佛山第三章-相互作用-力專題練習(xí)(解析版)

一、第三章相互作用——力易錯(cuò)題培優(yōu)（難）1．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m和2m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μ，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μ的值為（）A． B． C． D．【答案】C【解析】【分析】【詳解】當(dāng)木板與水平面的夾角為時(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)摩擦力根據(jù)平衡條件可知對(duì)B物塊受力分析如圖沿斜面方向，B與斜面之間的滑動(dòng)摩擦力根據(jù)平衡條件可知兩式相加，可得解得故選C。2．如圖，A、B是兩根豎直立在地上的木桿，輕繩的兩端分別系在兩桿上不等高的P、Q兩點(diǎn)，C為一質(zhì)量不計(jì)的光滑滑輪，滑輪下掛一物體，下列說法正確的是（）A．將Q點(diǎn)緩慢上移，細(xì)繩中的彈力不變B．將P點(diǎn)緩慢上移，細(xì)繩中的彈力變小C．減小兩木桿之間的距離，細(xì)繩中的彈力變大D．增大兩木桿之間的距離，細(xì)繩中的彈力不變【答案】A【解析】【分析】【詳解】設(shè)滑輪所受繩子拉力為T，到左邊木桿距離為x1，到右邊木桿距離為x2，左側(cè)細(xì)繩長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，右側(cè)細(xì)繩長(zhǎng)度為L(zhǎng)2，受力分析如圖所示。物體受力平衡，由平衡條件可知解得，設(shè)兩木桿之間的距離為d，繩的總長(zhǎng)為L(zhǎng)，由幾何關(guān)系有由于，兩式相加可得可解得AB．上下移動(dòng)P或者Q，因?yàn)閮蓷U的寬度d不變，繩子的長(zhǎng)度L也不變，故有角度不變，由上面的分析可知細(xì)繩中的彈力不變，故A正確，B錯(cuò)誤；C．減小兩木桿之間的距離，即d變小，由可知，兩側(cè)繩與豎直方向夾角減小，由可知，減小，增大，則細(xì)繩中彈力減小，故C錯(cuò)誤；D．同理，增大兩木桿之間的距離，即d變大，增大，減小，則細(xì)繩中彈力增大，故D錯(cuò)誤。故選A。3．如圖所示，在固定光滑半球體球心正上方某點(diǎn)懸掛一定滑輪，小球用繞過滑輪的繩子被站在地面上的人拉住。人拉動(dòng)繩子，球在與球面相切的某點(diǎn)緩慢運(yùn)動(dòng)到接近頂點(diǎn)的過程中，試分析半球?qū)π∏虻闹С至和繩子拉力T大小如何變化（）A．N增大，T增大 B．N增大，T減小C．N不變，T減小 D．N不變，T增大【答案】C【解析】【分析】【詳解】對(duì)球受力分析，受重力、支持力和拉力，根據(jù)平衡條件作圖，如圖所示圖中矢量三角形與三角形ABC相似，故解得由于AB變小，AC不變、BC也不變，故N不變，T變小，故ABD錯(cuò)誤，C正確；故選C?！军c(diǎn)睛】利用相似三角形求解物體的平衡，根據(jù)受力分析找到力的三角形，和空間幾何三角形相似，對(duì)應(yīng)邊成比例。4．如圖所示，固定傾斜直桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m的小球和兩根原長(zhǎng)均為L(zhǎng)的輕彈簧，兩根輕彈簧的一端與小球相連，另一端分別固定在桿上相距為2L的A、B兩點(diǎn)。已知直桿與水平面的夾角為θ，兩彈簧的勁度系數(shù)均為k=，小球在距B點(diǎn)L的P點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力加速度為g。則小球在P點(diǎn)處受到摩擦力為（）A．，方向沿桿向下 B．，方向沿桿向上C．，方向沿桿向下 D．