高考物理专题力学知识点之相互作用难题汇编含答案

高考物理专题力学知识点之相互作用难题汇编含答案一、选择题1．如图所示,水平面上固定一竖直平面的光滑大半圆环,中央有孔的小球A、B间由细绳连接套在环上,B球与环中心O处于同一水平面上,AB间的细绳呈伸直状态,与水平线成30°夹角,恰好保持静止状态．已知B球的质量为0.1kg,取g=l0m/s2，细绳对B球的拉力为F,A球的质量为mA，则A．F=2N；mA=0.4kgB．F=2N；mA=0.2kgC．F=4；mA=0.2kgD．F=4N；mA=0.4kg2．下列关于四项运动的解释，说法正确的是（）A．蹦床运动员在空中上升到最高点时处于完全失重状态B．跳高运动员在越杆时处于平衡状态C．举重运动员在举铃过头停在最高点时，铃处于超重状态D．跳远运动员助跑是为了增加自己的惯性，以便跳得更远3．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FcosθB．地面对斜面体的支持力为(M+m)gC．物体对斜面体的摩擦力的大小为FD．斜面体对物体的作用力竖直向上4．如图所示，铁质的棋盘竖直固定，每个棋子都是一个小磁铁，能吸在棋盘上保持静止，不计棋子间的相互作用力，下列说法正确的是A．小棋子共受三个力作用B．棋子对棋盘的压力大小等于重力C．磁性越强的棋子所受的摩擦力越大D．棋子质量不同时，所受的摩擦力不同5．如图所示，物体甲放置在水平地面上，通过跨过定滑轮的轻绳与小球乙相连，整个系统处于静止状态。现对小球乙施加一个水平力F，使小球乙缓慢上升一小段距离，整个过程中物体甲保持静止，甲受到地面的摩擦力为f，则该过程中A．f变小，F变大B．f变小，F变小C．f变大，F变小D．f变大，F变大6．如图所示，质量为1kg的物体与地面间的动摩擦因数，从开始以初速度沿水平地面向右滑行，同时受到一个水平向左的恒力间变化的图像是下列图中的（）的作用，取向右为正方向，该物体受到的摩擦力随时A．B．C．D．7．小华同学利用如图所示的实验装置来测定物体与滑板间的滑动摩擦力．下列关于用这种装置做实验的说法中，你认为正确的是A．必须调节托盘中重物的重量，确保滑板做匀速运动B．不一定要使滑板做匀速运动，但必须要用恒力拉滑板C．托盘中放的重物越重，滑板运动得越快，弹簧秤读数越大D．只要滑板与木块有相对运动，无论滑板做什么运动，弹簧秤的读数都相同8．如图，水平地面上有一固定斜劈，斜劈上一物块正沿斜面以速度v0匀速下滑，下列说法正确的是（）A．物块受到沿斜面向下的下滑力，大小等于摩擦力B．匀速下滑的v越大，物块受到的摩擦力越大C．换一个质量更大的同种材料制成的物块，不可能在斜劈上匀速滑动D．物块一共受到重力、弹力和摩擦力三个力9．倾角为30°的固定斜面上有一质量m=1.0kg的物体，细绳跨过光滑的滑轮，一端与物体相连且平行于斜面，另一端与弹簧秤相连，如图所示。已知物体静止在斜面上，弹簧秤的示数为5N，重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是（）A．斜面对物体的摩擦力大小为零B．斜面对物体的摩擦力大小为5N，方向沿斜面向下C．斜面对物体的支持力大小为5N，方向竖直向上D．斜面对物体的支持力大小为5N，方向垂直斜面向上10．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．611．把一个重为G的物体，用一个水平力F=kt(k为恒量，t为时间)压在竖直的足够高的平整的墙上，如下图所示，从t=0开始物体所受的摩擦力Ff随t的变化关系是（）A．C．B．D．12．质量为m的物体，沿倾角为θ，质量为M的斜面匀速下滑，如图所示，若物体与斜面间的动摩擦因数为μ1，斜面与水平地面间的动摩擦因数为μ2，物体下滑过程中，斜面仍静止在地面上，下述正确的是（）A．地面对斜面的支持力小于（m+M）gB．地面对斜面的支持力大于（m+M）gC．斜面不受地面的摩擦力作用D．斜面受到地面的摩擦力的方向一定平行地面向左13．如图所示，一质量为M的楔形木块放在水平桌面上，它的顶角为90°，两底角为α和β；a、b为两个位于斜面上质量均为m的小木块，已知所有接触面都是光滑的．