2022年中考物理真題分項(xiàng)匯編（全國(guó)通用）02 相互作用（解析版）

2020-2022年三年山東卷高考匯編

專題02相互作用

【考綱定位】

高考命題點(diǎn)考綱要求高考真題

認(rèn)識(shí)重力、彈力與摩擦力.通過實(shí)驗(yàn)，了解

1.重力、彈力、

胡克定律.知道滑動(dòng)摩擦和靜摩擦現(xiàn)象，能

摩擦力

用動(dòng)摩擦因數(shù)計(jì)算滑動(dòng)摩擦力的大小.

2.力的合成與通過實(shí)驗(yàn)，了解力的合成與分解，知道矢量

分解和標(biāo)量.

3.共點(diǎn)力平衡能用共點(diǎn)力的平衡條件分析生產(chǎn)生活中的

2020?山東?高考T8

條件及應(yīng)用問題.

【知識(shí)重現(xiàn)】

一、常見的三種力

1.重力

⑴G=,〃g.在題目中不注明的情況下，g取9.80m/s2.方向豎直向下(或與當(dāng)?shù)厮矫娲怪?.

(2)重力與萬(wàn)有引力的關(guān)系：重力實(shí)際上是物體與地球間的萬(wàn)有引力的一部分(另一部分為物

體繞地球旋轉(zhuǎn)所需要的向心力).重力是非接觸力.非特別說明，凡地球上的物體均受到重

力.

2.彈力

(1)發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復(fù)原狀，對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生的力叫彈力.彈力的方向

與施力物體的形變方向相反，作用在迫使物體發(fā)生形變的物體上.

⑵幾種典型彈力的方向

FN

―［面與面)-?［垂直公共接觸面］-?

―［點(diǎn)與面］_A過點(diǎn)垂直于面

接

觸

方

式

^—［點(diǎn)與點(diǎn)］-H垂直于切面|

—

的T輕繩H沿繩指向繩收縮的而1f/卜J,

r?S)--------------

U輕桿］-歷

L［可不沿桿)----------------->務(wù)二百

注意：可繞端點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)的輕桿的彈力方向一定沿桿，而端點(diǎn)固定的輕桿的彈力方向不一定

沿桿，可由其他受力并結(jié)合物體的狀態(tài)確定.

(3)彈力的大小

①胡克定律：在彈性限度內(nèi)，彈簧產(chǎn)生的彈力大小與彈簧的形變量成正比，即F=fcr.其中女

是彈簧的勁度系數(shù)，由彈簧本身的性質(zhì)決定；x表示彈簧的形變量.

②除彈簧外，其他一般物體所受彈力大小，通常利用平衡條件或動(dòng)力學(xué)規(guī)律求解.

3.摩擦力

(1)定義：當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體的表面上有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)時(shí)，受到的另

一個(gè)物體阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力，叫摩擦力，可分為靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力.

(2)產(chǎn)生條件：①接觸面粗糙；②相互接觸的物體間有彈力；③接觸面間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)

運(yùn)動(dòng)趨勢(shì).三個(gè)條件缺一不可.

(3)摩擦力的方向

①靜摩擦力的方向總跟接觸面相切，并與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反.

②滑動(dòng)摩擦力的方向總跟接觸面相切，并與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反.

(4)摩擦力的大小

①靜摩擦力的大小與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的強(qiáng)弱有關(guān)，趨勢(shì)越強(qiáng)，靜摩擦力越大，但不能超過最大

靜摩擦力，即OWFWAm，具體大小可由物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)結(jié)合動(dòng)力學(xué)規(guī)律求解.

②滑動(dòng)摩擦力的大?。菏?=〃尸N.

③最大靜摩擦力的大小：Ffm=〃oFN；最大靜摩擦力與物體運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)無(wú)關(guān)，只跟網(wǎng)FN有關(guān),

它比滑動(dòng)摩擦力略大一些，在許多問題的處理過程中往往認(rèn)為其大小等于滑動(dòng)摩擦力.

二、力的計(jì)算方法

1.力的合成方法

⑴平行四邊形定則：求兩個(gè)互成角度的共點(diǎn)力Q、B的合力，可以把尸卜尸2的線段作為鄰

邊作平行四邊形，如圖1所示，它的對(duì)角線即表示合力的大小和方向.