，方向沿桿向上【答案】A【解析】【分析】【詳解】小球在P點(diǎn)時(shí)兩根彈簧的彈力大小相等，設(shè)為F，根據(jù)胡克定律有設(shè)小球靜止時(shí)受到的摩擦力大小為f，方向沿桿向下，根據(jù)平衡條件有解得方向沿桿向下，選項(xiàng)A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。5．如圖所示，物塊正在沿粗糙的斜面勻速下滑，斜面保持靜止?fàn)顟B(tài)。在下列幾種情況中，物塊仍沿斜面下滑，則關(guān)于地面對(duì)斜面體的摩擦力正確說法是（）A．若對(duì)物塊施加豎直向下的外力，地面對(duì)斜面體的摩擦力水平向左B．若對(duì)物塊施加垂直于斜面向下的外力，地面對(duì)斜面體的摩擦力水平向左C．若對(duì)物塊施加沿斜面向下的外力，地面對(duì)斜面體的摩擦力水平向右D．若對(duì)物塊施加沿斜面向下的外力，地面對(duì)斜面體沒有摩擦力【答案】D【解析】【分析】【詳解】物塊沿粗糙的斜面勻速下滑，物塊處于平衡狀態(tài)，斜面體對(duì)物塊的力豎直向上與重力平衡，物塊對(duì)斜面體的力豎直向下，地面對(duì)斜面體沒有摩擦力。A．若對(duì)物塊施加豎直向下的外力，相當(dāng)于物塊的重力增加了，物塊仍做勻速運(yùn)動(dòng)，地面對(duì)斜面體的摩擦力仍為零，A錯(cuò)誤；CD．若對(duì)物塊施加沿斜面向下的外力，此時(shí)，物塊對(duì)斜面體的摩擦力與勻速下滑時(shí)相等，物塊對(duì)斜面體的壓力與勻速時(shí)相等，因此斜面受力沒變，地面對(duì)斜面體的摩擦力仍為零，C錯(cuò)誤，D正確；B．若對(duì)物塊施加垂直于斜面向下的外力，把該外力分解為豎直向下的和沿斜面向上的兩個(gè)分力（兩個(gè)分力不再相互垂直），兩個(gè)分力單獨(dú)作用時(shí)，豎直向下的外力不會(huì)造成地面對(duì)斜面體有摩擦，沿斜面向上的分力只能使物塊減速運(yùn)動(dòng)，物塊對(duì)斜面體的壓力和摩擦力不變，也不會(huì)造成地面對(duì)斜面體產(chǎn)生摩擦力，兩個(gè)分力同時(shí)作用時(shí)，地面對(duì)斜面體的摩擦力仍為零，即若對(duì)物塊施加垂直于斜面向下的外力，地面對(duì)斜面體的摩擦力仍為零，B錯(cuò)誤。故選D。6．如圖所示，質(zhì)量為m的物體放在質(zhì)量為M、傾角為θ的斜面體上，斜面體置于粗糙的水平地面上，用平行于斜面的力F拉物體使其沿斜面向下勻速運(yùn)動(dòng)，斜面體始終靜止，則下列說法正確的是（）A．斜面體對(duì)地面的摩擦力大小為B．斜面體對(duì)地面的壓力大小為C．物體對(duì)斜面體的摩擦力大小為FD．斜面體對(duì)物體的作用力豎直向上【答案】A【解析】【分析】【詳解】A．對(duì)物塊和斜面受力分析如下圖所示，對(duì)物塊有假設(shè)地面對(duì)斜面的摩擦力向左，對(duì)斜面有聯(lián)立上式解得由于，說明方向就是向左，A正確；B．斜面體對(duì)地面的壓力大小等于地面對(duì)斜面體的支持力，根據(jù)上式，解得B錯(cuò)誤；C．物體對(duì)斜面體的摩擦力大小等于斜面體對(duì)物體的摩擦力大小，根據(jù)上式解得C錯(cuò)誤；D．斜面體對(duì)物體的作用力與物體重力和外力的合力方向相同，為斜向上偏左，D錯(cuò)誤。故選A。7．如圖（a）所示，兩段等長(zhǎng)細(xì)線將質(zhì)量分別為2m、m的小球A、B懸掛在O點(diǎn)，小球A受到水平向右的恒力F1的作用、小球B受到水平向左的恒力F2的作用，當(dāng)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，出現(xiàn)了如圖（b）所示的的狀態(tài)，小球B剛好位于O點(diǎn)正下方。則F1與F2的大小關(guān)系正確的是（）A．F1=4F2 B．F1=3F2 C．F1=2F2 D．