高考物理专题训练--力的相互作用
2012高考物理专题训练-----------力的相互作用1
1．下列有关重力概念的说法，正确的是( )
A．重力方向总是垂直于物体的支持面B．重力不随物体位置变化而变化
C．粉笔在使用时，质量变小，重力变小D．空中向上飘的气球没有受到重力
2．如图1所示，静止的弹簧测力计受到大小都为40N的F1，F2的作用，弹簧测力计的示数为( )
图1
A．0N B．40N C．80N D．无法确定
3．如图4所示，重20N的物体放在粗糙水平面上，用F＝8N的力斜向下推物体．F与水平面成30°角，物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.5，则( )
图4
A．物体对地面的压力为24N B．物体所受的摩擦力为12N
C．物体所受的合力为5N D．物体所受的合力为零
4.用一根长1 m的轻质细绳将一幅质量为1 kg的画框对称悬挂在墙壁上．已知绳能承受的最大张力为10 N．为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为(g取10 m/s2)( )
A.
3
2
m B.
2
2
m C.
1
2
m D.
3
4
m
5．如图所示，质量为m的物体A以一定的初速度v沿粗糙斜面上滑，物体A在上滑过程中受到的力有( )
A．向上的冲力、重力、斜面的支持力、沿斜面向下的摩擦力
B．重力、斜面的支持力、下滑力 C．重力、对斜面的正压力、沿斜面向下的摩擦力D．重力、斜面的支持力、沿斜面向下的摩擦力
6．如图所示的皮带传动装置中，O1是主动轮，O2是从动轮，A、B分别是皮带上与两轮接触的点，C、D分别是两轮边缘与皮带接触的点(为清楚起见，图中将两轮与皮带画得略微分开，而实际上皮带与两轮是紧密接触的)．当O1顺时针启动时，若皮带与两轮不打滑，则A、B、C、D各点所受静摩擦力的方向分别是( )
A．向上，向下，向下，向上B．向下，向上，向上，向下
C．向上，向上，向下，向下D．向下，向下，向上，向上
7.如右图所示，一运送救灾物资的直升飞机沿水平方向匀速飞行．已知物资的
总质量为m，吊运物资的悬索与竖直方向成θ角．设物资所受的空气阻力为F
阻，悬索对物资的拉力为
F，重力加速度为g，则( )
A．F阻＝mg sin θB．F阻＝mg tan θC．F＝mg cos θ D．F＝mg
tan θ
8．某班级同学要调换座位，一同学用斜向上的拉力拖动桌子沿水平地面匀速运动．则下列说法正确的是( )
A．拉力的水平分力等于桌子所受的合力
B．拉力的竖直分力小于桌子所受重力的大小
C．拉力与摩擦力的合力大小等于重力大小
D．拉力与重力的合力方向一定沿水平方向
9.如右图所示，倾角为30°，重为80 N的斜面体静止在水平面上．一
根弹性轻杆一端垂直固定在斜面体上，杆的另一端固定一个重为 2 N
的小球，小球处于静止状态时，下列说法正确的是( )
A．斜面有向左运动的趋势 B．地面对斜面的支持力为80 N
C．球对弹性轻杆的作用力为2 N，方向竖直向下
D．弹性轻杆对小球的作用力为2 N，方向垂直斜面向上
10.如右图所示，轻绳上端固定在天花板上的O点，下端悬挂一个重为10 N的物
体A，B是固定的表面光滑的圆柱体．当A静止时，轻绳与天花板的夹角为30°，
B受到绳的压力是( )
A．5 N B．10 N C．5 3 N D．10 3 N
11.下列关于力的说法中，正确的是（）
A.有的力有施力物体，有的力没有施力物体
B.任何物体受到力的作用后形状都发生改变
C.任何物体受到力的作用后运动状态都发生改变
D.影响力的作用效果的因素有力的大小、方向和作用点
12.下列关于力的说法中不正确的是（）
A.合力必定大于分力
B.运动物体受到的摩擦力一定与它们的运动方向相反
C.物体间有摩擦力时，一定有弹力，且摩擦力和弹力的方向一定垂直
D.静止在斜面上的物体受到的重力，可以分解为使物体沿斜面下滑的力和对斜面的压力
13.关于静摩擦力的说法，正确的是（）
A.静摩擦力的方向总是与物体相对运动趋势的方向相反
B.静摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
C.静摩擦力的大小可以用公式F=μF N直接计算
D.压力越大，静摩擦力就越大
14.一辆汽车停在水平地面上，下列关于汽车和地面受力的说法中正确的是（）
A.地面受向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变；汽车未发生弹性形变，所以汽车不受弹力
B.地面受向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变；汽车受向上的弹力，是因为汽车发生了弹性形变
C.汽车受向上的弹力，是因为地面发生了弹性形变；地面受向下的弹力，是因为汽车发生了弹性形变
D.以上说法都不对
15.大小为20 N、30 N和40 N的三个力的合力大小可能为（）
A.10 N
B.40 N
C.70 N
D.100 N
16.放在水平传送带的物体P，随传送带一起沿水平方向运动，并且P与传送带保持相对静止，如图2所示，此时传送带对物体P的摩擦力方向（）
图2
A.可能向左
B.一定向左
C.可能向右
D.一定为零
17.以下说法中正确的是（）
A.合力的大小一定大于分力的大小
B.合力的大小至少大于一个分力的大小
C.合力的大小可以比两个分力都小，也可以比两个分力都大
D.若两个分力F1＞F2，则合力F大小的变化范围是F1＞F＞F2
18.如图4所示，质量为20 kg的物体在水平面向右运动，若物体与水平面间的动摩擦因数为0.1,在运动过程中受到水平向左,大小为10 N的拉力作用,则物体所受摩擦力为(取g=10 N/kg)（）
图4
A.10 N，向右
B.10 N，向左
C.20 N，向右
D.20 N，向左
19. 作用在一个物体上的两个共点力的合力大小随两力之间的角度变化关系如图所示，则下列说法错误的是( )
A. 这两个力的合力的最大值为30 N
B. 这两个力的合力的最小值为10 N
C. 由该图象可确定两个分力的大小
D. 只能确定两分力值的范围，不能确定具体值
20. 如图所示，用一根长为l的细绳一端固定在O点，
另一端悬挂质量为m的小球A，为使细绳与竖直方向
夹角为30°且绷紧，小球A处于静止，对小球施加
的最小的力是( )
A. 3mg
B. 3
mg C.
1
2
mg D.
