2021届高考物理三轮复习强化训练：力的相互作用

2021届高考物理三轮强化一力的相互作用

1.如图所示,倾角。=30。的斜面上有一重为G的物块，在与斜面底边平行的水

平推力/作用下沿斜面上的虚线匀速运动，若图中8=45。,则（）

A.推力厂一定是一个变力

B.物块可能沿虚线向上运动

C.物块与斜面间的动摩擦因数〃

D.物块与斜面间的动摩擦因数〃邛

2.如图所示,4C是上端带定滑轮的固定竖直杆，质量不计的轻杆一端通过

钱链固定在。点,另一端B悬挂一重为G的重物，且8端系有一根轻绳并绕

过定滑轮A现用力尸拉绳，开始时N8CA>90。,使缓慢减小,直到杆8c接

近竖直杆AC.此过程中，杆BC所受的力（）

A.大小不变B.逐渐增大C.逐渐减小

D.先增大后减小

3.如图所示，一根不可伸长的光滑轻绳，其左端固定于。点，右端跨过位

于点。’的固定光滑轴，悬挂一质量为M的物体。轻绳00'段水平，长度

为3绳子上套一可沿绳滑动的轻环P。现在轻环上悬挂一质量为机钩

码，平衡后，物体上升3则钩码与物体的质量之比为（）

A.—B.—C.V2D.6

22

4.如图所示，在光滑水平面上一轻质弹簧将固定挡板和一条形磁铁连接起来,

此时磁铁对水平面的压力为现在磁铁左上方位置固定一导体棒，当导体

棒中通有垂直纸面向里的电流后，磁铁对水平面的压力为乂,则以下说法正

确的（）

（第S

A.弹簧长度将变长,N1>N2B.弹簧长度将变短,N,>N2

C.弹簧长度将变长,N2D.弹簧长度将变短,N<华

5.如图所示，静止在水平地面上倾角为6斜面光滑的斜面体上，有一斜劈A,A

的上表面水平且放有一斜劈8,3的上表面上有一物块GA、B、C一起沿斜

面匀加速下滑.已知A、B、C的质量均为九重力加速度为g.下列说法正确

的是（）

5

A.4的上表面可以是光滑的BC可能只受两个力作用

CA加速度大小为geos。D.斜面体受到地面的摩擦力为零

6.如图所示,用甲、乙两根筷子夹一个小球，甲倾斜，乙始终竖直。在竖直

平面内，甲与竖直方向的夹角为。，筷子与小球间的摩擦很小，可以忽略不

计。小球质量一定，随着。缓慢减小，小球始终保持静止，则下列说法正确

的是（）

A.筷子甲对小球的弹力变小B.筷子乙对小球的弹力不变

C.两根筷子对小球的弹力均增大D.两根筷子对小球的合力将增大

7.屋檐下重为G的风铃被水平风力吹起，在偏离竖直方向6角的位置保持

静止，设风力为尸，系风铃的轻绳对风铃的拉力为T,若尸恒定，则下列

说法正确的是（）

A.T和G是一对平衡力B7一定小于F

C7与方合力方向竖直向下D.轻绳所受拉力的大小为忌

8.如图所示，抖空竹是大家喜欢的一项运动.假设空竹光滑，软线质量不

计，若表演者左手保持不动，则（）

A.右手竖直向下缓慢移动的过程中,软线的拉力增大

B.右手竖直向上缓慢移动的过程中,软线的拉力减小

C.右手水平向右缓慢移动的过程中,软线的拉力增大

D.右手水平向右缓慢移动的过程中,软线的拉力减小

9.将重为4叫的均匀长方体物块切成相等的4、8两部分，切面与边面夹角

为45。，如图所示叠放并置于水平地面上，现用弹簧测力计竖直向上拉物

块A的上端，弹簧测力计示数为〃火，整个装置保持静止，则（）

A.地面与物块间可能存在静摩擦力

B.物块对地面的压力大于3〃?g

C.A对B的压力大小为〃名

D.4B之间静摩擦力大小为序昭

10.如图所示，两个质量均为根的小球通过两根轻弹簧48连接，在水平

外力/作用下，系统处于静止状态，弹簧实际长度相等。弹簧48的劲度

系数分别为如凝，且原长相等。弹簧48与竖直方向的夹角分别为。与

45°o设48中的拉力分别为打、弓，小球直径相比弹簧长度可以忽略，

重力加速度大小为g。则()

A.tani9=JB.kA=kBC.FA=^>mgD.七=2〃名

11.如图所示，一光滑墙面固定一个光滑的定滑轮，通过轻绳连接两个带

电小球48,所受重力分别为G.、GR.A、B两球球心连线水平.两小球静止，

连接4球的轻绳竖直，连接3球的轻绳与竖直方向的夹角为仇则下列判

断正确的是()

