专题02相互作用力（讲义）（原卷版）

专题02相互作用——力01专题网络·思维脑图02考情分析·解密高考03高频考点·以考定法04核心素养·难点突破05创新好题·轻松练习考点内容要求考情力的合成与分解基本运算c2023·重庆·1、广东·2、山东·2、浙江6月·6浙江1月·2、海南·3、江苏·72022·辽宁·4、浙江1月·4（·5和·7）、浙江6月·10、广东·1、河北·7、湖南·5、重庆·1、海南·7、2021·重庆·1、广东·3、湖南·5、浙江1月·42020·海南·2、北京·11、山东·8、浙江1月·2、浙江6月·3（·10）、全国=3\*ROMANIII·22019·天津·2、全国=3\*ROMANI·6、全国=3\*ROMANII·3、全国=3\*ROMANIII·3、浙江6月·6（·11）牛顿运动第一第三定律的运用c对研究对象的受力分析c共点力的静态平衡分析方法c共点力的动态平衡分析方法c学习目标熟悉掌握力的合成与分解的基本计算，熟练掌握利用三角函数求解合力或分力的大小。2.清楚牛顿第一第三定律的内容，理解平衡力或相互作用力的区别。3.掌握受力分析的方法，清楚对各种性质力的分析步骤，理解整体法和隔离法的使用条件，能做到对判别不同题型优先使用哪种受力分析方法和各研究对象的优先受力分析次序。4.清楚静态平衡的分析方法：合成法或分解法，正交分解法的使用条件。5.熟练掌握动态平衡分析方法，即解析法、图解法、相似三角形法、辅助圆法等的使用条件。【典例1】（2023·广东）如图所示，可视为质点的机器人通过磁铁吸附在船舷外壁面检测船体。壁面可视为斜面，与竖直方向夹角为θ。船和机器人保持静止时，机器人仅受重力G、支持力FN、摩擦力Ff和磁力F的作用，磁力垂直壁面。下列关系式正确的是（A．Ff=G B．F=FN C．【典例2】（2023·浙江）如图所示，轻质网兜兜住重力为G的足球，用轻绳挂于光滑竖直墙壁上的A点，轻绳的拉力为FT，墙壁对足球的支持力为FA．FT<FC．FT>G 如图所示，在同一平面内，当三个共点力的合力为零时，其中任一个力与其他两个力夹角正弦值的比值相等，即考向01静态平衡之合成法或分解法【针对练习1】如图所示，与竖直墙壁成53°角的轻杆一端斜插入墙中并固定，另一端固定一个质量为m的小球，水平轻质弹簧处于压缩状态，弹力大小为，则轻杆对小球的弹力大小为。【针对练习2】生活中常用两根拉着悬吊重物的绳索来改变或固定悬吊物的位置。如图，悬吊重物的细绳，其O点被一水平绳牵引，使悬绳段和竖直方向成角。悬吊物所受重力为。（1）悬绳和水平绳所受的拉力各等于多少？（2）一个人，性格最差的一面影响其前程；一根链条，最脆弱的一环决定其强度；一只木桶到底能盛多少水，取决于桶壁最短的那块木板，这就是所谓的“短板效应”。这个定律在静力学中也有淋漓尽致的体现。若悬吊物细绳所承受的最大拉力为，所承受的最大拉力为，则这套装置的“短板”是谁？能悬吊的重物最大重力是多少？考向02正交分解法解决平衡问题【针对练习3】如图所示，半径为r圆柱体B、C固定在两个不计质量、不计厚度的相同水平底座上，且B、C靠在一起，底座与水平面间的动摩擦因数为μ，圆柱体A（半径为r）放在圆柱体B、C的上方，三者处于静止状态，质量关系为mA＝2mB＝2mC＝2m，三个圆柱面间均光滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。（1）求B对A的支持力FN。（2）要使系统保持静止状态，求μ的最小值。【针对练习4】如图所示，质量为mPA和PB的结点P上并处于静止状态，PA与竖直方向的夹角为α＝53°，PB沿水平方向。质量为M＝25kg的木块与PB相连，恰好静止在倾角为θ＝37°的斜面上，已知重力加速度取g＝10m/s2，物块与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）求：（1）轻绳PA和轻绳PB各自产生张力的大小；（2）木块M跟斜面之间的动摩擦因数。（该结果保留两位有效数字）考向03动态平衡之解析法【针对练习5】如图所示，用绳将重球挂在墙上，设绳的拉力为T，墙对球的支持力为N，则当绳的长度增加后两力的变化情况是（）A．T减小，N增大 B．T增大，N减小C．T、N均增大 D．T、N均减小【针对练习6】如图所示，在固定好的水平和竖直的框架上，A、B两点连接着一根绕过光滑轻小滑轮的不可伸长的细绳，重物悬挂于滑轮下，处于静止状态。若按照以下的方式缓慢移动细绳的端点，则下列判断正确的是（）A．只将绳的左端移向A′点，拉力变小B．只将绳的左端移向A′点，拉力不变C．只将绳的右端移向B′点，拉力变小D．只将绳的右端移向B′点，拉力变大考向04动态平衡之相似三角形法【针对练习7】如图所示，木板B放置在粗糙水平地面上，O为光滑铰链。