高考物理力学知识点之相互作用解析含答案

高考物理力学知识点之相互作用解析含答案

一、选择题

1．如图所示，斜面小车M 静止在光滑水平面上，一边紧贴墙壁．若再在斜面上加一物体m ，且M 、m 相对静止，此时小车受力个数为（ ）

A ．3

B ．4

C ．5

D ．6

2．如图所示，质量为 m 的物体放在质量为 M 、倾角为θ 的斜面体上，斜面体置于粗糙的水 平地面上，用平行于斜面向下的力 F 拉物体 m 使其沿斜面向下匀速运动，斜面体始终静止， 重力加速度为 g ，则下列说法正确的是 ( )

A ．地面对斜面体的摩擦力大小为 F cos θ

B ．地面对斜面体的支持力为 (M + m ) g

C ．物体对斜面体的摩擦力的大小为 F

D ．斜面体对物体的作用力竖直向上

3．杂技演员有高超的技术，能轻松地顶接从高处落下的坛子，关于他顶坛时头顶受到的压力，产生的直接原因是（ ）

A ．坛的形变

B ．头的形变

C ．物体受到的重力

D ．人受到的重力

4．如图所示，在一粗糙水平面上有两个质量分别为m 1和m 2的木块1和2，中间用一原长为L ，劲度系数为k 的轻弹簧连接起来，木块与地面间的滑动摩擦因数均为μ.现用一水平力向右拉木块2，当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离为（ ）

A ．1+

L m g k

μ

B ．()12+

L m m g k

μ

+

C ．2+

L m g k

μ

D ．1212+

m m L g k m m μ??

?+??

5．如图所示，细绳MO 与NO 所能承受的最大拉力相同，长度MO ＞NO ，则在不断增加重物G 的重力过程中（绳OC 不会断）（ ）

A ．绳ON 先被拉断

B ．绳OM 先被拉断

C ．绳ON 和绳OM 同时被拉断

D ．条件不足，无法判断

6．如图所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于O 点，现用水平F 缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力F N ，以及绳对小球的拉力F T 的变化情况是（ ）

A ．F N 保持不变，F T 不断增大

B ．F N 不断增大，F T 不断减小

C ．F N 保持不变，F T 先增大后减小

D ．F N 不断增大，F T 先减小后增大

7．如图，物块a 、b 和c 的质量相同，a 和b 、b 和c 之间用完全相同的轻弹簧S 1和S 2相连，通过系在a 上的细线悬挂于固定点O ；整个系统处于静止状态；现将细绳剪断，将物块a 的加速度记为a 1，S 1和S 2相对原长的伸长分别为?x 1和?x 2，重力加速度大小为g ，在剪断瞬间（ ）

A ．a 1=g

B ．a 1=3g

C ．?x 1=3?x 2

D ． ?x 1=?x 2

8．如图所示，一个重为5N 的大砝码，用细线悬 挂在O 点，现在用力F 拉砝码，使悬线偏离竖直方向30°时处于静止状态，此时所用拉力F 的最小值为 （ ）

A．8.65N B．5.0N

C．4.3N D．2.5N

9．叠放在水平地面上的四个完全相同的排球如图所示，质量均为m，相互接触，球与地面间的动摩擦因数均为μ，则：

A．上方球与下方3个球间均没有弹力

B．下方三个球与水平地面间均没有摩擦力

C．水平地面对下方三个球的支持力均为4

3 mg

D．水平地面对下方三个球的摩擦力均为4

3

mg

10．如图所示，一质量为M的圆环套在一根粗糙的水平横杆上，圆环通过轻绳和质量为m 的物块相连，物块在水平向右的风力作用下偏离竖直方向一定的角度（如图中虚线位置所示）。现风力发生变化使物块偏离到图中实线位置（缓缓移动），但圆环仍然不动，在这一过程中，水平风力大小F风、绳子上的张力大小

