第二章 相互作用

1、 第二章 相互作用2013年高考题精选1. （2013全国新课标理综II第15题）如图，在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用，F平行于斜面向上。若要物块在斜面上保持静止，F的取值应有一定的范围，已知其最大值和最小值分别为F1和F2（F2>0）。由此可求出A.物块的质量B.斜面的倾角C.物块与斜面间的最大静摩擦力D.物块对斜面的压力解析：选C 设斜面倾角为，斜面对物块的最大静摩擦力为f。平行于斜面的外力F取最大值F1时，最大静摩擦力f方向沿斜面向下，由平衡条件可得：F1=f +mgsin ；平行于斜面的外力F取最小值F2时，最大静摩擦力f方向沿斜面向上，由平衡条件可得：F2+f =mgs

2、in ；联立解得物块与斜面的最大静摩擦力f =（ F2- F1）/2，选项C正确。不能得出物块质量m，不能得出斜面倾角，不能得出物块对斜面的压力，选项A、B、D错误。2.（2013高考重庆理综第1题）如图所示，某人静躺在椅子上，椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角。若此人所受重力为G，则椅子各个部分对他作用力的合力大小为AG BGsin CGcos DGtan解析：选A 人静躺在椅子上，受力平衡，由平衡条件可知椅子各个部分对他作用力的合力大小为G，选项A正确。3（2013上海物理第8题）如图，质量mAmB的两物体A、B叠放在一起，靠着竖直墙面。让它们由静止释放，在沿粗糙墙面下落过程中，物体B的受

3、力示意图是解析：选A 两物体叠放在一起，在沿粗糙墙面下落过程中，由于物块与竖直墙面之间没有压力，所以没有摩擦力，二者一起做自由落体运动，A、B间没有弹力作用，物体B的受力示意图是图A。4（2013高考上海物理第18题）两个共点力Fl、F2大小不同，它们的合力大小为F，则A.F1、F2同时增大一倍，F也增大一倍B.F1、F2同时增加10N，F也增加10NC.F1增加10N，F2减少10N，F一定不变D.若F1、F2中的一个增大，F不一定增大解析：选A F1、F2同时增大一倍，F也增大一倍，选项A正确；F1、F2同时增加10 N，F不一定增加10 N，选项B错误；F1增加10 N，F2减少10 N

4、，F可能变化，选项C错误；若F1、F2中的一个增大，F不一定增大，选项D正确。5.（2013高考山东理综第14题）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30o，弹簧C水平，则弹簧A、C的伸长量之比为A4 B.4 C. 12 D21解析：选D 把两个小球看作整体对其受力分析，由平衡条件得：弹簧A的拉力 FA=2mg/cos 30°，弹簧C的拉力FC=2mgtan 30°，又FA=kxA，FC= kxC联立解得：弹簧A、C的伸长量之比为：xAxC=1cos 30°tan 30°=21，选项

5、D正确。6.(2013高考北京理综第16题)倾角为、质量为M的斜面体静止在水平桌面上，质量为m的木块静止在斜面体上。下列结论正确的是A.木块受到的摩擦力大小是mgcos B.木块对斜面体的压力大小是mg sinC.桌面对斜面体的摩擦力大小是mg sincos D.桌面对斜面体的支持力大小是（M+m）g解析：选D 将木块的重力沿平行于斜面方向和垂直于斜面方向分解，平行于斜面方向的分力为mg sin ，垂直于斜面方向的分力为mgcos 。由平衡条件得木块受到的摩擦力大小是f= mg sin ，支持力F=mgcos ，由牛顿第第三定律，木块对斜面体的压力大小是mgcos ，选项A、B错误；把木块和斜

6、面看作整体对其受力分析，由平衡条件可知桌面对斜面体的摩擦力大小为零，桌面对斜面体的支持力大小是（M+m）g，选项C错误，D正确。7（2013高考天津理综物理第5题）如图所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于O点。现用水平力F缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力FN以及绳对小球的拉力FT的变化情况是AFN保持不变，FT不断增大 BFN不断增大，FT不断减小CFN保持不变，FT先增大后减小 DFN不断增大，FT先减小后增大解析：选D 由于此过程中细线与斜面体斜面的夹角逐渐减小，所以斜面对小球的支持力FN增大

7、。画出小球受力动态图，由平衡条件可得FT先减小后增大，选项D正确。8（2013高考广东理综第20题）如图8，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解析：选BD 设斜面的倾角为，加上Q，相当于增加了P的质量，受力分析列平衡方程得f =mgsin < mgcos 。当m增加时，不等式两边都增加，不等式仍然成立，即P静止不动，P所受的合外力为零，P与斜面间的静摩擦力f =mgsin 增大，选项B、D正确。9（2013高考上海物理第25题）如图，倾角为37°，质量不计的支

