专题二 专题资料包

专题二相互作用

一、选择题

1.（2022山东烟台一模,7）如图所示,山坡上两相邻高压线塔之间架有粗细均匀的导线，静

止时导线呈曲线形下垂，最低点在C处。左塔A处对导线拉力的方向与竖直方向的夹角

为30。,右塔B处对导线拉力的方向与竖直方向的夹角为60。厕导线AC部分与BC部

分的质量之比为（）

A.2:1B.3:1

C.4:V3D.V3:1

答案B整体分析,根据水平方向平衡知FACsin30。=FBCsin60。,单独分析左右两部

分,竖直方向受力平衡,FBCCOS60°=mBcg,FAccos30°=mAcg,解得导线AC部分与BC

部分的质量之比为3:1,故选B。

2.（2022山东济宁二模,3）如图所示,为一种倾斜放置的装取台球的装置，圆筒底部有一轻

质弹簧，每个台球的质量为m,半径为R,圆筒直径略大于台球的直径。当将筒口处台球

缓慢取走后，又会冒出一个台球，刚好到达被取走台球的位置。若圆筒与水平面之间的夹

角为9重力加速度为g,忽略球与筒间的摩擦力.则弹簧的劲度系数k的值为（）

ingcosO口mgta

RR

答案A沿筒方向小球受力平衡有mgsin9=加=1<-24解得k二畔，故选A。

3.（2022山东潍坊一模,2）如图甲所示为被称作"雪游龙〃的国家雪车雪橇中心,2022年

北京冬奥会期间，该场馆承担雪车、钢架雪车、雪橇三个项目的全部比赛。图乙为运动

员从侧壁冰面过"雪游龙"独具特色的360。回旋弯道的场景，在某段滑行中运动员沿倾

斜侧壁在水平面内做匀速圆周运动，则此段运动过程中（）

甲乙

A.雪车和运动员所受合外力为零

B.雪车受到冰面斜向上的摩擦力

C.雪车受到冰面的摩擦力方向与其运动方向相反

D.运动员所受雪车的支持力小于自身重力

答案C雪车和运动员沿倾斜侧壁在水平面内做匀速圆周运动，处于非平衡状态，所受

合外力不为零,A错误;雪车受到的摩擦力是滑动摩擦力，与相对冰面运动方向相反，故受

到的摩擦力方向与其运动方向相反,B错误（正确;雪车和运动员沿倾斜侧壁在水平面内

做匀速圆周运动，运动员所受到的合外力指向轨迹圆心，故所受雪车的支持力大于自身重

力Q错误。

（山东潍坊二模）如图所示，质量的小物块置于倾角为。=。的斜

4.2022,5mb=2kgb30

面体c上，通过绝缘细绳跨过光滑的定滑轮与带正电荷QM=1X10-6C的小球M连接，左

侧细绳与斜面平行，带负电荷QN=~X10-6C的小球N用绝缘细绳悬挂于P点,两小球

的质量相等。初始时刻，连接小球M的一段细绳与竖直方向的夹角a=60。且两小球之

间的距离d=3cm。设两带电小球在缓慢漏电的过程中，两球心始终处于同一水平面，且

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b、c都静止，放电结束后滑块b恰好没滑动，最大静摩蒙力等于滑动摩擦力。静电力常

量k=9.0xl09N-m2/C，g取10m/s，下列说法正确的是（）

A.初始状态,地面对斜面体c的摩擦力大小为5V3N

B.放电过程中，小物块b对斜面体c的摩擦力不一定变大

C.地面对斜面体c的支持力先变小后变大

D.小物块b和斜面体c之间的动摩擦因数为胃

答案A由题意可得，初始状态,地面对斜面体c的摩擦力大小为f=Tcos30。,对小球

M受力分析得Tsin60。=匕其中F二k竽=9xl09j）；常。心N=5V3N,联立解得

f=5V3N,故A正确;设小球M的质量为m,放电过程中,两小球之间的库仑力F减小，对

小球M受力分析得Tcosa=mg,mgtana;F厕随着库仑力F减小，夹角a减小，拉力

T减小，且开始时a=60°,可求得M小球的质量为0.5kg,绳子拉力T=10N,对物块b受

力分析知mbgsin6=T,即开始时,斜面体对物块b的摩擦力为零，随着拉力减小,斜面体

对物块b的摩擦力沿斜面向上，且有mbgsin8=T+%可见，随着拉力T减小，斜面体对物

块b的摩擦力一定增大，故B错误;设b、c整体质量为mg则对be整体受力分析得

FN+Tsin0=mzg,可见，随着拉力减小,地面对斜面体c的支持力FN一直变大，故C错误;

