2025年高考物理专项复习：相互作用（解析版）

考情概览：解读近年命题思路和内容要求，统计真题考查情况。

2024年真题研析：分析命题特点，探寻常考要点，真题分类精讲。

近年真题精选：分类精选近年真题，把握命题趋势。

必备知识速记：归纳串联解题必备知识，总结易错易混点。

名校模拟探源：精选适量名校模拟题，发掘高考命题之源。

考情概览

相互作用命题解读考向考查统计

2024•辽宁卷,3

考向一一对平衡力与一对相互作用力的2023•浙江6月，2

对比及重心的考查2022•浙江1月，4

2021•广东卷，3

2024•浙江1月，21

2023•全国乙卷，9

考向二胡克定律与力的合成

2022•湖南卷，11

2021•广东卷，11

本类试题主要考查三种力，力的运算以2024•新课标卷，11

及各种静态平衡问题。要求能用共点力2023•浙江1月，2

的平衡条件分析生产生活中的问题。要考向三三力作用下的静态平衡问题2023•浙江6月，6

求体会等效替代思想，体会物理学知识2023•河北卷，3

的实际应用价值。2022•广东卷,1

2024•河北卷，5

2023•江苏卷,7

考向四三力以上作用下的静态平衡问题

2022•浙江6月,10

2022•湖南卷，5

2024•浙江1月，6

2024•湖北卷，6

考向五连接体静态平衡问题

2023•湖北卷,11

2022•浙江1月，7

动态平衡命题解读考向考查统计

本类试题主要考查各种动态平衡问题、2021•辽宁卷，11

考向六三力作用下的动态平衡问题

临界问题。要求能用共点力的平衡条件2019•全国卷I,19

分析生产生活中的问题。要求体会等效考向七三力以上作用下的动态平衡问题2022•浙江1月，5

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替代思想，体会物理学知识的实际应用2023•海南卷,3

考向八连接体动态平衡问题

价值。2021•湖南卷，5

2024•山东卷，2

考向九平衡中的临界问题2021•湖南卷，8

2020•山东卷，8

2024^MMWW

命题分析

2024年高考各卷区物理试题均考查了三种力，力的运算以及各种静态平衡问题，动态平衡问题、临界

问题考查较少。预测2025年高考依然重点考查静态平衡问题。

试题精讲

考向一一对平衡力与一对相互作用力的对比及重心的考查

1.（2024年辽宁卷第3题）利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”，如图，在研磨过程中，砚

