人教版高一物理上册第三章相互作用——力(培优篇)(Word版含解析)

1、一、第三章相互作用力易错题培优（难）1 .如图所示，一固定的细直杆与水平面的夹角为。=15。，一个质量忽略不计的小轻环C套 在直杆上，一根轻质细线的两端分别固定于直杆上的48两点，细线依次穿过小环甲、 小轻环C和小环乙，且小环甲和小环乙分居在小轻环C的两侧.调节A、8间细线的长 度，当系统处于静止状态时6=45。,不计一切摩擦.设小环甲的质量为小环乙的质量为A. tan 15°B. tan 30°C. tan 60°D. tan 750【答案】C【解析】试题分析：小球C为轻环，重力不计，受两边细线的拉力的合力与杆垂直，C环与乙环的 连线与竖直方向的夹角为60。，C

2、环与中环的连线与竖直方向的夹角为30。，A点与甲环的 连线与竖直方向的夹角为30。，乙环与B点的连线与竖直方向的夹角为60。，根据平衡条件，对甲环：27cos30v =对乙环有：27cos60。=%g,得啊：叫二tan600,故选 C.【名师点睛】小球C为轻环，受两边细线的拉力的合力与杆垂直，可以根据平衡条件得到 A段与竖直方向的夹角，然后分别对甲环和乙环进行受力分析，根据平衡条件并结合力的 合成和分解列式求解.考点：共点力的平衡条件的应用、弹力.2 .如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为m和2m的物块A、B,通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，A、B间的接触而和轻绳均与木板平行

3、。A与B间、B 与木板间的动摩擦因数均为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当木板与水平面的夹角 为45。时，物块A、B刚好要滑动，则的值为（ ）【答案】C【解析】【分析】【详解】当木板与水平面的夹角为45。时，两物块刚好滑动，对A物块受力分析如图沿斜而方向，A、B之间的滑动摩擦力<=cos 45°根据平衡条件可知T = mg sin 45° + /img cos 45°对B物块受力分析如图2mg沿斜面方向，B与斜面之间的滑动摩擦力f2 = 7/- 3?g cos 45°根据平衡条件可知2mg sin 45° = T + ng cos 45&

4、#176; + /- 3mg cos 45°两式相加，可得2 7g sin 45° =sin 45° + /1mg cos 45° + "，ng cos 45° + /- 3 7g cos 45°解得1/ =故选c03 .如图所示，光滑半球形容器固定在水平而上，。为球心，一质量为m的小滑块，在水 平力F的作用下从半球形容器最低点缓慢移近最高点.设小滑块所受支持力为N,则下列 判断正确的是（）A. F缓慢增大B. F缓慢减小C. N不变D. N缓慢减小0【答案】A【解析】【分析】【详解】对物体进行受力分析：物体受重力mg、支持

5、力Fn、水平力F.已知小滑块从半球形容器最 低点缓慢移近最高点，我们可以看成小滑块每一个状态都是平衡状态.根据平衡条件，应 用力的合成得出：由于小滑块从半球形容器最低点缓慢移近最高点，所以8减小,tan。减小，sin。减小.根据以上表达式可以发现F增大，Fn增大.故选A.【点睛】物体的动态平衡依然为高考命题热点，解决物体的平衡问题，一是要认清物体平衡状态的 特征和受力环境是分析平衡问题的关犍：二是要学会利用力学平衡的结论（比如：合成 法、正交分解法、效果分解法、三角形法、假设法等）来解答：三是要养成迅速处理矢量 计算和辨析图形几何关系的能力.4 .如图所示，水平直杆0P右端固定于竖直墙上的0点

6、，长为L = 27的轻绳一端固定于 直杆P点，另一端固定于墙上0点正下方的Q点，0P长为d = L2"?，重为8N的钩码由 光滑挂钩挂在轻绳上处于静止状态，则轻绳的弹力大小为（ ）A. IONB. 8NC. 6ND. 5N【答案】D【解析】【分析】根据几何关系得到两边绳子与竖直方向的夹角，再根据竖直方向的平衡条件列方程求解.【详解】设挂钩所在处为N点，延长PN交增于M点，如图所示：同一条绳子拉力相等，根据对称性可知两边的绳子与竖直方向的夹角相等，设为。，则根据几何关系可知A/Q=MN,即PM等于绳长：根据几何关系可得：PO 1 2sin a = = 0.6,则 a=37°,

7、根据平衡条件可得：2Tcosa=mg,解得：7=5N,故 D正确，A、B、C错误.故选D.【点睛】本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行 受力分析、然后建立平衡方程进行解答.5.如图所示，木块B静止在水平地面上，木块A卷放在B上。A的左侧靠在光滑的竖起墙 而上。关于A、B的受力情况，下列说法中正确的是（）A. B对A的作用力方向一定竖直向上B. B对A的作用力一定大于A的重力C.地面对B的摩擦力方向可能向右D.地面对B的支持力大小等于A、B的总重力【答案】D【解析】【分析】【详解】AB.对A受力分析可知：若A与B的接触面光滑，则A受重力、支持力及墙壁对A

