不可能为0，在水平面内合力的方向偏向北方一侧，选项C错误，D 正确．]。
高考物理复习第二章相互作用微专题摩擦力的分析与计算备考精炼
12 摩擦力的分析与计算[方法点拨] (1)摩擦力有无及方向的判断可用条件法、假设法、牛顿第二定律等．(2)静摩擦力大小与接触面间的弹力无关，滑动摩擦力大小与接触面间的弹力成正比．求解摩擦力大小时一定要先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力，以及它们之间的转换(突变)．1.(2017·四川自贡一诊)木块A、B分别重60 N和70 N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2，夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2 cm，弹簧的劲度系数为500 N/m.系统置于水平地面上静止不动，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等．现用F＝1 N的水平拉力作用在木块B上，如图1所示，力F作用后( )图1A．木块A所受摩擦力大小是12 NB．木块A所受摩擦力大小是11 NC．木块B所受摩擦力大小是11 ND．木块B所受摩擦力大小是13 N2.(2017·河南省豫南九校第四次质考)如图2所示，重6 N的木块静止在倾角θ＝30°的斜面上，若用平行于斜面沿水平方向、大小等于4 N的力推木块，木块仍能保持静止，则木块所受的摩擦力大小是( )图2A．3 N B．4 N C．5 N D．6 N3.(多选)如图3所示，物块M在静止的传送带上以速度v匀速下滑时，传送带突然启动，方向如图中箭头所示，若传送带的速度大小也为v，则传送带启动后( )图3A．M静止在传送带上B．M可能沿传送带向上运动C．M受到的摩擦力不变D．M下滑的速度不变4.(2017·湖南常德高三模拟)如图4所示，粗糙水平面上有一长木板，一个人在木板上用水平力F向右推着箱子在木板上匀速运动，人的质量大于箱子质量，若鞋与长木板、木箱与长木板间动摩擦因数相同，则下列说法正确的是( )图4A．人受的滑动摩擦力方向水平向右B．木箱受的滑动摩擦力方向水平向左C．木板受地面的摩擦力方向水平向右D．木板受地面的摩擦力方向水平向左5.(多选)如图5所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上受到向右的拉力F的作用而向右滑行，木板处于静止状态．已知木块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数为μ2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．下列说法正确的是( )图5A．木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mgB．木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m＋M)gC．当F＞μ2(m＋M)g时，木板便会开始运动D．无论怎样改变F的大小，木板都不可能运动6．如图6所示，水平地面上的L形木板M上放着小木块m，M与m间有一个处于压缩状态的弹簧，整个装置处于静止状态．下列说法正确的是( )图6A．M对m的摩擦力方向向左B．M对m无摩擦力作用C．地面对M的摩擦力方向向右D．地面对M无摩擦力作用7.如图7所示，用力F把容器压在竖直墙壁上，使容器保持静止状态．用管子缓慢向容器中加水，容器仍保持静止，则下列说法中正确的是( )图7A．力F必须逐渐增大B．容器受到墙壁的摩擦力逐渐增大C．容器受到墙壁的压力一定逐渐增大D．容器受到墙壁的摩擦力与弹力成正比8．(2017·广东佛山第一中学段考)图8甲是由两圆杆构成的“V”形槽，它与水平面成倾角θ放置．现将一质量为m的圆柱体滑块由斜槽顶端释放，滑块恰好匀速滑下．沿斜面看，其截面如图乙所示，已知滑块与两圆杆的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，β＝120°，则( )图8A．μ＝tan θB．左边圆杆对滑块的支持力为mg cos θC．左边圆杆对滑块的摩擦力为mg sin θD．若增大θ，圆杆对滑块的支持力将增大9．