由题意知,放电结束后绳子拉力大小等于小球M的重力，且滑块b恰好没滑动很对b受

力分析得mbgsin0=mg+pmbgcos仇解得尸塔故D错误。

5.（2021河西三模,2）如图所示，在高空走钢丝的表演中，若表演者走到钢丝中点时，使原来

水平的钢丝下垂与水平面成9角，此时钢丝上的弹力应是表演者重力的（）

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DCOS0

Ai

ctan。

c•泰

答案c以人为研究对象,分析受力情况，如图所示，根据平衡条件,两钢丝合力与表演者

的重力等大反向，则有2Fsin。=mg,解得F二枭,故钢丝上的弹力应是表演者重力的

焉,C正确,A、B、D错误。

ZSllitz

rng

6.（2022和平二模,5）农村在修建住房时,常用如图所示的简易机械装置来搬运建筑材料。

光滑滑轮用通过轴心O的竖直轻杆固定在支架上的。’点，开始乙手中的绳子松弛，甲站

在地面上通过定滑轮缓慢拉动绳子端点A,使材料竖直上升到达楼顶之后,乙再在楼顶水

平拉着BC绳把建筑材料缓慢移到楼顶平台上。整个过程中甲的位置一直不动,下列说

法正确的是（）

A.材料竖直上升过程中，轻杆Ob上的力一定沿竖直方向

B.乙移动建筑材料的过程中，甲对绳的拉力保持不变

C.乙移动建筑材料的过程中，乙对BC绳的拉力大小不变

D.乙移动建筑材料的过程中，甲对地面的摩擦力逐渐增大

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答案D材料竖直上升过程中，以定滑轮为研究对象,由于定滑轮与甲这一侧绳子0A

拉力存在水平向左的分力，根据受力平衡可知，轻杆00'对滑轮的作用力一定有水平向右

的分力，故轻杆00’上的力不沿竖直方向,A选项错误;乙移动建筑材料的过程中,可知滑

轮与乙这一侧绳子0C与竖直方向的夹角0逐渐变大以C点为对象，根据受力平衡可

得Toc=^TBc=mgtan0,可知随着0的增大,T℃增大,TBC增大，故甲对绳的拉力增大,

乙对BC绳的拉力增大,B、C选项错误;乙移动建筑材料的过程中，对甲受力分析,由受力

平衡可知，地面对甲的摩擦力大小等于绳子0A对甲的拉力在水平方向的分力，由于0A

绳对甲的拉力增大，且0A绳与水平方向夹角不变，可得地面对甲的摩擦力逐渐增大，根据

牛顿第三定律可得,甲对地面的摩擦力逐渐增大,D选项正确。

7.物理生活|（2022南开一模,5）弹跳能力是职业篮球运动员重要的身体素质指标之一，许

多著名的篮球运动员因为具有惊人的弹跳能力而被球迷称为"弹簧人"。弹跳过程是

身体肌肉、骨骼关节等部位一系列相关动作的过程，屈膝是其中的一个关键动作。现把

人屈膝时的情境简化为如图所示模型，设人屈膝下蹲至膝关节弯曲的角度为6时，大、小

腿部的肌群对膝关节的作用力F的方向水平向后，且大腿骨、小腿骨对膝关节的作用力

大致相等很U脚掌所受地面竖直向上的弹力为（）

FOF

A

2-2-B.e

tan2一

crr

0D.6

-2SM-

co22

答案A设大腿骨和小腿骨对膝关节的作用力大小为Fi,已知它们之间的夹角为0ZF

为它们的合力的大小作出平行四边形如图所示，有Ficos/

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则脚掌对地面竖直向下的压力为FN=Fisin3由牛顿第三定律可知脚掌所受地面竖直向

