高中物理选题力的相互作用及答案解析

1、相互作用相互作用一、常见的三种力弹力的分析和计算1如图所示，将两相同的木块a、b至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（）AFfa大小不变BFfa方向改变CFfb方向向左DFfb仍然为零2. 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；已知A的重力为8N，B的重力为6N，弹簧的弹力为4N则地面受到的压力大小和细线受到的拉力大小可能是（）A18N和10NB4N和10NC12N和2ND14N和2N3. 在如图所

2、示装置中画出杆AB、AC对A点的弹力的方向，不计AB、AC的重力。4. 如图所示，小车上固定着一根弯成角的曲杆，杆的另一端固定一个质量为m的球,小车在水平面上做匀速直线运动.分析杆对球的弹力大小和方向.摩擦力的分析计算5. 长直木板的上表面的一端放有一个木块，如图7所示，木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹角变大)，另一端不动，则木块受到的摩擦力Ff随角度的变化图象是下列图中的（ ） 6. 如图所示，物体A、B在力F作用下一起以相同速度沿F方向匀速运动，关于物体A所受的摩擦力，下列说法正确的是（）A甲、乙两图中A均受摩擦力，且方向均与F相同B甲、乙两图中A均受摩擦力，且方向均与F相反C

3、甲、乙两图中A物体均不受摩擦力D甲图中A不受摩擦力，乙图中A受摩擦力，方向和F相同7. 如图所示，物体A叠放在物体B上，水平地面光滑，外力F作用于物体B上使它们一起运动，试分析两物体受到的静摩擦力的方向二、力的合成与分解合力与分力1. 两个共点力Fl、F2大小不同，它们的合力大小为F，则（ ）AF1、F2同时增大一倍，F也增大一倍BF1、F2同时增加10N，F也增加10NCF1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2. 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，

4、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减小后，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3. 如图所示，细线的一端系一质量为m的小球，另一端固定在倾角为的光滑斜面体顶端，细线与斜面平行在斜面体以加速度a水平向右做匀加速直线运动的过程中，小球始终静止在斜面上，小球受到细线的拉力T和斜面的支持力为FN分别为（重力加速度为g）（）AT=m（g sin+a cos）FN=m（g cos-a sin）BT=m（g sin+a cos）FN=m（g sin-a cos）CT=m（a cos-g sin）F

5、N=m（g cos+a sin）DT=m（a sin-g cos）FN=m（g sin+a cos）三、受力分析、共点力的平衡1. 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（）A3B4C5D62. 如图所示，重物的质量为m，轻细线AO和BO的A、B端是固定的，平衡时AO是水平的，BO与水平面的夹角为，AO的拉力F1和BO的拉力F2的大小是（）AF1=mg cos BF1=mg cotCF2=mg sin DF2= (mg)/sin突破训练1. 如图所示，石拱桥的正中

6、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，求石块侧面所受弹力的大小为（ ）A(mg)/2sin B(mg)/2cos C(1/2) mg tanD(1/2) mg cot2. 如图所示，两个带有同种电荷的小球，用绝缘细线悬挂于O点，若q1>q2，L1>L2，平衡时两球到过O点的竖直线的距离相等，则（ ）Am1m2 Bm1m2 Cm1m2 D无法确定3. 在科学研究中，可以用风力仪直接测量风力的大小，其原理如图所示仪器中有一根轻质金属丝，悬挂着一个金属球无风时，金属丝竖直下垂；当受到沿水平方向吹来的风时，金属丝偏离竖直方向一个角

7、度风力越大，偏角越大通过传感器，就可以根据偏角的大小指示出风力大小那么，风力大小F跟小球质量m、偏角之间有什么关系呢？4. 如图所示，水平细杆上套一环A，环A与B球间用一轻绳相连，质量分别为mA、mB由于B球受到风力作用，环A与B球一起向右匀速运动已知细绳与竖直方向的夹角为则下列说法中正确的是（）A风速增大时，轻质绳对球B的拉力保持不变B球B受到的风力F为mBg tanC杆对A环的支持力随着风速的增加而增加D环A与水平细杆间的动摩擦因数为 mB/(mA+mB)5. 如图所示，光滑斜面的倾角为30°轻绳通过两个滑轮与A相连，轻绳的另一端固定于天花板上，不计轻绳与滑轮的摩擦物块A的质量为

8、m不计滑轮的质量，挂上物块B后，当滑轮两边轻绳的夹角为90°时，A、B恰能保持静止，则物块B的质量为（）A2/2mB2m CmD2m6. 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（）AN1始终减小，N2始终增大BN1始终减小，N2始终减小CN1先增大后减小，N2始终减小DN1先增大后减小，N2先减小后增大7. 如图所示质量为m的球放在倾角为的光滑斜面上，试分析挡板AO与斜面间的倾角为多大时，AO所受压力最小？8. 光滑半球面上的小球被一通过定