轻杆一端与铰链O连接，另一端连接一质量为m的小球A。现将轻绳一端拴在小球A上，另一端通过光滑的定滑轮由力F牵引，定滑轮位于O的正上方，整个系统处于静止状态。现改变力F的大小使小球A和轻杆从图示位置缓慢运动到正下方，木板始终保持静止，则在整个过程中（）A．外力F逐渐变小B．轻杆对小球的作用力大小变小C．地面对木板的支持力逐渐变小D．地面对木板的摩擦力逐渐变大【针对练习8】如图所示为一简易起重装置，AC是上端带有滑轮的固定支架，BC为质量不计的轻杆，杆的一端C用铰链固定在支架上，另一端B悬挂一个质量为m的重物，并用钢丝绳跨过滑轮A连接在卷扬机上。开始时，杆BC与AC的夹角，现使缓缓变小，直到。在此过程中，（不计一切阻力）（）A．绳上的拉力逐渐增大B．杆BC对B点的作用力大小不变C．杆BC对B点的作用力先减小后增大D．绳子对滑轮A的作用力变小考向05动态平衡之图解法【典例1】（2019·全国）如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮．一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N．另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态．现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°．已知M始终保持静止，则在此过程中（）A．水平拉力的大小可能保持不变B．M所受细绳的拉力大小一定一直增加C．M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加D．M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加【针对练习9】倾角为30°的斜面体C固定，斜面上有一物块B通过一根轻绳绕过光滑定滑轮与小球A相连，B与滑轮间的细绳与斜面平行，O与滑轮间的细绳水平，A、B的质量均为m，初始时，如图所示，现将作用于O点的拉力F逆时针缓慢转动至竖直方向，此过程中B始终保持静止。已知重力加速度为g。下列说法正确的是（）A．初状态，物块B受到的摩擦力方向沿斜面向上B．OB绳拉力先变小后变大C．BC间的摩擦力先减小后增大D．拉力F一直增大【针对练习10】斜面倾角为30°，重为20N的A物体放在斜面上。平行于斜面的细线一端系着A物体，另一端通过光滑定滑轮连着B物体，B物体在方向可变的拉力F作用下静止在如图所示位置，已知F最小时，大小为8N，则有（

）A．F最小时，方向水平向右B．F最小时，A物体受斜面摩擦力大小为C．F最小时，A物体受斜面摩擦力沿斜面向上D．B物体重力大小为考向06动态平衡之辅助圆法【典例1】（2017·全国·高考真题）如图，柔软轻绳ON的一端O固定，其中间某点M拴一重物，用手拉住绳的另一端N．初始时，OM竖直且MN被拉直，OM与MN之间的夹角为α（α>π2）．现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角α不变．在A．MN上的张力逐渐增大B．MN上的张力先增大后减小C．OM上的张力逐渐增大D．OM上的张力先增大后减小【针对练习11】（多选）如图，轻绳OA的一端A固定，用手拉住绳的另一端B初始时，OA与OB之间的夹角为α（）。现将灯笼向右上方缓慢拉起，并保持夹角α不变。在OA由图示位置（OA与竖直方向的夹角小于）被拉到水平的过程中（）A．OB上的张力逐渐增大B．OB上的张力先增大后减小C．AO上的张力逐渐增大D．AO上的张力先增大后减小【针对练习12】（多选）如图所示，粗糙斜面体C上有一个物块A通过轻绳跨过固定在斜面顶端的光滑定滑轮与质量为m的物块B相连，且均处于静止状态，现给物体B施加一个与轻绳夹角始终为的拉力F，让轻绳缓慢从竖直变成水平，此过程中物体A和斜面体C始终静止，则在此过程中，下列说法正确的是（）A．绳子中的拉力T一直变大B．拉力F的最大值为C．斜面体C受地面的摩擦力一直减小D．物块A受到的摩擦力可能先增大后减小一、单选题1．歼35舰载机在航母上降落，需利用阻拦系统使之迅速停下。如图，某次着舰时，飞机钩住阻拦索中间位置，两段绳索夹角为120°时阻拦索中张力为F，此刻飞机受阻拦索作用力的大小为（）A．F B．3F C．32F2．将一长方形木块锯开为相同的A、B两部分后，按图示方式叠放并静止在粗糙水平地面上，A、B接触面与竖直方向的夹角为θ，A、B间的动摩擦因数为μ。若A、B的质量均为m，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是（）A．