3
mg
21. 用与竖直方向成θ角(θ<45°)的倾斜
轻绳a和水平轻绳b共同固定一小球，这时绳b的拉力
为F1，现保持小在原位置不动，使绳b在原竖直平面
内逆时针转过θ角固定，绳b的拉力变为F2，再转过θ
角时固定，绳b的拉力变为F3，如图所示，则下列可
能正确的是( )
A. F1=F3>F2
B. F1 C. F1=F3 D. F1=F2 22. 如图所示，质量为m的物体悬挂在轻质的支架上，斜梁OB与竖直方向的夹角为θ，设水平横梁OA和斜梁OB作用于O点的弹力分别为F1和F2.以下结果正确的是( ) A.F1=mgsin θ B. F1=mg/sin θ C. F2=mgcos θ D. F2=mg/cos θ 23. 人站在自动扶梯的水平踏板上， 随扶梯斜向上匀速运动，如图所示，以下说法正确的 是( ) A. 人受到重力和支持力的作用 B. 人受到重力、支持力和摩擦力的作用 C. 人受到的合外力不为零 D. 人受到的合外力方向与速度方向相同 24. 人站在岸上通过定滑轮用绳牵引河中的小船， 如图所示，若水的阻力恒定不变，则在船匀速 靠岸的过程中，下列说法中正确的是( ) A.绳的拉力不断增大 B. 绳的拉力保持不变 C. 船受到的浮力保持不变 D. 以上说法都不对 25. 如图所示，用一根细线系住重力为G，半径为R的球与倾角为α的光滑斜面劈接触，处于静止状态，球与斜面的接触面非常小，当细线悬点O固定不动，斜面劈缓慢水平向左移动直至细线拉至水平的过程中，下述说法正确的是( ) A. 细线对球的拉力一直增大 B. 细线对球的拉力先增大后减小 C. 细线对球的拉力一直减小 D. 细线对球的拉力最小值等于Gsin α 26. 三段不可伸长的细绳OA、OB、OC能承受的最大拉 力相同，它们共同悬挂一重物，如图所示，其中OB是 水平的，A端、B端固定，若逐渐增加C端所挂物体 的质量，则最先断的绳( ) A.必定是OA B. 必定是OB C. 必定是OC D. 可能是OB，也可能是OC 27. 如图所示,表面粗糙的固定斜面顶端有一滑轮,两物 块P、Q用轻绳连接跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩 擦).P悬于空中，Q放在斜面上，均处于静止状态，当 用水平向左的恒力推Q时，P、Q仍静止不动，则( ) A. Q受到的摩擦力一定变小 B. Q受到的摩擦力一定变大 C. 轻绳上拉力一定变小 D. 轻绳上拉力一定不变 28. 如图所示，A是一质量为M的盒子，B的质量为M/2，A、B用细绳相连，跨过光滑的定滑轮，A置于倾角θ=30°的斜面上，B悬于斜面之外而处于静止状态.现在向A中缓慢加入沙子，整个系统始终保持静止，则在加入沙子的过程中下列说法错误的是() A. 绳子拉力逐渐减小 B. A对斜面的压力逐渐增大 C. A所受的摩擦力逐渐增大 D. A所受的合力不变 29.用弹簧秤称一物体的重力时，读数为7.5 N.把这个物体放在倾角θ=37°的斜面上，用同样的弹簧秤平行于斜面拉着该物体向上做匀速运动时，弹簧秤的读数为6 N，斜面对物体的支持力大小等于__________N，物体与斜面之间的动摩擦因数等于___________. 30.如图6所示，水平面上有一重40 N的物体，受到F1=12 N和F2=6 N的水平力作用而保持静止.已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2. 图6 （1）此时物体所受的摩擦力多大？ （2）将F1撤去后，物体受的摩擦力为多大？ （3）将F2撤去后，物体受的摩擦力为多大？ 答案 1.解析：重力方向是竖直向下的，当支持面不在水平位置时，重力方向不垂直于支持面，A 选项错；重力大小不仅和物体质量有关，还和自由落体加速度g的值有关，位置改变，g值变化，重力变化，B选项错；质量变小，重力变小，C选项正确；在地面附近的物体都将受到重力，D选项错．答案：C 2.解析：对于弹簧测力计来说，两端都有力的作用，所以读数不可能为0，故A选项错；弹簧测力计两端都受力的作用，容易让人理解为它的读数为80N，本题可以这样理解，弹簧测力计相当于一端固定在墙上，另一端受到一个40N的拉力，所以最终读数为40N.答案：B 3.解析：将F沿水平和竖直方向分解，由物体的平衡条件可以求出压力为24N，摩擦力为43 N，合力为0.答案：AD 4.解析：本题主要考查受力分析、物体的平衡知识，意在考查考生运用物理知识处理实际问题的能力．画框处于平衡状态、所受合力为零，绳能承受的最大拉力等于画框的重力，根据 力的平行四边形定则，两绳间的夹角为120°，则两个挂钉间的最大距离为 3 2 m，A正确．5. 解析：分析物体受力情况是解力学问题的基础，而正确理解力的概念是分析受力情况的关键．许多同学在解答此题时，往往对题中给出的“向上的冲力”和“下滑力”把握不清楚，由于日常生活“经验”的影响，他们总认为，物体能沿斜面向上运动，必受到向上的“冲力”，这显然是对“力不能脱离物体而存在”没有理解，因为找不到对物体施加这一“冲力”的另一物体．物体沿斜面向上运动是因为惯性．“下滑力”是重力的一个分力．物体A受到的作用力有：由于地球的吸引而产生的重力mg，方向竖直向下；物体A压斜面而使斜面发生微小形变，发生了形变的斜面对物体产生支持力F N，方向垂直斜面向上；物体A与斜面接触且相对斜面向上运动，故受到沿斜面向下的滑动摩擦力F f，答案：D 6.解析：本题考查静摩擦力的方向判断，弄清物体相对运动趋势的方向是解答问题的关键，但相对运动趋势方向的判断难度较大．因此，我们可用假设法判断．假设主动轮O1与皮带间无摩擦力作用，则当O1顺时针转动时，O1与皮带间将打滑，此时C点将相对于A 点向上运动．实际上，O1与皮带间没有打滑，见C点相对于A点有向上运动的趋势；反之，A点相对于C点有向下运动的趋势．根据静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反，可知C、A两点受到的静摩擦力F C、F A的方向分别是向下、向上．同样，我们可以得到B、D两点受到的静摩擦力F B、F D的方向分别是向上、向下．从而，A、B、C、D各点所受静摩擦力的 方向如图11所示，本题应选C项．答案：C 7.解析：救灾物资匀速飞行，受力平衡，它受到向下的重力mg，向右的阻力F阻和沿细绳斜向上的拉力，可得F阻＝mg tan θ，B项正确．答案： B 8.解析：本题考查共点力平衡．由于桌子做匀速直线运动，故受力平衡，所受合力为零，拉力在水平方向的分量不为零，选项A错误；由于拉力在水平方向的分量与摩擦力平衡，所以地面对桌子的支持力不为零，选项B正确；拉力与摩擦力的合力应等于重力与支持 力的合力大小，选项C错误；由于拉力大小和方向均未明确，拉力与重力的合力方向不确定，选项D错误．答案： B 9.解析：把小球、杆和斜面作为整体受力分析可知，仅受重力和地面的支持力，且二力平衡，故A、B错；对小球受力分析知，只受竖直向下的重力和杆给的竖直向上的弹力(杆对小球的力不一定沿杆)，故C对，D错．答案： C 10.解析：对物体A，根据平衡条件可知，绳子拉力F T＝10 N，B受到两个方向夹角为120°的等大的两个拉力F T的作用，合力沿着角平分线，故合力的大小应等于F T＝10 N，B 对．答案： B 11.解析：任何力都必须同时存在施力物体和受力物体，故选项A错.物体受到力的作用，可能发生运动状态的改变，也可能发生形变，但受力体的形状不一定改变，故选项BC错.D中所述为力的三要素，影响力的作用效果.答案：D 12.解析：静止在斜面上的物体受到的重力，产生一个使物体沿斜面下滑的效果和一个使物体压紧斜面的效果，其性质为万有引力，是地球施加给物体的，而物体对斜面的压力是物体施加于斜面的，属弹力，故D不正确.答案：ABD 13. 14.解析：弹力产生在相互接触、挤压并且发生弹性形变的物体之间.发生弹性形变的物体产生弹力，此弹力作用在使其发生形变的物体上，弹力的方向沿产生弹力的物体恢复形变的方向.