现发现a、b沿斜面下滑，而楔形木块静止不动，这时楔形木块对水平桌面的压力等于（）A．Mg+mgB．Mg+2mgC．Mg+mg（sinα+sinβ）D．Mg+mg（cosα+cosβ）14．如图所示，A、B两均匀直杆上端分别用细线悬挂于天花板上，下端搁在水平地面上，处于静止状态，悬挂A杆的绳倾斜，悬挂B杆的绳恰好竖直，则关于两杆的受力情况，下列说法中正确的有（）A．A，B都受三个力作用B．A，B都受四个力作用C．A受三个力，B受四个力D．A受四个力，B受三个力15．如图，一小球放置在木板与竖直墙面之间．设墙面对球的压力大小为N，球对木板的压力大小为1N2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置．不计摩擦，在此过程中A．N1始终减小，N2始终增大B．N1始终减小，N2始终减小C．N1先增大后减小，N2始终减小D．N1先增大后减小，N2先减小后增大16．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C．容器对小球的作用力竖直向上D．弹簧原长为R＋17．2019年2月16日，世界游泳锦标赛跳水项目选拔赛（第一站）在京举行，重庆选手施延懋在女子3米跳板决赛中，以386.60分的成绩获得第一名，当运动员压板使跳板弯曲到最低点时，如图所示，下列说法正确的是（）A．跳板发生形变是因为运动员的重力大于板对她支持力B．弯曲的跳板受到的压力，是跳板发生形变而产生的C．在最低点时运动员处于超重状态D．跳板由最低点向上恢复的过程中，运动员的机械能守恒18．在下列各图中，a、b均处于静止状态，且接触面均光滑，a、b间一定有弹力的是()A．B．C．D．19．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20．如图所示，两个等大、反向的水平力F分别作用在物体A和B上，A、B两物体均处于静止状态．若各接触面与水平地面平行，则A、B两物体各受几个力？（）A．3个、4个B．4个、4个C．4个、5个D．4个、6个21．大小分别为30N和25N的两个力同时作用在同一物体上，则这两个力的合力大小不可能等于（）A．5NB．10NC．45ND．60N22．一铁球悬挂在OB绳的下端，轻绳OA、OB、OC的结点为O，轻绳OA悬挂在天花板上的A点，轻绳OC拴接在轻质弹簧测力计上．第一次，保持结点O位置不变，某人拉着轻质弹簧测力计从竖直位置缓慢转动到水平位置，如图甲所示，弹簧测力计的示数记为F1．第二次，保持轻绳OC垂直于OA，缓慢释放轻绳，使轻绳OA转动到竖直位置，如图乙所示，弹簧测力计的示数记为F2．则()A．F1恒定不变，F2逐渐增大B．F1、F2均逐渐增大C．F1先减小后增大，F2逐渐减小D．F1逐渐增大，F2先减小后增大23．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最底部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，与水平地面之间的动摩擦因数为μ，OP与水平方向的夹角为θ=。下列说法正确的是（）A．容器对小球的作用力大小为B．容器受到水平向左的摩擦力C．弹簧原长为D．轻弹簧对小球的作用力大小为024．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．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【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】【分析】【详解】对B球，受力分析如图所示分解拉力F，可知竖直方向解得细线对B球的拉力对A球，受力分析如图所示，在水平方向在竖直方向联立可解得：故选Ｂ。2．A，故选项B正确，选项ACD错误。解析：A【解析】【分析】【详解】A．蹦床运动员在空中上升到最高点时只受到重力的作用，加速度为重力加速度，处于失重状态，故A正确；B．