台始终静止在水平桌面上。当墨条的速度方向水平向左时，（）

桌

A.砚台对墨条的摩擦力方向水平向左

B.桌面对砚台的摩擦力方向水平向左

C.桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力

D.桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力

【答案】C

【解析】A.当墨条速度方向水平向左时，墨条相对于砚台向左运动，故砚台对墨条的摩擦力方向水平向右，

故A错误；

B.根据牛顿第三定律，墨条对砚台的摩擦力方向水平向左，由于砚台处于静止状态，故桌面对砚台的摩擦

力方向水平向右，故B错误；

C.由于砚台处于静止状态，水平方向桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力，故C正确；

D.桌面对砚台的支持力大小等于砚台的重力加上墨条对其的压力，故桌面对砚台的支持力大于墨条对砚台

的压力，故D错误。

故选C。

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考向二胡克定律与力的合成

2.（2024年1月浙江卷第21题第（1）问）如图1所示，扫描隧道显微镜减振装置由绝缘减振平台和磁阻

尼减振器组成。平台通过三根关于O'O"轴对称分布的相同轻杆悬挂在轻质弹簧的下端。，弹簧上端固定悬

挂在。'点，三个相同的关于O'O"轴对称放置的减振器位于平台下方。如图2所示，每个减振器由通过绝

缘轻杆固定在平台下表面的线圈和固定在桌面上能产生辐向磁场的铁磁体组成，辐向磁场分布关于线圈中

心竖直轴对称，线圈所在处磁感应强度大小均为人处于静止状态的平台受到外界微小扰动，线圈在磁场中

做竖直方向的阻尼运动，其位移随时间变化的图像如图3所示。已知/=0时速度为%,方向向下，：、弓时

刻的振幅分别为A,4。平台和三个线圈的总质量为优，弹簧的劲度系数为上每个线圈半径为八电阻为

1,

R。当弹簧形变量为Ax时，其弹性势能为一左Ax?。不计空气阻力，求

2

（1）平台静止时弹簧的伸长量Ax；

【答案】（1）—

k

【解析】（1）平台静止时，穿过三个线圈的的磁通量不变，线圈中不产生感应电流，线圈不受到安培力作

用，O点受力平衡，因此由胡克定律可知此时弹簧的伸长量

Amg

k

考向三三力作用下的静态平衡问题

3.（2024年新课标卷第T1题第（1）问）将重物从高层楼房的窗外运到地面时，为安全起见，要求下降过

程中重物与楼墙保持一定的距离。如图，一种简单的操作方法是一人在高处控制一端系在重物上的绳子尸,

另一人在地面控制另一根一端系在重物上的绳子Q,二人配合可使重物缓慢竖直下降。若重物的质量

忆=42kg,重力加速度大小g=lOm/sz,当尸绳与竖直方向的夹角。=37°时，。绳与竖直方向的夹角

尸=53。,（sin37。=0.6）

（1）求此时P、。绳中拉力的大小；

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a

Q\

【答案】（1）1200N,900N

【解析】（1）重物下降的过程中受力平衡，设此时尸、。绳中拉力的大小分别为北和72,竖直方向

（cosa=mg+T?cos/3

水平方向

:sina=nsin0

联立代入数值得

7；=1200N,7；=900N

考向四三力以上作用下的静态平衡问题

4.（2024年河北卷第5题）如图，弹簧测力计下端挂有一质量为0.20kg的光滑均匀球体，球体静止于带

有固定挡板的斜面上，斜面倾角为30°,挡板与斜面夹角为60°.若弹簧测力计位于竖直方向，读数为

L0N,g取lOm/sz,挡板对球体支持力的大小为（）

A.JNB.1.0NC・乎ND.2.0N

3

【答案】A

【解析】对小球受力分析如图所示

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RF

由几何关系易得力尸与力盘与竖直方向的夹角均为30°,因此由正交分解方程可得

FNsin30°=Fsin30°,FNcos30°+Fcos30°+T=mg

解得

歹=心w

故选Ao

考向五连接体静态平衡问题

5.（2024年1月浙江卷第6题）如图所示，在同一竖直平面内，小球A、B上系有不可伸长的细线a、b、

c和4,其中a的上端悬挂于竖直固定的支架上，d跨过左侧定滑轮、c跨过右侧定滑轮分别与相同配重P、

Q相连，调节左、右两侧定滑轮高度达到平衡。已知小球A、B和配重P、Q质量均为50g,细线c、d平

行且与水平成6=30°（不计摩擦），则细线a、b的拉力分别为（）

0.5NC.IN,1ND.IN,0.5N

【答案】D

【解析】由题意可知细线c对A的拉力和细线d对B的拉力大小相等、方向相反，对A、B整体分析可知

细线a的拉力大小为

Ta=(mA+^B)g=1N

设细线。与水平方向夹角为a,对A、B分析分别有

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4sina+(sin6)=mAg

Tbcosa=Tdcos0

解得

7；=0.5N

故选D。

6.（2024年湖北卷第6题）如图所示，两拖船P、。拉着无动力货船S一起在静水中沿图中虚线方向匀速

前进，两根水平缆绳与虚线的夹角均保持为30。。假设水对三艘船在水平方向的作用力大小均为力方向与

船的运动方向相反，则每艘拖船发动机提供的动力大小为（）

C.2fD.3/

【答案】B

2Tcos300=f

所以有

对P受力分析如图

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则有

（Tsin300）2+（/+Tcos30j2=F2

解得

=^L

F3

故选Bo

考向六、七、八2024年未考查

考向九平衡中的临界问题

7.（2024年山东卷第2题）如图所示，国产人形机器人“天工”能平稳通过斜坡。若它可以在倾角不大于

30。的斜坡上稳定地站立和行走，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则它的脚和斜面间的动摩擦因数不能小