以上弹力的产生、作用点及方向是分析相关问题的根据.地面受汽车的压力产生向下的形变，地面要恢复原状产生向上的弹力作用在汽车上，此弹力即是汽车受的支持力.汽车受地面的支持力，车轮产生向上的弹性形变，车轮产生向下的弹力，此弹力即是汽车对地面的压力，所以只有选项C正确.答案：C 15.解析：要确定不可能值，只要找出三个力的合力的范围即可，首先确定两个力的合力范围：设20 N与30 N两力的合力为F，则10 N≤F≤50 N.由于40 N在该范围内，故三力合力的最小值为零，最大值为40 N+50 N=90 N，即三力合力的范围为0≤F合≤90 N，所以选项中力的大小在该范围内可能的是A、B、C.答案：ABC 16. 17. 解析：根据平行四边形定则，当两分力方向相同时，合力最大，F=F1+F2.当两分力方向相反时，其合力最小，其大小F=|F1-F2|.由此可知，合力大小的变化范围是|F1-F2|≤F≤F1+F2，故A、B选项错，C选项正确，D选项错. 答案：C 18.解析：滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反，大小F=μF N.它与物体的运动状态及是否加其他力无关.由于物体相对地面向右运动，因此摩擦力方向向左，大小 F=μF N=μmg=20 N.故D正确.答案：D 19.解析：不妨设分力F1>F2，由题图可知，当θ=0或2π时，分力F1、F2在一条直线上，同向，故有F max=F1+F2=30 N① 当θ=π时，分力F1、F2在一条直线上，反向，故有F min=F1-F2=10 N② 联立①②可得F1=20 N,F2=10 N,故A、B、C正确；选D.答案：D 20.解析：将mg在如图所示方向分解. 所以施加的最小力与F1等大反向即可使小球静止故F=mgsin 30°=12mg,故选C.答案：C 21.解析：作力的矢量三角形如图所示，由几何关系可知A可能正确. 答案：A 22.解析：物体对O点的拉力可分解为向左下方压OB的力和向右拉OA的力.如图所示，F1=mgtan θ,F2=mg/cos θ.故选项D正确. 答案：D 23. 解析：人做匀速运动，故人所受合力为零，人所受重力和支持力均在竖直方向，故水平方向不应该受力，即人不受摩擦力作用. 答案：A 24. 解析：对小船进行受力分析如图所示 则小船靠岸的过程中FT与水平方向的夹角θ增大;则由F T cos θ=F阻,且F阻不变,所.以F T 不断增大;又由F T sin θ+F浮=G且F T增大,θ增大,可得F浮在不断减小,故选A.答案:A 25.解析：以球为研究对象，其受力分析如图甲所示，因题中提及“缓慢”移动，可知球处于动态平衡，当F1⊥F2时F1有最小值，且F min=Gsin α，在细线从竖直方向到水平方向过程，细线拉力先减小后增大.故选项D正确. 答案：D 26.解析:以结点O为研究对象,其受力分析如图所示,根据平行四边形定则及三角形定则可知,F OA>F OB,F OA>F OC,当物体质量增加时,最先断的绳必定是OA,所以B、C、D错误,A正确. 答案:A 27.解析：题中P、Q的质量不定，斜面倾角也未知，所以Q是否受摩擦力无法确定，即使受摩擦力，方向也不能确定.设P的质量为m，Q的质量为M，斜面倾角为α，摩擦力存在以下可能性. mg mg=Mgsin α，无摩擦力； mg>Mgsin α，摩擦力方向沿斜面向下. 所以当用水平向左的恒力推Q时，摩擦力的变化情况不一定，但是对P分析，绳上拉力始终是等于P的重力，大小不变.因此选项D正确. 答案：D 28.解析：以B为研究对象，由二力平衡条件可知，绳子的拉力FT始终等于B的重力的大小，即FT=1/2Mg，选项A错误.以A为研究对象，未加沙子前，绳子拉力FT与A的重力沿斜面方向的分力平衡，A与斜面间没有摩擦力的作用；加入沙子后，相当于A的重力增加，A对斜面的压力增大，为了平衡加入沙子的重力沿斜面方向的分力，A将受到沿斜面向上的静摩擦力，且随着沙子的加入而逐渐增大，所以选项B、C正确.因为A一直处于静止状态，所受的合力为零，保持不变，选项D正确.选A.答案：A 29. 解析：斜面上的物体受力如图.其中F为弹簧秤拉力，F′为摩擦力，由题意知，G=7.5 N，F=6 N. 在平行斜面方向上F=F′+Gsin37°，在垂直斜面方向上F N=Gsin37°.所以斜面对物体的支持力为6 N，摩擦力大小为1.5 N.由F=μF N得动摩擦因数为0.25. 答案：6 0.25 30. 相互作用 2020年高考必备 2015年2016年2017年2018年2019年Ⅰ 卷 Ⅱ 卷 Ⅰ 卷 Ⅱ 卷 Ⅲ 卷 Ⅰ 卷 Ⅱ 卷 Ⅲ 卷 Ⅰ 卷 Ⅱ 卷 Ⅲ 卷 Ⅰ 卷 Ⅱ 卷 Ⅲ 卷 考点一重力、弹力、摩擦力力的合成与分解 考点二受力分析 共点力的平衡 19 14 17 21 16 17 19 16 16 考点三实验:1.探究弹力和弹 簧伸长的关系 22 实验:2.验证力的平行 四边形定则 22 考点一重力、弹力、摩擦力力的合成与分解 命题角度1(储备)弹力与摩擦力的分析 【典题】(多选)(2019河北衡水高三月考)如图所示,质量为m的木块A放在质量为M的三角形斜面体B上,现用大小不相等、方向相反的水平力F1、F2分别推A和B,它们均静止不动,且F1 用假设法分析隐蔽的弹力与静摩擦力 (1)接触面形变情况不清晰,则相关弹力较为“隐蔽”.此时需用“假设法”判定弹力的有无和弹力的方向. 也可假设有弹力,做相似分析. (2)接触面间的相对运动趋势不明确,则相关静摩擦力较为“隐蔽”,此时需用“假设法”判定静摩擦力的有无和静摩擦力的方向. 也可假设有静摩擦力,做相似分析. (3)应用“假设法”时,一般结合力的合成与分解、平衡条件等知识分析. 典题演练提能·刷高分 1. 高中物理必修一相互作用专题 一、重力弹力摩擦力 10.如图所示，一重为8N的球固定在AB杆的上端，今用测力计水平拉球，使杆发生弯曲，此时测力计的示数为6N，则AB杆对球作用力的大小为（）5 如图所示，一重为8N的球固定在AB杆的上端，今用测力计水平拉 球，使杆发生弯曲，此时测力计的示数为6N，则AB杆对球作用力 的大小为（） A．6N B．8N C．10N D．12N 11.探究弹力和弹簧伸长的关系时，在弹性限度内，悬挂15N重物时， 弹簧长度为0.16m；悬挂20N重物时，弹簧长度为0.18m，则弹簧的原长L0和劲度系数k 分别为多少？请写出详细计算过程。 12. 请在图中画出杆或球所受的弹力 （e） 13如上图e所示，小车上固定着三角硬杆，杆的端点处固定着一个质量为m的小球．当小车有水平向右的加速度且从零开始逐渐增大时，杆对小球的作用力的变化(用F1至F4变化表示)可能是下图中的(OO’沿杆方向) A B C D 14. 一辆汽车停在水平地面上，下列说法中正确的是（）： A 地面受到了向下的弹力，是因为地面发生了形变；汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力B地面受到了向下的弹力，是因为地面发生了形变；汽车受到了向上的弹力，是因为汽车也发生了形变C汽车受到了向上的弹力，是因为地面发生了弹力；地面受到了向下的弹力，是因为汽车发生了形变D以上说法都不正确 4. 如图为皮带传动装置，正常运转时的方向如图所示， 当机器正常运转时，关于主动轮上的A 点、与主动轮接触的皮带上的B 点、与从动轮接触的皮带上的C 点及从动轮上的D 点，这四点的摩擦力的方向的描述，正确的是（ ） A. A 点受到的摩擦力沿顺时针方向 B. B 点受到的摩擦力沿顺时针方向 C. C 点受到的摩擦力沿逆时针方向 D. D 点受到的摩擦力沿逆时针方向 5.如图4所示，把重为20N 的物体放在倾角的粗糙斜面上，并静止，物体右端与固定在斜面上的轻弹簧相连接，若物体与斜面间的最大静摩擦力为12N ，则弹簧的弹力：（弹簧与斜面平行） A ．可以为22N ，方向沿斜面向上； B ．可以为2N ，方向沿斜面向上； C ．可以为2N ，方向沿斜面向下； D ．弹力可能为零。 6.