高考物理力学知识点之相互作用分类汇编及答案(2)

高考物理力学知识点之相互作用分类汇编及答案(2)
一、选择题
1．灯笼，又称彩灯，是一种古老的中国传统工艺品．每年的农历正月十五元宵节前后，人们都挂起红灯笼，来营造一种喜庆的氛围．如图是某节日挂出的一只灯笼，轻绳a、b将灯笼悬挂于O点绳a与水平方向的夹角为，绳b水平．灯笼保持静止，所受重力为G，绳a、b对O点拉力分別为F1、F2，下列说法正确的是（）
A．
B．
C．F1和F2的合力与灯笼对地球的引力是一对平衡力
D．灯笼只有重心位置处受重力作用，其他位置不受重力
2．两个物体相互接触，关于接触处的弹力和摩擦力，以下说法正确的是（）
A．一定有弹力，但不一定有摩擦力
B．如果有弹力，则一定有摩擦力
C．如果有摩擦力，则一定有弹力
D．如果有摩擦力，则其大小一定与弹力成正比
3．如图所示，质量为m的物体放在质量为M、倾角为θ的斜面体上，斜面体置于粗糙的水平地面上，用平行于斜面向下的力F 拉物体m使其沿斜面向下匀速运动，斜面体始终静止，重力加速度为g，则下列说法正确的是 ( )
A．地面对斜面体的摩擦力大小为F cosθ
B．地面对斜面体的支持力为 (M +m) g
C．物体对斜面体的摩擦力的大小为F
D．斜面体对物体的作用力竖直向上
4．一轻质弹簧原长为8 cm，在4 N的拉力作用下伸长了2 cm，弹簧未超出弹性限度，则该弹簧的劲度系数为()
A．40 m/N B．40 N/m
C．200 m/N D．200 N/m
5．如图所示，在一粗糙水平面上有两个质量分别为m1和m2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 μ
D ．1212+m m L g k m m μ⎛⎫ ⎪+⎝⎭
6．如图，两个轻环a 和b 套在位于竖直面内的一段固定圆弧上；一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为m 的小球。

在a 和b 之间的细线上悬挂一小物块。

平衡时，a 、b 间的距离恰好等于圆弧的半径。

不计所有摩擦。

小物块的质量为
A ．2m
B ．3m
C ．m
D ．2m
7．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
8．如图所示，用三根轻绳将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．已知三根轻绳的长度之比为OA ∶AB ∶OB ＝3∶4∶5，两球质量关系为m A ＝2m B ＝2m ，则下列说法正确的是
A ．O
B 绳的拉力大小为2mg
B．OA绳的拉力大小为10
3 mg
C．F的大小为4
3 mg
D．AB绳的拉力大小为mg
9．如图，物块a、b和c的质量相同，a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连，通过系在a上的细线悬挂于固定点O；整个系统处于静止状态；现将细绳剪断，将物块a的加速度记为a1，S1和S2相对原长的伸长分别为∆x1和∆x2，重力加速度大小为g，在剪断瞬间（）
A．a1=g B．a1=3g C．∆x1=3∆x2D．∆x1=∆x2
10．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
11．磁力棒是可拆卸类拼搭玩具。

如图所示为一磁力棒吸着一颗钢球，下列说法正确的是（）
A．磁力棒对刚球弹力是由于钢球发生形变产生的
B．钢球受到磁力棒的磁力等于钢球的重力
C．钢球受到磁力棒的作用力方向竖直向上
D．钢球和磁力棒整体一起白由下落，则磁力棒对钢球弹力等于零
12．如图所示，5月28日央视新闻报道：格鲁吉亚物理学家安德里亚仅靠摩擦力将25个网球垒成9层高的直立“小塔”。

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

下列说法正确的是（ ）
A ．其他网球对
B 球的作用力大于B 球的重力
B ．将A 球拿走后，“小塔”仍能保持直立平衡
C ．第8层的三个网球与A 球间的弹力大小各为mg/3
D ．最底层的3个网球受到地板的支持力均为25mg/3
13．春节期间有挂灯笼的传统习俗。

如图是同一型号灯笼的四种悬挂方式，其中绳子OA 所受拉力最大的是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
14．如图所示，质量为M 的斜面体A 放在粗糙水平面上，用轻绳拴住质量为m 的小球B 置于斜面上，轻绳与斜面平行且另一端固定在竖直墙面上，不计小球与斜面间的摩擦，斜面体与墙不接触，整个系统处于静止状态。

