北京第一O一中学相互作用——力检测题版含答案

1、一、第三章相互作用一一力易错题培优（难）1. 如图所示，0点有一个很小的光滑轻质圆环，一根轻绳穿过圆环，力端固泄，3端 悬挂一个重物。另一根轻绳一端固泄在C点，另一端系在圆环上，力F作用在圆环上。圆 环静止时，绳0C与绳Q4水平，F与0A的夹角为45。现改变力F,圆环位巻不变，且重 物始终处于平衡状态，则下列说法中正确的是（ ）A. 改变F方向时绳AB中拉力将改变B. 当F沿逆时针旋转时，F先增大后减小C. 当F沿顺时针旋转时，绳0C中的拉力先增大后减小D. F沿逆时转过的角度不能大于90。【答案】D【解析】【分析】【详解】A. 因为重物始终处于平衡状态，所以A3绳子的拉力的大小与重物的重力大

2、小相等，不变 化，选项A错误：BC.对环受力分析，环受AO和80两绳子的拉力，以及绳子CO和F的拉力；环的位置不 变，则人3绳子的拉力不变，A0与80的合力也不变，方向沿它们的角平分线，根据共点 力平衡的特点可知，C0与F的合力与AO. B0的合力大小相等，方向相反；当力F的方向 变化时，做出尸与C0上的拉力的变化如图：由图可知，当沿逆时针族转时，F先减小后增大，绳0C的拉力减小；而当F沿顺时针旋转 时，尸逐渐增大，绳0C的拉力增大，选项BC错误；D.由于F与C0绳子的拉力的合力方向与水平方向之间的夹角是45° ,可知F沿逆时转过 的角度不能大于90° ,选项D正确。故选D

3、o2. 如图所示，斜而体置于粗糙水平地而上，斜而体上方水平固左一根光滑直杆，直杆上套 有一个滑块.滑块连接一根细线，细线的另一端连接一个置于斜而上的光滑小球.最初斜 而与小球都保持静止，现对滑块施加水平向右的外力使其缓慢向右滑动至4点，如果整个 过程斜而保持静止，小球未滑离斜面，滑块滑动到人点时细线恰好平行于斜而，则下列说 法正确的是（ ）A. 斜面对小球的支持力逐渐减小B. 细线对小球的拉力逐渐增大C. 滑块受到水平向右的外力逐渐增大D. 水平地面对斜而体的支持力保持不变【答案】C【解析】【分析】【详解】AB.对小球受力分析可知，沿斜而方向T cos a = mg sin 0在垂直斜而方向F

4、n + Tsine? = mg cos0（其中a是细线与斜而的夹角，&为斜而的倾角），现对滑块施加水平向右的外力使英缓 慢向右滑动至A点，a变小，则细线对小球的拉力丁变小，斜而对小球的支持力变 大，故AB错误：C. 对滑块受力分析可知，在水平方向则有F =T cos（a + &）=久_ 吨 sjn cos &一 tan a sin 0）cos a由于a变小，则有滑块受到水平向右的外力逐渐增大，故C正确；D. 对斜而和小球为对象受力分析可知，在竖直方向则有mg + Mg = F； + T sin（& + a）由于（a + &）变小，所以水平地而对斜而体的支

5、持力逐渐增大，故D错误。故选C。3. 如图所示，在固泄光滑半球体球心正上方某点悬挂一泄滑轮，小球用绕过滑轮的绳子被 站在地而上的人拉住。人拉动绳子，球在与球而相切的某点缓慢运动到接近顶点的过程 中，试分析半球对小球的支持力N和绳子拉力T大小如何变化（）A. N增大,7增大C. /V不变，T减小B. N增大,T减小D. /V不变，7增大【答案】C【解析】【分析】【详解】对球受力分析，受重力、支持力和拉力，根据平衡条件作图，如图所示/ / /J7 丄4吨图中矢疑三角形与三角形ABC相似，故mg _ NAC BC AB由于AB变小，AC不变、3C也不变，故N不变，7"变小，故ABD错误，C

6、正确： 故选C。【点睛】利用相似三角形求解物体的平衡，根据受力分析找到力的三角形，和空间几何三角形相 似，对应边成比例。4. 如图所示，一质量为“的木块靠在竖直粗糙墙壁上，且受到水平力F的作用，下列说 法正确的是（）A. 若撤去几木块沿墙壁下滑时，木块受滑动摩擦力大小等于mgB. 若木块静止，当F增大时，木块受到的静摩擦力随之增大C. 若木块与墙壁间的动摩擦因数为“，则当撤去F时，木块受到的滑动摩擦力大小等于“mgD. 若木块静止，则木块受到的静摩擦力大小等于mg,方向竖直向上【答案】D【解析】【分析】【详解】AC.若撤去推力后，墙壁对物体的支持力减小为零，故最大静摩擦力减为零，物体只受重 力

