第二章 相互作用

1、 第二章 相互作用2013年高考題精選1. （2013全國新課標理綜II第15題）如圖，在固定斜面上的一物塊受到一外力F的作用，F(xiàn)平行于斜面向上。若要物塊在斜面上保持靜止，F(xiàn)的取值應有一定的范圍，已知其最大值和最小值分別為F1和F2（F2>0）。由此可求出A.物塊的質(zhì)量B.斜面的傾角C.物塊與斜面間的最大靜摩擦力D.物塊對斜面的壓力解析：選C 設斜面傾角為，斜面對物塊的最大靜摩擦力為f。平行于斜面的外力F取最大值F1時，最大靜摩擦力f方向沿斜面向下，由平衡條件可得：F1=f +mgsin ；平行于斜面的外力F取最小值F2時，最大靜摩擦力f方向沿斜面向上，由平衡條件可得：F2+f =mgs

2、in ；聯(lián)立解得物塊與斜面的最大靜摩擦力f =（ F2- F1）/2，選項C正確。不能得出物塊質(zhì)量m，不能得出斜面傾角，不能得出物塊對斜面的壓力，選項A、B、D錯誤。2.（2013高考重慶理綜第1題）如圖所示，某人靜躺在椅子上，椅子的靠背與水平面之間有固定傾斜角。若此人所受重力為G，則椅子各個部分對他作用力的合力大小為AG BGsin CGcos DGtan解析：選A 人靜躺在椅子上，受力平衡，由平衡條件可知椅子各個部分對他作用力的合力大小為G，選項A正確。3（2013上海物理第8題）如圖，質(zhì)量mAmB的兩物體A、B疊放在一起，靠著豎直墻面。讓它們由靜止釋放，在沿粗糙墻面下落過程中，物體B的受

3、力示意圖是解析：選A 兩物體疊放在一起，在沿粗糙墻面下落過程中，由于物塊與豎直墻面之間沒有壓力，所以沒有摩擦力，二者一起做自由落體運動，A、B間沒有彈力作用，物體B的受力示意圖是圖A。4（2013高考上海物理第18題）兩個共點力Fl、F2大小不同，它們的合力大小為F，則A.F1、F2同時增大一倍，F(xiàn)也增大一倍B.F1、F2同時增加10N，F(xiàn)也增加10NC.F1增加10N，F(xiàn)2減少10N，F(xiàn)一定不變D.若F1、F2中的一個增大，F(xiàn)不一定增大解析：選A F1、F2同時增大一倍，F(xiàn)也增大一倍，選項A正確；F1、F2同時增加10 N，F(xiàn)不一定增加10 N，選項B錯誤；F1增加10 N，F(xiàn)2減少10 N

4、，F(xiàn)可能變化，選項C錯誤；若F1、F2中的一個增大，F(xiàn)不一定增大，選項D正確。5.（2013高考山東理綜第14題）如圖所示，用完全相同的輕彈簧A、B、C將兩個相同的小球連接并懸掛，小球處于靜止狀態(tài)，彈簧A與豎直方向的夾角為30o，彈簧C水平，則彈簧A、C的伸長量之比為A4 B.4 C. 12 D21解析：選D 把兩個小球看作整體對其受力分析，由平衡條件得：彈簧A的拉力 FA=2mg/cos 30°，彈簧C的拉力FC=2mgtan 30°，又FA=kxA，F(xiàn)C= kxC聯(lián)立解得：彈簧A、C的伸長量之比為：xAxC=1cos 30°tan 30°=21，選項

5、D正確。6.(2013高考北京理綜第16題)傾角為、質(zhì)量為M的斜面體靜止在水平桌面上，質(zhì)量為m的木塊靜止在斜面體上。下列結(jié)論正確的是A.木塊受到的摩擦力大小是mgcos B.木塊對斜面體的壓力大小是mg sinC.桌面對斜面體的摩擦力大小是mg sincos D.桌面對斜面體的支持力大小是（M+m）g解析：選D 將木塊的重力沿平行于斜面方向和垂直于斜面方向分解，平行于斜面方向的分力為mg sin ，垂直于斜面方向的分力為mgcos 。由平衡條件得木塊受到的摩擦力大小是f= mg sin ，支持力F=mgcos ，由牛頓第第三定律，木塊對斜面體的壓力大小是mgcos ，選項A、B錯誤；把木塊和斜