9、滑轮的力F由A点缓慢拉到顶端的过程中，绳的拉力F及半球面对小球的支持力Fn的变化情况（如图）正确的是（）AFn增大，F增大BFn增大，F减小CFn不变，F减小DFn减小，F增大课后训练第13页 第1题(2014广东理综, 14,4分) 如图所示, 水平地面上堆放着原木, 关于原木P在支撑点M、N处受力的方向, 下列说法正确的是() A. M处受到的支持力竖直向上B. N处受到的支持力竖直向上C. M处受到的静摩擦力沿MN方向D. N处受到的静摩擦力沿水平方向第13页 第2题(2013上海单科, 8,2分) 如图, 质量mA> mB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

10、, 在沿粗糙墙面下落过程中, 物体B的受力示意图是() 第13页 第3题(2012山东基本能力, 85,2分) (多选) 力是物体间的相互作用。下列有关力的图示及表述正确的是() 第13页 第4题(2012海南单科, 8,4分) (多选) 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, 也可能使物体减速第13页 第5题(2011天津理综, 2,6分) 如图所示, A、

11、B两物块叠放在一起, 在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动, 运动过程中B受到的摩擦力() A. 方向向左, 大小不变B. 方向向左, 逐渐减小C. 方向向右, 大小不变D. 方向向右, 逐渐减小第13页 第6题(2010课标, 15,6分) 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. 第13页 第7题(2013江苏单科, 14,16分) 如图所示, 将小砝码置于桌面上的薄纸板上, 用水平向右的拉力将纸板迅速抽出, 砝码

12、的移动很小, 几乎观察不到, 这就是大家熟悉的惯性演示实验。若砝码和纸板的质量分别为m1和m2, 各接触面间的动摩擦因数均为。重力加速度为g。(1) 当纸板相对砝码运动时, 求纸板所受摩擦力的大小; (2) 要使纸板相对砝码运动, 求所需拉力的大小; (3) 本实验中, m1=0.5 kg, m2=0.1 kg, =0.2, 砝码与纸板左端的距离d=0.1 m, 取g=10 m/s2。若砝码移动的距离超过l=0.002 m, 人眼就能感知。为确保实验成功, 纸板所需的拉力至少多大? 第14页 第1题(2013课标, 21,6分) (多选) 2012年11月, “歼15” 舰载机在“辽宁号” 航

13、空母舰上着舰成功。图(a) 为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图。飞机着舰并成功钩住阻拦索后, 飞机的动力系统立即关闭, 阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力, 使飞机在甲板上短距离滑行后停止。某次降落, 以飞机着舰为计时零点, 飞机在t=0.4 s时恰好钩住阻拦索中间位置, 其着舰到停止的速度-时间图线如图(b) 所示。假如无阻拦索, 飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为1 000 m。已知航母始终静止, 重力加速度的大小为g。则() 图(a) 图(b) A. 从着舰到停止, 飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的1/10B. 在0.4 s2.5 s时间内, 阻拦索的张力几乎

14、不随时间变化C. 在滑行过程中, 飞行员所承受的加速度大小会超过2.5gD. 在0.4 s2.5 s时间内, 阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变第14页 第1题(2014课标, 17,6分) 如图, 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第14页 第2题(2012上海单科, 6,2分) 已知两个共点力的合力为50 N, 分力

15、F1的方向与合力F的方向成30°角, 分力F2的大小为30 N。则() A. F1的大小是唯一的B. F2的方向是唯一的C. F2有两个可能的方向D. F2可取任意方向第14页 第2题(2014山东理综, 14,6分) 如图, 用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点, 制成一简易秋千。某次维修时将两轻绳各剪去一小段, 但仍保持等长且悬挂点不变。木板静止时, F1表示木板所受合力的大小, F2表示单根轻绳对木板拉力的大小, 则维修后() A. F1不变, F2变大B. F1不变, F2变小C. F1变大, F2变大D. F1变小, F2变小第14页 第3题(2012广东理综,

16、16,4分) 如图所示, 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都为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. G和GC. G和GD. G和G第14页 第4题(2010广东理综, 13,4分) 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, 灯笼受到的重力为G。下列表述正确的是() A. FA一定小于GB. FA与FB大小相等C. FA与FB是一对平衡力D. FA与FB大小之和等于G第14页 第5题(2013福

17、建理综, 21,19分) 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? 第15页 第3题(2014上海单科, 9,3分) 如图, 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

18、, 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增大第15页 第4题(2013课标, 15,6分) 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. 物块对斜面的正压力第15页 第5题(2013重庆理综, 1,6分) 如图所示, 某人静躺在椅子上, 椅子的靠