T

F、横杆对圆环的摩擦力大小f、横杆对圆环的支持力大小N

F变化情况正确的是（）

A．F风保持不变，T F逐渐变大

B．F风逐渐变大，T F逐渐变小

C．f逐渐变大，N F保持不变

D．f保持不变，N F逐渐变小

11．如图所示，某球用一根轻绳悬在空中，球的重量为G，轻绳对球的拉力大小为F1，墙壁对球的支持力大小为F2，则（）

A ．若增加悬绳的长度，则F 1、F 2都增大

B ．若增加悬绳的长度，则F 1、F 2都减小

C ．若增大球的半径，则F 1增大、F 2减小

D ．若增大球的半径，则F 1减小、F 2增大

12．如图所示，5月28日央视新闻报道：格鲁吉亚物理学家安德里亚仅靠摩擦力将25个网球垒成9层高的直立“小塔”。网球A 位于“小塔”顶层，下面各层均有3个网球，网球B 位于“小塔”的第6层，已知每个网球质量均为m 。下列说法正确的是（ ）

A ．其他网球对

B 球的作用力大于B 球的重力 B ．将A 球拿走后，“小塔”仍能保持直立平衡

C ．第8层的三个网球与A 球间的弹力大小各为mg/3

D ．最底层的3个网球受到地板的支持力均为25mg/3

13．如图所示，质量为1kg 的物体与地面间的动摩擦因数0.2μ=，从0t =开始以初速度

0v 沿水平地面向右滑行，同时受到一个水平向左的恒力1N F =的作用，取向右为正方

向，该物体受到的摩擦力f F 随时间变化的图像是下列图中的（ ）

A．B．

C．D．

14．起重机通过一绳子将货物向上吊起的过程中(忽略绳子的重力和空气阻力)，以下说法正确的是()

A．当货物匀速上升时，绳子对货物的拉力与货物对绳子的拉力是一对平衡力

B．无论货物怎么上升，绳子对货物的拉力大小都等于货物对绳子的拉力大小

C．无论货物怎么上升，绳子对货物的拉力大小总大于货物的重力大小

D．若绳子质量不能忽略且货物匀速上升时，绳子对货物的拉力大小一定大于货物的重力15．如图所示，物体A置于水平地面上，力F竖直向下作用于物体B上，A、B保持静止，则物体A的受力个数为()

A．3B．4C．5D．6

16．如图所示，物块A放在直角三角形斜面体B上面，B放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁，初始时A、B静止，现用力F沿斜面向上推A，但A、B仍未动．则施加力F后，下列说法正确的是()

A．A、B之间的摩擦力一定变大

B．B与墙面间的弹力可能不变

C．B与墙之间可能没有摩擦力

D．弹簧弹力一定不变

17．如图所示，将一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器底部O′处(O 为球心)，弹簧另一端与质量为m的小球相连，小球静止于P点．已知容器半径为R，与水平面间的动摩擦因数为μ，OP与水平方向的夹角为θ＝30°．下列说法正确的是()

A．容器相对于水平面有向左运动的趋势

B．轻弹簧对小球的作用力大小为3 mg

C．容器对小球的作用力竖直向上

D．弹簧原长为R＋mg k

18．如图所示，水平桌面上叠放着A、B两物体均与桌面相对静止不动，则B物体受力个数为：( )

A．5个B．4个C．6个D．3个

19．如图所示，一个质量为m的滑块静止置于倾角为30°的粗糙斜面上，一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点，另一端系在滑块上，弹簧与竖直方向的夹角为30°。则（）

A．滑块一定受到三个力作用

B．弹簧一定处于压缩状态

C．斜面对滑块的支持力大小可能为零

D．斜面对滑块的摩擦力大小一定等于1

2 mg

20．有上下两条摩擦因数相同的水平轨道L1、L2，它们在同一竖直面内，相同质量的物块A、B放置在两轨道上，轨道L1开一条平行轨道方向的细缝，可使细线通过，如图所示．A物块在B物块正上方．在连接A、B细线的中点O施加拉力，使A、B一起向右做匀速直线运动，则F的方向可能是（图中OQ表示水平方向）（）