C&

B6

232

【答案】B

【解析】根据题意可知机器人“天工”它可以在倾角不大于30。的斜坡上稳定地站立和行走，对“天工”分

析有

mgsin30°<jumgcos30°

可得

〃>tan30°=—

3

故选B。

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近年真题精选

考向一一对平衡力与一对相互作用力的对比及重心的考查

1.（2023年6月浙江卷第2题）在足球运动中，足球入网如图所示，则（）

A.踢香蕉球时足球可视为质点

B.足球在飞行和触网时惯性不变

C.足球在飞行时受到脚的作用力和重力

D.触网时足球对网的力大于网对足球的力

【答案】B

解析：香蕉球要考虑足球的转动，此时足球不可以视为质点，A错；质量是惯性的唯一量度，质量不变，惯

性不变，B对；足球在飞行时，已经脱离脚，所以不受脚的作用力，C错；足球对网的力与网对足球的力是

一对相互作用力，大小相等，D错。

2.（2022年浙江1月卷第4题）如图所示，公园里有一仿制我国古代欹器的U形水桶，桶可绕水平轴转动，

水管口持续有水流出，过一段时间桶会翻转一次，决定桶能否翻转的主要因素是（）

A.水桶自身重力的大小

B.水管每秒出水量的大小

C.水流对桶撞击力的大小

D.水桶与水整体的重心高低

【答案】D

【解析】水管口持续有水流出而过一段时间桶会翻转一次，说明主要原因是装的水到一定量之后，导致水

桶与水整体的重心往上移动，竖直向下的重力作用线偏离中心转轴，导致水桶不能稳定平衡，发生翻转，

故选D。

3.（2021年广东卷第3题）唐代《耒耙经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力，设牛用大小

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相等的拉力P通过耕索分别拉两种犁，尸与竖直方向的夹角分别为a和夕，a</3,如图所示，忽略耕索

质量，耕地过程中，下列说法正确的是（）

牛的拉力尸牛的拉力。

X--耕索

曲辕犁直辕犁

A.耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大

B.耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大

C.曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力

D.直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力

【答案】B

【解析】A.将拉力尸正交分解如下图所示

则在x方向可得出

瓦曲=Fsina

片直=FsinyS

在y方向可得出

4曲=Fcosct

3直=Fcos/3

由题知a<£则

sina<sinyff

cos。>cos£

则可得到

E曲VFr宜

a曲>尸、直

A错误、B正确；

CD.耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对相互作用力，它们大小相等，方向相反，无论是加速还是匀

速，则CD错误。

故选Bo

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考向二胡克定律与力的合成

4.（2023年全国乙卷第9题）在“验证力的平行四边形定则”的实验中使用的器材有：木板、白纸、两个

标准弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、刻度尺、铅笔、细线和图钉若干。完成下列实验步骤：

①用图钉将白纸固定在水平木板上。

②将橡皮条的一端固定在木板上，另一端系在轻质小圆环上。将两细线也系在小圆环上，它们的另一端均

挂上测力计。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计，小圆环停止时由两个测

力计的示数得到两拉力K和工的大小，并o（多选，填正确答案标号）

A.用刻度尺量出橡皮条的长度

B.用刻度尺量出两细线的长度

C.用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置

D.用铅笔在白纸上标记出两细线的方向

③撤掉一个测力计，用另一个测力计把小圆环拉到,由测力计的示数得到拉力产的大小，沿细线

标记此时产的方向。

④选择合适标度，由步骤②结果在白纸上根据力的平行四边形定则作《和心的合成图，得出合力尸的

大小和方向；按同一标度在白纸上画出力产的图示。

⑤比较F,和F的,从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。

【答案】①.CD②.相同位置③.大小和方向

【解析】②⑴将橡皮条的一端固定在木板上，另一端系在轻质小圆环上。将两细线也系在小圆环上，它们

的另一端均挂上测力计。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计，小圆环停止

时由两个测力计的示数得到两拉力耳和心的大小，还需要用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置以及用铅笔

在白纸上标记出两细线的方向。

故选CD»