6、面看作整體對其受力分析，由平衡條件可知桌面對斜面體的摩擦力大小為零，桌面對斜面體的支持力大小是（M+m）g，選項C錯誤，D正確。7（2013高考天津理綜物理第5題）如圖所示，小球用細繩系住，繩的另一端固定于O點?，F(xiàn)用水平力F緩慢推動斜面體，小球在斜面上無摩擦地滑動，細繩始終處于直線狀態(tài)，當小球升到接近斜面頂端時細繩接近水平，此過程中斜面對小球的支持力FN以及繩對小球的拉力FT的變化情況是AFN保持不變，F(xiàn)T不斷增大 BFN不斷增大，F(xiàn)T不斷減小CFN保持不變，F(xiàn)T先增大后減小 DFN不斷增大，F(xiàn)T先減小后增大解析：選D 由于此過程中細線與斜面體斜面的夾角逐漸減小，所以斜面對小球的支持力FN增大

7、。畫出小球受力動態(tài)圖，由平衡條件可得FT先減小后增大，選項D正確。8（2013高考廣東理綜第20題）如圖8，物體P靜止于固定的斜面上，P的上表面水平，現(xiàn)把物體Q輕輕地疊放在P上，則A.P向下滑動 B.P靜止不動C.P所受的合外力增大 D.P與斜面間的靜摩擦力增大解析：選BD 設斜面的傾角為，加上Q，相當于增加了P的質(zhì)量，受力分析列平衡方程得f =mgsin < mgcos 。當m增加時，不等式兩邊都增加，不等式仍然成立，即P靜止不動，P所受的合外力為零，P與斜面間的靜摩擦力f =mgsin 增大，選項B、D正確。9（2013高考上海物理第25題）如圖，傾角為37°，質(zhì)量不計的支

8、架ABCD的D端有一大小與質(zhì)量均可忽略的光滑定滑輪，A點處有一固定轉(zhuǎn)軸，CAAB，DCCA0.3m。質(zhì)量mlkg的物體置于支架的B端，并與跨過定滑輪的輕繩相連，繩另一端作用一豎直向下的拉力F，物體在拉力作用下沿BD做勻速直線運動，己知物體與BD間的動摩擦因數(shù)0.3。為保證支架不繞A點轉(zhuǎn)動，物體向上滑行的最大距離sm。若增大F后，支架仍不繞A點轉(zhuǎn)動，物體能向上滑行的最大距離ss(填：“大于”、“等于”或“小于”。)(取sin37°0.6，cos37°0.8) 解析：拉力F =mgsin 37°+mgcos 37°=8.4 N。BC=CA/sin 37

9、76;=0.5 m。設m對支架BC的壓力mgcos 37°對A點的力臂為x，由力矩平衡條件，F(xiàn)·DC cos 37°+mgcos 37°·CA cos 37°=F·CA cos 37°+ mgcos 37°·x，解得x=0.072 m。由x+s=BC-AC sin 37°解得s=0.248 m。由上述方程可知，F(xiàn)·DC cos 37°=F·CA cos 37°，x值與F無關，所以若增大F后，支架仍不繞A點轉(zhuǎn)動，物體能向上滑行的最大距離 s= s。

