高考物理复习冲刺专题2 相互作用（力学部分）（解析版）

专题2相互作用一、选择题（1-11题为单项选择题，12-16为多项选择题）1．如图所示，在高度不同的两水平台阶上放有质量分别为m1、m2的两物体A、B，物体间用轻弹簧相连，弹簧与竖直方向夹角为θ．在物体A左端施加水平拉力F，使A、B均处于静止状态，已知物体A表面光滑，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A．弹簧弹力的大小为B．m1与m2一定相等C．地面对B的支持力可能为零D．地面对B的摩擦力大小为F【答案】D【解析】A.对A分析，水平方向上有弹则弹簧弹力弹竖直方向上有弹可知弹故选项A不符合题意；BC.物体B在水平方向上平衡，可知B在水平方向上受到向右的摩擦力，则地面对B支持力不为零，竖直方向上有弹则有由此可知与不一定相等，故选项B、C不符合题意；D.对整体分析，地面对B的摩擦力大小等于，故选项D符合题意．2．如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为M的物体A、B(B物体与弹簧连接)，弹簧的劲度系数为k，初始时物体处于静止状态．现用竖直向上的拉力F作用在物体A上，使物体A开始向上做加速度为a的匀加速运动，测得两个物体的v—t图像如图乙所示(重力加速度为g)，则（）A．施加外力前，弹簧的形变量为B．外力施加的瞬间A、B间的弹力大小为M(g-a)C．A、B在t1时刻分离，此时弹簧弹力恰好为零D．弹簧恢复到原长时，物体B的速度达到最大值【答案】B【解析】A．施加F前，物体AB整体平衡，根据平衡条件有：2Mg=kx解得：故A错误；B．施加外力F的瞬间，对B物体，根据牛顿第二定律有：F弹—Mg—其中F弹=2Mg解得：故B正确；C．物体A、B在t1时刻分离，此时A、B具有共同的v与a；且；对B：弹解得：弹=弹力不为零，故C错误；D．而弹簧恢复到原长时，B受到的合力为重力，已经减速一段时间；速度不是最大值；故D错误。故选B．3．如图、在竖直墙壁的A点处有一根水平轻杆a,杆的左端有一个轻滑轮O.一根细线上端固定在该天花板的B点处,细线跨过滑轮O,下端系一个重为G的物体,开始时BO段细线与天花板的夹角为θ=.系统保持静止,当轻杆a缓慢向下移动的过程中,不计一切摩擦,下列说法中正确的是（）A．细线BO对天花板的拉力不变B．a杆对滑轮的作用力的方向沿杆水平向右C．a杆对滑轮的作用力逐渐减小D．开始时绳对滑轮的作用力大小大于G【答案】C【解析】A.当轻杆a缓慢向下移动的过程中，细线的拉力大小始终等于物体的重力G，保持不变，但由于θ增大，所以细线BO对天花板的拉力方向发生改变，所以此拉力是变化的，故A项错误；BC.两细线拉力大小不变，夹角增大，由它们的合力减小，根据滑轮平衡可知，a杆对滑轮的作用力与两细线的合力大小相等、方向相反，所以a杆对滑轮的作用力逐渐减小，a杆对滑轮的作用力F的方向沿两夹平分线斜向右上方，如图故B项错误，C项正确；D.细绳BO、AO大小都等G，且两绳拉力夹角为，由平行四边形定则可知，合力为G，即开始时绳对滑轮的作用力大小等于G，故D项错误．4．如图所示，一个质量为m的滑块静止置于倾角为30°的粗糙斜面上，一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点，另一端系在滑块上，弹簧与竖直方向的夹角为30°。则（）A．滑块一定受到三个力作用B．弹簧一定处于压缩状态C．斜面对滑块的支持力大小可能为零D．斜面对滑块的摩擦力大小一定等于【答案】D【解析】A．弹簧与竖直方向的夹角为30°，所以弹簧的方向垂直于斜面，因为弹簧的形变情况未知，所以斜面与滑块之间的弹力大小不确定，所以滑块可能只受重力、斜面支持力和静摩擦力三个力的作用而平衡，也可能有弹簧的弹力，A错误；B．弹簧对滑块可以是拉力，故弹簧可能处于伸长状态，B错误；C．由于滑块此时受到的摩擦力大小等于重力沿斜面向下的分力（等于），不可能为零，所以斜面对滑块的支持力不可能为零，C错误；D．