平衡状态指的是物体处于静止或者是匀速直线运动状态，跳高运动员在越杆时，受到重力的作用，不是受力平衡状态，故B错误；C．举重运动员在举铃过头停在最高点时，铃处于静止状态，受力平衡，不超重也不失重，故C错误；D．惯性的大小只与物体的质量有关，跳远运动员助跑不是在增加自己的惯性，故D错误。故选A。3．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：Fcosθ-f=0解得f=Fcosθ竖直方向：FN-（M+m）g-Fsinθ=0可得FN=（M+m）g+Fsinθ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′=mgsinθ+F根据牛顿第三定律：物体m对M的摩擦力的大小为mgsinθ+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。4．D解析：D【解析】小棋子受到重力G、棋盘面的吸引力F、弹力N和静摩擦力f，共四个力作用，如图所示重力竖直向下，摩擦力竖直向上，且重力和摩擦力是一对平衡力；支持力和引力为一对平衡力；棋子掉不下来的原因是因为受到棋盘对它向上的摩擦力和它的重力大小相等，即棋子受棋盘的摩擦力与棋子的重力是一对平衡力，故选项D正确。5．D解析：D【解析】【详解】以小球乙为研究对象受力分析，设绳与竖直方向的夹角为，根据平衡条件可得，水平拉力为，可见水平拉力F逐渐增大，绳子的拉力为，故绳子的拉力也是逐渐增加；以物体甲为研究对象受力分析，根据平衡条件可得，物体甲受地面的摩擦力与绳子的拉力的水平方向的分力等大反向，故摩擦力方向向左，是逐渐增大；故D正确，A、B、C错误；故选D。6．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：物体速度减为0，外力，所以物体受到水平向右静摩擦力：故选A．7．D解析：D【解析】【详解】不管重物如何运动，滑块水平方向受弹簧向左的拉力和向右的滑动摩擦力，始终处于平衡状态，故弹簧秤的读数等于滑块与板之间的滑动摩擦力的大小；故ABC错误，D正确；故选D．【点睛】本题考查了物体的平衡条件的应用，同时也提供了一种测量滑动摩擦力的较为方便的方法，即无论滑板做匀速、匀变速、还是非匀变速运动，弹簧秤的读数都等于滑块与板之间的滑动摩擦力的大小，是恒定不变的．8．D解析：D【解析】【分析】【详解】ABD．对物体进行受力分析可以知道，物体一共受到重力、沿斜面向上的滑动摩擦力和斜面的支持力。由于物体做匀速直线运动，因此合力为零，则摩擦力与沿斜面向下的分力大小相等，方向相反，与速度的大小无关，故AB错误，D正确；C．开始时摩擦力与沿斜面向下的分力大小相等，方向相反，则换一个质量更大的同种材料制成的物块，则可以知道能否匀速滑动与质量无关，即物体仍能在斜面上匀速滑动，故C错误。故选D。9．A解析：A【解析】【分析】【详解】AB．物体重力沿斜面向下的分力代入数据计算得与弹簧的弹力相等，根据共点力平衡可知，物体不受摩擦力作用，故A正确，B错误；CD．物体处于静止状态，受力平衡，在垂直于斜面方向有方向垂直于斜面向上，故CD错误。故选A。10．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。11．B解析：B【解析】【分析】【详解】由于物体所受的水平推力为，由二力平衡得，墙与物体间的压力。当F比较小时，物体受的摩擦力Ff小于物体的重力G，物体将沿墙壁下滑，此时物体间的摩擦力为滑动摩擦力，大小为当摩擦力F等于重力G时，物体不能立即停止运动，物体受到的摩擦力仍然是滑动摩擦力，随着摩擦力的增大，摩擦力将大于重力，物体做减速运动直至静止，摩擦力将变为静摩擦力，静摩擦力与正压力无关，跟重力始终平衡，故ACD错误，B正确。故选B。12．C解析：C【解析】【分析】考查平衡状态的受力分析。【详解】AB．