如图所示，位于水平桌面上的物块P ，由跨过定滑轮的轻绳与物块Q 相连，定滑轮到P 和到Q 的两段绳都是水平的。已知Q 与P 之间以及P 与桌面之间的动摩擦因数都是μ，两物块的质量都是m ，滑轮的质 量、滑轮轴上的摩擦都不计，若用一水平向右的力F 拉P 使它做匀速运动，则F 的大小为 （ ） A ．4μmg B ．3μmg C ．2μmg D ．μmg 7.如图所示，在倾角θ=30°的粗糙斜面上放一重量为G 的物体，物体能保持静止。现在用与斜面底边平行的力F=G/2推物体，物体恰能做匀速直线运动，则物体与斜面之间的动摩擦因数是多少？ 解：如左图所示；在斜面上，物体在推力、重力平行于斜面向下的分力Gsin300和滑动摩擦力三个力的作用下，沿斜面斜下方向作匀速直线运动，这三个力的合外力为零。如右图所示。 物体与斜面之间的滑动摩擦因数 A D B C 主动轮 从动轮 v F Q P G G f μμ2 330cos 0==G f 2 2= 3 6=μ 高考定位 受力分析、物体的平衡问题是力学的基本问题，主要考查力的产生条件、力的大小方向的判断(难点：弹力、摩擦力)、力的合成与分解、平衡条件的应用、动态平衡问题的分析、连接体问题的分析，涉及的思想方法有：整体法与隔离法、假设法、正交分解法、矢量三角形法、等效思想等．高考试题命题特点：这部分知识单独考查一个知识点的试题非常少，大多数情况都是同时涉及到几个知识点，而且都是牛顿运动定律、功和能、电磁学的内容结合起来考查，考查时注重物理思维与物理能力的考核． 考题1对物体受力分析的考查 例1如图1所示，质量为m的木块A放在质量为M的三角形斜面B上，现用大小均为F，方向相反的水平力分别推A和B，它们均静止不动，则() 图1 A．A与B之间不一定存在摩擦力 B．B与地面之间可能存在摩擦力 C．B对A的支持力一定大于mg D．地面对B的支持力的大小一定等于(M＋m)g 审题突破B、D选项考察地面对B的作用力故可以：先对物体A、B整体受力分析，根据平衡条件得到地面对整体的支持力和摩擦力；A、C选项考察物体A、B之间的受力，应当隔离，物体A受力少，故：隔离物体A受力分析，根据平衡条件求解B对A的支持力和摩擦力． 解析对A、B整体受力分析，如图， 受到重力(M＋m)g、支持力F N和已知的两个推力，水平方向：由于两个推力的合力为零，故 整体与地面间没有摩擦力；竖直方向：有F N＝(M＋m)g，故B错误，D正确；再对物体A受力分析，受重力mg、推力F、斜面体B对A的支持力F N′和摩擦力F f，在沿斜面方向：①当推力F沿斜面分量大于重力的下滑分量时，摩擦力的方向沿斜面向下，②当推力F沿斜面分量小于重力的下滑分量时，摩擦力的方向沿斜面向上，③当推力F沿斜面分量等于重力的下滑分量时，摩擦力为零，设斜面倾斜角为θ，在垂直斜面方向：F N′＝mg cos θ＋F sin θ，所以B对A的支持力不一定大于mg，故A正确，C错误．故选择A、D. 答案AD 1．(单选)(2014·广东·14)如图2所示，水平地面上堆放着原木，关于原木P在支撑点M、N处受力的方向，下列说法正确的是() 图2 A．M处受到的支持力竖直向上 B．N处受到的支持力竖直向上 C．M处受到的静摩擦力沿MN方向 D．N处受到的静摩擦力沿水平方向 答案 A 解析M处支持力方向与支持面(地面)垂直，即竖直向上，选项A正确；N处支持力方向与支持面(原木接触面)垂直，即垂直MN向上，故选项B错误；摩擦力与接触面平行，故选项C、D错误． 2．(单选)如图3所示，一根轻杆的两端固定两个质量均为m的相同小球A、B，用两根细绳悬挂在天花板上，虚线为竖直线，α＝θ＝30°，β＝60°，求轻杆对A球的作用力() 图3 A．mg B.3mg C. 3 3mg D. 3 2mg 6. 力与直线运动高考真题 [真题1] (2020·高考全国卷Ⅰ)(多选)甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其 v －t 图象如图所示．已知两车在t ＝3 s 时并排行驶，则( ) A ．在t ＝1 s 时，甲车在乙车后 B ．在t ＝0时，甲车在乙车前7.5 m C ．两车另一次并排行驶的时刻是t ＝2 s D ．甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40 m 解析：选BD.由题图知，甲车做初速度为0的匀加速直线运动，其加速度a 甲＝10 m/s 2 .乙车做初速度v 0＝10 m/s 、加速度a 乙＝5 m/s 2的匀加速直线运动.3 s 内甲、乙车的位移分别为：x 甲＝12 a 甲t 2 3＝45 m x 乙＝v 0t 3＋12 a 乙t 2 3＝52.5 m 由于t ＝3 s 时两车并排行驶，说明t ＝0时甲车在乙车前，Δx ＝x 乙－x 甲＝7.5 m ，选项B 正确；t ＝1 s 时，甲车的位移为5 m ，乙车的位移为12.5 m ，由于甲车的初始位置超前乙车7.5 m ，则t ＝1 s 时两车并排行驶，选项A 、C 错误；甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为52.5 m －12.5 m ＝40 m ，选项D 正确． [真题2] (2020·高考全国卷Ⅱ)(多选)在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩连接好的车厢．当机车在东边拉着这列车厢以大小为a 的加速度向东行驶时，连接某两相邻车厢的挂钩P 和Q 间的拉力大小为F ；当机车在西边拉着车厢以大小为2 3a 的加速度向西行驶时，P 和Q 间的拉力大小仍为F.不计 车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为( ) A ．8 B ．10 C ．15 D ．18 解析：选BC.设P 、Q 西边有n 节车厢，每节车厢的质量为m ，则F ＝nma ① P 、Q 东边有k 节车厢，则 F ＝km ·2 3 a ② 联立①②得3n ＝2k ，由此式可知n 只能取偶数， 当n ＝2时，k ＝3，总节数为N ＝5 当n ＝4时，k ＝6，总节数为N ＝10 当n ＝6时，k ＝9，总节数为N ＝15 当n ＝8时，k ＝12，总节数为N ＝20，故选项B 、C 正确． [预测题3] 一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块；在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5 m ，如图(a)所示．t ＝0时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至t ＝1 s 时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短)．碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板．已知碰撞后1 s 时间内小物块的v －t 图线如图(b)所示．木板的质量是小物块质量的 最新高考物理相互作用练习题 一、高中物理精讲专题测试相互作用 1．如图所示，斜面倾角为θ=37°，一质量为m=7kg的木块恰能沿斜面匀速下滑， （sin37°=0.6,cos37°=0.8，g=10m/s2） （1）物体受到的摩擦力大小 （2）物体和斜面间的动摩擦因数？ （3）若用一水平恒力F作用于木块上，使之沿斜面向上做匀速运动，此恒力F的大小． 【答案】（1）42N（2）0.75（3）240N 【解析】 【分析】 【详解】 (1)不受推力时匀速下滑，物体受重力，支持力，摩擦力， 沿运动方向有： mg sinθ-f=0 所以： f=mg sinθ=7×10×sin37°=42N (2)又： f=μmg cosθ 解得： μ=tanθ=0.75 (3)受推力后仍匀速运动则： 沿斜面方向有： F cosθ-mg sinθ-μF N=0 垂直斜面方向有： F N-mg cosθ-F sinθ=0 解得： F=240N 【点睛】 本题主要是解决摩擦因数，依据题目的提示，其在不受推力时能匀速运动，由此就可以得 到摩擦因数μ=tanθ． 