静摩擦力一定等于重力的下滑分力，故为，D正确。故选D。5．如图所示，物体A、B用足够长的细绳与轻弹簧连接后跨过滑轮，A置于薄木板上，此时弹簧左侧细绳与木板平行，已知质量，现将薄木板由倾角30°缓慢放平，物体A始终与木板保持相对静止，不计滑轮摩擦，物体A、B大小可忽略不计（）A．弹簧伸长量逐渐变大B．连接A、B的细绳对滑轮的作用力不变C．物体A受到的摩擦力先变小后变大D．物体A受到的摩擦力大小不变【答案】C【解析】对物体B受力分析，受重力和拉力，由二力平衡得到：T=mBg，则知弹簧的弹力不变，伸长量不变，故A错误；连接A、B的细绳之间的夹角减小，则两条细绳的拉力的合力变大，即细绳对滑轮的作用力变大，选项B错误；将薄木板由倾角30°缓慢放平的过程中肯定存在一个位置，即物块A受的重力、细线的拉力以及斜面的支持力三力平衡，此时A受摩擦力为零，则因开始时和最后时物块A所示的摩擦力均不是零，可知物体A受到的摩擦力先变小后变大，选项C正确，D错误；故选C.6．如图所示，一个半球形的碗固定在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口光滑．一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m1和m2的小球．当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球与O点的连线跟水平方向的夹角为a=90°．质量为m2的小球位于水平地面上，设此时竖直的细线对m2的拉力大小为T，质量为m2的小球对地面压力大小为N，则（）A． B．C． D．N=m2g【答案】D【解析】两小球受力分析如图：AB.先对小球m1受力分析，受重力和支持力，假设细线对小球m1有拉力作用，则小球m1受力不可能平衡，故拉力T为零，故A错误，B错误；CD.在对小球m2受力分析，由于拉力T为零，受重力和支持力，支持力与重力平衡，故N=m2g，故C错误，D正确．7．如图所示，3根轻绳悬挂着两个质量相同的小球并保持静止，绳AD与AC垂直．现对B球施加一个水平向右的力F，使B缓慢移动到图中虚线位置，此过程中AD、AC两绳张力TAC、TAD的变化情况是（）A．TAC变大，TAD减小B．TAC变大，TAD不变C．TAC减小，TAD变大D．TAC不变，TAD变大【答案】C【解析】B缓慢移动，A、B可以看做整体，设AC绳与水平面的夹角为．没有施加力F时对整体受力分析（如图所示），由力的平衡可得：①②施加力F后对整体受力分析（如图所示），建立坐标系，方向：③方向：④由③④两式可得：⑤⑥比较①和⑤、②和⑥可知：，，即TAC减小，TAD变大，故C正确．8．如图所示，倾角为θ=30°的斜面体放在水平地面上，一个重为G的球在水平力F的作用下，静止在光滑斜面上，此时水平力的大小为F；若将力F从水平方向逆时针转过来某一角度α后，仍保持F的大小不变，且小球和斜面体依然保持静止，此时水平地面对斜面体的摩擦力为，那么F和的大小分别为（）A．， B．，C．， D．，【答案】D【解析】先研究第一种情况：对物体受力分析如图所示．由平衡条件得：N与F的合力F′与重力G大小相等，由三角函数关系得：；转过一角度后，由F大小不变，小球静止，支持力与F的合力不变，故此时转动后方向如图：根据几何知识可得F转过的角度是．对整体受力分析并正交分解如图：水平方向：，D正确；9．如图所示，一半球状的物体放在地面上静止不动，一光滑的小球系在轻绳的一端，轻绳绕过定滑轮另一端在力F的作用下，拉动小球由图示位置沿球体表面缓慢向上移动．（定滑轮位于半球球心的正上方，不计滑轮的摩擦）则（）A．拉力F的大小在增大B．小球受到球状体的支持力减小C．地面对半球体的支持力减小D．地面对半球体的摩擦力在减小【答案】D【解析】将球的重力分解为沿绳子方向和沿半径方向，如图：