7、，做自由落体运动：故AC错误：BD.木块在推力作用下静止时，处于平衡态，受推力F、重力G、向上的静摩擦力于和向 右的支持力N,如图7、N、JL1、吨根据共点力平衡条件：F=N, G#,当推力增大时，物体仍然保持静止，故静摩擦力的大小 不变，始终与重力平衡：B错误，D正确：故选Do5 .20世纪末，由于生态环境的破坏，我国北方地区3、4月份沙尘暴天气明显增多。近年 来，我国加大了环境治理，践行"绿水青山就是金山银山”的发展理念，沙尘天气明显减 少。现把沙尘上扬后的情况简化为沙尘颗粒悬浮在空中不动。已知风对沙尘的作用力表达 式为F=apAv2,苴中a为常数，p为空气密度，人为沙尘颗粒的截

8、而积，v为风速。设沙尘 颗粒为球形，密度为p。，半径为r,风速竖直向上，重力加速度为g,则v的表达式为( )C.D.【答案】Bmg = F4FapAv2,A = 7tr【解析】【分析】【详解】沙尘悬浮时受力平衡，根据平衡条件有 其中由题意知联立以上四式得选项B正确，ACD错误。故选B。6 2018年10月23日，港珠澳跨海大桥正式通车.为保持以往船行习惯，在航道处建造 了单面索（所有钢索均处在同一竖直而内）斜拉桥，英索塔与钢索如图所示.下列说法正 确的是（）A. 增加钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力B. 为了减小钢索承受的拉力，可以适当降低索塔的髙度C. 索塔两侧钢索对称且拉力大小相同时，

9、钢索对索塔的合力竖直向下D. 为了使索塔受到钢索的合力竖直向下，索塔两侧的钢索必须对称分布【答案】C【解析】【详解】A、以桥身为研究对象，钢索对桥身的拉力的合力与桥身的重力等大反向，则钢索对索塔 的向下的压力数值上等于桥身的重力，增加钢索的数量钢索对索塔的向下的压力数值不 变，故A错误：B、由图甲可知2Tcosa = Mg ,当索塔髙度降低后，Q变大，cos a变小，故7变大， 故B错误C、由B的分析可知，当钢索对称分布时，2Tcosa = Mg,钢索对索塔的合力竖直向下,故C正确F FD、受力分析如图乙，由正弦定理可知，只要一如=一卫今，钢索AC、AB的拉力尸込f=ABsin a sin p

10、进行合成，合力竖直向下，钢索不一泄要对称分布，故D错误：综上分析：答案为C7. 如图所示，顶端附有光滑泄滑轮的斜而体静止在粗糙水平地而上，三条细绳结于0点, 一条绳跨过泄滑轮平行于斜而连接物块P，条绳连接小球Q，P、Q两物体处于静I匕状 态，另一条绳0&在外力F的作用下处于水平状态。现保持结点0位苣不变，使0A绳逆 时针缓慢旋转至竖直方向.在此过程中，P、Q及斜而均保持静止，则（）B. 斜而对物块P的支持力一直增大C. 地面对斜而体的摩擦力一直减小D. 地而对斜而体的支持力一直增大【答案】C【解析】【详解】缓慢逆时针转动绳0A的方向至竖直的过程中，0A拉力的方向变化如图从1位置到2位置

11、再到3位置，如图所示，可见绳04的拉力先减小后增大，绳03的拉力一直减小。A. 由于不淸楚刚开始绳子拉力与重力沿斜而向下的分力大小关系，所以当连接P物体的 绳子拉力一直减小，不能判断斜面对物块P的摩擦力变化情况，故A错误：B. P物体一直在斜而上处于静止状态，则斜而对P的支持力等于重力在垂直斜而向下的分力，保持不变，故B错误；C. 以斜面体和P的整体为研究对象受力分析，根据平衡条件：斜而受地而的摩擦力与03 绳子水平方向的拉力等大反向，因绳0B的拉力一直减小，与水平方向的夹角不变，故其 水平分力一直减小，则地而向左的摩擦力一直减小，故C正确；D. 以斜而体和P整体为研究对象受力分析，由于绳03

12、的拉力一直减小，英竖直向下的分 力一直减小，根据竖直方向受力平衡，知地面对斜而体的支持力不断减小，故D错误。 故选Q8. 如图所示，两个截面半径均为质量均为m的半圆柱体B放在粗糙水平面上.B.地而对&的作用力沿A、C圆心连线方向D. /越小，地而对4、3的摩擦力越大久3截而圆心间的距离为/,在久B上放一个截面半径为-质量为2m的光滑圆柱体A. 3对地而的压力大小为3mgC/越小，&、C间的弹力越小【答案】C【解析】【分析】【详解】A. 以三个物体组成的整体为研究对象，受到总重力和地而对人和B支持力，两个支持力大小相等，则由平衡条件得知地面对3的支持力为2mg ,由牛顿第三左律得