上的弹力为尸心触样。故选A。

F、

8.物理生活|（2022广东梅州二模）2022年春晚舞蹈《只此青绿》表演中，需要舞者两脚

前后分开，以胯部为轴，上半身后躺，与地面近乎平行，在舞者缓慢后躺的过程中，下列说法

不正确的是（）

A.人对地面的压力和地面对人的支持力是一对平衡力

B.舞者所受的支持力始终等于舞者的重力

C.舞者越向下躺，重心越低

D.舞者两脚间距越大,下弯时越稳定

答案A人对地面的压力和地面对人的支持力是一对作用力与反作用力，选项A错误;

舞者缓慢后躺，可认为每一时刻都是平衡状态，则舞者所受的支持力始终等于舞者的重力,

选项B正确;舞者越向下躺，整个身体的重心越低，选项C正确;舞者两脚间距越大,重心越

向下,下弯时越稳定，选项D正确。

9.物理生活|（2022河北名校联盟二模）如图甲所示，一艘帆船正逆风行驶。图乙是帆钻逆

风行驶的简单受力分析图，风力F=105N、方向与帆面的夹角为8二30。,航向与帆面的

夹角也为6=30。,风力在垂直帆面方向的分力推动帆船逆风行驶,则风力F在航向方向的

分力为（）

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风在垂直

帆面方向

A.5.0xl04NB.2.5xl04N

C.2xl04ND.104N

答案B把风力F在沿着帆面和垂直帆面的方向分解，风在垂直帆面方向的分力为

FN=Fsin&再把风在垂直帆面方向的分力FN在沿着航向和垂直航向的方向分解，风力F

2

在航向方向的分力Fo就是FN沿着航向方向的分力,Fo二FNsin&综合可得F0=Fsin6,

代入数据得Fo=2.5xlO4N,选项B正确。

10.(2022长沙一中月考八,5)如图所示为剪式千斤顶的截面图。四根等长的支持臂用光

滑校链连接，转动手柄,通过水平螺纹轴减小M、N间的距离,以抬高重物。保持重物不

变,MP和PN夹角为120。时N点受到螺纹轴的作用刀为Fi；MP和PN夹角为60。时

N点受到螺纹轴的作用力为F2O不计支持臂和螺纹轴的重力，则F】与F2大小之比为

()

A.1:1B.1:3

C.遍:1D.3:1

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答案D当两臂间的夹角为120。时，两臂受到的压力为N尸^^二G,对N点分析,N

2cos60

点受到螺纹轴的作用力为Fi=2Nicos30。=V5G;当两臂间的夹角为60。时，两臂受到的

压力二宝』二年对点分析,点受到螺纹轴的作用力为。=?

NzG,NNF2=2N2COS606

ZcosoU33

则有FI：F2=3:1,故A、B、C错误,D正确。

11.（2022长沙长郡中学月考四,4）挂灯笼的习俗起源于西汉时期，已成为中国人喜庆的象

征。如图所示，由五根等长的轻质细绳悬挂起四个质量相等的灯笼，中间的细绳是水平的,

另外四根细绳与水平面所成的角度分别为和下列关系式中正确的是（）

01020

A.TOA=^B.TAB二号

tan0isin%

C.TBc=2mgtan0iD.sin0i=2sin62

答案B由五根等长的轻质细绳悬挂起四个质量相等的灯笼,两边受力对称，对B点受

力分析有TABCOS02=T,TABsin1=mg,解得TAB二号,TBC=罟，故B正确;对A受力

BC—sin"tanl72

分析油平衡条件有廨得

TOACOS0I=TABCOS02,TOAsin0i=mg+TABsin①

TOA=鬻，TAB=^^Manei=2tane2,TBc=^j!SA、C、D错误。

sinaisin/?icos02tan^i

12物理生活I[2022广东六校联考（四）,3]一枚磁钉将一张A4白纸"吸"在竖直静立的

磁性白板上。磁钉与纸始终处于静止状态。下列说法中正确的是（）

A.A4纸受五个力

B.A4纸对白板的摩擦力竖直向上

C.A4纸的重力与白板对它的摩擦力是一对平衡力

D.磁钉对白板的吸引力与白板对磁钉的吸引力是一对平衡力

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答案A纸受到重力、磁钉和白板对它的正压力、磁钉和白板对它的摩擦力，共5个