③⑵撤掉一个测力计，用另一个测力计把小圆环拉到相同位置，由测力计的示数得到拉力厂的大小，沿细

线标记此时产的方向；

⑤⑶比较F和产的大小和方向，从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。

5.（2022年湖南卷第11题）小圆同学用橡皮筋、同种一元硬币、刻度尺、塑料袋、支架等，设计了如图

（a）所示的实验装置，测量冰墩墩玩具的质量。主要实验步骤如下：

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橡刻

支冰

架皮度

筋尺墩

19墩

2d|二兀硬币

塑料冷4

，/)//〃////〃〃〃/〃〃//^B^l^B^l^B^]////

图(a)

（1）查找资料，得知每枚硬币的质量为6.05g；

（2）将硬币以5枚为一组逐次加入塑料袋，测量每次稳定后橡皮筋的长度/,记录数据如下表:

序号12345

硬币数量〃/枚510152025

长度1/cm10.5112.0213.54150516.56

（3）根据表中数据在图（b）上描点,绘制图线;

17

16

15

14

13

12

11

10图（C）

图(b)

（4）取出全部硬币，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，稳定后橡皮筋长度的示数如图（c）所示，此时橡皮筋

的长度为cm；

（5）由上述数据计算得冰墩墩玩具的质量为g（计算结果保留3位有效数字）。

【答案】①.见解析②.15.35③.127

【解析】（3）⑴根据表格标点连线如图

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A//cm

51015202530〃/枚

（4）⑵由图可知刻度尺的分度值为1mm,故读数/=15.35cm；

（5）[3]设橡皮筋的劲度系数为左，原长为次，则

r\mg二女（石一玉））

n2mg=左（％2一玉））

则橡皮筋的劲度系数为左

x2一再

从作的l-n图线读取数据则可得

（n^-n^mg10nx-r\x

k=----!__—=一mg,/=21-----2=9.05cm

x2-xr3%.4

设冰墩墩的质量为阳，则有

可得

网=yx6.05x（15.35-9.05）g®127g

6.（2021年广东卷第11题）某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数，缓冲装置如图所示，固定在

斜面上的透明有机玻璃管与水平面夹角为30。，弹簧固定在有机玻璃管底端。实验过程如下：先沿管轴线方

向固定一毫米刻度尺，再将单个质量为200g的钢球（直径略小于玻璃管内径）逐个从管口滑进，每滑进一

个钢球，待弹簧静止，记录管内钢球的个数〃和弹簧上端对应的刻度尺示数％,数据如表所示。实验过程

中弹簧始终处于弹性限度内。采用逐差法计算弹簧压缩量，进而计算其劲度系数。

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刻度尺

压缩量的平均值AL=乂土乂=cm；

3

（2）上述互是管中增加个钢球时产生的弹簧平均压缩量；

（3）忽略摩擦，重力加速度g取9.80m/s2,该弹簧的劲度系数为N/m。（结果保留3位有效数字）

【答案】①.6.04②.6.05③.3④.48.6

【解析】（1）口］根据压缩量的变化量为

AL^=L6-L3=（18.09-12.05）cm=6.04cm

⑵压缩量的平均值为

-yAZ^|+AZ>2+ALo6.03+6.08+6.04

AL=——-----------------=------------------------cma6r.05cm

33

（2）［3］因三个AL是相差3个钢球的压缩量之差，则所求平均值为管中增加3个钢球时产生的弹簧平均压

缩量；

（3）［4］根据钢球的平衡条件有

3mgsin。=左•AL

解得

73mgsin33x0.2x9.8xsin30°.,,.

k=-=-=------------------；-------NXT/mx48.6NT/m

AL6.05xIO-2

考向三三力作用下的静态平衡问题

7.（2023年1月浙江卷第2题）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，轻绳的拉力为耳，墙壁对足球的支持力为外，贝A）

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/\.FT<FNB.FT-FNC.FT>GD.FT-G

【答案】C

解析：对足球受力分析，如图所示，轻绳的拉力与墙壁支持力的合力与重力大小相等、方向相反，由图可

知轻绳的拉力大于支持力，也大于重力，C正确，ABD错误。

8.（2023年6月浙江卷第6题）如图所示，水平面上固定两排平行的半圆柱体，重为G的光滑圆柱体静置

其上，a、为相切点，ZaOb=90°,半径。b与重力的夹角为37。。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,