8、架ABCD的D端有一大小与质量均可忽略的光滑定滑轮，A点处有一固定转轴，CAAB，DCCA0.3m。质量mlkg的物体置于支架的B端，并与跨过定滑轮的轻绳相连，绳另一端作用一竖直向下的拉力F，物体在拉力作用下沿BD做匀速直线运动，己知物体与BD间的动摩擦因数0.3。为保证支架不绕A点转动，物体向上滑行的最大距离sm。若增大F后，支架仍不绕A点转动，物体能向上滑行的最大距离ss(填：“大于”、“等于”或“小于”。)(取sin37°0.6，cos37°0.8) 解析：拉力F =mgsin 37°+mgcos 37°=8.4 N。BC=CA/sin 37

9、76;=0.5 m。设m对支架BC的压力mgcos 37°对A点的力臂为x，由力矩平衡条件，F·DC cos 37°+mgcos 37°·CA cos 37°=F·CA cos 37°+ mgcos 37°·x，解得x=0.072 m。由x+s=BC-AC sin 37°解得s=0.248 m。由上述方程可知，F·DC cos 37°=F·CA cos 37°，x值与F无关，所以若增大F后，支架仍不绕A点转动，物体能向上滑行的最大距离 s= s。

10、答案：0.248 等于10.（2013福建理综第21题）质量为M、长为L的杆水平放置，杆两端A、B系着长为3L的不可伸长且光滑的柔软轻绳，绳上套着一质量为m的小铁环。已知重力加速度为g，不计空气影响。(1)现让杆和环均静止悬挂在空中，如图甲，求绳中拉力的大小：(2)若杆与环保持相对静止，在空中沿AB方向水平向右做匀加速直线运动，此时环恰好悬于A端的正下方，如图乙所示。 求此状态下杆的加速度大小a； 为保持这种状态需在杆上施加一个多大的外力，方向如何？ 解析：如图1，舍平衡时绳子拉力为T，有2Tcos -mg=0 由图可知，联立解得。（2）此时，对小铁环受力分析如图2，有，由图知，=60

11、6;，代入上述二式联立解得。 如图3,设外力F与水平方向成角，将杆和小铁环当成一个整体，有Fcos =(M+m)a, Fsin -(M+m)g=0联立解得（或=60°） 2012年高考题精选1. （2012·山东理综）如图所示，两相同轻质硬杆OO1、OO2可绕其两端垂直纸面的水平轴O、O1、O2转动，在O点悬挂一重物M，将两相同木块m紧压在竖直挡板上，此时整个系统保持静止。Ff表示木块与挡板间摩擦力的大小，FN表示木块与挡板间正压力的大小。若挡板间的距离稍许增大后，系统仍静止且O1、O2始终等高，则AFf变小 BFf不变CFN变小 DFN变大解析：选BD 若挡板间的距离稍许

12、增大后，木块与挡板间的摩擦力的大小仍等于重物重力的1/2，Ff不变，选项D正确，A错误；挡板间的距离稍许增大后，木块与挡板间正压力FN变大，选项B正确，A错误。2. （2012·新课标理综）如图，一小球放置在木板与竖直墙面之间。设墙面对球的压力大小为N1，球对木板的压力大小为N2。以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦，在此过程中A.N1始终减小，N2始终增大 B.N1始终减小，N2始终减小C.N1先增大后减小，N2始终减小 D.N1先增大后减小，N2先减小后增大解析：选BD 画出小球受力图，墙面对球的压力大小为N1=mgcos ，木板

13、对球的支持力。将木板从图示位置开始缓慢的移到水平位置。逐渐增大，N1始终减小，N2始终减小，选项B正确。3.（2012·浙江理综）如图所示，与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m=1.0kg的物体。细绳的一端与物体相连。另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连。物体静止在斜面上，弹簧秤的示数为4.9N。关于物体受力的判断（取g=9.8m/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4.9N,方向沿斜面向上C.斜面对物体的支持力大小为4.93N，方向竖直向上D.斜面对物体的支持力大小为4.9N，方向垂直斜面向上解析：选BD 物