力作用，故A正确;白板对纸的摩擦力方向向上，由牛顿第三定律知纸对白板的摩擦力方

向向下，故B错误;纸在竖直方向受到重力与磁钉和白板对它的摩擦力而平衡，故白板对

它的摩擦力与重力并不是一对平衡力，故C错误;磁钉对白板的吸引力与白板对磁钉的吸

引力是一对作用力和反作用力，故D错误。

13.物理生活|（2022广东新高考联合测评,2）如图所示，小孩斜挎着重力为G的水壶静止

站立，水壶与身体接触面视为竖直平面，现保持背带跨肩位置不变，将背带缩短一小段如

图中虚线所示。忽略水壶与身体间的摩擦，关于背带缩短后，下列说法正确的是（）

A.背带对水壶的拉力变大

B.背带对水壶的拉力变小

C.小孩腰部对水壶的支持力变小

D.小孩腰部对水壶的支持力大〃不变

答案A对水壶进行受力分析如图所示

由平衡条件可知，重力G与腰部对水壶的支持力FN的合力大小等于拉力工根据几何关

系可得T二三,FN=Gtan8背带缩短后9角变大，所以T和FN均变大，故A正确,B、C、

D错误。

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14.物理生活|(2022广东深圳一模,3)如图所示，两轻质肩带将裙子对称地悬挂在三角形

衣架上晾晒。每根肩带倾斜,A处肩带与衣架臂的夹角0>9O°JIJ()

A.衣架对裙子的作用力大于裙子的重力

B.每根肩带的拉力等于裙子重力的一半

C.A处肩带所受的静摩擦力小于肩带的拉力

D.A处肩带所受支持力等于肩带的拉力大小

答案C裙子处于平衡状态，衣架对裙子的作用力与裙子的重力等大反向,A错误油于

每根肩带拉力的方向都不是竖直向上，根据力的合成与分解,每根肩带的拉力都大于裙子

重力的一半,B错误;如图所示，在A处，肩带所受静摩擦力和支持力的合力等于肩带拉力,

而静摩擦力和支持力相互垂直，所以A处肩带所受的静摩擦力与支持力均小于肩带的拉

力大小工正确,D错误。

15.物理生活|[2022广东七校联合休联考(三),3]如图,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&不计摩擦，随着9缓慢减小，小

球始终保持静止，则()