13、知3对地而的 压力大小也为2ing ,故A错误：B. 地而对q有支持力和摩擦力两个力作用，地而对人的作用力是它们的合力；&受到重力mg、地面的支持力摩擦力人c球的压力“2,如图所示根据平衡条件知地而的支持力N和摩擦力f的合力与力mg和压力心 的合力等值、反 向，C球对人的压力N?方向沿AC方向，则力mg和压“2的合力一泄不沿&C方向，故地而对人的作用力不沿AC方向，故B错误：C. 以C为研究对象，分析受力情况如图，由平衡条件有2N； cos& = 2mgN；=mgcosO/越小，&越小，COS。越大，则得人对C间的弹力M越小，故C正确:D. 以A为研究对象，根据

14、平衡条件得知地面对A的摩擦力 f = N2 sin a而C对力的压力N产N；则得/越小，a越小，/越小，故D错误。故选Co9. 如图所示，斜而体固左在水平而上，一轻质细线绕过滑轮1和滑轮2,两端分别与物体 d和轻环c连接，轻环c穿在水平横杆上，滑轮2下吊一物体Z?。物体d和滑轮1间的细线 平行于斜而，系统静止。现将c向右移动少许，物体a始终静止，系统再次静止，不计滑 轮质量和滑轮与绳间的摩擦。则（）A. 细线拉力将变大B. 地而对斜而体的支持力将变大C. 横杆对轻环c的摩擦力将变大D. 斜而体对物体d的摩擦力将变小【答案】AC【解析】【分析】【详解】若将c向右移动少许，两个绳子之间的夹角0增大

15、，由于方对滑轮的拉力不变，两个绳子之间的夹角变大根据绳子的拉力F泄变大，A正确：B. 对斜而体、物体4、物体b整体受力分析，受重力、支持力、细线的拉力和地面的静摩 擦力，如图所示根据平衡条件，有耳与角度0无关，恒左不变，B错误:C. 以c为研究的对象水平方向Ft =Fsinac向右移动少许，F变大，a变大，sin a变大，横杆对轻环c的摩擦力将变大，c正确；D. 若原来物块“有下降趋势，绳子拉力增大，d可能有上升趋势，因摩擦力大小和方向都 不能确定,D错误。故选AC。10. 如图所示，倾角为30。的斜而体静止在水平地而上，轻绳一端连着斜而上一质量为m 的物体A,轻绳与斜而平行，另一端通过两个滑

16、轮相连于天花板上的P点。动滑轮上悬挂 物体B,开始时悬挂动滑轮的两绳均竖直.现将P点缓慢向右移动，直到动滑轮两边轻绳的 夹角为120。时.物体A刚好要滑动。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物体A与斜而间 的动摩擦因数为迺。整个过程斜而体始终静止，不计滑轮的质疑及轻绳与滑轮间的摩2擦。下列说法正确的是（）A. 物体B的质量为1.25mB. 物体A受到的摩擦力先减小再增大C. 地面对斜而体的摩擦力一直水平向左并逐渐增大D. 斜而体对地而的压力逐渐增大【答案】AC【解析】【分析】【详解】A. 随着P点缓慢向右移动，拉物体B的两边绳子拉力越来越大，当夹角为120。时绳子拉 力恰好等于B物体的重力，此时

17、物体A恰好达到最大静摩擦力将向上滑动，则A正确：B. 初始时刻，拉物体B的两边绳子竖直时，绳子拉力此时A受摩擦力沿斜而向下，因此当P缓慢移动过程中，绳子拉力逐渐增大，A受斜而的 摩擦力一直增大，B错误：C. 将物体A与斜而体做为一个整体，设拉物体B的绳子与水平方向夹角为& ,则斜而体 受地而的摩擦力f =T cos 0随P点缓慢移动，绳子拉力越来越大.绳子与水平夹角&越来越小，地而对斜而体的摩 擦力越来越大，C正确：D. 将物体A、B及斜而体做为一个整体，在P向右缓慢移动的过程中，绳子拉力的竖直分 量为保持不变，因此地而的支持力保持不变，D错误。 故选AC。11. 如图所示，光