A.两小球带异种电荷

B.两小球带电荷量关系Q.>&

C.两小球的重力关系GQGB

D.两小球间的库仑力dG.tan6

12.小明老家自建五层用房时，看到建筑工人用一个简单装置将工件从地

面提升并运送到楼顶，如图所示.设当工件提升到一定高度后，工人甲一

直站在工人乙的身后拉紧绳索，工人乙通过一始终保持水平的轻绳将工件

缓慢拉到楼顶，不计滑轮的摩擦力，则工件向左移动过程中（）

甲

乙

r上n

*匚

田

«号♦

匚

/田*

啕*

由

A■*匚

田

*匚

**

田

口

MI俄

除

也

A.楼顶对乙的摩擦力不变

B.楼顶对甲的摩擦力大于楼顶对乙的摩擦力

C.绳索对甲的拉力不断减小

D.楼顶对甲的支持力不变

13.如图所示，斜面上放有两个完全相同的物体"两物体间用一根细线

连接，在细线的中点加一与斜面垂直的拉力凡使两物体均处于静止状态.

则下列说法正确的是（）

AM。两物体的受力个数一定相同B。8两物体对斜面的压力相同

c.a、b两物体受到的摩擦力大小一定相等D.当逐渐增大拉力F

时，物体人先开始滑动

14.如图所示，一光滑的轻滑轮用细绳。。悬挂于0点；另一细绳跨过滑

轮，其一端悬挂物块。，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块儿外力

厂向右上方拉匕，整个系统处于静止状态.若厂方向不变，大小在一定范围

内变化，物块方仍始终保持静止，则（）

A.绳0。，的张力也在一定范围内变化

B.物块h一定受到5个力作用

C.连接。和h的绳的张力也在一定范围内变化

D.物块人与桌面间的摩擦力方向可能水平向右

15.如图，用硬铁丝弯成的光滑半圆环竖直放置，最高点3处固定一小滑

轮，质量为根的小球A穿在环上。现用细绳一端拴在A上，另一端跨过

滑轮用力/拉动，使4缓慢向上移动。在移动过程中关于铁丝对A的支持

力N的说法正确的是（）

A.N的方向始终背离圆心0B.N的方向始终指向圆心。

C.N逐渐变小D.N大小不变

16.如图所示，倾角为。的斜劈放在水平面上，斜劈上用固定的竖直挡板挡

住一个光滑的质量为m的小球，当整个装置沿水平面以速度v向左匀速运

动时间/时，以下说法正确的是（）

1)

A.小球的重力做功为零B.斜劈对小球的弹力做功为鬻

C.挡板对小球的弹力做功为零D.合力对小球做功为零

17.如图所示，两根轻杆。4。8与小球及一小滑块通过较链连接，杆0A的

A端与固定在竖直光滑杆上的钱链相连.小球与小滑块的质量均为m,轻杆

。4。8长均为/,原长为/的轻质弹簧与滑块都套在该竖直杆上，弹簧连

接在A点与小滑块之间.装置静止时，弹簧长为L6/,重力加速度为

g,sin53°=0.8,cos53°=0.6,以下说法正确的是（）

A.轻杆OA对小球的作用力方向与竖直方向的夹角为53°

B.轻杆。8对小滑块的作用力方向沿。8杆向下，大小为华

O

C.轻杆0A与OB对小球的作用力大小之比是5:8

D.弹簧的劲度系数小警

18.如图所示，把倾角为30°的粗糙斜面体C固定于水平地面上，质量为前

的物块A通过跨过光滑轻定滑轮的轻绳与质量为m的小球B连接,。点为

轻绳与定滑轮的接触点,初始时，小球3在水平向右的拉力/作用下,使轻绳

。3段与水平拉力厂的夹角为。=120。,A、B均保持静止状态.现改变拉力厂,并

保持夹角e大小不变,将小球B向右上方缓慢拉起至OB水平，物块A始终保

持静止状态£为重力加速度，下列关于该过程的说法正确的是()