10、答案：0.248 等于10.（2013福建理綜第21題）質(zhì)量為M、長為L的桿水平放置，桿兩端A、B系著長為3L的不可伸長且光滑的柔軟輕繩，繩上套著一質(zhì)量為m的小鐵環(huán)。已知重力加速度為g，不計空氣影響。(1)現(xiàn)讓桿和環(huán)均靜止懸掛在空中，如圖甲，求繩中拉力的大?。?2)若桿與環(huán)保持相對靜止，在空中沿AB方向水平向右做勻加速直線運動，此時環(huán)恰好懸于A端的正下方，如圖乙所示。 求此狀態(tài)下桿的加速度大小a； 為保持這種狀態(tài)需在桿上施加一個多大的外力，方向如何？ 解析：如圖1，舍平衡時繩子拉力為T，有2Tcos -mg=0 由圖可知，聯(lián)立解得。（2）此時，對小鐵環(huán)受力分析如圖2，有，由圖知，=60

11、6;，代入上述二式聯(lián)立解得。 如圖3,設外力F與水平方向成角，將桿和小鐵環(huán)當成一個整體，有Fcos =(M+m)a, Fsin -(M+m)g=0聯(lián)立解得（或=60°） 2012年高考題精選1. （2012·山東理綜）如圖所示，兩相同輕質(zhì)硬桿OO1、OO2可繞其兩端垂直紙面的水平軸O、O1、O2轉(zhuǎn)動，在O點懸掛一重物M，將兩相同木塊m緊壓在豎直擋板上，此時整個系統(tǒng)保持靜止。Ff表示木塊與擋板間摩擦力的大小，F(xiàn)N表示木塊與擋板間正壓力的大小。若擋板間的距離稍許增大后，系統(tǒng)仍靜止且O1、O2始終等高，則AFf變小 BFf不變CFN變小 DFN變大解析：選BD 若擋板間的距離稍許

12、增大后，木塊與擋板間的摩擦力的大小仍等于重物重力的1/2，F(xiàn)f不變，選項D正確，A錯誤；擋板間的距離稍許增大后，木塊與擋板間正壓力FN變大，選項B正確，A錯誤。2. （2012·新課標理綜）如圖，一小球放置在木板與豎直墻面之間。設墻面對球的壓力大小為N1，球?qū)δ景宓膲毫Υ笮镹2。以木板與墻連接點所形成的水平直線為軸，將木板從圖示位置開始緩慢地轉(zhuǎn)到水平位置。不計摩擦，在此過程中A.N1始終減小，N2始終增大 B.N1始終減小，N2始終減小C.N1先增大后減小，N2始終減小 D.N1先增大后減小，N2先減小后增大解析：選BD 畫出小球受力圖，墻面對球的壓力大小為N1=mgcos ，木板

13、對球的支持力。將木板從圖示位置開始緩慢的移到水平位置。逐漸增大，N1始終減小，N2始終減小，選項B正確。3.（2012·浙江理綜）如圖所示，與水平面夾角為30°的固定斜面上有一質(zhì)量m=1.0kg的物體。細繩的一端與物體相連。另一端經(jīng)摩擦不計的定滑輪與固定的彈簧秤相連。物體靜止在斜面上，彈簧秤的示數(shù)為4.9N。關于物體受力的判斷（取g=9.8m/s2）.下列說法正確的是（ ）A.斜面對物體的摩擦力大小為零B.斜面對物體的摩擦力大小為4.9N,方向沿斜面向上C.斜面對物體的支持力大小為4.93N，方向豎直向上D.斜面對物體的支持力大小為4.9N，方向垂直斜面向上解析：選BD 物

14、體重力沿斜面方向分力為，等于細繩拉力，由平衡條件可知，斜面對物體的摩擦力大小為零，選項A正確。4. （2012·廣東理綜物理）如圖3所示，兩根等長的輕繩將日光燈懸掛在天花板上，兩繩與豎直方向的夾角均為45°，日光燈保持水平，所受重力為G，左右兩繩的拉力大小分別為A.G和G B. 和C. 和 D. 和解析：選B 左右兩繩的拉力的合力等于G，由2Fcos 45°=G，解得F= G，選項B正確。5(2012上海物理)已知兩個共點力的合力為50N，分力F1的方向與合力F的方向成30°角，分力F2的大小為30N。則 （ ）（A）F1的大小是唯一的（B）F2的力向是