(2018·福建省永春一中等四校联考)建筑装修中，工人用质量为m的磨石对倾角为θ的斜壁进行打磨(如图9所示)，当对磨石施加竖直向上、大小为F的推力时，磨石恰好沿斜壁向上匀速运动，已知磨石与斜壁之间的动摩擦因数为μ，则磨石受到的摩擦力大小为( )图9A．(F－mg)cos θB．(F－mg)sin θC．μ(F－mg)cos θD．μ(F－mg)tan θ10．(多选)如图10所示，用水平力F拉着一物体在水平地面上做匀速直线运动，从t＝0时刻起水平力F的大小随时间均匀减小，到t1时刻F减小为零．物体所受的摩擦力F f随时间t的变化图象可能是( )图1011.(2017·江西省第一次联考)如图11所示，物块A 放在倾斜的木板上，已知木板的倾角α分别为α1和α2(α1＜α2)时，物块A 所受摩擦力的大小恰好相同，则物块A 和木板间的动摩擦因数为( )图11 A.sin α1sin α2 B.sin α1cos α2 C.cos α1cos α2 D.cos α1sin α212．(2017·四川达州一模)如图12所示，一箱子放在水平地面上，现对箱子施加一斜向上的拉力F ，保持拉力的方向不变，在拉力F 的大小由零逐渐增大的过程中(箱子未离开地面)．关于摩擦力F f 的大小随拉力F 的变化关系，下列四幅图可能正确的是( )图1213.(多选)(2017·湖北宜昌一调)如图13所示，物体A 和B 相对静止，以共同的速度沿斜面匀速下滑，则( )图13A．A、B间无摩擦力的作用B．B受到滑动摩擦力的大小为(m A＋m B)g sin θC．B受到的静摩擦力的大小为m A g sin θD．取走A物体后，B物体将匀加速下滑14.(2017·湖南衡阳第二次联考)如图14所示，倾角为α的光滑斜面固定于水平面，滑块A的上表面与斜面的夹角为β，滑块A、B叠放后一起冲上斜面，且始终保持相对静止，则A、B一起沿斜面向上运动时，滑块B的受力示意图正确的是( )图14答案精析1．C2．C [对木块受力分析，受推力F 、重力G 、支持力F N 和静摩擦力F f ，将重力按照效果分解为沿斜面向下的分力F ′＝G sin θ＝3 N 和垂直斜面向下的分力G cos θ＝3 3 N ，在与斜面平行的平面内，如图摩擦力大小F f ＝F 2＋F ′2＝42＋32N ＝5 N ．] 3．CD [由于传送带是顺时针匀速转动的，在传送带启动前、后，物块都只受重力、支持力、沿传送带向上的滑动摩擦力，物块受力不变，所以其下滑的速度也不变，故选项C 、D 正确．]4．B 5.AD 6.D 7.B 8．B [滑块恰好匀速滑下，受力平衡，对滑块受力分析，根据平衡条件得：沿斜面方向：mg sin θ＝2F f ＝2μF N ，垂直斜面方向有：mg cos θ＝2F N cos β2＝F N ，解得μ＝12tan θ，故A 错误，B 正确；左边圆杆对滑块的摩擦力为F f ＝12mg sin θ，故C 错误；若增大θ，cos θ减小，则圆杆对滑块的支持力将减小，故D 错误．]9．A [磨石受重力、推力、斜壁的弹力及摩擦力而处于平衡状态，由图可知，F 一定大于重力；先将重力及向上的推力合成后，将二者的合力向垂直于斜壁方向及沿斜壁方向分解，在沿斜壁方向上摩擦力F f ＝(F －mg )cos θ，在垂直斜壁方向上F N ＝(F －mg )sin θ，则F f ＝μ(F －mg )sin θ，选项A 正确．]10．AD11．B [当木板的倾角α＝α1时，物块所受的摩擦力为静摩擦力，大小为F f1＝mg sin α1.当木板的倾角α＝α2时物块所受的摩擦力为滑动摩擦力，大小为F f2＝μmg cos α2.由于F f1＝F f2，可得μ＝sin α1cos α2，故选B.] 12．B 13.BC 14.C。
人教版高考物理复习课后习题 第二章 相互作用 共点力的平衡 课时规范练6 受力分析 共点力的平衡
课时规范练6 受力分析共点力的平衡基础对点练1.(受力分析)(云南师大附中高三月考)如图所示,M、N两物体叠放在一起,在恒力F作用下,保持静止状态,则关于两物体受力情况的说法正确的是( )A.物体N可能受到4个力B.物体M可能受到6个力C.物体M与墙之间一定没有弹力和摩擦力D.物体M与物体N之间可能无摩擦力2.(物体平衡、摩擦力)(山东泰安高三三模)某同学做家务时,使用浸湿的拖把清理地板上的油渍。