物体匀速下滑，对物体受力分析，受竖直向下的重力mg，垂直斜面的支持力FN1以及沿斜面向上的摩擦力f1，三力平衡，则斜面对物体的支持力与斜面对物体的摩擦力的合力F与重力mg等大反向，即竖直向上，由牛顿第三定律可知，物体对斜面的力竖直向下，与F等大，对斜面体受力分析，有竖直向下的重力Mg，物体对斜面竖直向下的力以及地面对斜面体竖直向上的支持力FN2，由平衡条件可知：解得：AB错误；CD．对斜面体受力分析可知，斜面体水平方向不受力，所以地面对斜面体无摩擦力，C正确，D错误。故选C。13．A解析：A【解析】【分析】本题由于斜面光滑，两个木块均加速下滑，分别对两个物体受力分析，求出其对斜面体的压力，再对斜面体受力分析，求出地面对斜面体的支持力，然后根据牛顿第三定律得到斜面体对地面的压力。【详解】对木块a受力分析，如图，受重力和支持力由几何关系，得到：N1=mgcosα故物体a对斜面体的压力为：N1′=mgcosα…①同理，物体b对斜面体的压力为：N2′=mgcosβ…②对斜面体受力分析，如图，根据共点力平衡条件，得到：N2′cosα-N1′cosβ=0…③F支-Mg-N1′sinβ-N2′sinα=0…④根据题意有：α+β=90°…⑤由①～⑤式解得：F支=Mg+mg根据牛顿第三定律，斜面体对地的压力等于Mg+mg；故选：A。【点睛】本题关键先对木块a和b受力分析，求出木块对斜面的压力，然后对斜面体受力分析，根据共点力平衡条件求出各个力。也可以直接对三个物体整体受力分析，然后运用牛顿第二定律列式求解，可使解题长度大幅缩短，但属于加速度不同连接体问题，难度提高。14．D解析：D【解析】【分析】【详解】对A、B进行受力分析如图所示由于拉A的绳子倾斜，因此地面对A有一个向右的摩擦力，A杆才能平衡，因此A受四个力，而拉B的绳竖直，因此地面对B只有一个向上的支持力，没有摩擦力，因此B受三个力，D正确ABC错误．故选D。15．B解析：B【解析】试题分析：对小球进行受力分析如图所示，设：板与竖直方向夹角为，则：，，随着板顺时针方向转动，越来越大，因此N2越来越小，同样也越来越小，答案B正确．考点：共点力作用下物体的平衡，力的合力与分解16．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，可知弹簧原长为R+，选项D正确.故选D。17．C解析：C【解析】【详解】A.跳板发生形变是因为运动员对跳板施加了力的作用，选项A错误；B.运动员对跳板有压力是由运动员的脚发生形变而产生的，故B错误；C.运动员在最低点具有向上的加速度，所以是处于超重状态，支持力大于重力，故C正确；D.跳板由最低点向上恢复的过程中，支持力对运动员做功，机械能不守恒，故D错误。18．B解析：B【解析】【详解】A.假设两球间有弹力，则小球将向两边运动，与题矛盾，故ab间无弹力；故A错误；B.若两球间无弹力，则两个都将向下摆动，与题矛盾，说明ab间有弹力；故B正确；C.假设两球间有弹力，则小球将向两边运动，与题矛盾，故ab间无弹力；故C错误；D.假设a对b球有弹力，方向必定垂直于斜面向上，b球共受三个力：竖直向下的重力、竖直向上的拉力和垂直于斜面向上的弹力，三个力的合力不可能为零，则小球b不可能处于静止状态，与题矛盾，故ab间一定没有弹力；故D错误；19．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．20．C解析：C【解析】先对物体AB进行整体受力分析，水平方向：两个等大、反向的水平力F1和F2正好处于平衡，所以物体B不受地面的摩擦力，对A物体进行受力分析：物体A受到重力、拉力F2、支持力和B给的摩擦力，在四个力的作用下处于平衡状态，故A受4个力．物体B受到受到重力、拉力F1、支持力、A给的摩擦力和压力，所以物体B受5个力的作用，故C正确，ABD错误．21．D解析：D【解析】【分析】【详解】两力合成时，合力满足关系式：,所以大小分别为10N和15N的两个力合力满足,所以D不可能，22．C解析：C【解析】【详解】在图1中，对O点受力分析，两根绳的合力等于物体的重力，其大小和方向都不变，OA绳拉力方向不变，根据平行四边形定则得，如图1，知弹簧测力计拉力先减小后增大；在图2中，假设AO与竖直方向的夹角为θ，