18、滑水平而和倾角为45。的光滑斜而对接，质量为m的小球静止在斜而底 端。对小球施加一水平向右的作用力F,小球未离开水平而，F的值可能为（）A mgB2mg2D 2mg【答案】AB【解析】【分析】【详解】对小球施加一水平向右的作用力只当力F为0时，小球受重力和水平面的支持力平衡,随着力F的增大，斜而对小球也将产生弹力的作用。当小球恰好与水平而无作用力，仅受 斜面弹力而平衡时，F最大,受力如图此时根据几何关系有=mg所以+ mg和务为F的可能值,故选AB012. 如图所示，一左质量的物块用轻绳悬挂在空中，其中轻绳Q4与水平线夹角a保持不 变，轻绳0B在竖直平而内由水平方向缓慢向上转动（。点位置始终保

19、持不变），则在绳 由水平转至竖直的过程中，以下说法正确的是A.轻绳04的张力大小将一直变小B. 轻绳04的张力大小先变小后变大c.轻绳0B的张力大小将一直变小D.轻绳的张力大小先变小后变大【答案】AD【解析】【分析】【详解】对0点受力分析，受重力和两个拉力，如图所示./三个力平衡，根据矢量三角形可知：08绳子的拉力先减小后增加，0A绳子的拉力一直减 小，AB.根据图像可知：0A绳子的拉力一直减小，故A正确：B错误；CD.根据图像可知：08绳子的拉力先减小后增加，故C错误，D正确；故选AD13. 如图所示直角三角形框架0MN的0M、0N初始位宜分别处于水平和竖直方向上，且 ANMO = 30&#

20、176; , 一个重为G的光滑小球位于框架内且恰好与OM、ON、M/V三边相切，但 接触点未必都有弹力。现以o点为轴缓慢将框架在同一竖直平而内顺时针转动一周的过程 中，下列说法正确的是（）A. 转动疗为0到=的过程中，MN边受到小球的压力一直为零。B. 转动一周的过程中，当MN边第一次处于竖直位宜时0/V边受到的力最大且为业G3C. 转动一周的过程中0M边受到的力最大值为2GD. 转动一周的过程中有可能存在使0M、ON、M/V三边都同时受力的位置【答案】ABC【解析】【分析】【详解】A转动师。町的过程中如图所示，诙边在小球的上方，圖边受到小球的压力- 直为零，故A正确：BCD.转动一周的过程中

21、，当MN边在小球的上方时，A/N边受到小球的压力一直为零, 设ON边与水平方向的夹角为如图所示根据平衡条件可得ON边受到的力FNy =Gcos0 <GOM边受到的力Fnx = GsinO, < G当OM边在小球的上方时，OM边受到小球的压力一直为零，设MN边与水平方向的夹角 为如图所示根据平衡条件和正弦定理可得G = F（）nsin 60° sin。、可知，当0=90。时，即A/7V边第一次处于竖直位宜时ON边受到的力最大，最大为F =丄空G°” sin 60°3当ON边在小球的上方时，ON边受到小球的压力一直为零，设OM边与水平方向的夹角 为,如图所

22、示Fmn根据平衡条件和正弦上理可得G _%sin 30°sin（150。一 ）可知，当4=60。时，OM边受到的力最大，最大为 所以转动一周的过程中不可能存在使OM、ON、A/N三边都同时受力的位置，故B、C 正确，D错误：G一 sin 30。=2G故选ABCO14. 如图所示，物体P、Q用轻绳连接后跨过左滑轮，物体P静止在倾角为37。角的斜而上，斜放木板上悬挂着Q，已知P. Q的质量 5，大小的关系为mQ = - mP,今将斜4放木板的倾角从37。增到60。，物体P仍保持静止而没有滑动，若不计滑轮处的摩擦，则下C.物体P对斜板的压力将变大B.物体P受到的静摩擦力将先减小后增大D.滑

23、轮受到绳子的作用力将变大【答案】BD【解析】【分析】【详解】A. 物体P保持静止状态，绳子的张力等于Q的重力，则绳子的张力将不变，A错误;B. 木板的倾角为37。时，物体P受到的静摩擦力大小为33f =一 mpg sin 37° = - Mpg 一 - mpg = 0.15mpg方向沿斜而向下。木板的倾角为60。时，物体P受到的静摩擦力大小为f2 = mpg sin 60°-/neg = 0.46® g方向沿斜而向上。可知物块P受到的摩擦力先减小到零后增大，B正确:C. 开始时斜而对P的支持力为N = mpg cos 37° = 0.8sg后来斜而对P的支持力为N2 = mpg cos 60° = 0.5mpg所以物体对斜板的压力将变小，C错误：D. 斜放木板的倾角从37。增到60。时，绳子之间的夹角减小，由于绳子的拉力大小不 变，所以绳子的合力增大，则滑轮受到绳子的作用力将变大，D正确。故选BD。【点睛】由题，物体P保持静止状态，绳子的张力等于Q的重力。