假设湿拖把的质量为2 kg,拖把杆与水平方向成53°角,当对拖把施加一个沿拖把杆向下、大小为10 N的力F1时,恰好能推动拖把向前匀速运动。
当遇到地板上的油渍时,如果想要把地板上的油渍清理干净,必须克服油渍与地板间的静摩擦力,该同学需将沿拖把杆向下的力至少增大到F2=25 N。
设拖把与地板、油渍间的动摩擦因数相等且始终不变,已知重力加速度g取10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6。
则此时油渍与地板间的最大静摩擦力约为( )A.7.7 NB.8.6 NC.13.3 ND.15 N3.(物体平衡条件应用)(河北高三月考)某士兵驾驶单兵飞行器(由燃油背包和脚下的喷射器组成)在无风的晴朗天气里沿水平方向匀速飞行的场景如图所示,喷射器引擎沿士兵身体所在直线的方向斜向后喷气,已知士兵和单兵飞行器的总重力为G,士兵身体与水平面的夹角为θ,受到的空气阻力大小F f=kv2,其中k为常量,v是飞行速度的大小,不计喷气过程燃油的减少,则士兵飞行的速度大小为( )A.√GksinθB.√kGsinθC.√GktanθD.√kGtanθ4.(物体平衡、滑动摩擦力)(山东高三二模)如图所示,为从高处向下传送圆柱形物体,工人师傅将MN和PQ两相同直细杆平行倾斜固定在水平地面上做为轨道,两直杆间的距离与圆柱形物体的半径相同,两直杆与水平面的夹角都为θ=30°,圆柱形物体恰好能匀速下滑。
高考物理相互作用解题技巧分析及练习题(含答案)含解析
高考物理相互作用解题技巧分析及练习题(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,质量均为M 的A 、B 两滑块放在粗糙水平面上,滑块与粗糙水平面间的动摩擦因数为μ，两轻杆等长,且杆长为L,杆与滑块、杆与杆间均用光滑铰链连接,杆与水平面间的夹角为θ，在两杆铰合处悬挂一质量为m 的重物C,整个装置处于静止状态。
重力加速度为g ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，试求:(1)地面对物体A 的静摩擦力大小；(2)无论物块C 的质量多大,都不能使物块A 或B 沿地面滑动,则μ至少要多大? 【答案】（1）2tan mgθ （2）1tan θ【解析】 【分析】先将C 的重力按照作用效果分解，根据平行四边形定则求解轻杆受力；再隔离物体A 受力分析，根据平衡条件并结合正交分解法列式求解滑块与地面间的摩擦力和弹力．要使得A 不会滑动，则满足m f f ≤，根据数学知识讨论。
【详解】（1）将C 的重力按照作用效果分解，如图所示：根据平行四边形定则，有：12122mgmg F F sin sin θθ＝＝＝ 对物体A 水平方向：1cos 2tan mgf F θθ==（2）当A 与地面之间的摩擦力达到最大静摩擦力时：1(sin )m f Mg F μθ=+ 且m f f ≤ 联立解得：1=2tan (2)tan (1)m M M m mμθθ≥++ ，当m →∞时，112tan tan (1)M mθθ→+，可知无论物块C 的质量多大，都不能使物块A 或B 沿地面滑动,则μ至少等于1tan θ。
2．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：T1=2133mg；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．3．如图所示，劲度系数为的轻质弹簧B的两端分别与固定斜面上的挡板及物体A相连，A的质量为m，光滑斜面倾角为θ．用轻绳跨过定滑轮将物体A与另一根劲度系数为的轻质弹簧C连接．当弹簧C处在水平位置且未发生形变时，其右端点位于a位置．现将弹簧C的右端点用力沿水平方向缓慢拉到b位置时，弹簧B对物体A的拉力大小恰好等于A的重力．求：⑴当弹簧C处在水平位置且未发生形变时，弹簧B的形变量大小；⑵在将弹簧的右端由a缓慢拉到b的过程中，物体A移动的距离；⑶ab间的距离．【答案】（1）（2）（3）【解析】【分析】（1）对A进行受力分析，根据平衡条件和胡克定律即可求出；（2）将弹簧C的右端点用力沿水平方向缓慢拉到b位置时，弹簧B对物体A的拉力大小恰好等于A的重力，说明A受到弹簧B的拉力，对A 进行受力分析，结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对于物体A而言的压缩量为；根据平衡条件和胡克定律有：，解得：；（2）当弹簧C的右端点沿水平缓慢拉到b位置时，因弹簧B对物体A的拉力大小恰好等于A的重力，说明弹簧B处于伸长状态，且伸长量，所以物体A上升的高度为；（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：；4．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。