A．沿OP方向B．沿OQ方向

C．沿ON方向D．沿OP、OQ、ON方向都可能

21．如图所示，在水平天花板的A点处固定一根轻杆a，杆与天花板保持垂直.杆的下端有一个轻滑轮O.另一根细线上端固定在该天花板的B点处，细线跨过滑轮O，下端系一个重为G的物体，BO段细线与天花板的夹角θ=30°.系统保持静止，不计一切摩擦.下列说法中正确的是()

A．细线BO对天花板的拉力大小是G/2B．a杆对滑轮的作用力大小是G/2

C．a杆和细线对滑轮的合力大小是G D．a杆对滑轮的作用力大小是G

22．如图所示，一被吊着的空心的均匀球壳内装满了细沙，底部有一阀门，打开阀门让细沙慢慢流出的过程中，球壳与球壳内剩余细沙组成的系统的重心将会（）

A．一直下降B．一直不变

C．先下降后上升D．先上升后下降

23．我国国家大剧院外部呈椭球型．假设国家大剧院的屋顶为半球形，一警卫人员为执行特殊任务，必须冒险在半球形屋顶上向上缓慢爬行(如图所示)，他在向上爬的过程中()

A．屋顶对他的支持力不变

B．屋顶对他的支持力变小

C．屋顶对他的摩擦力变大

D．屋顶对他的摩擦力变小

24．如图所示，不计重力的轻杆OP能以O点为圆心在竖直平面内自由转动，P端用轻绳PB挂一重物，另用一根轻绳通过滑轮系住P端。在力F的作用下，当杆OP和竖直方向的夹角α（0<α<π）缓慢增大时，力F的大小应（）

A．恒定不变

B．逐渐增大

C．逐渐减小

D．先增大后减小

25．小华用手握住水杯保持静止状态，下列说法正确的是（）

A．杯子受到的重力与摩擦力是一对平衡力

B．杯子受到的压力是杯子形变产生的

C．杯子和手之间没有相对运动趋势

D．手给杯子的压力越大，杯子受到的摩擦力越大

【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除

一、选择题

1．B

解析：B

【解析】

【详解】

M、m相对静止，对整体分析知，整体受总重力和地面给的支持力，处于静止状态；对物体m受力分析，则m受到重力、支持力和静摩擦力；最后对M受力分析，受重力、m对它的垂直向下的压力和沿斜面向下的静摩擦力，同时地面对M有向上的支持力，因墙壁对小车不会有力的作用；则M共受到4个力．故B项正确，ACD三项错误．

2．A

解析：A

【解析】

【详解】

AB．物体m沿斜面向下匀速运动，与斜面加速度相同均为零，故可以采用整体法，

将物体m与斜面体M看做一个整体，受力分析：

根据平衡条件，水平方向：

F cosθ-f=0

解得

f=F cosθ

竖直方向：

F N-（M+m）g-F sinθ=0

可得

F N=（M+m）g+F sinθ

所以A正确，B错误。

C．对物体受力分析如图，物体受到向下的重力mg、拉力F、斜面的作用力（支持力和沿斜面向上的滑动摩擦力），

由于物体匀速下滑，根据平衡条件m受到的摩擦力

f′=mg sinθ+F

根据牛顿第三定律：物体m对M的摩擦力的大小为mg sinθ+F，故C错误；

D．由受力分析，根据平衡条件：M对物体m的作用力即N与f的合力应该与mg和F的合力等大反向，如图中，可见M对物体m的作用力斜向上，所以D错误。

3．A

解析：A

【解析】

【分析】

【详解】

杂技演员顶坛时头顶受到的压力产生的直接原因是坛的形变，故选A.

4．A

解析：A 【解析】 【分析】 【详解】

对木块1研究．木块1受到重力、弹簧的拉力、地面的支持力和摩擦力，根据平衡条件弹簧的弹力为：

F =μm 1g

又由胡克定律得到弹簧伸长的长度为：

1g F k k

m x μ=

= 所以两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是：

1S

L x L

m g k

μ

.