14、体重力沿斜面方向分力为，等于细绳拉力，由平衡条件可知，斜面对物体的摩擦力大小为零，选项A正确。4. （2012·广东理综物理）如图3所示，两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上，两绳与竖直方向的夹角均为45°，日光灯保持水平，所受重力为G，左右两绳的拉力大小分别为A.G和G B. 和C. 和 D. 和解析：选B 左右两绳的拉力的合力等于G，由2Fcos 45°=G，解得F= G，选项B正确。5(2012上海物理)已知两个共点力的合力为50N，分力F1的方向与合力F的方向成30°角，分力F2的大小为30N。则 （ ）（A）F1的大小是唯一的（B）F2的力向是

15、唯一的（C）F2有两个可能的方向 （D）F2可取任意方向解析：选C 画出力的矢量图，可以看出F2有两个可能的方向，选项C正确。6. （2012·海南物理）下列关于摩擦力的说法，正确的是A作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速，不可能使物体加速B作用在物体上的静摩擦力只能使物体加速，不可能使物体减速C作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速，也可能使物体加速D作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速，也可能使物体减速解析：选CD 作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速也可能使物体加速，作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速也可能使物体减速，选项C、D正确，A、B错误。7.（2012&#

16、183;新课标理综）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，拖杆质量可以忽略；拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数，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。（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。已知存在一临界角0，若0，则不管沿拖杆方向的推力多大，都不可能使拖把从静止开始运动。求这一临界角的正切tan0。解析：（1）设该同学沿拖杆方向用大小F的力推拖把。将推拖把的力沿竖直和水平方向分解，按平衡条件有 ，式中N和F分别为地

17、板对拖把的正压力和摩擦力，按摩擦定律有，联立解得。（2）若不管沿拖把方向用多大的力都不能使拖把从静止开始运动，应有。这时式仍满足，联立式得考虑到N远大于mg，所以临界角的正切。8（19分）（2012·重庆理综）某校举行托乒乓球跑步比赛，赛道为水平直道，比赛距离为S。比赛时，某同学将球置于球拍中心，以大小为a的加速度从静止开始做匀加速直线运动，当速度达到v0时，再以v0做匀速直线运动跑至终点。整个过程中球一直保持在球拍中心不动。比赛中，该同学在匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为0，如题25图所示。设球在运动中受到空气阻力大小与其速度大小成正比，方向与运动方向相反，不计球与球拍之间的摩擦，

18、球的质量为m，重力加速度为g。（1）求空气阻力大小与球速大小的比例系数；（2）求在加速跑阶段球拍倾角随速度变化的关系式；（3）整个匀速跑阶段，若该同学速度仍为v0，而球拍的倾角比0大了并保持不变，不计球在球拍上的移动引起的空气阻力变化，为保证到达终点前球不从球拍上距离中心为r的下边沿掉落，求应满足的条件。解析：（1）在匀速运动阶段，有，解得（2）加速阶段，设球拍对球的支持力为N，有Nsin kv0=ma，Ncos=mg联立解得。（3）以做匀速直线运动时，设空气阻力与重力的合力为，有。球拍倾角为时，空气阻力与重力的合力不变，设球沿球拍面下滑的加速度大小为，有，设匀速跑阶段所用时间为，有=，球不从

19、球拍上掉落的条件为，解得。2011年高考题精选1.（2011江苏物理）如图所示，石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为,重力加速度为g，若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块侧面所受弹力的大小为A B Cmgtan Dmgcot解析：选A 隔离楔形石块，对其进行受力分析，画出受力分析图，设石块侧面所受弹力的大小为F，在竖直方向由平衡条件得2Fsin =mg，解得，选项A正确。2（2011海南物理）如图，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m1的重物。在绳

20、子距a端得c点有一固定绳圈。若绳圈上悬挂质量为m2的钩码，平衡后绳的ac段正好水平，则重物和钩码的质量比为A. B. 2 C. D.解析：选C 根据题述画出平衡后绳的ac段正好水平的示意图，对绳圈c分析受力，画出受力图如图。由平衡四边形定则和图中几何关系可得，选项C正确。3.（2011广东理综卷第16题）如图所示的水平面上，橡皮绳一端固定，另一端连接两根弹簧，连接点P在F1、F2和F3三力作用下保持静止。下列判断正确的是A. F1 > F2> F3 B. F3 > F1> F2 C. F2> F3 > F1D. F3> F2 > F1 解析：选B

21、 作出三力示意图，由力合成的平行四边形定则可知F1、F2 的合力大小等于F3，显然F3 > F1> F2，选项B正确。4（2011山东理综卷）如图所示，将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳固定于墙壁。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Ffa0，b所受摩擦力Ffb=0，现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间 （ ）A .Ffa大小不变 B. Ffa方向改变 C . Ffb仍然为零 D, Ffb方向向右解析：选AD 现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间弹簧对木块b作用力方向向左，b所受摩擦力Ffb方向向右；由于弹簧弹力不能发生突变，a所