15、唯一的（C）F2有兩個可能的方向 （D）F2可取任意方向解析：選C 畫出力的矢量圖，可以看出F2有兩個可能的方向，選項C正確。6. （2012·海南物理）下列關于摩擦力的說法，正確的是A作用在物體上的滑動摩擦力只能使物體減速，不可能使物體加速B作用在物體上的靜摩擦力只能使物體加速，不可能使物體減速C作用在物體上的滑動摩擦力既可能使物體減速，也可能使物體加速D作用在物體上的靜摩擦力既可能使物體加速，也可能使物體減速解析：選CD 作用在物體上的滑動摩擦力既可能使物體減速也可能使物體加速，作用在物體上的靜摩擦力既可能使物體加速也可能使物體減速，選項C、D正確，A、B錯誤。7.（2012&#

16、183;新課標理綜）拖把是由拖桿和拖把頭構成的擦地工具（如圖）。設拖把頭的質(zhì)量為m，拖桿質(zhì)量可以忽略；拖把頭與地板之間的動摩擦因數(shù)為常數(shù)，重力加速度為g，某同學用該拖把在水平地板上拖地時，沿拖桿方向推拖把，拖桿與豎直方向的夾角為。（1）若拖把頭在地板上勻速移動，求推拖把的力的大小。（2）設能使該拖把在地板上從靜止剛好開始運動的水平推力與此時地板對拖把的正壓力的比值為。已知存在一臨界角0，若0，則不管沿拖桿方向的推力多大，都不可能使拖把從靜止開始運動。求這一臨界角的正切tan0。解析：（1）設該同學沿拖桿方向用大小F的力推拖把。將推拖把的力沿豎直和水平方向分解，按平衡條件有 ，式中N和F分別為地

17、板對拖把的正壓力和摩擦力，按摩擦定律有，聯(lián)立解得。（2）若不管沿拖把方向用多大的力都不能使拖把從靜止開始運動，應有。這時式仍滿足，聯(lián)立式得考慮到N遠大于mg，所以臨界角的正切。8（19分）（2012·重慶理綜）某校舉行托乒乓球跑步比賽，賽道為水平直道，比賽距離為S。比賽時，某同學將球置于球拍中心，以大小為a的加速度從靜止開始做勻加速直線運動，當速度達到v0時，再以v0做勻速直線運動跑至終點。整個過程中球一直保持在球拍中心不動。比賽中，該同學在勻速直線運動階段保持球拍的傾角為0，如題25圖所示。設球在運動中受到空氣阻力大小與其速度大小成正比，方向與運動方向相反，不計球與球拍之間的摩擦，

18、球的質(zhì)量為m，重力加速度為g。（1）求空氣阻力大小與球速大小的比例系數(shù)；（2）求在加速跑階段球拍傾角隨速度變化的關系式；（3）整個勻速跑階段，若該同學速度仍為v0，而球拍的傾角比0大了并保持不變，不計球在球拍上的移動引起的空氣阻力變化，為保證到達終點前球不從球拍上距離中心為r的下邊沿掉落，求應滿足的條件。解析：（1）在勻速運動階段，有，解得（2）加速階段，設球拍對球的支持力為N，有Nsin kv0=ma，Ncos=mg聯(lián)立解得。（3）以做勻速直線運動時，設空氣阻力與重力的合力為，有。球拍傾角為時，空氣阻力與重力的合力不變，設球沿球拍面下滑的加速度大小為，有，設勻速跑階段所用時間為，有=，球不從

19、球拍上掉落的條件為，解得。2011年高考題精選1.（2011江蘇物理）如圖所示，石拱橋的正中央有一質(zhì)量為m的對稱楔形石塊，側(cè)面與豎直方向的夾角為,重力加速度為g，若接觸面間的摩擦力忽略不計，則石塊側(cè)面所受彈力的大小為A B Cmgtan Dmgcot解析：選A 隔離楔形石塊，對其進行受力分析，畫出受力分析圖，設石塊側(cè)面所受彈力的大小為F，在豎直方向由平衡條件得2Fsin =mg，解得，選項A正確。2（2011海南物理）如圖，墻上有兩個釘子a和b，它們的連線與水平方向的夾角為45°，兩者的高度差為l。一條不可伸長的輕質(zhì)細繩一端固定于a點，另一端跨過光滑釘子b懸掛一質(zhì)量為m1的重物。在繩