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ff

甲、乙

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

答案C分析小球受力情况如图所示根据平衡条件知Fucose=FNi,FN2sinS=mg,

解得FNI=£5，FN2二簿,则随着0减小,FN2、FNI都在增大，故A、B错误,C正确油于小

球处于静止状态,受到的合力一直为零，故D错误。

方法技巧应用解析法解决动态平衡的解题思路

（1）列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式；

⑵根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况。

16物理模型|（2022浙江宁波中学模拟,8）新疆是我国最大的产棉区自动采棉机能够在

采摘棉花的同时将棉花打包成圆柱形棉包通过采棉机后侧可以旋转的支架平稳地将其

放下。放下棉包的过程可以简化为如图所示模型，质量为m的棉包放在"V"形挡板上,

两板间夹角为120。固定不变，"V"形挡板可绕P轴在竖直面内转动，在使BP板由水平

位置逆时针缓慢转动60。的过程中，忽略"V"开分当板对棉包的摩擦力，已知重力加速度

为g,下列说法正确的是（）

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pH

A.当BP板转过30。时,棉包对AP板的作用力大小为《mg

B.当BP板转过30。时棉包对AP板的作用力大小为mg

C.当BP板转过60。时，棉包受到三个力的作用

D.棉包对AP板的压力先增大后减小

答案ABP转过一个角度时的棉包受力如图所示

设BP给棉包的支持力为FB,AP给棉包的支持力为FA,合力为F,根据平衡条件知F=mg

当BP板转过30。时/2:30。/3:120。,根据正弦定理可得FA=嘿黑4mg

根据牛顿第三定律知，棉包对AP板的作用力大小为当mg,故ATF确,B错误;当BP板转

过60。时,AP板处于水平位置,不计摩擦棉包只受到重力和AP板的支持力,BP板虽然与

之接触，但没有弹力，所以受两个力的作用，故C错误油已知条件知/3=120。,所以

426。。,根据正弦谈冤■悬=急

又因为焉二焉a所以比值是一个常数。急二常数在这个过程中/2从0。增大到

sinz3sinl20sinZz

60。,所以FA逐渐增加,根据牛顿第三定律知棉包对AP的压力逐渐增大，故D错误。

17物理生活|（2022浙江衢州二模,6）如图甲，工人正使用"涂料滚”给墙壁粉刷涂料。

如图乙，粉刷时工人手持撑杆使涂料滚沿竖直墙壁缓慢移动,若涂料滚在向上缓慢移动过

程中对墙壁的压力大小俣持不变，则（）

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甲

A.涂料滚受到的摩擦力方向向上，大小不变

B.涂料滚受到的摩擦力方向向上，大小变大

C.涂料滚受到的摩擦力方向向下，大小变大

D.涂料滚受到的摩擦力方向向下，大小变小

答案C由题意可知，工人手持撑杆使涂料滚沿竖直墙壁缓慢移动，涂料滚相对于墙壁

有向上运动的趋势,所以涂料滚受到的摩擦力方向向下，且涂料滚竖直方向受力平衡有

高:mg+f,其中a为撑杆与墙壁的夹角。角减小，摩擦力变大，故C正确,A、B、D错误。

tana

18.（2022浙江9+1高中联盟期中,6）小易同学拍了一张乌龟沿墙角竖直运动的照片下

列说法中正确的是（）

A.乌龟加速上爬时所受的摩擦力大于匀速上爬时所受的摩擦力

B.乌龟选择墙角竖直上爬，是因为墙角相对比较粗糙

C.假设乌龟匀速竖直向下运动，它对墙壁的压力越大，所受摩擦力也越大

D.乌龟竖直向下爬动时，受到竖直向上的滑动摩擦力

答案A根据牛顿第二定律可得乌龟所受的摩擦力大小为f=ma+mg,所以乌龟加速

上爬时所受的摩擦力大于匀速上爬时所受的摩擦力,A正确;乌龟选择墙角上爬，

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是因为墙角呈直角形，乌龟即使离开地面，其两侧脚对墙面施加压力的同时，两面墙壁也可

以对乌龟施加支持力和摩擦力,而乌龟在单面墙壁上则无法上爬,B错误;假设乌龟匀速向

下运动很U摩擦力与重力平衡，与它对墙壁的压力没有关系,C错误;乌龟竖直向下爬动时，

受到静摩擦力,D错误。

19.物理生活|（2022江苏南通月考,2）如图甲所示,10个人用20根等长的绳子拉起一个

鼓,一端系在鼓上，一端用手拉住,每根绳子与竖直方向的夹角均相等，若绳子连接鼓的结

点、拉绳子的手分别在其所在圆周上均等间距分布，鼓处于静止状态且鼓面水平,忽咯绳

子质量，简化图如图乙所示。现仅使鼓在绳子的作用下保持鼓面水平沿竖直方向缓慢下

降,手的高度不变，其他条件不变很U在鼓缓慢下降过程中，下列说法正确的是（）

A.绳子对鼓的合力变大

B.绳子对鼓的合力变小

C.每根绳子对人的作用力增大

D.每根绳子对人的作用力减小

答案D鼓缓慢下降,处于动态平衡，绳子对鼓的合力等于鼓的重力，合力不变,A、B错

误;根据平衡条件得20Fcos6二mg,解得F=藁，鼓缓慢下降过程中绳子与竖直方向的

夹角6变小,cose变大,F减小工错误,D正确。

解题指导对于三维空间内物体的受力分析，不好画、也没有必要画出全部的受力分析

图，但要通过空间想象抓住解题的根本,通过正交分解的方法，找到受力平衡的关系式。

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2（1物理生活1（2022江苏扬州大桥中学调研,3）某同学参加"筷子夹玻璃珠"游戏。如