则（ ）
A ．水平面对斜面体没有摩擦力作用
B ．水平面对斜面体有向左的摩擦力作用
C ．斜面体对水平面的压力等于()M m g +
D ．斜面体对水平面的压力小于()M m g +
15．如图，水平地面上有一固定斜劈，斜劈上一物块正沿斜面以速度v 0匀速下滑，下列说法正确的是（ ）
A．物块受到沿斜面向下的下滑力，大小等于摩擦力
B．匀速下滑的v越大，物块受到的摩擦力越大
C．换一个质量更大的同种材料制成的物块，不可能在斜劈上匀速滑动
D．物块一共受到重力、弹力和摩擦力三个力
16．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
17．如图甲中小明用50N的水平力推木箱，没推动，此时木箱受到的摩擦力为F1；图乙中小明用78N的水平力恰好能推动木箱，此时木箱受到的摩擦力为F2；图丙中小明用100N 的水平力把木箱推动了，此时木箱受到的摩擦力为F3。

已知木箱对地面的压力为300N，木箱与地面间的动摩擦因数为0.25，则F1、F2、F3的大小分别为（）
A．0N，78N，100N
B．0N，78N，75N
C．50N，78N，100N
D．50N，78N，75N
18．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
19．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．3:4B．4:3C．1:2D．2:1
20．如图所示，水平桌面上叠放着A、B两物体均与桌面相对静止不动，则B物体受力个数为：( )
A．5个B．4个C．6个D．3个
21．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F1、F2、F3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．F1＝5N，F2＝0，F3＝5N
B．F1＝5N，F2＝5N，F3＝0
C．F1＝0，F2＝5N，F3＝5N
D．F1＝0，F2＝10N，F3＝5N
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，不计重力的轻杆OP 能以O 点为圆心在竖直平面内自由转动，P 端用轻绳PB 挂一重物，另用一根轻绳通过滑轮系住P 端。

在力F 的作用下，当杆OP 和竖直方向的夹角α（0<α<π）缓慢增大时，力F 的大小应（ ）
A ．恒定不变
B ．逐渐增大
C ．逐渐减小
D ．先增大后减小
24．如图所示，A 、B 两均匀直杆上端分别用细线悬挂于天花板上，下端搁在水平地面上，处于静止状态，悬挂A 杆的绳倾斜，悬挂B 杆的绳恰好竖直，则关于两杆的受力情况，下列说法中正确的有（ ）
A ．A ，
B 都受三个力作用
B ．A ，B 都受四个力作用
C ．A 受三个力，B 受四个力
D ．A 受四个力，B 受三个力
25．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）。

现风力发生变化使物块偏离到图中实线位置（缓缓移动），但圆环仍然不动，在这
F、横杆对圆环的摩擦力大小f、横杆对一过程中，水平风力大小F风、绳子上的张力大小
T
F变化情况正确的是（）
圆环的支持力大小N
A．F风保持不变，T F逐渐变大
B．F风逐渐变大，T F逐渐变小
C．f逐渐变大，N F保持不变
D．f保持不变，N F逐渐变小
【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、选择题
1．A
解析：A
【解析】
【详解】
对结点O： G= F1sinθ；F2=F1cosθ，解得；，选项A正确，B错误；
F1和F2的合力与灯笼的重力是平衡力，而灯笼的重力与灯笼对地球的引力是一对相互作用力，选项C错误；灯笼各个部分都受重力作用，这些重力的作用点等效为灯笼的重心，选项D错误；故选A.
2．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
两个相互接触的物体只有发生弹性形变时才会产生弹力作用，所以本题中两物体间不一定有弹力作用，摩擦力产生的条件是：具有相互作用力和相对运动或相对运动趋势，所以可以判断有摩擦力一定有弹力，有弹力不一定有摩擦力，C对；B错；只有滑动摩擦力才与正压力成正比，对于静摩擦力的大小要根据受力平衡或牛顿第二定律求解
3．A
解析：A
【解析】
【详解】
AB．物体m沿斜面向下匀速运动，与斜面加速度相同均为零，故可以采用整体法，
将物体m与斜面体M看做一个整体，受力分析：
根据平衡条件，水平方向：
F cosθ-f=0
解得
f=F cosθ
竖直方向：
F N-（M+m）g-F sinθ=0
可得
F N=（M+m）g+F sinθ
所以A正确，B错误。

C．对物体受力分析如图，物体受到向下的重力mg、拉力F、斜面的作用力（支持力和沿斜面向上的滑动摩擦力），
由于物体匀速下滑，根据平衡条件m受到的摩擦力
f′=mg sinθ+F
根据牛顿第三定律：物体m对M的摩擦力的大小为mg sinθ+F，故C错误；
D．由受力分析，根据平衡条件：M对物体m的作用力即N与f的合力应该与mg和F的合力等大反向，如图中，可见M对物体m的作用力斜向上，所以D错误。