根据三角形相似有：将小球从A点拉到B点，在此过程中，l变小，h不变，由上面等式可得：FT变小，FN不变，故AB错误；对半球体，因为小球对球面的压力FN不变，故随着小球的上升，FN的竖直分量变大，水平分量减小，故地面对半球体的支持力增大，地面对半球体的摩擦力在减小，选项C错误，D正确；故选D．10．如图所示，在光滑的水平面上有一个箱子．紧贴着箱子的内壁放置着光滑均质的圆柱体P和Q．现使箱子从静止开始向右加速运动，加速度从零开始逐渐增大到某一值，P与Q箱子始终保持相对静止．当箱子的加速度增大时（）A．箱子左壁对圆柱体P的弹力FN1增大B．箱子底部对圆柱体P的弹力FN2增大C．箱子右壁对圆柱体Q的弹力FN3增大D．两圆柱体之间的弹力F增大【答案】A【解析】以Q为研究对象受力分析，竖直方向根据平衡条件分析F大小，水平方向根据牛顿第二定律分析大小变化情况；以P为研究对象，水平方向根据牛顿第二定律分析大小变化情况；以整体为研究对象，竖直方向根据共点力的平衡条件分析大小变化情况．以Q为研究对象受力分析如图所示，竖直方向根据平衡条件可得，所以F不变；水平方向，a逐渐增大，则逐渐减小，故CD错误；以P为研究对象，水平方向根据牛顿第二定律可得，a逐渐增大，则逐渐增大，A正确；以整体为研究对象，竖直方向根据共点力的平衡条件可得，不变，B错误．11．一轻质弹簧一端固定在竖直墙壁上，另一自由端位于O点，现用一滑块将弹簧的自由端（与滑块未拴接）从O点压缩至A点后由静止释放，运动到B点停止，如图所示．滑块自A运动到B的v﹣t图象，可能是下图中的（）A． B．C． D．【答案】D【解析】滑块的运动情况：从A到O的过程：先做加速度减小的变加速运动，后做加速度反向增大变减速运动；从O到B过程，物体做匀减速直线运动．根据速度图线的斜率表示加速度可知，图线的斜率先减小，后反向增大，再不变．故选D12．(多选)如图所示，一辆小车静止在水平地面上，车内固定着一个倾角为60°的光滑斜面OA，光滑挡板OB可绕转轴O在竖直平面内转动．现将一重力为G的圆球放在斜面与挡板之间，挡板与水平面的夹角θ＝60°．下列说法正确的是（）A．若保持挡板不动，则球对斜面的压力大小为GB．若挡板从图示位置沿顺时针方向缓慢转动60°，则球对斜面的压力逐渐增大C．若挡板从图示位置沿顺时针方向缓慢转动60°，则球对挡板的压力逐渐减小D．若保持挡板不动，使小车水平向右做匀加速直线运动，则球对挡板的压力可能为零【答案】AD【解析】A：保持挡板不动，车静止，对球受力分析如图：由平衡条件可得：、解得：，据牛顿第三定律可得：球对斜面的压力大小为G．故A项正确．BC：挡板从图示位置沿顺时针方向缓慢转动60°，画出转动过程中的受力示意图如图：则斜面对球的支持力减小，挡板对球的支持力先减小后增大．据牛顿第三定律可得：球对斜面的压力逐渐没有减小，球对挡板的压力先减小后增大．故BC两项均错误．D：挡板不动，小车水平向右做匀加速直线运动，对球受力分析如图：设小车的加速度为，将力沿水平方向和竖直方向分解可得：、，解得：当时，挡板对球的支持力为零；据牛顿第三定律可得此时球对挡板的压力为零．故D项正确．综上答案为AD．13．如图所示，物块甲和乙的质量分别为m、2m，用一个劲度系数为k的竖直轻质弹簧连接，最初系统静止。现在用方向竖直向上的力缓慢拉动甲直到乙刚好离开地面，重力加速度为g，忽略空气阻力，则（）A．物块乙刚好离开地面时，弹簧弹力大小为2mgB．物块乙刚好离开地面时，物块甲上升的高度为C．物块乙刚好离开地面时突然撤去拉力，物块甲的瞬时加速度大小为3gD．在此过程中，拉力做的功大于甲的重力势能的增加量【答案】ACD【解析】A．物块乙刚好离开地面时，对乙受力分析可知，弹簧弹力大小为2mg，选项A正确；B．开始时弹簧的压缩量为，当物块乙刚好离开地面时，弹簧伸长量，则此时物块甲上升的高度为，选项B错误；C．物块乙刚好离开地面时甲受到的拉力为3mg，则突然撤去拉力，物块甲受到的合力为3mg，根据牛顿第二定律可知，甲的瞬时加速度大小为3g，选项C正确；D．在此过程中，弹簧的形变量增加，弹性势能变大，拉力做的功等于甲的重力势能与弹簧的弹性势能的增加量之和，则拉力做的功大于甲的重力势能的增加量，选项D正确；故选ACD.14．