图所示，夹起玻璃珠后，左则筷子与竖直方向的夹角0为锐角，右侧筷子竖直，且两筷子始

终在同一竖直平面内。俣持玻璃珠静止，忽略筷子与玻璃珠间的摩擦。下列说法正确的

是（）

A.两侧筷子对玻璃珠的合力比重力大

B.两侧筷子对玻璃珠的合力比重力小

C.左侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃珠的重力大

D.右侧筷子对玻璃珠的弹力一定上匕玻璃球的重力大

答案C对玻璃珠受力分析如图所示。玻璃球受到重力G、左侧筷子对玻璃珠的弹力

Fi、右侧筷子对玻璃珠的弹力F，在三个力的作用下处于平衡状态。根据力的平衡可知,

两侧筷子对玻璃珠的合力与重力等大反向，故A、B错误。根据力的平衡制牛，竖直方向

有Fisin8二G,水平方向有F2=FICOS&联立得FI=^,F2=Gcot8由于9小于90。,则

一定有Fi>G,而F2不一定大于G,故C正确,D错误。

21.物理科技|（2022江苏常州一模,2）歼-20战斗机安装了我国自主研制的矢量发动机，

能够在不改变飞机飞行方向的情况下，通过转动尾喷口方向改变推力的方向，使战斗机获

得很多优异的飞行性能。已知在歼-20战斗机沿水平方向超音速匀速巡航时升阻比（垂

直机身向上的升力和平行机身向后的阻力之比）为赤。飞机的重力为G,使飞机实现节

油巡航模式的最小推力是（）

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AGB喘£

答案D飞机受到重力G、发动机推力%、升力F2和空气阻力f作用,重力的方向竖

直向下，升力F2的方向竖直向上，空气阻力f的方向与F2垂直，如图所示。

歼-20战斗机沿水平方向超音速匀速巡航，则水平方向F产f,竖直方向Fz+F产G,其中

F2=Ef,解得Fy=6-代£则&2=々2+与2=16£2_2m6£+62,观察得知&2表达式为开

口向上，对称轴为f二甯G的抛物线，即当仁等G时Fi取得最小值将f的取值代入&2

表达式海得Flmin4故选D。

一题多解本题也可用矢量三角形来求解。已知飞机所受竖直升力和水平阻力之比为

庆，则此二力的合力F空方向固定,二力合力与竖直方向的夹角e满足tan。=*，而飞

机重力G大小和方向均不变，据此构建矢量三角形如图所示，可知推力最小时F推与F空

垂直厕有F推min=Gsine4故选D。

22.（2022北京丰台一模,7）如图所示，物块放在与水平面夹角为9的传送带上，且始终与

传送带相对静止。关于物块受到的摩擦力f,下列说法正确的是（）

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m

A.当传送带匀速向上运动时』的方向一定沿传送带向下

B.当传送带减速向上运动时,f的方向一定沿传送带向上

C.当传送带加速向上运动时,f的方向一定沿传送带向上

D.当传送带加速向下运动时,f的方向一定沿传送带向下

答案C当传送带匀速运动时，有mgsin0=f,f向上;当传送带减速向上运动或加速向

下运动时,a向下，无法判断f方向;当传送带加速向上运动时,a向上，有f-mgsin9=ma,f

的方向一定沿传送带向上,所以选C。

23.（2022北京朝阳一模,11）国际拔河比赛根据每队8名运动员的体重分成若干重量级

别,同等级别的两队进行比赛。比赛中运动员必须穿"拔河鞋"或没有鞋跟等突出物的

平底鞋，不能戴手套。比赛双方相持时，运动员会向后倾斜身体，使地面对人的作用力与身

体共线。不计拔河绳的质量，下列说法正确的是（