2．质量m＝5kg的物体在20N的水平拉力作用下，恰能在水平地面上做匀速直线运动．若改用与水平方向成θ＝37°角的力推物体，仍要使物体在水平地面上匀速滑动，所需推力应为多大？（g＝10N/kg，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8） 【答案】35.7N ； 【解析】 解：用水平力拉时，物体受重力、支持力、拉力和滑动摩擦力， 根据平衡条件，有：f mg μ= 解得：200.450 f m g μ= == 改用水平力推物体时，对物块受力分析，并建正交坐标系如图： 由0X F =得：cos F f θ= ① 由0Y F =得：sin N mg F θ=+ ② 其中：f N μ= ③ 解以上各式得：35.7F N = 【点睛】本题关键是两次对物体受力分析，然后根据共点力平衡条件列方程求解，注意摩擦力是不同的，不变的是动摩擦因数． 3．如图所示,质量均为M 的A 、B 两滑块放在粗糙水平面上,滑块与粗糙水平面间的动摩擦因数为μ，两轻杆等长,且杆长为L,杆与滑块、杆与杆间均用光滑铰链连接,杆与水平面间的夹角为θ，在两杆铰合处悬挂一质量为m 的重物C,整个装置处于静止状态。重力加速度为 g ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，试求: (1)地面对物体A 的静摩擦力大小； (2)无论物块C 的质量多大,都不能使物块A 或B 沿地面滑动,则μ至少要多大? 【答案】（1）2tan mg θ （2）1tan θ 【解析】 【分析】 高考物理相互作用练习题及答案 一、高中物理精讲专题测试相互作用 1．如图所示，用三根轻绳将质量均为m的A、B两小球以及水平天花板上的固定点O之间两两连接，然后用一水平方向的力F作用于A球上，此时三根轻绳均处于直线状态，且OB绳恰好处于竖直方向，两球均处于静止状态，轻绳OA与AB垂直且长度之比为3:4．试计算： （1）OA绳拉力及F的大小？ （2）保持力F大小方向不变，剪断绳OA，稳定后重新平衡，求此时绳OB及绳AB拉力的大小和方向．（绳OB、AB拉力的方向用它们与竖直方向夹角的正切值表达） （3）欲使绳OB重新竖直，需在球B上施加一个力，求这个力的最小值和方向． 【答案】（1）4 3 mg（2） 1 213 T=，tanθ1= 2 3 ； 2 5 3 T mg =，tanθ2= 4 3 （3）4 3 mg，水平向左 【解析】 【分析】 【详解】 （1）OB竖直，则AB拉力为0，小球A三力平衡，设OB拉力为T，与竖直方向夹角为θ, 则T=mg/cosθ=5 3 mg，F=mgtanθ= 4 3 mg （2）剪断OA绳，保持F不变，最后稳定后，设OB的拉力为T1，与竖直方向夹角为θ1，AB拉力为T2，与竖直方向夹角为θ2，以球A、球B为整体，可得 T1x=F=4 3 mg；T1y=2mg； 解得：T1213 mg；tanθ1= 2 3 ； 单独研究球A，T2x=F=4 3 mg；T2y=mg； 解得：T2=5 3 mg，tanθ2= 4 3 （3）对球B施加一个力F B使OB重新竖直，当F B水平向左且等于力F时是最小值，即 F B=F=4 3 mg，水平向左 【点睛】 高考物理力学知识点之相互作用知识点训练 一、选择题 1．如图所示，两物体A 和B 由绕过光滑定滑轮的轻绳连接，整个装置处于静止状态，下列说法正确的是（ ） A ．物体A 可能不受摩擦力 B ．物体A 可能不受支持力 C ．物体B 受到的重力小于轻绳对B 的拉力 D ．给物体A 施加一个竖直向下的外力，整个装置一定继续保持静止 2．2018年3月2日上映的《厉害了我的国》的票房和评分都极高。影片中展示了我们中国作为现代化强国的方方面面的发展与进步。如图是影片中几个场景的截图，则下列说法正的是 A ．甲图中火箭点火后加速上升阶段，舱内的物体处于失重状态 B ．乙图中的光伏电池能把太阳光的光能转化为内能 C ．丙图中静止站立在电缆上的工作人员受到的合力垂直于倾斜的电线 D ．丁图中某根钢索对桥面的拉力和桥面对该钢索的拉力是一对作用力和反作用力 3．已知力F 的一个分力F 1跟F 成30°角，F 1大小未知，如图所示，则另一个分力F 2的最小值为：（ ） A ． 2F B ． 33F C ．F D ．无法判断 4．两个物体相互接触，关于接触处的弹力和摩擦力，以下说法正确的是 （ ） A ．一定有弹力，但不一定有摩擦力 B ．如果有弹力，则一定有摩擦力 C ．如果有摩擦力，则一定有弹力 D ．如果有摩擦力，则其大小一定与弹力成正比 5．如图所示，质量为 m 的物体放在质量为 M 、倾角为 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 cosθ 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 6．已知相互垂直的两个共点力合力的大小为40 N，其中一个力的大小为20 N，则另一个力的大小为（） A．10 N B．20N C．203 N D．60N 7．某小孩在广场游玩时，将一氢气球系在了水平地面上的砖块上，在水平风力的作用下，处于如图所示的静止状态．若水平风速缓慢增大，不考虑气球体积及空气密度的变化，则下列说法中正确的是 A．细绳受到拉力逐渐减小 B．砖块受到的摩擦力可能为零 C．砖块一定不可能被绳子拉离地面 D．砖块受到的摩擦力一直不变 8．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 9．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S1和S2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a1，S1和S2相对原长的伸长分别为?x1和?x2，重力加速度大小为g， 高考物理相互作用真题汇编(含答案)及解析 一、高中物理精讲专题测试相互作用 1．如图所示,质量的木块A套在水平杆上,并用轻绳将木块与质量的小球B相连.今用跟水平方向成角的力,拉着球带动木块一起向右匀速运动,运动中M、m相对位置保持不变,取.求: (1)运动过程中轻绳与水平方向夹角; (2)木块与水平杆间的动摩擦因数为. (3)当为多大时,使球和木块一起向右匀速运动的拉力最小? 【答案】（1）30°（2）μ=（3）α=arctan． 【解析】 【详解】 （1）对小球B进行受力分析，设细绳对N的拉力为T由平衡条件可得： Fcos30°=Tcosθ Fsin30°+Tsinθ=mg 代入数据解得：T=10，tanθ=，即：θ=30° （2）对M进行受力分析，由平衡条件有 F N=Tsinθ+Mg f=Tcosθ f=μF N 解得：μ＝ （3）对M、N整体进行受力分析，由平衡条件有： F N+Fsinα=（M+m）g f=Fcosα=μF N 联立得：Fcosα=μ（M+m）g-μFsinα 解得：F＝ 令：sinβ＝，cosβ=，即：tanβ= 则： 所以：当α+β=90°时F有最小值．所以：tanα=μ=时F的值最小．即：α=arctan 【点睛】 本题为平衡条件的应用问题，选择好合适的研究对象受力分析后应用平衡条件求解即可，难点在于研究对象的选择和应用数学方法讨论拉力F的最小值，难度不小，需要细细品味． 2．如图所示，A、B都是重物，A被绕过小滑轮P的细线悬挂，B放在粗糙的水平桌面上，滑轮P被一根斜短线系于天花板上的O点，O′是三根细线的结点，细线bO′水平拉着物体B，cO′沿竖直方向拉着弹簧．弹簧、细线、小滑轮的重力不计，细线与滑轮之间的摩擦力可忽略，整个装置处于静止状态．若重物A的质量为2kg，弹簧的伸长量为5cm， ∠cO′a=120°，重力加速度g取10m/s2，求： （1）桌面对物体B的摩擦力为多少？ （2）弹簧的劲度系数为多少？ （3）悬挂小滑轮的斜线中的拉力F的大小和方向？ 【答案】（1）103N（2）200N/m（3）203N，方向在O′a与竖直方向夹角的角平分线上. 【解析】 【分析】 （1）对结点O′受力分析，根据共点力平衡求出弹簧的弹力和bO′绳的拉力，通过B平衡求出桌面对B的摩擦力大小．（2）根据胡克定律求弹簧的劲度系数．（3）悬挂小滑轮的斜线中的拉力F与滑轮两侧绳子拉力的合力等大反向． 【详解】 （1）重物A的质量为2kg，则O′a绳上的拉力为 F O′a=G A=20N 对结点O′受力分析，如图所示，根据平行四边形定则得：水平绳上的力为： F ob=F O′a sin60°=103N 物体B静止，由平衡条件可得，桌面对物体B的摩擦力 f=F ob=103N （2）弹簧的拉力大小为 F弹=F O′a cos60°=10N． 根据胡克定律得 F弹=kx 得 k=F x 弹= 10 0.05 =200N/m （3）悬挂小滑轮的斜线中的拉力F与滑轮两侧绳子拉力的合力等大反向，则悬挂小滑轮的 高考物理经典力学计算题集萃 ＝10ｍ／ｓ沿ｘ1．在光滑的水平面内，一质量ｍ＝1ｋｇ的质点以速度ｖ ０ 轴正方向运动，经过原点后受一沿ｙ轴正方向的恒力Ｆ＝5Ｎ作用，直线ＯＡ与ｘ轴成37°角，如图1-70所示，求（1）如果质点的运动轨迹与直线ＯＡ相交于Ｐ点，则质点从Ｏ点到Ｐ点所经历的时间以及Ｐ的坐标；（2）质点经过Ｐ点 时的速度． 2．如图1-71甲所示，质量为1ｋｇ的物体置于固定斜面上，对物体施以平行于斜面向上的拉力Ｆ，1ｓ末后将拉力撤去．物体运动的ｖ-ｔ图象如图1-71乙，试求拉力Ｆ． 3．一平直的传送带以速率ｖ＝2ｍ／ｓ匀速运行，在Ａ处把物体轻轻地放到传送带上，经过时间ｔ＝6ｓ，物体到达Ｂ处．Ａ、Ｂ相距Ｌ＝10ｍ．则物体在传送带上匀加速运动的时间是多少如果提高传送带的运行速率，物体能较快地传送到Ｂ处．要让物体以最短的时间从Ａ处传送到Ｂ处，说明并计算传送带的运行速率至少应为多大若使传送带的运行速率在此基础上再增大1倍，则物体从Ａ传送到Ｂ的时间又是多少？ 4．如图1-72所示，火箭内平台上放有测试仪器，火箭从地面起动后，以加速度ｇ／2竖直向上匀加速运动，升到某一高度时，测试仪器对平台的压力为起动前压力的17／18，已知地球半径为Ｒ，求火箭此时离地面的高度．（ｇ为地面附近的重力加速度） 5．如图1-73所示，质量Ｍ＝10ｋｇ的木楔ＡＢＣ静止置于粗糙水平地面上，摩擦因素μ＝0．02．在木楔的倾角θ为30°的斜面上，有一质量ｍ＝1．0ｋｇ的物块由静止开始沿斜面下滑．当滑行路程ｓ＝1．4ｍ时，其速度ｖ＝1．4ｍ／ｓ．在这过程中木楔没有动．求地面对木楔的摩擦力的大小和方向．（重力加速度取ｇ＝10／ｍ·ｓ２） 6．某航空公司的一架客机，在正常航线上作水平飞行时，由于突然受到强大垂直气流的作用，使飞机在10ｓ内高度下降1700ｍ造成众多乘客和机组人员的伤害事故，如果只研究飞机在竖直方向上的运动，且假定这一运动是匀变速直线运动．试计算： （1）飞机在竖直方向上产生的加速度多大方向怎样？ （2）乘客所系安全带必须提供相当于乘客体重多少倍的竖直拉力，才能使乘客不脱离座椅（ｇ取10ｍ／ｓ２） 高中物理相互作用真题汇编(含答案)及解析 一、高中物理精讲专题测试相互作用 1．将质量0.1m kg =的圆环套在固定的水平直杆上，环的直径略大于杆的截面直径，环与杆的动摩擦因数0.8μ=．对环施加一位于竖直平面内斜向上与杆夹角53θ=o 的恒定拉力F ，使圆环从静止开始运动，第1s 内前进了2.2m （取210/g m s =，sin530.8=o ， cos530.6=o ）．求： （1）圆环加速度a 的大小； （2）拉力F 的大小． 【答案】（1）24.4m/s （2）1N 或9N 【解析】 （1）小环做匀加速直线运动，由运动学公式可知：21x 2 at = 解得：2a 4.4m /s = (2)令Fsin53mg 0?-=，解得F 1.25N = 当F 1.25N <时，环与杆的上部接触，受力如图： 由牛顿第二定律，Fcos θμN F ma -=，Fsin θN F mg += 联立解得：()F m a g cos sin μθμθ += + 代入数据得：F 1N = 当F 1.25N >时，环与杆的下部接触，受力如图： 由牛顿第二定律，Fcos θμN F ma -=，Fsin θN mg F =+ 联立解得： ()F m a g cos sin μθμθ -= - 代入数据得：F 9N = 2．如图所示，两足够长的平行光滑的金属导轨MN 、PQ 相距为1L =m ，导轨平面与水平面夹角30α=?，导轨电阻不计，磁感应强度为12T B =的匀强磁场垂直导轨平面向上，长为1L =m 的金属棒ab 垂直于MN 、PQ 放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为12m =kg 、电阻为11R =Ω，两金属导轨的上端连接右侧电路，电路中通过导线接一对水平放置的平行金属板，两板间的距离和板长均为0.5d =m ，定值电阻为 23R =Ω，现闭合开关S 并将金属棒由静止释放，取10g =m/s 2，求： （1）金属棒下滑的最大速度为多大？ （2）当金属棒下滑达到稳定状态时，整个电路消耗的电功率υ为多少？ （3）当金属棒稳定下滑时，在水平放置的平行金属板间加一垂直于纸面向里的匀强磁场 ，在下板的右端且非常靠近下板的位置处有一质量为4 110q -=-?kg 、所带电荷 量为 C 的液滴以初速度υ水平向左射入两板间，该液滴可视为质点，要使带 电粒子能从金属板间射出，初速度υ应满足什么条件？ 【答案】（1）10m/s （2）100W （3）v≤0.25m/s 或v≥0.5m/s 【解析】试题分析：（1）当金属棒匀速下滑时速度最大，设最大速度v m ，则有 1sin m g F α=安 F 安=B 1IL 112 m B Lv I R R = + 所以() 112221 sin m m g R R v B L α+= 代入数据解得：v m =10m/s (2)金属棒匀速下滑时，动能不变，重力势能减小，此过程中重力势能转化为电能，重力做功的功率等于整个电路消耗的电功率P=m 1gsinαv m =100W (或) （3）金属棒下滑稳定时，两板间电压U=IR 2=15V 因为液滴在两板间有2U m g q d =所以该液滴在两平行金属板间做匀速圆周运动 1.1.3 抛体运动和圆周运动 专题限时训练 一、单项选择题 1．(2019·湖南株洲一模)在某次跳投表演中，篮球以与水平面成45°的倾角落入篮筐，设投球点和篮筐正好在同一水平面上，如图所示．已知投球点到篮筐距离为10 m ，不考虑空气阻力，则篮球投出后的最高点相对篮筐的竖直高度为( ) A ．2.5 m B ．5 m C ．7.5 m D ．10 m 答案：A 解析：篮球抛出后做斜上抛运动，根据对称性可知，出手时的速度方向与水平方向成45°角，设初速度为v 0，则水平方向x ＝v 0cos 45°t ；竖直方向设能到达的最大高度为h ，则h ＝ v 0sin 45°2 ·t 2，解得h ＝x 4 ＝2.5 m ，故只有选项A 正确． 2．开口向上的半球形曲面的截面如图所示，直径AB 水平．一物块(可视为质点)在曲面内A 点以某一速率开始下滑，曲面内各处动摩擦因数不同，因摩擦作用物块下滑过程速率保持不变．在物块下滑的过程中，下列说法正确的是( ) A ．物块运动过程中加速度始终为零 B ．物块所受合外力大小不变，方向时刻在变化 C ．滑到最低点C 时，物块所受重力的瞬时功率达到最大 D ．物块所受摩擦力大小逐渐变大 答案：B 3．近年许多电视台推出户外有奖冲关的游戏节目，如图所示(俯视图)是某台设计的冲关活动中的一个环节．要求挑战者从平台A 上跳到以O 为转轴的快速旋转的水平转盘上而不落入水中．