8、的支持 力作用，A处于静止状态，合力为零，由于A、B之间的接触而倾斜，则B对A的支持力 垂直接触而斜向上，且大于A的重力。若接触而粗糙，A受到重力、B对A的支持力，还 可能受到B对A的摩擦力，有可能A还受到墙壁的支持力：当墙壁对A没有支持力时，B 对A的支持力与摩擦力的合力与A的重力大小相等，方向相反。由以上分析可知，故A错 误，B错误：C.若A与B的接触面光滑，木块B受重力、地面的支持力、A对B斜向下的压力以及地 而的摩擦力处于静止状态，合力为零，则摩擦力方向水平向左。若接触面粗糙，木块B受 重力、地面的支持力、A对B斜向下的压力以及A对B的静摩擦力，其中A对B斜向下的 压力以及A对B的静摩

9、擦力的合力与A的重力大小相等，方向竖直向下，所以B不受地面 的摩擦力，故C错误：D.对整体进行受力分析可知，整体在竖直方向合外力为零，故地而对B的支持力一定等 于两物体的重力，故D正确。故选D。6.如图所示，固定倾斜直杆上套有一个质量为m的小球和两根原长均为1的轻弹簧，两根轻弹簧的一端与小球相连，另一端分别固定在杆上相距为2L的4 8两点。已知直杆与 3/np sin 04水平面的夹角为。两弹簧的劲度系数均为上一，小球在距8点二1的P点处于静止状态，重力加速度为g。则小球在P点处受到摩擦力为（）人”=鳖蛇，方向沿杆向下B. /=吟竺，方向沿杆向上C. / = . ;.方向沿杆向下D, / =

10、/"'* ,方向沿杆向上22【答案】A【解析】【分析】【详解】小球在P点时两根弹簧的弹力大小相等，设为F，根据胡克定律有F=k L-L设小球静止时受到的摩擦力大小为f方向沿杆向下，根据平衡条件有mg sin 8 + f = 2F解得mg sin 0方向沿杆向下，选项A正确，BCD错误。故选A。7 .将一弹性绳对折，相当于将此弹性绳剪成相同长度的两段绳，每段绳在相同的外力作用 下，其伸长量为原来的一半。现有一根原长20cm的弹性细绳，其外力下与伸长量x的关 系如图所示，将此细绳对折，其两端点固定于天花板同一位置，并在对折点处竖直悬系一 物体，然后再缓慢放手，平衡后发现物体下降了

11、 2cm,则该物体所受重力约为（）A. 0.8NB, 1.6NC. 3.2ND. 6.4N【答案】C【解析】【分析】【详解】根据题意将一弹性绳对折，相当于将此弹性绳剪成相同长度的两段绳，每段绳在相同的外 力作用下，伸长量变为原来的一半，根据胡克定律尸=爪可知劲度系数变为原来的两倍。 根据图像可知弹性细绳的劲度系数AF 4k =N/cm = 0.4N/cmAx- 10则对折后，劲度系数变为2攵=0.8N/cm所以物体的重力为G = 2 依+ 2 奴= 0.8x2N + 0.8x2N = 3.2Nabd错误，c正确。故选c°8 .如图所示，用一轻绳将光滑小球P系于竖直墙壁上的。点，在墙壁

12、和球P之间夹有一 正方体物块Q, P、Q均处于静止状态,现有一铅笔紧贴墙壁压在轻绳上从O点开始缓慢下 移（该过程中，绳中张力处处相等），P、Q始终处于静止状态，则在铅笔缓慢下移的过程中A. P所受的合力增大B. Q受到墙壁的摩擦力不变C. P对Q的压力逐渐减小D.绳的拉力逐渐减小【答案】B【解析】【分析】对物体进行受力分析，根据绳子拉力方向变化，对各个力的大小进行分析可求解。【详解】A. P始终处于静止状态，所受合力始终为零，故A错误；B.小球P光滑，所以PQ间没有摩擦，因此Q受到的墙壁的摩擦力与Q受到的重力是平 衡性，保持不变，故B正确：CD.对P球进行受力分析如图mg根据平衡条件可得T c

13、os 0 = mgTsin0 = N 整理得N = mg tan 0 , T =- cos 8随铅笔向下移动，6变大，则tan®增大，即Q对P的支持力增大，根据作用力和反作用 力，P对Q的压力增大：而cos。减小，因此绳子拉力变大，故CD错误。故选Bo9.如图所示，顶端附有光滑定滑轮的斜面体静止在粗糙水平地而上，三条细绳结于0点, 一条绳跨过定滑轮平行于斜而连接物块P，一条绳连接小球Q, P、Q两物体处于静止状 态，另一条绳0A在外力F的作用下处于水平状态，现保持结点0位置不变，使8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I匕则（）B.斜而对物块P的支持力一直增大