圖1

共點(diǎn)的兩個(gè)力Q、B的合力廠的大小，與它們的夾角6有關(guān)，。越大，合力越?。?。越小,

合力越大.合力可能比分力大，也可能比分力小，Q與巳同向時(shí)合力最大，E與尸2反向時(shí)

合力最小，合力大小的取值范圍是IFI-F2|<F<|F1+F2I.

(2)三角形定則：求兩個(gè)互成角度的共點(diǎn)力尸卜后的合力，可以把尸I、&首尾相接地畫出來(lái)，

把Q、尸2的另外兩端連接起來(lái)，如圖2所示，則此連線就表示合力尸的大小和方向.

圖2

注意：①矢量三角形定則是平行四邊形定則的簡(jiǎn)化，在分析力的合成與分解以及共點(diǎn)力動(dòng)態(tài)

平衡問題時(shí)，非常簡(jiǎn)捷而有效.

②二力合成的三角形法則可以推廣到多邊形定則求〃(”>2)個(gè)力的合力，如圖3所示，把所有

的分力產(chǎn)卜F?、巳…依次首尾相連，從第一個(gè)分力E的始端指向最后一個(gè)分力瓦的末端的

有向線段F,就表示這〃個(gè)力的合力的大小和方向.

圖3

③利用矢量三角形作圖法分析最小力是最簡(jiǎn)單、最直觀、最有效的方法之一，特別是以下兩

種典型情況：

當(dāng)己知合力廠的大小和方向及一個(gè)分力a的方向時(shí).，另一個(gè)分力尸2最小的條件是兩個(gè)分力

互相垂直，如圖4所示，最小的F2=Fsina.

當(dāng)已知合力廠的方向及另一個(gè)分力Fi的大小和方向時(shí)，另一個(gè)分力B最小的條件是￡與

合力/垂直，如圖5所示，最小的是「2=F|sina.

2.力的分解方法

力的分解是力的合成的逆運(yùn)算，同樣遵循平行四邊形定則.兩個(gè)分力的合力是唯一確定的,

而一個(gè)已知力可以分解為大小、方向不同的分力，即一個(gè)力的兩個(gè)分力不是唯一的，要確定

一個(gè)力的兩個(gè)分力，應(yīng)根據(jù)具體條件進(jìn)行分析.常用的方法有：按力產(chǎn)生的效果進(jìn)行分解;

按問題的需要進(jìn)行分解；正交分解.

(1)常見的重力的作用效果

①如圖6所示，質(zhì)量為機(jī)的物體靜止在斜面上，其重力產(chǎn)生兩個(gè)效果：一是使物體沿斜面

下滑，相當(dāng)于分力B的作用；二是使物體壓緊斜面，相當(dāng)于分力n的作用.Q=〃?gcosa,

F2=，%gsina.

②如圖7所示，質(zhì)量為〃?的光滑小球被豎直擋板擋住靜止于斜面上時(shí)，其重力產(chǎn)生兩個(gè)效

果：一是使球壓緊擋板，相當(dāng)于分力n的作用；二是使球壓緊斜面，相當(dāng)于分力尸2的作用.Fl

「mg

=THPtana，F(xiàn)2=~.

&cosa

③如圖8所示，質(zhì)量為小的光滑小球被懸掛靠在豎直墻壁上，其重力產(chǎn)生兩個(gè)效果：一是

使球壓緊豎直墻壁，相當(dāng)于分力八的作用；二是使球拉緊懸線，相當(dāng)于分力B的作用.Fi

=mgtana,&=-.

°cosa

④如圖9所示，質(zhì)量為，"的物體被細(xì)繩AO和輕桿0C(可繞C自由轉(zhuǎn)動(dòng))作用而靜止，其重

力產(chǎn)生兩個(gè)效果：一是拉緊繩AO,相當(dāng)于分力Q的作用；二是擠壓桿0C,相當(dāng)于分力F2

的作用.尸產(chǎn)zwgtana,尸2=、^.