20、子距a端得c點有一固定繩圈。若繩圈上懸掛質(zhì)量為m2的鉤碼，平衡后繩的ac段正好水平，則重物和鉤碼的質(zhì)量比為A. B. 2 C. D.解析：選C 根據(jù)題述畫出平衡后繩的ac段正好水平的示意圖，對繩圈c分析受力，畫出受力圖如圖。由平衡四邊形定則和圖中幾何關系可得，選項C正確。3.（2011廣東理綜卷第16題）如圖所示的水平面上，橡皮繩一端固定，另一端連接兩根彈簧，連接點P在F1、F2和F3三力作用下保持靜止。下列判斷正確的是A. F1 > F2> F3 B. F3 > F1> F2 C. F2> F3 > F1D. F3> F2 > F1 解析：選B

21、 作出三力示意圖，由力合成的平行四邊形定則可知F1、F2 的合力大小等于F3，顯然F3 > F1> F2，選項B正確。4（2011山東理綜卷）如圖所示，將兩相同的木塊a、b置于粗糙的水平地面上，中間用一輕彈簧連接，兩側(cè)用細繩固定于墻壁。開始時a、b均靜止。彈簧處于伸長狀態(tài)，兩細繩均有拉力，a所受摩擦力Ffa0，b所受摩擦力Ffb=0，現(xiàn)將右側(cè)細繩剪斷，則剪斷瞬間 （ ）A .Ffa大小不變 B. Ffa方向改變 C . Ffb仍然為零 D, Ffb方向向右解析：選AD 現(xiàn)將右側(cè)細繩剪斷，則剪斷瞬間彈簧對木塊b作用力方向向左，b所受摩擦力Ffb方向向右；由于彈簧彈力不能發(fā)生突變，a所

22、受摩擦力Ffa0，且大小不變，選項A、D正確。5（2011安徽理綜卷）一質(zhì)量為m的物塊恰好靜止在傾角為的斜面上?，F(xiàn)對物塊施加一個豎直向下的恒力F，如圖所示。則物塊A.仍處于靜止狀態(tài) B.沿斜面加速下滑 C.受到的摩擦力不變 D.受到的合外力增大解析：選A 由物塊恰好靜止在傾角為的斜面上可知，解得動摩擦因數(shù)，現(xiàn)對物塊施加一個豎直向下的恒力F，則該力與重力合力沿斜面向下的分力為，該力與重力合力沿垂直斜面向下的分力為，滿足，所以物塊仍處于靜止狀態(tài)，選項A正確。2010年高考題精選1（2010廣東理綜）圖為節(jié)日里懸掛燈籠的一種方式，A、B點等高，O為結(jié)點，輕繩AO、BO長度相等，拉力分別為FA、FB，

23、燈籠受到的重力為G。下列表述正確的是 AFA一定小于G BFA與FB大小相等 CFA與FB是一對平衡力 DFA與FB大小之和等于G解析：選A 由題意可知，F(xiàn)A與FB的合力大小等于燈籠受到的重力為G，F(xiàn)A與FB大小相等，F(xiàn)A可能大于G，選項B正確，A、C、D錯誤。2(2010安徽理綜)L型木板P（上表面光滑）放在固定斜面上，輕質(zhì)彈簧一端固定在木板上，另一端與置于木板上表面的滑塊Q相連，如圖所示。若P、Q一起沿斜面勻速下滑，不計空氣阻力。則木板P 的受力個數(shù)為A 3 B4 C5 D6解析：選C 隔離木板P受到重力、固定斜面對木板P的支持力和摩擦力，滑塊對木板P的壓力，輕彈簧對木板P沿斜面向下的彈力