19、背与水平面之间有固定倾斜角。若此人所受重力为G, 则椅子各部分对他的作用力的合力大小为() A. GB. G sin C. G cos D. G tan 第15页 第6题(2013广东理综, 20,4分) (多选) 如图, 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第15页 第7题(2012浙江理综, 14,6分) 如图所示, 与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m=1.0 kg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

20、体静止在斜面上, 弹簧秤的示数为4.9 N。关于物体受力的判断(取g=9.8 m/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4.9 N, 方向沿斜面向上C. 斜面对物体的支持力大小为4.9 N, 方向竖直向上D. 斜面对物体的支持力大小为4.9 N, 方向垂直斜面向上第15页 第8题(2013重庆理综, 8,16分) 如图所示, 半径为R的半球形陶罐, 固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上, 转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO' 重合。转台以一定角速度匀速旋转, 一质量为m的小物块落入陶罐内, 经过一段时间后, 小物块随陶罐一起转动且相

21、对罐壁静止, 它和O点的连线与OO' 之间的夹角为60°。重力加速度大小为g。(1) 若=0, 小物块受到的摩擦力恰好为零, 求0; (2) 若=(1±k) 0, 且0< k1, 求小物块受到的摩擦力大小和方向。第15页 第9题(2012课标, 24,14分) 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, 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

22、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tan 0。答案和解析一、常见的三种力1. 2. 3. 4. 杆对球的弹力大小为mg，方向竖直向上.由于球处于平衡状态，根据二力平衡的条件知，杆对球的弹力方向跟重力方向相反，竖直向上，弹力大小跟球的重力大小相等，等于mg.摩擦力的计算分析5. C解析下面通过“过程分析法”和“特殊位置法”分别求解：解法一：过程分析法(1)木板由水平位置刚开始运动时：0，Ff静0.(2)从木板开始转动到木板与木块发生相对滑动前：木块所受的是静摩擦

23、力由于木板缓慢转动，可认为木块处于平衡状态，受力分析如图：由平衡关系可知，静摩擦力大小等于木块重力沿斜面向下的分力：Ff静mgsin .因此，静摩擦力随的增大而增大，它们满足正弦规律变化(3)木块相对于木板刚好要滑动而没滑动时，木块此时所受的静摩擦力为最大静摩擦力Ffm.继续增大，木块将开始滑动，静摩擦力变为滑动摩擦力，且满足：Ffm>Ff滑(4)木块相对于木板开始滑动后，Ff滑mgcos ，此时，滑动摩擦力随的增大而减小，满足余弦规律变化(5)最后，Ff滑0综上分析可知选项C正确7. 甲中A做匀速直线运动，而甲中A物体不受外力，故甲中A没有相对于B的运动趋势，故甲中

24、A不受摩擦力；乙中A也是平衡状态，但A的重力使A有一沿斜面下滑的趋势，故B对A有向上摩擦力，故A受F方向相同的摩擦力；故选D二、力的合成与分解1. AD根据力的矢量三角形，增大一倍后和原来的矢量三角形相似，均扩大相同的倍数。答案A正确，；如果两个共点力大小相等且夹角等于120度，则有，答案B只是有可能，故B错误；如果二力同向，答案C可能正确，但一定不变是错误的；如果反向，答案D是正确的。2. 3. 三、受力分析、共点力的平衡1. P、Q一起沿斜面匀速下滑时，由于木板P上表面光滑，滑块Q受到重力、P的支持力和弹簧沿斜面向上的弹力根据牛顿第三定律，物体Q必对物体P有压力，同时弹簧对P也一定有向下的

25、弹力，因而木板P受到重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力、Q的压力和弹簧沿斜面向下的弹力，所以选项C正确；故选C2. 突破训练1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 课后训练第13页 第1题答案A解析支持力的方向垂直于支持面, 因此M处受到的支持力垂直于地面竖直向上, N处支持力过N垂直于切面, A项正确、B项错; 静摩擦力方向平行于接触面与相对运动趋势的方向相反, 因此M处的静摩擦力沿水平方向, N处的静摩擦力沿MN方向, C、D项都错误。第13页 第2题答案A解析A、B在竖直下落过程中与墙面没有弹力, 所以也没有摩擦力, A、B均做自由落体运动, 处于完全失重状态, 均只受重力, 故A

26、正确。第13页 第3题答案BD解析由于在不同纬度处重力加速度g不同, 旅客所受重力不同, 故对飞机的压力不同, A错误。充足气的篮球平衡时, 内部气体对篮球壳的压力等于外部气体对篮球壳的压力与球壳弹力之和, 故B正确。书对桌子的压力作用在桌子上, 箭尾应位于桌面上, 故C错误。平地上匀速行驶的汽车, 其主动轮受到地面的静摩擦力是其前进的动力, 地面对其从动轮的摩擦力是阻力, 汽车受到的动力与阻力平衡时才能匀速前进, 故D正确。第13页 第4题答案CD解析摩擦力总是阻碍物体的相对运动(或相对运动趋势), 而物体间的相对运动与物体的实际运动无关。当摩擦力的方向与物体的运动方向一致时, 摩擦力是动力