故A 正确BCD 错误．

5．A

解析：A 【解析】 【详解】

物体对O 点拉力等于物体重力，此力有两个效果：一是使NO 绳拉紧，二是使OM 绳拉紧。按效果把物体对O 点的拉力分解，如图所示：

由此可知NO 绳受的力大于MO 绳受的力。当重力逐渐增大，NO 绳先达到最大拉力，NO 绳先断。A 正确，BCD 错误。 故选A 。

6．D

解析：D 【解析】 【详解】

对小球进行受力分析，重力、支持力F N 、拉力F T 组成一个闭合的矢量三角形，由于重力不变、支持力F N 方向不变，斜面向左移动的过程中，拉力F T 与水平方向的夹角β减小，当β=θ时，F T ⊥F N ，细绳的拉力F T 最小，由图可知，随β的减小，斜面的支持力F N 不断增大，F T 先减小后增大．故D 正确，ABC 错误．

7．B

解析：B 【解析】 【分析】 【详解】

剪断细线之前，以bc 物块为整体为研究对象

受力分析可知，轻弹簧S 1弹力

12F mg =

剪断细线一瞬间，绳子拉力立刻消失，但轻弹簧S 1的弹力F 1没有发生变化，对物块a 进行受力分析，由牛顿第二定律可知：

11mg F ma '+= 11F F '=

解得：

13a g =

单独以c 为研究对象，得轻弹簧S 2的弹力：

2F =mg

S 1和S 2是完全相同的弹簧，结合胡克定律得：

11

22

2x F x F ?==? 即：

122x x ?=?

ACD 三项与计算不符，故本题选B 。

8．D

解析：D 【解析】

【分析】 【详解】

以物体为研究对象，根据作图法可知，当拉力F 与细线垂直时最小，如图所示：

根据平衡条件得F 的最小值为3050.5 2.5min F Gsin N N =?=?=，故选项D 正确，ABC 错误．

9．C

解析：C 【解析】

对上方球分析可知，小球受重力和下方球的支持力而处于平衡状态，所以上方球一定与下方球有力的作用，故A 错误；下方球由于受上方球斜向下的弹力作用，所以下方球有运动的趋势，故下方球受摩擦力作用，故B 错误；对四个球的整体分析，整体受重力和地面的支持力而处于平衡，所以三个小球受支持力大小为4mg ，每个小球受支持力为

4

3

mg ，故C 正确；三个下方小球受到的是静摩擦力，故不能根据滑动摩擦力公式进行计算，故D 错误．故选C ．

10．C

解析：C 【解析】 【分析】 【详解】

以重物为研究对象，分析受力情况：重力G 、水平风力F 风和绳子的拉力F T ，如图1所示。

由平衡条件得

F 风=mg tan θ

cos T mg

F θ

=

当θ增加时，F 风逐渐增加，F T 增加；

再以两物体整体为研究对象，分析重力G 总、水平风力F 风，杆的摩擦力f 和支持力F N ，则有：

F N =

G 总

保持不变。

f=F 风

逐渐增加。故C 正确、ABD 错误。 故选C 。

11．B

解析：B 【解析】 【分析】 【详解】

球受到沿绳的拉力，竖直向下的重力，水平向左的弹力，满足

12,tan cos G

F F

G αα

=

= AB .若增加悬绳的长度，α减小，则1F 、2F 都减小，B 正确，A 错误； CD .若增大球的半径，α增大，则1F 、2F 都增大，CD 错误。 故选B 。