A.拉力F最大为专■mg

B.拉力厂一直变小

C.物块A所受摩擦力先变小后变大

D.轻绳拉力先变大后变小

19.质量为30kg的小孩坐在iokg的雪橇上静止不动，大人用与水平方向成

37。斜向上的拉力拉动雪橇，力的大小为IOON,雪橇与地面间的动摩擦因

数为0.2,(g=iom/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求：

(1)地面对雪橇的支持力大小。

(2)雪橇运动的加速度大小。

(3)4s内雪橇的位移大小。

20.如图所示，质量M=lkg的木板静止在粗糙的水平地面上，木板与地面

间的动摩擦因数〃1=0.1,在木板的左端放置一个质量m=lkg、大小可以忽

略的铁块，铁块与木板间的动摩擦因数偿=0.4,取g=10m/s2,在铁块上加

一个水平向右的拉力，试求：

,在铁块上加一个水平向右的拉力，试求：

(1)月增大到多少时，铁块能在木板上发生相对滑动？

(2)若木板长£=lm,水平拉力恒为8N,经过多长时间铁块运动到木板

的右端？

21.攀岩被很多极限运动员所喜爱和挑战。运动员在攀爬过程中，常常要

协调手足之间的发力，才能更好地保持平衡。如甲图所示，某攀岩者正停

留在悬崖的某处，双手分上下扣住岩壁，双脚做支撑。为方便地分析此时

手脚的受力，将攀岩者简化成乙图情景：攀岩者简化为重球A,其质量为

40kg,与两根轻细绳AB和AC连接，两绳另一端连接于竖直墙上，细绳A8

与水平线成。角，细绳AC垂直于墙，轻杆A。一端固定于重球上，另一端

链接在竖直墙上，杆对重球产生一个方向与水平线成。角的弹力尸，

"60。，若要使两绳都能伸直有两种临界可能，一种情况是AB绳上的拉力

刚好为零，一种情况是AC绳上的拉力刚好为零，请你分别求出这两种情

况下的弹力F的大小，并总结出攀岩者能在此处保持平衡时弹力F的大

小范围.(g=10m/s2)

甲图.图乙，

22.如图所示，光滑金属球的重力G=40N.它的左侧紧靠竖直的墙壁，右侧

置于倾角6=37。的斜面体上.已知斜面体处于水平地面上保持静止状态，

sin37°=0.6,cos37°=0.8.求：

(1)墙壁对金属球的弹力大小；

(2)水平地面对斜面体的摩擦力的大小和方向.

23用AC绳和BC绳吊起一重为10kg的重物，两绳与水平方向的夹角如图

所示.g=10m/s2.

⑴求AC绳和BC绳受到的拉力大小.

⑵如果AC绳和BC绳的最大承受力分别为100N和150N,试分析若逐渐增

大重物的质量，哪一根绳将先断，并求出此时的重物的质量为多

大.(g=10m/s2)

参考答案

1.答案：D

解析：对物块进行受力分析，如图1所示，物块受重力G、支持力N、推力

F、摩擦力/作用，将重力分解为沿斜面向下的力@=Gsin30。和与斜面垂直向

下的力G2=Gcos30。,如图2所示。由图2可知,G与N大小相等，故可等效为

物块在推力R沿斜面向下的力G、摩擦力f三个力的作用下沿斜面上的

虚线做匀速运动，其等效的受力情况如图3所示。根据三力平衡特点/与5

的合力必沿虚线向下，故摩擦力,只能沿虚线向上，故物块沿虚线向下做匀速

运动,AB错误油于e=45。,由几何关系得尸与G的合力电=亚弓,由平衡条件

得i介=检,故物块与斜面间的动摩擦因数〃=（邛，选项D正确。

以B点为研究对象，分析受力情况：重物的拉力丁（等于重物的重力G）、轻

杆的支持力N和绳子的拉力R作出力图如图，

由平衡条件得知，N和产的合力与丁大小相等，方向相反，根据三角形相

似可可得：

N_F_T

~BC=~AB=~AC

又P=G,AC和8C不变，则N和T不变。

故A正确，BCQ错误。

故选：Ao

3.答案：D

解析：重新平衡后，绳子形状如下图：

由几何关系知：绳子与竖直方向夹角为30。,则环两边绳子的夹角为60。,则根

据平行四边形定则,环两边绳子拉力的合力为百心，

根据平衡条件，则钩码的质量为6M

故选：D

4.答案:B

解析：开始时条形磁铁受重力和支持力，二力平衡，水平方向不受力,弹簧处

于原长，磁铁对水平面的压力等于磁铁的重力;固定通电导体棒后，根据条形

磁铁磁感线分布情况得到导体棒所在位置磁场方向如图所示，由左手定则

可判断出导体棒所受安培力方向如图所示.由牛顿第三定律可知，条形磁铁

受到导体棒的作用力斜向左上方，故条形磁铁对水平面的压力减小，同时向

左运动弹簧缩短.故选B.