27、, 方向相反时为阻力, 故C、D项正确。第13页 第5题答案A解析B向右做匀减速直线运动, 加速度大小不变、方向向左, 故所受摩擦力的方向向左, 大小不变, 即A正确, B、C、D均错误。第13页 第6题答案C解析由胡克定律可知: k=, 得k=, 故C项正确。第13页 第7题答案(1) (2m1+m2) g(2) 大于2(m1+m2) g(3) 22.4 N解析(1) 砝码对纸板的摩擦力f1=m1g桌面对纸板的摩擦力f2=(m1+m2) gf=f1+f2解得f=(2m1+m2) g(2) 设砝码的加速度为a1, 纸板的加速度为a2, 则f1=m1a1F-f1-f2=m2a2发生相对运动a2&

28、gt; a1解得F> 2(m1+m2) g(3) 纸板抽出前, 砝码运动的距离x1=a1纸板运动的距离d+x1=a2纸板抽出后, 砝码在桌面上运动的距离x2=a3l=x1+x2由题意知a1=a3, a1t1=a3t2解得F=2m1+(1+) m2g代入数据得F=22.4 N第14页 第1题答案AC解析速度图线与时间轴所围面积表示物体的位移, 估算图中面积约为110 m, 故A正确; 由于速度图线的斜率表示物体的加速度, 由图可知在0.4 s2.5 s内飞机加速度大小几乎不变, 约为27 m/s2, 则飞机所受阻拦索的合力F不变, 但飞机的速度在减小, 两侧阻拦索间夹角在减小, 故由P=F

29、v知D错误, 由F=2T cos 知阻拦索的张力在减小, B错误; 由上述知C正确。第14页 第1题答案A解析设橡皮筋原长为l0加速前平衡时橡皮筋伸长了x0则有kx0=mg当加速并稳定时设小球偏离竖直方向角, 橡皮筋伸长了x由小球在竖直方向受力平衡有kx cos =mg联立得kx cos =kx0x cos =x0此时小球距悬挂点的竖直高度h=(l0+x) cos =l0 cos +x cos =l0 cos +x0< l0+x0故小球一定升高选项A正确。第14页 第2题答案C解析由F1、F2和F的矢量三角形图可以看出:当F2=F20=25 N时, F1的大小才是唯一的, F2的方向才是

30、唯一的。因F2=30 N> F20=25 N, 所以F1的大小有两个, 即F1' 和F1, F2的方向有两个, 即F2' 的方向和F2的方向, 故选项A、B、D错误, 选项C正确。第14页 第2题答案A解析木板静止时受力情况如图所示, 设轻绳与竖直木板的夹角为, 由平衡条件知, 合力F1=0, 故F1不变, F2=, 剪短轻绳后, 增大, cos 减小, F2增大, 故A正确。第14页 第3题答案B解析根据对称性知两绳拉力大小相等, 设为F, 日光灯处于平衡状态, 由2F cos 45°=G解得F=G, B项正确。第14页 第4题答案B解析由题意知, A、B两点

31、等高, 且两绳等长, 故FA与FB大小相等, B选项正确。若两绳夹角大于120°, 则FA=FB> G; 若夹角小于120°, 则FA=FB< G; 若夹角等于120°, 则FA=FB=G, 故选项A、D错。夹角为180°时, FA与FB才能成为一对平衡力, 但这一情况不可能实现, 故C项错。第14页 第5题答案(1) mg(2) g(M+m) g与水平方向的夹角为60°斜向右上方解析(1) 如图1, 设平衡时, 绳中拉力为T, 有图12T cos -mg=0由图知cos =由式解得T=mg(2) 此时, 对小铁环进行受力分析, 如

32、图2所示, 有图2T' sin ' =maT' +T' cos ' -mg=0由图知' =60°, 代入式解得a=g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, 有图3F cos =(M+m) aF sin -(M+m) g=0由式解得F=(M+m) gtan =60°即外力方向与水平方向的夹角为60°斜向右上方第15页 第3题答案A解析由题意知, 小球在由A运动到B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, 则对球由平衡条件得: F=mg sin , N=mg cos , 在运动过程中, 增大, 故F增大, N减小, A正确。第15页 第4题答案C解析当物块所受外力F为最大值F1时, 具有向上的运动趋势由平衡条件可得: F1=mg sin +fm;同理: 当物块所受外力F为最