14、C.地面对斜面体的摩擦力一直减小D.地面对斜面体的支持力一直增大【答案】C【解析】【详解】缓慢逆时针转动绳04的方向至竖直的过程中，0八拉力的方向变化如图从1位置到2位置可见绳04的拉力先减小后增大，绳08的拉力一直减小。A.由于不清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，则斜面对P的支持力等于重力在垂直斜面向下的分 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：斜面受地面的摩擦力与08 绳子水平方向的拉力等大反向，因绳08的拉力

15、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08的拉力一直减小，其竖直向下的分 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310.如图所示，两个截而半径均为，质量均为m的半圆柱体4 8放在粗糙水平而上，A. 8对地而的压力大小为3mg4 8截面圆心间的距离为/,在4 8上放一个截面半径为，质量为2m的光滑圆柱体B.地而对A的作用力沿4、C圆心连线方向C. /越小，A、C间的弹力越小D. /越小，地面对A、8的摩擦力越大【答案】C【解析】【分析】【详解】A.以三

16、个物体组成的整体为研究对象，受到总重力和地面对A和8支持力，两个支持力 大小相等，则由平衡条件得知地面对8的支持力为2吆，由牛顿第三定律得知8对地面的 压力大小也为2吆，故A错误：B.地而对A有支持力和摩擦力两个力作用，地而对A的作用力是它们的合力；八受到重 力mg、地面的支持力N、摩擦力/、C球的压力N?,如图所示根据平衡条件知地面的支持力N、和摩擦力/的合力与力mg和压力N2的合力等值、反 向，C球对A的压力N?方向沿47方向，则力mg和压N?的合力一定不沿4c方向，故地 而对A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2M cos 0 = 22g得

17、COS0/越小，e越小，cose越大，则得a对c间的弹力m越小，故c正确: D.以A为研究对象，根据平衡条件得知地面对A的摩擦力f = N2 sin a而C对4的压力则得/越小，a越小，/越小，故D错误。故选C,11.如图，柔软轻绳ON的一端0固定，其中间某点M拴一重物，用手拉住绳的另一端N.初始时，0M竖直且MN被拉直，0M与MN之间的夹角为a （。工）.现将重物向 2右上方缓慢拉起，并保持夹角a不变.在0M由竖直被拉到水平的过程中（）A. MN上的张力逐渐增大B. MN上的张力先增大后减小C. 0M上的张力逐渐增大D. 0M上的张力先增大后减小【答案】AD【解析】【分析】【详解】以重物为研

18、究对象，受重力mg, 0M绳上拉力Fz, MN上拉力臼，由题意知，三个力合力 始终为零，矢量三角形如图所示，在Fz转至水平的过程中，MN上的张力%逐渐增大，0M上的张力Fz先增大后减小，所以 A、D正确；B、C错误.12.如图，柔软轻绳ON的一端。固定，其中间某点M拴一重物，用手拉住绳的另一端 N.初始时，0M竖直且MN被拉直，0M与MN之间的夹角为a ( &>).现将重物向 右上方缓慢拉起，并保持夹角a不变.在0M由竖直被拉到水平的过程中()A. M/V上的张力逐渐增大B. M/V上的张力先增大后减小c. OM上的张力逐渐增大D. OM上的张力先增大后减小【答案】AD【解析】【

19、分析】【详解】以重物为研究对象，受重力mg, OM绳上拉力Fz, MN上拉力F，由题意知，三个力合力 始终为零，矢量三角形如图所示，在F2转至水平的过程中，MN上的张力F1逐渐增大，OM上的张力F2先增大后减小，所以 A、D正确；B、C错误.13 .如图所示，光滑水平面和倾角为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（）【答案】ABC. mgD. 2mg【解析】 【分析】 【详解】对小球施加一水平向右的作用力F，当力F为。时，小球受重力和水平面的支持力平衡， 随着力尸的增大，斜面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max所以g mg和*2 mg为F的可能值，故选AB。 2214 .如图所示，倾角为覆的粗糙斜劈放在粗糙水平而上，物体a放在斜而上，轻质细线一 端固定在物体。上，另一端绕过光滑的滑轮固定在c点，滑轮2下悬挂物体b,系统处于 静止状态。现将固定点c向左缓慢移动少许，发现a与斜劈始终静止，则在此过程中A,斜劈对地面的压力不变B.细线对物体。的拉力增大C.细线对滑轮2的作用力不变D.地面对斜劈的摩擦力增大【答案】AC【解析】【分析】【详解】BC.对滑轮和物体b受力分析，受重力和两个拉