⑵正交分解法

物體受到多個(gè)力作用求其合力時(shí)，可將各個(gè)力沿兩個(gè)相互垂直的方向進(jìn)行正交分解，然后再

分別沿這兩個(gè)方向求出合力，正交分解法是處理多個(gè)力作用問題的基本方法，解題步驟如下：

①正確選擇直角坐標(biāo)系，一般選共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為原點(diǎn)，水平方向或物體運(yùn)動(dòng)的加速度方向

為x軸，使盡量多的力落在坐標(biāo)軸上.

②正交分解各力，即分別將各力投影在坐標(biāo)軸上，分別求出坐標(biāo)軸上各力投影的合力.Fx

=F|x+&+…+Eix，F(xiàn)y=F\y+F2y+...+Fny,

③共點(diǎn)力合力的大小F=N汽+呼,合力方向與X軸夾角J=arctan(￡).

三、共點(diǎn)力的平衡

1.共點(diǎn)力作用下物體的平衡

(1)平衡狀態(tài)：物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)叫平衡狀態(tài)，是加速度4=0的狀態(tài).

(2)平衡條件：物體所受的合力為零，即尸合=0.若采用正交分解法求平衡問題，則平衡條件

是用音=0，F(xiàn)y^=0.

注意：物體的瞬時(shí)速度為零時(shí)，物體不一定處于平衡狀態(tài).例如，做豎直上拋運(yùn)動(dòng)的物體到

達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，速度為零，但加速度不為零，不能保持靜止?fàn)顟B(tài).

2.共點(diǎn)力平衡的常用推論

二力平衡這一對(duì)平衡力必定大小相等、方向相反

三力平衡其中任意兩個(gè)力的合力一定與第三個(gè)力大小相等、方向相反

多力平衡其中任意一個(gè)力與其余幾個(gè)力的合力大小相等、方向相反

3.整體法和隔離法

整體法隔離法

選用研究系統(tǒng)外的物體對(duì)系統(tǒng)整體的作

研究系統(tǒng)內(nèi)物體之間的相互作用力

原則用力或系統(tǒng)整體的加速度

注意進(jìn)行受力分析時(shí)不需再考慮系統(tǒng)內(nèi)

一般隔離受力較少的物體

問題物體間的相互作用

說明解決實(shí)際問題時(shí)常交替使用整體法與隔離法

【真題匯編】

1.（2020.山東.高考真題）如圖所示，一輕質(zhì)光滑定滑輪固定在傾斜木板上，質(zhì)量分別為

和2機(jī)的物塊A、B,通過不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過滑輪連接，A、B間的接觸面和輕繩均與木板

平行。A與B間、B與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為"，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。當(dāng)木

板與水平面的夾角為45。時(shí)，物塊A、B剛好要滑動(dòng)，則〃的值為（）

【答案】C

【詳解】

當(dāng)木板與水平面的夾角為45。時(shí)，兩物塊剛好滑動(dòng)，對(duì)A物塊受力分析如圖

沿斜面方向，A、B之間的滑動(dòng)摩擦力

geos45°

根據(jù)平衡條件可知

T=mgsin45°+Ringcos45°

沿斜面方向，B與斜面之間的滑動(dòng)摩擦力

f2=/.IN'=〃-3mgcos45°

根據(jù)平衡條件可知

2mgsin45°=T+/jmgcos45°+〃-31ngcos45°

兩式相加，可得

2mgsin45°=mgsin45°+/.imgcos45°+/jmgcos45°+/.i-3mgcos45°

解得

1

故選c?

【突破練習(xí)】

1.（2022?山東荷澤?二模）如圖所示，兩段輕繩A、B連接兩個(gè)小球1、2,懸掛在天花板上。

一輕彈簧C一端連接球2,另一端固定在豎直墻壁上。兩小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)。輕繩A與

豎直方向、輕繩B與水平方向的夾角均為30。，彈簧C沿水平方向。已知重力加速度為g。

A.球1和球2的質(zhì)量之比為1:1

B.在輕繩A突然斷裂的瞬間，球1的加速度方向豎直向下

C.在輕繩A突然斷裂的瞬間，球1的加速度大小一定大于g

D.在輕繩A突然斷裂的瞬間，球2的加速度大小為2g

【答案】C

【詳解】

A.對(duì)兩球作為整體受力分析且山平衡可得

心=（町+嗎）gtan30°

對(duì)2小球受力分析且由平衡可得

O=ngtan60”