已知平台到转盘盘面的竖直高度为1.25 m ，平台边缘到转盘边缘的水平距离为1 m ，转盘半径为2 m ，以12.5 r/min 的转速匀速转动，转盘边缘间隔均匀地固定有6个相同障碍桩，障碍桩及桩和桩之间的间隔对应的圆心角均相等．若某挑战者在如图所示时刻从平台边缘以水平速度沿AO 方向跳离平台，把人视为质点，不计桩的厚度，g 取10 m/s 2 ，则能穿 【最新整理，下载后即可编辑】 1 力的概念 （1）定义：力是物体和物体之间的一种相互作用； （2）作用效果：力可以使物体的形状发生改变（简称形变），也可以使物体的运动状态发生改变（速度的大小和方向）； （3）三要素：大小、方向、作用点。 【注意以下几点】： ①力的物质性：有力发生则一定存在着施力物体和受力物体，施力物体和受力物体总是同时存在的。 ②力的相互性：施力物体给予受力物体作用力的同时必然受到受力物体的反作用力，即力总是成对出现的。 ③力的矢量性：力是矢量，既有大小又有方向。 ④力的独立性：一个物体可能同时受几个力作用，每个力产生独立的作用效果。【例】以下有关力的说法错误的是( ) A．力是物体对物体的作用，离开了物体就没有力的作用B．物体间力的作用是相互的，施力物体同时也是受力物体 C．力的大小、方向、作用点是影响力的作用效果的三种要素D．在各种力中，只有重力没有施力物体 2 力的图示和力的示意图 3 力的分类 （1）根据力的性质命名：如重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力等。 （2）根据力的效果命名：如拉力、压力、支持力、动力、阻力等。 【注意以下几点】： ①根据效果命名的不同名称的力，性质可能相同；同一性质的力，效果可能不同。 ②同一个力按性质命名有一个名称，按效果命名可能有不同名称，如马拉车的力按性质叫弹力，按效果可以叫拉力或动力。 ③对力进行分类时，不能同时使用两种不同的标准，一般按性质来分。对物体进行受力分析时，只分析按性质命名的力。 【例】关于力的分类，下列说法中正确的是( ) A．根据效果命名的同一名称的力，性质一定相同B．根据效果命名的不同名称的力，性质可能相同. C．性质不同的力，对物体的作用效果一定不同D．性质相同的力，对物体的作用效果一定相同 4 重力 （1）重力：由于地球的吸引而使物体受到的力。 （2）重心：由于地球吸引，物体各部分都会受到重力的作用，从效果上看我们把各部分受的重力作用集中于一点。 【注意以下几点】： ①重心是重力的等效作用点，并非物体的全部重力都集中于重心。 ②重心的位置可以在物体上，也可以在物体外。 【例】．关于重力，下列说法中正确的是( ) A．重力就是地球对物体的吸引力，其方向一定指向地心B．重力的方向就是物体自由下落的方向. C．重力的大小可以用弹簧秤或杆秤直接测出D．在不同地点，质量相同的物体重力不变 5 弹力 （1）概念：发生形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力。 （2）产生的条件：①直接接触；②相互挤压（产生形变）。 （3）弹力有无的判断方法： ①根据弹力产生的条件判断：根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力。 高中物理相互作用练习题及答案 一、高中物理精讲专题测试相互作用 1．如图所示，两个正三棱柱A、B紧靠着静止于水平地面上，三棱柱的中间有一个半径为R的光滑圆柱C，C的质量为2m，A、B的质量均为m.A、B与地面的动摩擦因数为μ.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g. (1)三者均静止时A对C的支持力为多大？ (2)A、B若能保持不动，μ应该满足什么条件？ (3)若C受到经过其轴线竖直向下的外力而缓慢下降到地面，求该过程中摩擦力对A做的功 【答案】(1) F N＝2mg. (2)μ≥3 . (3)－ 3μ - . 【解析】 【分析】 （1）对C进行受力分析，根据平衡求解A对C的支持力； （2）A保持静止，则地面对A的最大静摩擦力要大于等于C对A的压力在水平方向的分力，据此求得动摩擦因数μ应该满足的条件； （3）C缓慢下落同时A、B也缓慢且对称地向左右分开，A受力平衡，根据平衡条件求解滑动摩擦力大小，根据几何关系得到A运动的位移，再根据功的计算公式求解摩擦力做的功． 【详解】 (1) C受力平衡，2F N cos60°＝2mg 解得F N＝2mg (2) 如图所示，A受力平衡F地＝F N cos60°＋mg＝2mg f＝F N sin60°＝3mg 因为f≤μF地，所以μ≥ 3 (3) C缓慢下降的同时A、B也缓慢且对称地向左右分开．A的受力依然为4个，如图所图，但除了重力之外的其他力的大小发生改变，f也成了滑动摩擦力． A受力平衡知F′地＝F′N cos60°＋mg f′＝F′N sin60°＝μF′地 解得f′＝ 33mg μμ - 即要求3－μ>0，与本题第(2)问不矛盾． 由几何关系知：当C 下落地地面时，A 向左移动的水平距离为x ＝ 3R 所以摩擦力的功W ＝－f′x ＝－3μ - 【点睛】 本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答． 2．轻绳下端悬挂200N 的重物，用水平力拉轻绳上的 点，使轻绳上部分偏离竖直方向 = 角保持静止，如图所示。 （1）求水平力的大小； （2）保持轻绳上部分与竖直方向的夹角= 不变，改变力 的方向，求力 的最小值 及与水平方向的夹角。 【答案】（1） （2） ，与水平方向夹角为 【解析】试题分析：（1）对点受力分析，可得 ，解得 （2）力 有最小值时 ，解得 ， 与水平方向夹角为 考点：考查了共点力平衡条件 【名师点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解，如果物体受到三力处于平衡状态，则可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据角度列式求解 3．一架质量m 的飞机在水平跑道上运动时会受到机身重力、竖直向上的机翼升力F 升、发动机推力、空气阻力F 阻、地面支持力和跑道的阻力f 的作用。其中机翼升力与空气阻力均与飞机运动的速度平方成正比，即2 2 12,F k v F k v ==阻升，跑道的阻力与飞机对地面的压力成正比，比例系数为0k （012m k k k 、、、均为已知量），重力加速度为g 。 高三物理力的知识点 高三物理力的知识点 (1)常见的力 1.重力G=mg(方向竖直向下，g=9.8m/s210m/s2，作用点在重心，适用于地球表面附近) 2.胡克定律F=kx{方向沿恢复形变方向，k：劲度系数(N/m)，x：形变量(m)｝ 3.滑动摩擦力F=FN{与物体相对运动方向相反，：摩擦因数，FN：正压力(N)｝ 4.静摩擦力0fm(与物体相对运动趋势方向相反，fm为最大静摩 擦力) 5.万有引力F=Gm1m2/r2(G= 6.6710-11N?m2/kg2,方向在它们的连 线上) 6.静电力F=kQ1Q2/r2(k=9.0109N?m2/C2,方向在它们的连线上) 7.电场力F=Eq(E：场强N/C，q：电量C，正电荷受的电场力与 场强方向相同) 8.安培力F=BILsin(为B与L的夹角，当LB时:F=BIL，B//L 时:F=0) 9.洛仑兹力f=qVBsin(为B与V的夹角，当VB时：f=qVB，V//B 时:f=0) 注:(1)劲度系数k由弹簧自身决定; (2)摩擦因数与压力大小及接触面积大小无关，由接触面材料特 性与表面状况等决定; (3)fm略大于FN，一般视为fmFN; (4)其它相关内容：静摩擦力(大小、方向); (5)物理量符号及单位B:磁感强度(T),L:有效长度(m),I:电流强度(A),V:带电粒子速度(m/s),q:带电粒子(带电体)电量(C); (6)安培力与洛仑兹力方向均用左手定则判定。 2)力的合成与分解 1.同一直线上力的合成同向:F=F1+F2，反向：F=F1-F2(F1F2) 2.