B可能受到5个力作用B．A对B的摩擦力大小为μmgC．A对B的作用力大小为mgD．A对B有沿接触面向上大小为mgcos3．如图所示，一只半球形碗倒扣在水平桌面上，质量为m的蚂蚁能停在图中的A点，半径OA与水平线的夹角为θ，则蚂蚁所受摩擦力大小为（）A．mgcosθ B．mgsinθ C．4．如图，小球C置于内侧面光滑的半球形凹槽B内，B放在长木板A上，整个装置处于静止状态。在缓慢减小木板的倾角θ过程中，下列说法正确的是（）A．A受到的摩擦力逐渐减小 B．A受到的压力逐渐减小C．C对B的压力逐渐变大 D．C受到三个力的作用5．中国载人航天工程已阔步走过30年，作为佑护航天员平安返回的“生命之伞”，为我国载人航天任务作出了突出贡献。在某次神舟飞船竖直匀速返回地面过程中，假设返回舱重量为G1（不计它受到的空气阻力），降落伞重量为G2，有96根相同的拉线与返回舱相连，另一端均匀分布在伞的边缘，每根拉线和竖直方向都成30°角，则每根拉线上的张力大小为（）A．G148 C．G1+G6．如图所示，圆心为O、半径为R的四分之一圆形光滑轨道竖直固定在水平地面上，在O点正上方有一光滑的小滑轮，小滑轮到轨道最高点B的距离为h，轻绳的一端系一质量为m的小球，靠放在光滑圆形轨道上的A点，A点到小滑轮的距离为Lg，则（）A．小球静止在A点时，圆形轨道对小球的支持力大小FB．小球静止在A点时，绳对小球的拉力大小FC．缓慢地拉绳，使小球由A到B的过程中，FN大小不变，FT变小D．缓慢地拉绳，使小球由A到B的过程中，FN变小，FT先变小后变大7．如图所示，质量为m的小球套在竖直固定的光滑圆环上，在圆环的最高点有一个光滑小孔，一根轻绳的下端系着小球，上端穿过小孔用力拉住使小球从图示位置向上缓慢移动，关于绳对小球的拉力大小与圆环对小球的弹力大小的变化，下列表述正确的是（）A．拉力先变大后变小，圆环对小球的弹力大小不变B．拉力变大，圆环对小球的弹力变小C．拉力变小，圆环对小球的弹力大小不变D．拉力先变小后变大，圆环对小球的弹力变大8．如图，轻绳两端固定在一硬质轻杆上的A、B两点，在轻绳中点O系一重物，OB段绳子水平，OA段绳子倾斜。现将轻杆在竖直面内逆时针缓慢转动直到OA段绳子竖直，在此过程中，绳OA、OB的张力FA和FA．FA先减小后增大，FB一直减小 B．FAC．FA一直减小，FB一直减小 D．FA二、多选题9．如图所示，P为光滑定滑轮，O为光滑轻质动滑轮，轻绳跨过滑轮，左端与物体A相连，右端固定在杆Q上，重物B悬挂在动滑轮上。将A置于静止在粗糙水平面的斜面体上，轻绳AP段与斜面平行，系统处于静止状态。若将杆Q向右移动一小段距离，斜面体与物体A仍保持静止状态，待动滑轮静止后，下列说法正确的是（

）A．轻绳中拉力增大 B．物体A与斜面体之间的摩擦力一定增大C．斜面体与地面之间的弹力增大 D．斜面体与地面之间的摩擦力增大10．如图所示，L形木板置于水平地面上，压缩的轻质弹簧的一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的物块Q相连。若木板与Q均保持静止，则（）A．Q受到4个力的作用B．木板受到4个力的作用C．Q对木板的摩擦力水平向左D．地面对木板的摩擦力为零11．在一次学校的升旗仪式中，小明观察到拴在国旗上端和下端各有一根绳子，随着国旗的徐徐升起，上端的绳子与旗杆的夹角在变大，下端的绳子几乎是松弛的，如图所示。设风力水平，两绳重力忽略不计，由此可判断在国旗升起的过程中（）A．风力在逐渐增大B．上端的绳子的拉力先减小后增大C．上端的绳子的拉力在逐渐增大D．国旗受到的合力增大12．如图甲所示，挡板OM与挡板ON夹角为60°，∠MON的角平分线沿竖直方向，将一个重G=60N的铅球放在两挡板之间，现将整个装置以过O点的水平线为轴沿逆时针方向缓慢地转动，直到ON沿竖直方向位置如图乙所示，整个过程两挡板的夹角保持不变，忽略一切摩擦力，则（

A．挡板ON对小球的作用力逐渐减小B．挡板OM对小球的作用力先增大后减小C．转动前挡板OM对小球的作用力大小为60ND．图乙中挡板ON对小球的作用力大小为3013．如图所示，轻绳OA、轻杆OB的O端与质量为m的小球拴接在一起，轻杆的B端通过铰链连接在竖直墙面上，小球处于静止状态，且OA=OB，OB与竖直方向的夹角为60°，重力加速度为g，则（）A．轻绳OA受到的拉力大小为mgB．轻杆OB受到的弹力大小为3C．若将A点缓慢向下移动一小段距离，则轻绳OA受到的拉力将变大D．若将A点缓慢向下移动一小段距离，则轻绳OA受到的拉力将变小14．如图所示，倾角θ=30°m和m的小物块a、bb施加一个水平向右的力F，使其缓慢运动到绳与竖直方向成60°角的位置。整个过程中小物块a一直保持不动，不计绳与滑轮间的摩擦.在此过程中（）