24、，共5個力，選項C正確。3.（2010新課標卷）一根輕質(zhì)彈簧一端固定，用大小為F1的力壓彈簧的另一端，平衡時長度為l1；改用大小為F2的力拉彈簧，平衡時長度為l2.彈簧的拉伸或壓縮均在彈性限度內(nèi)，該彈簧的勁度系數(shù)為 A. B. C. D.解析：選C 用大小為F1的力壓彈簧的另一段時，彈簧型變量，根據(jù)胡克定律有：；用大小為F2的力拉彈簧時，彈簧形變量，根據(jù)胡克定律有：；聯(lián)立解得：，選項C正確。4（2010山東理綜）如圖所示，質(zhì)量分別為m1、m2的兩個物體通過輕彈簧連接，在力F的作用下一起沿水平方向做勻速直線運動（m1在地面，m2在空中），力F與水平方向成q角，則m1所受支持力N和摩擦力f正確的是

25、AN= m1g+ m2g- Fsinq BN= m1g+ m2g- FcosqCf=Fcosq Df=Fsinq解析：選AC 把兩個物體看作一個整體，由兩個物體一起沿水平方向做勻速直線運動可知水平方向選項C正確，D錯誤；設輕彈簧中彈力為F1，彈簧方向與水平方向的夾角為，隔離，對其進行受力分析，由平衡條件，在豎直方向有隔離，對其進行受力分析，由平衡條件，在豎直方向有聯(lián)立解得：，選項A正確，B錯誤。5（2010江蘇物理）如圖4所示，置于水平地面的三腳架上固定著一質(zhì)量為m的照相機，三腳架的三根輕質(zhì)支架等長，與豎直方向均成角，則每根支架中承受的壓力大小為A. B. C. D.解析：選D 設每根支架承受

26、的壓力大小為，則每根支架對照相機的支持力為。將沿豎直方向和水平方向分解，三個力水平方向分力相互夾角120°，合力為零；三個力豎直方向分力，三個力豎直方向分力的合力等于照相機的重力，即，解得，選項D正確。6（2010新課標卷）如圖1所示，一物塊置于水平地面上.。當用與水平方向成60°角的力F1拉物塊時，物塊做勻速直線運動；當改用與水平方向成30°角的力F2推物塊時，物塊仍做勻速直線運動.若F1和F2的大小相等，則物塊與地面之間的動摩擦因數(shù)為A. B. C. D.1-解析：選B 物體重力、支持力、摩擦力和已知力或處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡條件，將或分別沿水平方向和豎直方向

27、分解，根據(jù)平衡條件，當用與水平方向成60°角的力拉物塊時， ；當改用與水平方向成30°角的力推物塊時，聯(lián)立解得，選項B正確。2009年高考題精選1、（2009天津理綜卷）物塊靜止在固定的斜面上，分別按圖示的方向?qū)ξ飰K施加大小相等的力F，A中F垂直于斜面向上。B中F垂直于斜面向下，C中F豎直向上，D中F豎直向下，施力后物塊仍然靜止，則物塊所受的靜摩擦力增大的是解析：選D 對物塊進行受力分析，施力前，物塊所受靜摩擦力為施力后，A、B項的物塊所受靜摩擦力不變；C項中 D項中。所以D正確。2.(2009·海南物理)兩個大小分別為F1和F2（F2< F1）的力作用在同一質(zhì)點上，它們的合力的大小F滿足A F2FF1 B(F1-F2)/2F(F1+F2)/2C（F1-F2）F（F1+F2） D（F12-F22）F 2（F12+F22）解析：選C 共點的兩個力合成，方向相同時合力最大，最大值為方向相反時合力最小，最小值為所以他們合力的大小滿足，選項C正確。3.（09浙江理綜第14題）如圖所示，質(zhì)量為m的等邊三棱柱靜止在水平放置的斜面上。已知三棱柱與斜面之間的動摩擦因數(shù)為，斜面的傾角為30°，則斜面對三棱柱的支持力與摩擦力的大小分別為( )Amg和mg