B

5.答案：B

解析：对B、C整体受力分析，受重力、支持力,B、C沿斜面匀加速下滑，则

A、B间摩擦力不为零，故A错误；

如果B的上表面是光滑的，倾角也为e,c可能只受两个力作用,B正确；

选A、B、C整体为研究对象，根据牛顿第二定律可知A加速度大小为gsin

0,C错误；

对A、B、C和斜面体整体分析，斜面体受地面的摩擦力水平向左，故D错误.

6.答案：C

解析：根据平衡条件可知：品|COS6=6V2，FMsin8="ig,解得：

%,FNI=%,随着。减小，时,兀都在增大，选项A错误，B

tan0sin0

错误，c正确；由于小球处于静止状态，两只筷子对小球的合力等于小球

的重力，故一直不变，选项D错误。

7.答案：D

解析：以风铃为研究对象受力分析如图所示，根据受力图可知，T与产的

合力与重力是一对平衡力，A错误；由图可知，T一定大于F,B错误；T

与产的合力与重力是一对平衡力，方向竖直向上，C错误；根据图中几何

关系可得轻绳所受拉力的大小为7'=7=刍，D正确。

COS”

8.答案：C

解析：空竹两侧软线的拉力相等，由7sinqbsingnJ知两侧软线与竖直方

向的夹角用a相等,将a=a代入小也4+«-6皿名=4,得五咽=".右手竖

直向上或向下缓慢移动时，两手的水平间距d不变，软线总长L不变，则

4不变，又2Tcosq=mg不变，故软线的拉力不变，A、B错误；右手水平向

右缓慢移动时，d增大,L不变，则且增大，又2TCOS用=/不变，故软线的

拉力增大，C正确，D错误.

9.答案：D

解析：对A、B整体受力分析，水平方向不受地面的摩擦力，否则不能平

衡，竖直方向受力平衡，则有外+尸=4叫，解得&=3，"g,则物块对地面的

压力等于3叫，故A、B错误；对A部分受力分析，如图所示。把A部分

所受力沿切面和垂直切面方向进行分解，根据平衡条件得

尸NA=(2〃吆-加g)sin45。,6=(2〃?g-〃际)•cos45°,解得正附=耳=拳何,由牛顿第三

定律知A对3的压力%=%=1明故C错误，D正确。

F=mg

F|F

2mg

10.答案：A

解析：对下面的小球进行受力分析，如图甲所示:

mg

甲

根据平衡条件得：尸=mgtan45°=叫,丹=-'，，8~=6mg；

cos45

对两个小球及轻弹簧B整体受力分析，如图乙所示:

2mg

乙

根据平衡条件得：tanO=蠢，X=mg，解得

22

tan0=lFA=V（2^）+F=^,由题可知两弹簧的形变量相等，则有：

'=?=解得:鲁=2=1，故A正确,B、C、D错误。

KAKBKBrB

11.答案：C

解析：A、8两小球受力平衡，则3受到A对8水平向右的库仑力，两小球

带同种电荷，故A错误；根据题意无法判断两小球的电荷量的大小关系，

故B错误；A球处于静止状态，受力平衡，则轻绳的拉力T=G,8球受力

平衡，根据平衡条件得TCOS8=G"，则G.>G“，故C正确；3球受力平衡，

根据平衡条件得两小球间的库仑力尸=Tsin"G.sin明故D错误.

12.答案:B

解析：结点处受到乙的拉力、与甲相连的绳索的拉力以及因工件的重力产

生的拉力，三力平衡，设绳索与竖直方向的夹角为仇则乙的拉力

E=,〃gtan，，甲的拉力马=悬，随着角度的增大，都变大，乙受到轻

绳的拉力与楼顶对乙的摩擦力大小相等，也变大，故A、C错误；设甲所

拉绳索与竖直方向的夹角为a,则楼顶对甲的摩擦力为Ksina=耍器，楼

顶对乙的摩擦力为也?，因为a>0,所以楼顶对甲的摩擦力大于楼顶对

cos8

乙的摩擦力，故B正确；楼顶对甲的支持力N=㈣，g-FzCosa,a不变，鸟变

大，N变小，故D错误.