F1=F2【答案】A【解析】小球A受到F1水平向右的力，B受到F2的水平向左的力，以整體為研究對(duì)象，分析受力如圖：設(shè)OA繩與豎直方向的夾角為α，則由平衡條件得：以B球?yàn)檠芯繉?duì)象，受力如圖。設(shè)AB繩與豎直方向的夾角為β，則由平衡條件得：由幾何關(guān)系得到：α=β，聯(lián)立解得：F1=4F2，故選項(xiàng)A正確。8．如圖所示，細(xì)繩一端固定在A點(diǎn)，跨過與A等高的光滑定滑輪B后在另一端懸掛一個(gè)沙桶Q．現(xiàn)有另一個(gè)沙桶P通過光滑掛鉤掛在AB之間，穩(wěn)定后掛鉤下降至C點(diǎn)，∠ACB=120°，下列說法正確的是A．若只增加Q桶的沙子，再次平衡后C點(diǎn)位置不變B．若只增加P桶的沙子，再次平衡后C點(diǎn)位置不變C．若在兩桶內(nèi)增加相同質(zhì)量的沙子，再次平衡后C點(diǎn)位置不變D．若在兩桶內(nèi)增加相同質(zhì)量的沙子，再次平衡后沙桶Q位置上升【答案】C【解析】【分析】【詳解】A、B、對(duì)砂桶Q分析有，設(shè)兩繩的夾角為θ，對(duì)砂桶P的C點(diǎn)分析可知受三力而平衡，而C點(diǎn)為活結(jié)繩的點(diǎn)，兩側(cè)的繩張力相等，有，聯(lián)立可知，故增大Q的重力，夾角θ變大，C點(diǎn)上升；增大P的重力時(shí)，夾角θ變小，C點(diǎn)下降；故A，B均錯(cuò)誤.C、由平衡知識(shí)，而，可得，故兩砂桶增多相同的質(zhì)量，P和Q的重力依然可以平衡，C點(diǎn)的位置不變；故C正確，D錯(cuò)誤.故選C.【點(diǎn)睛】掌握活結(jié)繩上的張力處處相等，三力平衡的處理方法，連體體的平衡對(duì)象的選擇.9．如圖所示，內(nèi)壁光滑的絕緣半圓容器靜止于水平面上，帶電量為qA的小球固定于圓心的正下方點(diǎn)，帶電量為質(zhì)量為的小球靜止于點(diǎn)，∠AOB=30°，由于小球a電量的變化，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)小球沿容器內(nèi)壁緩慢向上移動(dòng)，最終靜止于點(diǎn)（未標(biāo)出），∠AOC=60°．下列說法正確的是A．水平面對(duì)容器的摩擦力為0B．容器對(duì)小球的彈力始終與小球的重力大小相等C．出現(xiàn)上述變化時(shí)，小球的電荷量可能減小D．出現(xiàn)上述變化時(shí)，可能是因?yàn)樾∏虻碾姾闪恐饾u增大為【答案】ABD【解析】【詳解】A．對(duì)整體進(jìn)行受力分析，整體受到重力和水平面的支持力，兩力平衡，水平方向不受力，所以水平面對(duì)容器的摩擦力為0，A正確；B．小球b在向上緩慢運(yùn)動(dòng)的過程中，所受的外力的合力始終為0，如圖所示，小球的重力不變，容器對(duì)小球的彈力始終沿半徑方向指向圓心，無(wú)論小球a對(duì)b的力如何變化，由矢量三角形可知，容器對(duì)小球的彈力大小始終等于重力大小，B正確；C．若小球a的電荷量減小，則小球a和小球b之間的力減小，小球b會(huì)沿半圓向下運(yùn)動(dòng)，與題意矛盾，C錯(cuò)誤；D．小球a的電荷量未改變時(shí)，對(duì)b受力分析可得矢量三角形為頂角為30°的等腰三角形，此時(shí)靜電力為，a，b的距離為，當(dāng)a的電荷量改變后，靜電力為，a，b之間的距離為，由靜電力，可得，D正確。10．如圖所示，兩個(gè)半圓柱A、B緊靠著靜置于水平地面上，其上有一光滑圓柱C，三者半徑均為R、C的質(zhì)量為m，A、B的質(zhì)量都為0.5m，與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為?，F(xiàn)用水平向右的力拉A，使A一直緩慢向右移動(dòng)，直至C恰好降到地面。整個(gè)過程中B保持靜止。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g。下列說法正確的是（）A．未拉A時(shí)，C受到B作用力的大小B．動(dòng)摩擦因數(shù)的最小值C．