聯(lián)立解得球1和球2的質(zhì)量之比為2：1,故A錯(cuò)誤；

BCD.在輕繩A突然斷裂的瞬間，彈簧彈力尸C不變，假設(shè)輕繩A突然斷裂的瞬間輕繩B

的彈力變?yōu)?，則A加速度為

4=g

球2加速度水平方向和豎直方向分別為

_6_m2gtan60°_R

“2監(jiān)直=g，?2*T=-=——--=、3g

兩小球豎直方向加速度相等，水平方向上B球加速度向右，球2總的加速度斜向右下，AB

間的繩子繃緊，則輕繩A突然斷裂的瞬間輕繩B的彈力不為0,假設(shè)不成立。

故球1除了受到重力還受到AB間繩子斜向右下的拉力，則向下的加速度大于g；球2除重

力和彈力外還受到AB間繩子斜向左上的拉力，故球2的加速度大小小于2g。故BD錯(cuò)誤，

C正確。

故選C。

2.（2022?山東?高三學(xué)業(yè)考試）如圖所示，置于水平地面上的豎直圓形金屬環(huán)內(nèi)用三根細(xì)繩

OA、OB、OC懸掛一質(zhì)量為物體，物體可看做質(zhì)點(diǎn)。。2繩處于水平方向，/AO8=120。,

設(shè)04、08繩的拉力大小為B、F2,現(xiàn)將金屬圓環(huán)在豎直面內(nèi)緩慢逆時(shí)針轉(zhuǎn)過90。，在此過

程中（）

B

A.同一直增大B.F/一直增大

C.尸2先增大后減小D.B先增大后減小

【答案】C

【詳解】

由題圖對(duì)O點(diǎn)受力分析，由平衡條件可得，三個(gè)力組成矢量三角形平衡圖，如圖所示,

由圖可知，將金屬圓環(huán)在豎直面內(nèi)緩慢逆時(shí)針轉(zhuǎn)過90。，繩。C的拉力大小和方向不變，可

知9角增大，巳先增大后減小，B一直減小，ABD錯(cuò)誤，C正確。

故選Co

3.（2022?山東?三模）如圖所示，將兩個(gè)相同的木塊P、Q置于粗糙斜面上，P、Q中間有一

處于壓縮狀態(tài)的彈簧，彈簧不與P、Q栓接。木塊P受到一個(gè)沿斜面向下的恒定拉力F,P、

Q均靜止。下列說法正確的是（）

A.P一定受到5個(gè)力的作用B.Q一定受到4個(gè)力的作用

C.只移去彈簧后P可能會(huì)沿斜面下滑D.只移去彈簧后P所受摩擦力可能不變

【答案】A

【詳解】

A.設(shè)木塊質(zhì)量為根，斜面傾角為仇對(duì)P受力分析如圖

mg

則P受到重力、支持力、彈簧彈力、摩擦力、拉力五個(gè)力的作用，A正確；

B.Q受到的彈簧彈力沿斜面向匕若Q重力沿斜面向下的分力與彈簧彈力的大小相等，則

Q不受摩擦力，所以Q可能受到重力、支持力、彈簧彈力三個(gè)力的作用，B錯(cuò)誤;

CD.有彈簧時(shí)，正交分解P受到的重力，沿斜面方向受力平衡，有

fP=mgsin0+Fn+F

只移去彈簧時(shí)，有

fp=mgsin。+F

可知物塊P受到的沿斜面向下的力變小，需要的摩擦力變小，故物塊P仍然靜止。CD錯(cuò)誤。

故選Ao

4.（2022?山東日照?三模）如圖所示，輕繩的一端與靜止在斜面上的物塊“相連，另一端通

過滑輪與靜止在彈簧上的容器人相連，不計(jì)輕繩與滑輪間的摩擦?，F(xiàn)緩慢向容器人中加水,

B.彈簧的彈力逐漸增大

C.物塊a受到的摩擦力逐漸增大

D.輕繩對(duì)滑輪的作用力保持不變

【答案】A

【詳解】

AB.由題意，。保持靜止，說明輕繩未移動(dòng)，〃保持靜止，則彈簧彈力不變，對(duì)。受力分析

可知，加入水后向下的力增大，則輕繩向上的拉力增大，A正確，B錯(cuò)誤；

C.〃初狀態(tài)平衡，受斜面摩擦力可能沿斜面向下，可能為零，也可能沿斜面向上，所以細(xì)