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14 受力分析
[方法点拨] (1)受力分析的两种顺序：先场力后接触力，或先已知确定的力后未知不确定的力．(2)可从三个方面检验：①各力的施力物体、受力物体；②判断能否保持原来的运动状态；
③换角度(整体隔离)分析是否矛盾．
1．如图1所示，轻绳一端连接放置在水平地面上的物体Q，另一端绕过固定在天花板上的定滑轮与小球P连接，P、Q始终处于静止状态，则( )
图1
A．Q可能受到两个力的作用
B．Q可能受到三个力的作用
C．Q受到的轻绳拉力与重力的合力方向水平向左
D．Q受到的轻绳拉力与重力的合力方向指向左下方
2．如图2所示，放在粗糙水平地面上的斜劈C上叠放了A、B两个物体，B的上表面水平，三者均保持静止状态．关于A、B、C的受力情况，下列说法中正确的是( )
图2
A．物体A可能受到三个力的作用
B．物体B一定受到四个力的作用
C．物体B对C的作用力可能与斜劈表面夹角为90°
D．地面可能对C有摩擦力作用
3．(多选)(2017·扬州市期末)如图3所示，将一长方形木块锯开为A、B两部分后，静止放置在水平地面上，则( )
图3
A．B受到四个力作用
B．B受到五个力作用
C．A对B的作用力方向竖直向下
D．A对B的作用力方向垂直于它们的接触面向下
4．(多选)(2018·泰州中学模拟)如图4所示，在恒力F作用下，a、b两物体一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运动，则关于它们受力情况的说法正确的是( )
图4
A．a一定受到4个力
B．b可能受到4个力
C．a与墙壁之间一定有弹力和摩擦力
D．a与b之间一定有摩擦力
5.如图5所示，A、B两物体叠放在一起，用手托住，让它们静止靠在墙边，然后释放，使它们同时沿竖直墙面下滑，已知m A＞m B，不计空气阻力，则物体B( )
图5
A．只受一个重力
B．受到重力、摩擦力各一个
C．受到重力、弹力、摩擦力各一个
D．受到重力、摩擦力各一个，弹力两个
6．(2018·淮阴中学调研)如图6所示，斜面小车M静止在光滑水平面上，紧贴墙壁．若在斜面上放一物体m.再给m施加一竖直向下的恒力F.M、m均保持静止，则小车受力的个数为( )
图6
A．3 B．4 C．5 D．6
7.(多选)如图7所示，顶角为θ的光滑圆锥体固定在水平面上，一质量为m的均质圆环套在圆锥体上，重力加速度大小为g，下列判断正确的是( )
图7 A．圆锥体对圆环的压力方向垂直于圆锥的侧面B．圆锥体对圆环的弹力方向竖直向上
C．圆环的张力不为零
D．圆环的张力方向指向圆环的圆心
答案精析
1．D 2.B
3．AC [对B受力分析，受重力、地面的支持力、A对B的静摩擦力与A对B的压力，处于平衡状态，因此B受4个力作用，故A正确，B错误；对A受力分析，受重力、B对A的支持力与静摩擦力，根据共点力的平衡条件可知，B对A的作用力与A的重力大小相等方向相反，由牛顿第三定律知，A对B的作用力方向竖直向下，故C正确，D错误．]
4．AD
5．A [物体A、B将一起做自由落体运动，所以A、B之间无相互作用力，物体B与墙面有接触而无挤压，所以与墙面无弹力，当然也没有摩擦力，所以物体B只受重力，选A.]
6．B [先对物体m受力分析，受到重力、向下的恒力F、M对其的支持力和静摩擦力，根据平衡条件，M对其的作用力、重力和恒力F的合力是一对平衡力，由牛顿第三定律知，m对M 的压力和静摩擦力的合力竖直向下；再对M受力分析，受重力、m对其的垂直斜面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，共受到4个力作用，故A、C、D错误，B正确．]
7．BC。