整個(gè)過程中，C的位移大小為D．A移動(dòng)過程中，受到的摩擦力大小為【答案】BD【解析】【分析】【詳解】A．未拉A時(shí)，對(duì)C進(jìn)行受力分析，由平衡條件可知解得故A錯(cuò)誤；B．C恰好降落到地面時(shí)，B對(duì)C的支持力最大為Fm，對(duì)物體B進(jìn)行受力分析，由平衡條件有由于mc=m，mB=0.5m代入解得故B正確；C．整個(gè)過程中，由數(shù)學(xué)關(guān)系可知C的位移大小為故C錯(cuò)誤；D．A移動(dòng)過程中，A對(duì)地面的正壓力有地面對(duì)A的摩擦力等于故D正確。故選BD。11．如圖所示，傾角為30°的斜面體靜止在水平地面上，輕繩一端連著斜面上一質(zhì)量為m的物體A，輕繩與斜面平行，另一端通過兩個(gè)滑輪相連于天花板上的P點(diǎn)。動(dòng)滑輪上懸掛物體B，開始時(shí)懸掛動(dòng)滑輪的兩繩均豎直.現(xiàn)將P點(diǎn)緩慢向右移動(dòng)，直到動(dòng)滑輪兩邊輕繩的夾角為120°時(shí)，物體A剛好要滑動(dòng)。假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，物體A與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。整個(gè)過程斜面體始終靜止，不計(jì)滑輪的質(zhì)量及輕繩與滑輪間的摩擦。下列說法正確的是（）A．物體B的質(zhì)量為1.25mB．物體A受到的摩擦力先減小再增大C．地面對(duì)斜面體的摩擦力一直水平向左并逐漸增大D．斜面體對(duì)地面的壓力逐漸增大【答案】AC【解析】【分析】【詳解】A．隨著P點(diǎn)緩慢向右移動(dòng)，拉物體B的兩邊繩子拉力越來越大，當(dāng)夾角為120o時(shí)繩子拉力恰好等于B物體的重力，此時(shí)物體A恰好達(dá)到最大靜摩擦力將向上滑動(dòng)，則解得A正確；B．初始時(shí)刻，拉物體B的兩邊繩子豎直時(shí)，繩子拉力此時(shí)A受摩擦力沿斜面向下，因此當(dāng)P緩慢移動(dòng)過程中，繩子拉力逐漸增大，A受斜面的摩擦力一直增大，B錯(cuò)誤；C．將物體A與斜面體做為一個(gè)整體，設(shè)拉物體B的繩子與水平方向夾角為，則斜面體受地面的摩擦力隨P點(diǎn)緩慢移動(dòng)，繩子拉力T越來越大，繩子與水平夾角越來越小，地面對(duì)斜面體的摩擦力越來越大，C正確；D．將物體A、B及斜面體做為一個(gè)整體，在P向右緩慢移動(dòng)的過程中，繩子拉力的豎直分量為保持不變，因此地面的支持力保持不變，D錯(cuò)誤。故選AC。12．如圖所示，在水平地面上放置一個(gè)邊長(zhǎng)為a、質(zhì)量為M的正方體，在豎直墻壁和正方體之間放置半徑為R（Ra）、質(zhì)量為m的光滑球體，球心O與正方體的接觸點(diǎn)A的連線OA與豎直方向的夾角為。已知重力加速度為g，正方體與水平地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為，且最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，球和正方體始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，且球沒有掉落地面，下列說法正確的是（）A．正方體對(duì)球的支持力的大小為mgtanB．若=45°，球的半徑不變，只增大球的質(zhì)量，為了不讓正方體滑動(dòng)，球的質(zhì)量最大為C．若球的質(zhì)量m=M，則正方體的右側(cè)面到墻壁的最大距離是D．當(dāng)正方體的右側(cè)面到墻壁的距離小于R時(shí)，無(wú)論球的質(zhì)量是多少，正方體都不會(huì)滑動(dòng)【答案】BCD【解析】【分析】【詳解】A．以球?yàn)檠芯繉?duì)象，受力如圖由平衡條件知?jiǎng)t正方體對(duì)球的支持力的大小故A錯(cuò)誤；B．