繩拉力增大，摩擦力可能沿斜面向下增大，也可能沿斜面向上減小，C錯(cuò)誤；

D.兩部分輕繩拉力大小增大，夾角不變，則合力增大，所以對(duì)滑輪的作用力增大，D錯(cuò)誤。

故選Ao

5.（2022?山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）完全相同的直角三角形滑塊A、B,按如圖所示放置,

設(shè)A、B接觸的斜面光滑，A與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃，斜面傾角〃=30。，現(xiàn)在B上作

用一水平推力F,恰好使A、B一起在桌面上勻速運(yùn)動(dòng)，且A、B保持相對(duì)靜止。則A與桌

面間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃為（）

A.p=—B.〃=且C.^=—

〃65"4D-A=T

【答案】A

【詳解】

整體在水平方向上受推力和滑動(dòng)摩擦力。有

F=2/Jtng

對(duì)B分析，B受到重力、推力尸和支持力，根據(jù)共點(diǎn)力平衡有

tan0——

mg

解得

tan。>/3

4=------=——

26

故BCD錯(cuò)誤，A正確。

故選Ao

6.（2022?山東?文登新一中高一期中）如圖所示，質(zhì)量均為的A、B兩滑塊一端與兩輕桿

相連，另一端放在粗糙水平面上，兩輕桿等長(zhǎng)，桿與滑塊、桿與桿間均用光滑較鏈連接，在

兩桿上方施加一豎直向下的力F,使整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，設(shè)桿與水平面間的夾角為6。

下列說法正確的是（）

A.當(dāng)尸一定時(shí)，，越小，滑塊對(duì)地面的壓力越大

B.當(dāng)尸一定時(shí)，6越大，輕桿受力越小

C.當(dāng)，一定時(shí)?，加越大，滑塊與地面間的摩擦力越大

D.當(dāng)。一定時(shí)，優(yōu)越小，可施加的力尸越大

【答案】B

【詳解】

A.以A、B兩滑塊和兩輕桿為整體，根據(jù)受力平衡可得

2N地=2mg+F

當(dāng)尸一定時(shí)，地面對(duì)滑塊的支持力保持不變，可知滑塊對(duì)地面的壓力保持不變，A錯(cuò)誤;

B.以桿與桿間連接點(diǎn)為對(duì)象，根據(jù)受力平衡可得

2%sin<9=F

可知當(dāng)尸一定時(shí)，。越大，sin。越大，輕桿受力越小，B正確；

C.對(duì)A分析，受重力、桿的推力、地面支持力和向右的靜摩擦力，根據(jù)平衡條件，有

-------------COS0

2sin0

可知滑塊與地面間的摩擦力與加無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤;

D.根據(jù)整體法可得

可知機(jī)越小，地面對(duì)滑塊的支持力越小，地面對(duì)滑塊的最大靜摩擦力越小，根據(jù)

---------cos0

2sin。

可知當(dāng)。一定時(shí)，可施加的力尸越小，D錯(cuò)誤；

故選B。

7.（2022?山東?高三學(xué)業(yè)考試）如圖所示，將一橫截面為扇形的物體B放在水平面上，一小

滑塊A放在物體B上，除了物體B與水平面間的摩擦力之外，其余接觸面的摩擦均可忽略

不計(jì)?已知物體B的質(zhì)量為何、滑塊A的質(zhì)量為小，當(dāng)整個(gè)裝置靜止時(shí)，A、B接觸面的切

線與豎直的擋板之間的夾角為6,重力加速度為g。則（）

A.物體B對(duì)水平面的壓力大小為Mg

B.物體B受到水平面的摩擦力大小為〃?gtan。

C.滑塊A與豎直擋板之間的彈力大小為半

D.滑塊A對(duì)物體B的壓力大小為普

sin6

【答案】D

【詳解】

tan。

mg

sin。

對(duì)AB整體受力分析如圖所示

咻3

口＜--------------?/

FNIJ

(M+m)g

mg

Ian。

FN