12．D

解析：D 【解析】 【详解】

A.以球为研究对象，受到重力和其他网球对球的作用力，根据二力平衡可知其他网球对球的作用力等于球的重力，故选项A 错误；

B.拿走球后，每个小球的受力就将不均衡，合力不为零，故不能保持直立平衡，故选项B 错误；

C. 球与第8层的三个网球的球心连线构成了正四面体，设球与第8层的三个网球的球心连线与水平面的夹角为，根据几何关系则有，以球为对象，根据力的平衡条

件可知

，则第8层的三个网球对球的支持力为

，故C 错误； D.设地面对最底层的每个网球的支持力为，根据整体法则有

，解得

，故选项D 正确。

13．A

解析：A 【解析】 【分析】 【详解】

开始物体受到水平向左滑动摩擦力：

0.2110N 2N f mg μ==??=

物体速度减为0，外力F f <，所以物体受到水平向右静摩擦力：

1N f F '==

故选A ．

14．B

解析：B 【解析】 【分析】 【详解】

绳子对货物的拉力与货物对绳子的拉力是作用力和反作用力，故A 错误；无论货物怎么上升，绳子对货物的拉力与货物对绳子的拉力总是作用力和反作用力，故它们大小相等，选项B 正确；当货物减速上升时，加速度向下，绳子对货物的拉力大小一定小于货物的重力大小，此时货物处于失重状态，选项C 错误；若绳子质量不能忽略且货物匀速上升时，绳子对货物的拉力大小一定等于货物的重力，故D 错误．

15．B

解析：B 【解析】 【详解】

整体进行受力分析：整体受重力、地面对A 的弹力、推力F 三力平衡，所以A 与地面之间没有摩擦，再对A 进行受力分析：重力、地面的支支持力、B 对A 的压力，B 对A 沿接触面向下的静摩擦力；所以A 受四力作用． A ．3，与结论不相符，选项A 错误； B ．4，与结论相符，选项B 正确； C ．5，与结论不相符，选项C 错误； D ． 6，与结论不相符，选项D 错误； 故选B 。

16．D

解析：D 【解析】 【详解】

对物块A ，开始受重力、B 对A 的支持力和静摩擦力平衡，当施加F 后，仍然处于静止，若F

动，弹簧的形变量不变，则弹簧的弹力不变，开始弹簧的弹力等于A、B的总重力，施加F后，弹簧的弹力不变，总重力不变，根据平衡知，则B与墙之间一定有摩擦力．故C错误，D正确；

故选BD．

【点睛】

最初A. B之间的静摩擦力沿斜面向上，施力F后，摩擦力可能变小，可能不变，可能变大；将A. B整体分析，力F有水平向左的分力，所以B与墙面的弹力变大，力F有竖直向上的分力，所以B与墙之间有静摩擦力；由于弹簧的形变没有变化，所以弹簧的弹力一定不变．

17．D

解析：D

【解析】

【分析】

【详解】

A．由于容器和小球组成的系统处于平衡状态，容器相对于水平面没有向左运动的趋势，选项A错误；

BC．对小球受力分析，如图所示，由θ=30°可知支持力和弹簧的弹力之间的夹角为120°，则由几何关系可知，小球受到容器的支持力和弹簧对小球的弹力大小均为mg，故BC错误；

D．弹簧的弹力为mg，则弹簧被压缩了mg

k

，可知弹簧原长为R+

mg

k

，选项D正确.

故选D。

18．A

解析：A

【解析】

由受力分析可知B受重力、地面的支持力和A对B的压力；对AB整体进行受力分析可知整体水平方向受向右的拉力，故地面一定对B有向左的摩擦力；对A受力分析，A受向右的拉力，要使A平衡一定受向左的摩擦力，由牛顿第三定律可知B一定受A对其向右的摩擦力，所以B受重力、支持力、压力、地面的摩擦力、A对B的摩擦力共五个力，故A正确，BCD错误．

19．D

解析：D

【解析】

【详解】

A．弹簧与竖直方向的夹角为30°，所以弹簧的方向垂直于斜面，因为弹簧的形变情况未知，所以斜面与滑块之间的弹力大小不确定，所以滑块可能只受重力、斜面支持力和静摩擦力三个力的作用而平衡，也可能有弹簧的弹力，A错误；