以正方體和球整體為研究對(duì)象，豎直方向受重力和地面的支持力，水平方向受墻壁的彈力和地面的摩擦力，根據(jù)平衡條件，有聯(lián)立解得球的質(zhì)量故B正確；C．若球的質(zhì)量m=M，對(duì)整體分析，有聯(lián)立解得則正方體的右側(cè)面到墻壁的最大距離是故C正確；D．由上述分析知，正方體不滑動(dòng)的條件即當(dāng)時(shí)，上述式子必定成立，此時(shí)正方體的右側(cè)面到墻壁的距離所以當(dāng)正方體的右側(cè)面到墻壁的距離小于R時(shí)，無(wú)論球的質(zhì)量是多少，正方體都不會(huì)滑動(dòng)，故D正確。故選BCD。13．如圖所示直角三角形框架OMN的OM、ON初始位置分別處于水平和豎直方向上，且，一個(gè)重為G的光滑小球位于框架內(nèi)且恰好與OM、ON、MN三邊相切，但接觸點(diǎn)未必都有彈力?，F(xiàn)以O(shè)點(diǎn)為軸緩慢將框架在同一豎直平面內(nèi)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，下列說法正確的是（）A．轉(zhuǎn)動(dòng)θ為0到的過程中，MN邊受到小球的壓力一直為零。B．轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，當(dāng)MN邊第一次處于豎直位置時(shí)ON邊受到的力最大且為C．轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中OM邊受到的力最大值為2GD．轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中有可能存在使OM、ON、MN三邊都同時(shí)受力的位置【答案】ABC【解析】【分析】【詳解】A．轉(zhuǎn)動(dòng)為0到的過程中如圖所示，邊在小球的上方，邊受到小球的壓力一直為零，故A正確；BCD．轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，當(dāng)邊在小球的上方時(shí)，邊受到小球的壓力一直為零，設(shè)邊與水平方向的夾角為，如圖所示根據(jù)平衡條件可得邊受到的力邊受到的力當(dāng)邊在小球的上方時(shí)，邊受到小球的壓力一直為零，設(shè)邊與水平方向的夾角為，如圖所示根據(jù)平衡條件和正弦定理可得可知，當(dāng)時(shí)，即邊第一次處于豎直位置時(shí)邊受到的力最大，最大為當(dāng)邊在小球的上方時(shí)，邊受到小球的壓力一直為零，設(shè)邊與水平方向的夾角為，如圖所示根據(jù)平衡條件和正弦定理可得可知，當(dāng)時(shí)，邊受到的力最大，最大為所以轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中不可能存在使、、三邊都同時(shí)受力的位置，故B、C正確，D錯(cuò)誤；故選ABC。14．如圖所示，M、N兩物體疊放在一起，在恒力F作用下，一起向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則關(guān)于兩物體受力情況的說法正確的是（）A．物體M一定受到4個(gè)力B．物體N可能受到4個(gè)力C．物體M與墻之間一定有彈力和摩擦力D．物體M與N之間一定有摩擦力【答案】AD【解析】【分析】【詳解】M、N兩物體一起向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，合力向上，對(duì)MN整體進(jìn)行受力分析，受到重力和F，墻對(duì)M沒有彈力，否則合力不能向上，也就不可能有摩擦力；對(duì)N進(jìn)行受力分析，得：N受到重力，M對(duì)N的支持力，這兩個(gè)力的合力不能向上，所以還受到M對(duì)N向上的靜摩擦力，則N也給M一個(gè)沿斜面向下的靜摩擦力，再對(duì)M進(jìn)行