互成角度力的`合成： F=(F12+F22+2F1F2cos)1/2(余弦定理)F1F2时:F=(F12+F22)1/2 3.合力大小范围：|F1-F2||F1+F2| 4.力的正交分解：Fx=Fcos，Fy=Fsin(为合力与x轴之间的夹角tg=Fy/Fx) 注：(1)力(矢量)的合成与分解遵循平行四边形定则; (2)合力与分力的关系是等效替代关系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立; (3)除公式法外，也可用作图法求解,此时要选择标度,严格作图; (4)F1与F2的值一定时,F1与F2的夹角(角)越大，合力越小; (5)同一直线上力的合成，可沿直线取正方向，用正负号表示力的方向，化简为代数运算。 专题一力与运动 第1讲力与物体的平衡 一、单项选择题 1.如图1所示，一竖直放置的大圆环，在其水平直径上的A、B两端系着一根不可伸长的柔软轻绳，绳上套有一光滑小铁环。现将大圆环在竖直平面内绕O点顺时针缓慢转过一个微小角度，则关于轻绳对A、B两点拉力F A、F B的变化情况，下列说法正确的是( ) 图1 A．F A变小，F B变小B．F A变大，F B变大 C．F A变大，F B变小D．F A变小，F B变大 解析柔软轻绳上套有光滑小铁环，两侧轻绳中拉力相等。将大圆环在竖直平面内绕O点顺时针缓慢转过一个微小角度，A、B两点之间的水平距离减小，光滑小铁环两侧轻绳间夹角2α减小，由2F cos α＝mg可知，轻绳中拉力F减小，轻绳对A、B两点的拉力F A和F B都变小，选项A正确。 答案A 2．如图2所示，一光滑小球静置在光滑半球面上，被竖直放置的光滑挡板挡住，现水平向右缓慢地移动挡板，则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面且球面始终静止)，挡板对小球的推力F、半球面对小球的支持力F N的变化情况是( ) 图2 A．F增大，F N减小B．F增大，F N增大 C．F减小，F N减小D．F减小，F N增大 解析某时刻小球的受力如图所示，设小球与半球面的球心连线跟竖直方向的夹角为α， 则F＝mg tan α，F N＝mg cos α ，随着挡板向右移动，α越来越大，则F和F N都要增大。 答案B 3．如图3所示，绝缘水平桌面上放置一长直导线a，导线a的正上方某处放置另一长直导线b，两导线中均通以垂直纸面向里的恒定电流。现将导线b向右平移一小段距离，若导线a始终保持静止，则( ) 图3 A．导线b受到的安培力方向始终竖直向下 B．导线b受到的安培力逐渐减小 C．导线a对桌面的压力减小 D．导线a对桌面的摩擦力方向水平向左 解析导线a、b均处在对方产生的磁场中，故两导线均会受到安培力作用，由“同向电流相互吸引，异向电流相互排斥”可知，当导线b未移动时，其受到的安培力方向竖直向下指向导线a，当导线b向右平移一小段距离后，导线b受到的安培力仍会指向导线a，选项A 错误；由于导线a、b之间的距离增大而导线中的电流不变，故两导线之间的相互作用力减小(安培力F＝BIl)，选项B正确；导线b向右平移后导线a的受力情况如图所示，由于导线a始终在桌面上保持静止，所以有F N＝G－F sin θ，因为安培力F减小，sin θ减小，所以桌面对导线a的支持力增大，由牛顿第三定律可知，导线a对桌面的压力增大，选项C 错误；由图可知，桌面对导线a的静摩擦力方向水平向左，故导线a对桌面的摩擦力方向水平向右，选项D错误。 答案B 4．如图4所示，粗糙水平地面上的长方体物块将一重为G的光滑圆球抵在光滑竖直的墙壁上，现用水平向右的拉力F缓慢拉动长方体物块，在圆球与地面接触之前，下面的相关判断正确的是( ) 第2讲 力与直线运动 一、单项选择题 1．(2016·银川模拟)汽车以20 m/s 的速度在平直公路上行驶，急刹车时的加速度大小为5 m/s 2 ，则自驾驶员急刹车开始，2 s 与5 s 时汽车的位移之比为( ) A ．5∶4 B．4∶5 C．3∶4 D．4∶3 解析 汽车停下来所用的时间为t ＝v 0a ＝4 s ，故2 s 时汽车的位移x 1＝v 0t 1＋12 (－a )t 2 1＝30 m ； 5 s 时汽车的位移与4 s 时汽车的位移相等，x 2＝v 0t 2＋12(－a )t 2 2＝40 m ，解得x 1x 2＝34，选项C 正确。 答案 C 2．(2016·扬州模拟)图1甲是某人站在力传感器上做下蹲、起跳动作的示意图，中间的“·”表示人的重心。图乙是根据传感器采集到的数据画出的力－时间图象。两图中a ～g 各点均对应，其中有几个点在图甲中没有画出。取重力加速度g ＝10 m/s 2 。根据图象分析可知( ) 图1 A ．人的重力为1 500 N B ．c 点位置人处于超重状态 C ．e 点位置人处于失重状态 D ．d 点的加速度小于f 点的加速度 解析 由题图甲、乙可知，人的重力等于500 N ，质量m ＝50 kg ，b 点位置人处于失重状态， c 、 d 、 e 点位置人处于超重状态，选项A 、C 错误，B 正确；d 点位置传感器对人的支持力F 最大，为1 500 N ，由F －mg ＝ma 可知，d 点的加速度a d ＝20 m/s 2 ，f 点位置传感器对人的支持力为0 N ，由F －mg ＝ma 可知，f 点的加速度a f ＝－10 m/s 2 ，故d 点的加速度大于f 点 高考物理-相互作用-复习专题（一） 学校_________ 班级__________ 姓名__________ 学号__________ 一、单选题 1. 如图，水平地面上的小车上固定有一硬质弯杆，质量均为m的小球A，B由细线相连，小球A固定在杆的水平段末端，当小车向右加速运动时细线与竖直方向的夹角为θ，下列说法正确的是（重力加速度为g）（） A．小车的加速度大于等于gcotθ B．细线对小球B的拉力大小等于mgsinθ C．杆对小球A的作用力大小等于 D．杆对小球A的作用力大小方向水平向右 2. 如图，两段等长轻质细线将质量分别为m、3m的小球a、b，悬挂于 O 点．现在两个小球上分别加上水平方向的外力，其中作用在 a球上的力大小为 F 1、作用在 b 球上的力大小为 F 2 ，则此装置平衡时，出现了如图所示的状 态，b球刚好位于O点的正下方．则F 1与F 2 的大小关系应为（） A．F 1=4F 2 B．F 1=3F 2 C．3F 1=4F 2 D．3F 1=7F 2 3. 在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放另一截面也为半圆的柱状物体B，整个装置处于静止状态，截面如图所 示．设墙对B的作用力为F 1， B对A的作用力为F 2 ，地面对A的作用力为 F 3 ．在B上加一物体C，整个装置仍保持静止，则（） A．F 1保持不变，F 3 增大 B．F 1增大，F 3 保持不变 C．F 2增大，F 3 增大 D．F 2增大，F 3 保持不变 4. 某科研单位设计了一空间飞行器，飞行器从地面起飞时，发动机提供的动力方向与水平方向夹角α＝60°，使飞行器恰与水平方向成θ＝30°角的直线斜向右上方匀加速飞行，经时间t后，将动力的方向沿逆时针旋转60°同时适当调节其大小，使飞行器依然可以沿原方向匀减速飞行，飞行器所受空气阻力不计，下列说法中不正确的是( ) A．加速时加速度的大小为g B．加速时动力的大小等于mg C．减速时动力的大小等于 D．减速飞行时间2t后速度为零 5. 如图甲所示，粗糙斜面与水平面的夹角为30°，质量为3kg的小物块（可视为质点）由静止从A点在一沿斜面向上的恒定推力作用下运动，作用一段时间后撤去该推力，小物块能到达最高位置C，小物块上滑过程中的v﹣t图象如图乙所示，设A点为零势能参考点，g=10m/s2，则下列说法正确的是 （） A．小物块最大重力势能为54J2020高考物理二轮复习专题二相互作用对对练含解析
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