B．弹簧对滑块可以是拉力，故弹簧可能处于伸长状态，B错误；

C．由于滑块此时受到的摩擦力大小等于重力沿斜面向下的分力（等于1

2

mg），不可能为

零，所以斜面对滑块的支持力不可能为零，C错误；

D．静摩擦力一定等于重力的下滑分力，故为1

2

mg，D正确。

故选D。

20．C

解析：C

【解析】

【分析】

【详解】

力的作用点是在细线的中点，而且物块A在B的正上方，所以三角形ABO是等腰三角形，且AB在竖直方向，所以AO与BO与水平方向的夹角相等．因为A对水平轨道的正压力大于B对水平轨道的正压力，所以水平面对A的摩擦力大于水平面对B的摩擦力，由题意细线AO受到的拉力必须大于BO受到的拉力，所以F的方向只能是ON方向．故C 正确，ABD错误。故选C。

21．D

解析：D

【解析】

【分析】

先对重物受力分析，根据平衡条件求得细线的拉力；再对滑轮受力分析，根据力的合成的平行四边形定则求得细线对滑轮的合力，再得到a杆对滑轮的力．

【详解】

A．对重物G受力分析，受到重力和拉力T，根据平衡条件，有T=G，同一根绳子拉力处处相等，故绳子对天花板的拉力也等于G，故A错误；

B D．对滑轮受力分析，受到绳子的压力（等于两边绳子拉力的合力），以及杆的弹力（向右上方的支持力），如图；

根据平衡条件，因滑轮两边细绳的拉力夹角为120°，则结合几何关系，有a 杆对滑轮的作用力大小 F=T=G ，故B 错误，D 正确；

C ．由于滑轮处于平衡状态，故a 杆和细线对滑轮的合力大小是零，故C 错误； 故选

D ． 【点睛】

本题的关键是先后对重物和滑轮受力分析，然后根据共点力平衡条件列式分析．解答时，要熟练运用几何知识研究．

22．C

解析：C 【解析】 【详解】

装满细沙的球壳和细沙整体的重心在球心，随着细沙从阀门不断流出，重心位置不断下降，当细沙快流完时，重心又上升，最后处于球心，故重心的位置先下降后上升，故ABD 错误，C 正确； 故选：C ；

23．D

解析：D 【解析】 【分析】 【详解】

由于警卫人员在半球形屋顶上向上缓慢爬行，他爬行到的任一位置时都看作处于平衡状态．在图所示位置

对该警卫人员进行受力分析，其受力图如右图所示．将重力沿半径方向和球的切线方向分解后列出沿半径方向和球的切线方向的平衡方程

N f F mgcos F mgsin θθ＝，＝

他在向上爬的过程中，θ变小，cos θ变大，屋顶对他的支持力变大；sin θ变小，屋顶对他的摩擦力变小。

24．B

解析：B

【解析】

【分析】

以P点为研究对象，分析受力情况，运用三角形相似法，得到力F与重力的关系，再分析F的变化情况。

【详解】

以P点为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件得：N和F的合力与重力G大小相等、

方向相反，作出力的合成图如图，由三角形相似法得：F G AP AO

当杆OP和竖直方向的夹角α（0＜α＜π）缓慢增大时，AP增大，而G、AO不变，得到F 逐渐增大。

故选：B。

【点睛】

本题涉及非直角三角形的动态分析问题，运用三角相似法是常用的方法，形象直观方便。25．A

解析：A

【解析】

【分析】

【详解】

A. 杯子受到的重力与摩擦力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，并且作用在同一个物体上，是一对平衡力，A正确；

B. 杯子受到的压力是因为手的形变而产生的，B错误；

C. 杯子和手之间有静摩擦力，具有相对运动趋势，C错误；

D. 不管手给杯子的压力多大，杯子受到的摩擦力大小总等于杯子重力，是不变的，D错误。

故选A。

【点睛】

本题考查了静摩擦力大小、产生条件和弹力。