13.答案：B

解析：分别对。、人进行受力分析，如图所示力物体处于静止状态，当细线

沿斜面向上的分量与重力沿斜面向下的分量相等时，摩擦力为零，所以8

可能只受3个力作用，而a物体必定受到摩擦力作用，肯定受4个力作

用，故A错误；对于“、〃两个物体，垂直于斜面方向都受力平衡，则有

8+耳sinO=〃?gcosa,解得五人,=%gcosa-耳sin。，则a、方两物体对斜面的压力相

同，故B正确；根据A项的分析可知，人所受的摩擦力可以为零，而a的

摩擦力一定不为零，故C错误；对。沿斜面方向有耳cose+mgsinanF”，对

6沿斜面方向有FrCOse-〃?gsina=F»,因为a、b正压力相等，所以最大静摩擦

力相等，则a先达到最大静摩擦力，故。先滑动，D错误.

amg

mg

14.答案：D

解析：由于整个系统处于静止状态，所以滑轮两侧连接a和。的绳子的夹

角不变；物块a只受重力以及绳子的拉力，由于物块a平衡，则连接。和

力的绳子张力丁保持不变；由于绳子的张力及夹角均不变，所以绳。。’的张

力保持不变，故A、C错误力静止即处于平衡状态，对。受力分析如图所

示，力丁和力厂与％轴所成夹角均保持不变，由平衡条件可得

f=Tcos0-Fcosa,由于T的大小不变，当尸大小发生变化时，Teos®可能大

于Fcosa,b受到的摩擦力可能向右,故D正确.Teos。也可能小于Fcosa,

则。受到的摩擦力也可能向左；Teos。还可能等于Fcosa,则匕还可能不受

摩擦力作用，故力不一定受到5个力作用，故B错误.

15.答案：AD

解析：小球A缓慢向上移动的过程中受三个力作用而处于平衡状态，根据

平衡条件知"际与N的合力与丁等大反向共线，作出祖g与N的合力，如

图，由儿何关系有器=4=三，得N=*x，ng,A。、3。都不变，则N大小

不变，方向始终背离圆心。。故A、D正确，B、C错误。

B

T

18.答案：AD

解析：小球受重力、斜劈支持力和挡板的支持力，三力平衡，如图所示.

根据平衡条件，有K=黑3=，"gtan®.位移方向水平向左，重力与位移方向

垂直，故重力对小球不做功，A正确；斜劈对小球的弹力为耳=鸟，则斜

劈对小球的弹力做功叱=Kxsin6»=,*gW.tan。，同理可知挡板对小球做负功，

吗=*g%tan*故B、C错误；合力对小球做功即为各分力做功的代数

和，有*=0,故D正确.

17.答案：BD

解析：对小球进行受力分析可知，小球受重力、杆OA的拉力入、杆。8对

1.6/

球的支持力纭，如图所示，由几何关系可知，cos6=W=08，解得。人与竖

I

直方向的夹角"37。，易知乙=用，轻杆OA与。3对小球的作用力大小之比

是1:1,故A、C错误；对小球，由平衡条件有2与cos"作，解得

产产华,易知轻杆。3对小滑块的作用力方向沿。B杆向下，大小为嘤，

OO

故B正确；对小滑块，根据平衡条件有尸弹=〃%+半8S37。，解得。=华,

oZ

由胡克定律”后喈，故D正确.

18.答案:AC

解析：设0B绳与水平方向的夹角为a,因此120。不变,且小球3受力平衡，有

Fcos(60°-a)=Tcosa,Fsin(60°-a)+Tsina=mg，联立可得F=mgcosa，当a=0。时，

拉力尸最大，为小=苧”,A正确油题意可知,a的取值范围是0。4a460。,且

a从60°逐渐减小到0°,则拉力/一直变大,B错误;因为。8绳的拉力丁满

足Fcos(60°-a)=Tcosa厕有T=竿机gcos(60°-a),开始时a=60。,拉力了最大，且

%=竿，咫＞2"?gsin30。,最后a=0°,拉力T最小,且心=］叫＜2,〃gsin30。,根据

物块A保持静止状态及受力分析可知物块A所受摩擦力先变小后变大,C

正确;7=手叫3(60。-%由a的变化规律可知,T逐渐减小,D错误.

19.答案：(1)设小孩和雪橇的总质量为如对整体受力分析得

竖U方I可：Fsm0+FN=mg

解得：FN=w^-Fsin6>=400N-100x0.6N=340N;

(2)雪橇在水平方向上受到的合力：%=/cose-弓①

且摩擦力：/②

联立①②两式解得：产合=12N

由牛顿第二定律得：7=ma,其中机=机人+%橇=30kg+10kg=40kg

解得雪橇运动的加速度大小为〃=0.3m/s2

（3）根据位移时间关系可得：x=—<zr2=—x0.3x42m=2.4m

22

20.答案：（1）设F=w时，/、夕恰保持相对静止，此时二者的加速度相

同，达到最大静摩擦。

对木板：%mg-4（M+m）g=Ma，

a=2m/s2,

以系统为研究对象，根据牛顿第二定律有

F、-//j（Af+m）g=（M+m）a,

解得：耳=6N。

（2