如图所示，水平地面上有一倾角为θ的光滑斜面，一轻质弹簧一端固定在竖直墙壁上的O点，另一端连接一质量为m的木块．开始时，把木块放在斜面上某位置，木块和斜面均静止不动，此时弹簧水平且处于压缩状态．已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A．开始时，弹簧弹力大小等于B．开始时，斜面受到三个力的作用C．若将O点稍微下移一点，木块仍可能在原位置静止D．若将O点稍微上移一点，木块仍可能在原位置静止【答案】AC【解析】A．对物块受力分析，根据平衡知识可知，开始时，弹簧弹力大小等于F=mgtanθ，选项A正确；B．开始时，斜面受到：重力、地面的支持力和摩擦力、物块的压力四个力的作用，选项B错误；C．若将O点稍微下移一点，则弹簧长度增加，弹力减小，由图可知，木块仍可能在原位置静止，选项C正确；D．若将O点稍微上移一点，弹簧弹力仍减小，但是物块平衡需要的弹力F要增加，可知木块不可能在原位置静止，选项D错误.15．倾角为37°的光滑斜面上固定一个槽，劲度系数k=20N/m、原长l0=0.6m的轻弹簧下端与轻杆(质量可忽略不计)相连，开始时杆在槽外的长度l=0.3m，且杆可在槽内移动，杆与槽间的滑动摩擦力大小Ff=6N，杆与槽之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．质量m=1kg的小车从距弹簧上L=0.6m处由静止释放沿斜面向下运动．己知弹性势能，式中x为弹簧的形变量．g=10m/s2，sin37°=0.6．关于小车和杆的运动情况，下列说法中正确的是（）A．小车先做匀加速运动，后做匀速直线运动B．小车从开始运动到杆完全进入槽内所用时间为sC．杆刚要滑动时小车已通过的位移为0.9mD．杆从开始运动到完全进入槽内所用时间为0.1s【答案】CD【解析】一开始小车受恒力向下做匀加速运动，后来接触到弹簧，合力逐渐变小，于是做加速度逐渐变小的变加速运动，最后受到弹簧轻杆的力和重力沿斜面向下的分力平衡，于是做匀速直线运动，所以A错误；当弹簧和杆整体受到的力等于静摩擦力的时候，轻杆开始滑动，此时由平衡得：弹簧压缩量有公式Ff=k△x解得：△x=0.3m，所以杆刚要滑动时小车已通过的位移为x=△x+L=0.3+0.6m=0.9m，所以C正确；当弹簧的压缩量为0.3m的时候，弹簧的弹力和小车在斜面上的分力相等，此时整个系统开始做匀速运动设此速度为v，开始运动到做匀速运动，由能量守恒得：mg（L+△x）sinθ=mv2+k△x2，代入数据求得：v=3m/s；所以杆从开始运动到完全进入槽内所用时间为：，所以D正确；小车在斜面上下滑L的时间：，然后小车压缩弹簧，当弹簧的压缩量为0.3m的时候，小车和杆一起匀速运动0.3m后杆全部进入槽中，则小车从开始运动到杆完全进入槽内所用时间大于，选项B错误；故选CD.16．如图所示，在半圆形光滑凹槽内，两轻质弹簧的下端固定在槽的最低点，另一端分别与小球P、Q相连．已知两球在图示P、Q位置静止．则下列说法中正确的是（）A．若两球质量相同，则P球对槽的压力较小B．若两球质量相同，则两球对槽的压力大小相等C．若P球的质量大，则O′P弹簧的劲度系数大D．若P球的质量大，则O′P弹簧的弹力大【答案】BD【解析】对两小球受力分析如图所示，都是受重力、支持力和弹簧的弹力三个力，两小球静止，受力平衡，根据平行四边形定则作平行四边形，有几何关系可知：∽，∽．，，即支持力始终与重力相等，若两球质量相等，重力相等，则所受支持力相等，对槽的压力必然相等，故A错误、B正确；，得，，得，由图可知，又，则，故D正确；根据胡克定律，两弹簧的形变量未知，则劲度系数的大小关系无法确定，故C错误．二、非选择题（共2题）17．一轻弹簧的一端固定在倾角为θ的固定光滑斜面的底部，另一端和质量为m的小物块a相连，如图所示．质量为的小物块b紧靠a静止在斜面上，此时弹簧的压缩量为x0，从t=0时开始，对b施加沿斜面向上的外力，使b始终做匀加速直线运动．经过一段时间后，物块a、b分离；再经过同样长的时间，b距其出发点