4．D
解析：D
【解析】
试题分析：由题意知，弹簧的弹力为4N时，弹簧伸长2cm，根据胡克定律F=kx，代入数
据可得弹簧的劲度系数k="200" N/m ，所以A 、B 、C 错误；D 正确．
【学科网考点定位】考查胡可定律
【方法技巧】本题主要是掌握胡克定律的公式F=kx ，并注意各物理量的单位． 5．A
解析：A
【解析】
【分析】
【详解】
对木块1研究．木块1受到重力、弹簧的拉力、地面的支持力和摩擦力，根据平衡条件弹簧的弹力为：
F =μm 1g
又由胡克定律得到弹簧伸长的长度为： 1g F k k
m x μ== 所以两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是： 1S L x L m g k μ
.
故A 正确BCD 错误．
6．C
解析：C
【解析】
设悬挂小物块的点为O'，圆弧的圆心为O ，由于ab=R ，所以三角形Oab 为等边三角形．
根据几何知识可得∠aO'b=120°，而在一条绳子上的张力大小相等，故有T=mg ，小物块受到两条绳子的拉力作用大小相等，夹角为120°，故受到的合力等于mg ，因为小物块受到绳子的拉力和重力作用，且处于平衡状态，故拉力的合力等于小物块的重力为mg ，所以小物块的质量为m ，故ABD 错误，C 正确．故选C.
点睛：解决本题关键是能根据题目给出的几何关系确认拉小物块的两绳夹角为120°，再根据两个大小相等互成120°两力的合成结论求解即可．
7．A
解析：A
【解析】
【详解】
物体对O 点拉力等于物体重力，此力有两个效果：一是使NO 绳拉紧，二是使OM 绳拉紧。

按效果把物体对O 点的拉力分解，如图所示：
由此可知NO绳受的力大于MO绳受的力。

当重力逐渐增大，NO绳先达到最大拉力，NO 绳先断。

A正确，BCD错误。

故选A。

8．B
解析：B
【解析】
试题分析：对球B受力分析，受到重力、OB的拉力，二力方向相反，假设AB绳子有拉力，则拉力的方向一定是沿着绳子由B指向A的，球B会偏离竖直方向，与题目矛盾，故AB绳子的拉力为零，故OB绳子的拉力等于球B的重力为mg，故A错误；对球A受力分析，受拉力F、重力mg和AO绳子的拉力T，如图
根据几何关系，有
48
2
33
F mg mg
=⋅=；
510
2
33
T mg mg
=⋅=，故B正确，C D错误；故
选B．
考点：物体的平衡
【名师点睛】本题关键先对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相似三角形法求解未知力．
9．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
剪断细线之前，以bc物块为整体为研究对象
受力分析可知，轻弹簧S 1弹力
12F mg =
剪断细线一瞬间，绳子拉力立刻消失，但轻弹簧S 1的弹力F 1没有发生变化，对物块a 进行受力分析，由牛顿第二定律可知：
11mg F ma '+= 11F F '=
解得：
13a g =
单独以c 为研究对象，得轻弹簧S 2的弹力：
2F =mg
S 1和S 2是完全相同的弹簧，结合胡克定律得：
11
22
2x F x F ∆==∆ 即：
122x x ∆=∆
ACD 三项与计算不符，故本题选B 。

10．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．
11．C
解析：C 【解析】 【分析】 【详解】
A．磁力棒对刚球弹力是由于磁力棒发生形变产生的，故A错误；
B．对钢球受力分析可知，钢球受重力、磁力棒的磁力和磁力棒对刚球弹力，由平衡可得，重力与磁力棒对刚球弹力的合力大小等于磁力棒的磁力，故B错误；
C．由平衡可知，钢球受到磁力棒的作用力与钢球重力等大反向，说明钢球受到磁力棒的作用力方向竖直向上，故C正确；
D．由于磁力棒对钢球有向上的磁力作用，则磁力棒对钢球弹力等于向下，大小与磁力棒对钢球磁力作用相等，钢球的合力为重力，加速度为重力加速度才能做自由落体运动，故D错误。