22、受摩擦力Ffa0，且大小不变，选项A、D正确。5（2011安徽理综卷）一质量为m的物块恰好静止在倾角为的斜面上。现对物块施加一个竖直向下的恒力F，如图所示。则物块A.仍处于静止状态 B.沿斜面加速下滑 C.受到的摩擦力不变 D.受到的合外力增大解析：选A 由物块恰好静止在倾角为的斜面上可知，解得动摩擦因数，现对物块施加一个竖直向下的恒力F，则该力与重力合力沿斜面向下的分力为，该力与重力合力沿垂直斜面向下的分力为，满足，所以物块仍处于静止状态，选项A正确。2010年高考题精选1（2010广东理综）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FA、FB，

23、灯笼受到的重力为G。下列表述正确的是 AFA一定小于G BFA与FB大小相等 CFA与FB是一对平衡力 DFA与FB大小之和等于G解析：选A 由题意可知，FA与FB的合力大小等于灯笼受到的重力为G，FA与FB大小相等，FA可能大于G，选项B正确，A、C、D错误。2(2010安徽理综)L型木板P（上表面光滑）放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块Q相连，如图所示。若P、Q一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力。则木板P 的受力个数为A 3 B4 C5 D6解析：选C 隔离木板P受到重力、固定斜面对木板P的支持力和摩擦力，滑块对木板P的压力，轻弹簧对木板P沿斜面向下的弹力

24、，共5个力，选项C正确。3.（2010新课标卷）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. B. C. D.解析：选C 用大小为F1的力压弹簧的另一段时，弹簧型变量，根据胡克定律有：；用大小为F2的力拉弹簧时，弹簧形变量，根据胡克定律有：；联立解得：，选项C正确。4（2010山东理综）如图所示，质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接，在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动（m1在地面，m2在空中），力F与水平方向成q角，则m1所受支持力N和摩擦力f正确的是

25、AN= m1g+ m2g- Fsinq BN= m1g+ m2g- FcosqCf=Fcosq Df=Fsinq解析：选AC 把两个物体看作一个整体，由两个物体一起沿水平方向做匀速直线运动可知水平方向选项C正确，D错误；设轻弹簧中弹力为F1，弹簧方向与水平方向的夹角为，隔离，对其进行受力分析，由平衡条件，在竖直方向有隔离，对其进行受力分析，由平衡条件，在竖直方向有联立解得：，选项A正确，B错误。5（2010江苏物理）如图4所示，置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m的照相机，三脚架的三根轻质支架等长，与竖直方向均成角，则每根支架中承受的压力大小为A. B. C. D.解析：选D 设每根支架承受

26、的压力大小为，则每根支架对照相机的支持力为。将沿竖直方向和水平方向分解，三个力水平方向分力相互夹角120°，合力为零；三个力竖直方向分力，三个力竖直方向分力的合力等于照相机的重力，即，解得，选项D正确。6（2010新课标卷）如图1所示，一物块置于水平地面上.。当用与水平方向成60°角的力F1拉物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成30°角的力F2推物块时，物块仍做匀速直线运动.若F1和F2的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为A. B. C. D.1-解析：选B 物体重力、支持力、摩擦力和已知力或处于平衡状态，根据平衡条件，将或分别沿水平方向和竖直方向

27、分解，根据平衡条件，当用与水平方向成60°角的力拉物块时， ；当改用与水平方向成30°角的力推物块时，联立解得，选项B正确。2009年高考题精选1、（2009天津理综卷）物块静止在固定的斜面上，分别按图示的方向对物块施加大小相等的力F，A中F垂直于斜面向上。B中F垂直于斜面向下，C中F竖直向上，D中F竖直向下，施力后物块仍然静止，则物块所受的静摩擦力增大的是解析：选D 对物块进行受力分析，施力前，物块所受静摩擦力为施力后，A、B项的物块所受静摩擦力不变；C项中 D项中。所以D正确。2.(2009·海南物理)两个大小分别为F1和F2（F2< F1）的力作用在同一质点上，它们的合力的大小F满足A F2FF1 B(F1-F2)/2F(F1+F2)/2C（F1-F2）F（F1+F2） D（F12-F22）F 2（F12+F22）解析：选C 共点的两个力合成，方向相同时合力最大，最大值为方向相反时合力最小，最小值为所以他们合力的大小满足，选项C正确。3.（09浙江理综第14题）如图所示，质量为m的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上。已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为，斜面的倾角为30°，则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为( )Amg和mg