故选C。

12．D
解析：D
【解析】
【详解】
A.以球为研究对象，受到重力和其他网球对球的作用力，根据二力平衡可知其他网球对球的作用力等于球的重力，故选项A错误；
B.拿走球后，每个小球的受力就将不均衡，合力不为零，故不能保持直立平衡，故选项B 错误；
C. 球与第8层的三个网球的球心连线构成了正四面体，设球与第8层的三个网球的球心连线与水平面的夹角为，根据几何关系则有，以球为对象，根据力的平衡条件可知，则第8层的三个网球对球的支持力为，故C错误；
D.设地面对最底层的每个网球的支持力为，根据整体法则有，解得
，故选项D正确。

13．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
由共点力的平衡条件可知，两根绳子的拉力与灯笼重力的合力大小相等，方向相反；则由几何关系可知，AB中重力大于OA的拉力，C中重力小于OA的拉力，D中重力等于OA 的拉力。

AB .拉力小于重力，不是最大的，AB 错误
CD .D 中拉力等于重力，C 中拉力大于重力最大，C 正确D 错误； 故C 中OA 的拉力最大。

故选C 。

【点睛】
四种情况下，灯笼均处于平衡状态，根据物体平衡知识列方程可以求解。

14．D
解析：D 【解析】 【分析】 【详解】
AB ．对斜面体A 受力分析，如图所示
水平面对斜面体有向右的摩擦力，AB 错误；
CD ．把斜面体A 和小球B 看成一个系统，它们受力分析，如图所示
由图分析和牛顿第三定律，可得
()N M m g '<+
C 错误，
D 正确。

故选D 。

15．D
解析：D 【解析】 【分析】 【详解】
ABD ．对物体进行受力分析可以知道，物体一共受到重力、沿斜面向上的滑动摩擦力和斜面的支持力。

由于物体做匀速直线运动，因此合力为零，则摩擦力与沿斜面向下的分力大小相等，方向相反，与速度的大小无关，故AB 错误，D 正确； C ．开始时摩擦力与沿斜面向下的分力大小相等，方向相反，则
sin cos mg mg θμθ=
换一个质量更大的同种材料制成的物块，则
sin cos Mg Mg θμθ=
可以知道能否匀速滑动与质量无关，即物体仍能在斜面上匀速滑动，故C 错误。

故选D 。

16．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
cos30N mg =︒=
方向垂直于斜面向上，故CD 错误。

故选A 。

17．D
解析：D 【解析】 【分析】 【详解】
甲图木箱受到的摩擦力为静摩擦力，大小等于小明的推力50N ，乙图木箱受到的摩擦力为最大静摩擦力，大小等于78N ，丙图木箱受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小为
0.25300N 75N f N μ==⨯=
故D 正确，ABC 错误。

故选D 。

18．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 。

19．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．
20．A
解析：A 【解析】
由受力分析可知B 受重力、地面的支持力和A 对B 的压力；对AB 整体进行受力分析可知整体水平方向受向右的拉力，故地面一定对B 有向左的摩擦力； 对A 受力分析，A 受向右的拉力，要使A 平衡一定受向左的摩擦力，由牛顿第三定律可知B 一定受A 对其向右的摩擦力，所以B 受重力、支持力、压力、地面的摩擦力、A 对B 的摩擦力共五个力，故A 正确，BCD 错误．
21．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 。

22．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】 【分析】
以P 点为研究对象，分析受力情况，运用三角形相似法，得到力F 与重力的关系，再分析F 的变化情况。

【详解】
以P 点为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件得：N 和F 的合力与重力G 大小相等、方向相反，作出力的合成图如图，由三角形相似法得：
F G
AP AO
=
当杆OP 和竖直方向的夹角α（0＜α＜π）缓慢增大时，AP 增大，而G 、AO 不变，得到F 逐渐增大。

故选：B 。

【点睛】
本题涉及非直角三角形的动态分析问题，运用三角相似法是常用的方法，形象直观方便。

24．D
解析：D
【分析】 【详解】
对A 、B 进行受力分析如图所示
由于拉A 的绳子倾斜，因此地面对A 有一个向右的摩擦力，A 杆才能平衡，因此A 受四个力，而拉B 的绳竖直，因此地面对B 只有一个向上的支持力，没有摩擦力，因此B 受三个力，D 正确ABC 错误． 故选D 。

25．C
解析：C 【解析】 【分析】 【详解】
以重物为研究对象，分析受力情况：重力G 、水平风力F 风和绳子的拉力F T ，如图1所示。

由平衡条件得
F 风=mg tanθ
cos T mg
F θ
=
当θ增加时，F 风逐渐增加，F T 增加；
再以两物体整体为研究对象，分析重力G 总、水平风力F 风，杆的摩擦力f 和支持力F N ，则有：
F N =
G 总
保持不变。

f=F风逐渐增加。

故C正确、ABD错误。

故选C。