则圆柱体受到的支持力工、耳大小为（）

A.工=0.6G,居=0.4GB.工=0.4G,耳,=0.6G

C.F°=0.8G,Fh=0.6GD.工=0.6G,Fb=0.8G

【答案】D

解析：以圆柱体为研究对象，受力分析如图所示，两侧半圆柱体对圆柱体的支持力的合力与重力等大反向,

结合几何关系可知B=Gsin37。=0.66瑞=Gcos370=0.8G,D对。

G

9.（2023年河北卷第3题）如图，轻质细杆AB上穿有一个质量为用的小球C,将杆水平置于相互垂直的

固定光滑斜面上，系统恰好处于平衡状态。已知左侧斜面与水平面成30°角，则左侧斜面对杆AB支持力的

大小为（）

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A.m8B.——mj?C.——meD.—mg

232

【答案】B

【解析】对轻杆和小球组成的系统进行受力分析，如图

设左侧斜面对杆AB支持力的大小为心,由平衡条件有

NA=mgcos30°

得

鼠=~mg

故选B。

10.（2022年广东卷第1题）图是可用来制作豆腐石磨。木柄A3静止时，连接A3的轻绳处于绷紧状态。

。点是三根轻绳的结点，F、6和B分别表示三根绳的拉力大小，耳=工且NAOfi=60°。下列关系式正

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A.F=RB.F=24c.F=3FiD.F=43Fi

【答案】D

【解析】以。点为研究对象，受力分析如图

F

O

嗽2

由几何关系可知

6=30°

由平衡条件可得

片sin30°=凡sin30°

Fxcos300+F2COS30°=F

联立可得

故D正确，ABC错误。

故选D。

考向四三力以上作用下的静态平衡问题

11.（2023年江苏卷第7题）如图所示，“嫦娥五号”探测器静止在月球平坦表面处。已知探测器质量为m,

四条腿与竖直方向的夹角均为仇月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的,。每条腿对月球表面

6

压力的大小为（）

mg、mSmgmg

丁D.--------------------C.D.

4cose6cos。-24

【答案】D

【解析】对“嫦娥五号”探测器受力分析有

方卜二mg月

则对一条腿有

1m2

综1=7眼月=五

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根据牛顿第三定律可知每条腿对月球表面的压力为整。

24

故选D

12.（2022年浙江6月卷第10题）如图所示，一轻质晒衣架静置于水平地面上，水平横杆与四根相同的斜

杆垂直，两斜杆夹角夕=60°°。一重为G的物体悬挂在横杆中点，则每根斜杆受到地面的（）

B.作用力为走G

6

C.摩擦力为YIGD.摩擦力为

48

【答案】B

【解析】设斜杆的弹力大小为以水平横杆和重物为整体，竖直方向根据受力平衡可得

4Fcos30°=G

解得

F=——G

6

以其中一斜杆为研究对象，其受力如图所示

AN

可知每根斜杆受到地面的作用力应与F平衡，即大小为G，每根斜杆受到地面的摩擦力为

~6

/=Fsin30°=—G

12

B正确，ACD错误；

故选B。

13.（2022年湖南卷第5题）2022年北京冬奥会跳台滑雪空中技巧比赛场地边，有一根系有飘带的风力指

示杆，教练员根据飘带的形态提示运动员现场风力的情况。若飘带可视为粗细一致的匀质长绳，其所处范

围内风速水平向右、大小恒定且不随高度改变。当飘带稳定时，飘带实际形态最接近的是（）

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A.B.C.D.

【答案】A

【解析】设风速度为V,取飘带上任意长度为x(x趋近于0)的质量为加，飘带宽度为d，则该部分飘带

的重力和所受风力分别为

G=mg,p=kxdv2sin0

则重力与风力的的合力与竖直方向的夹角为

八Fkdxv2sin0

tan，=——=----------

Gmg

整理可得

1_kv2dL

cos0mg

任意长度为x的飘带重力相等，所受风力的大小相等，贝hose恒定，则飘带为一条倾斜的直线，故A正确，

BCD错误。

故选Ao

考向五连接体静态平衡问题

14.(2023年湖北卷第11题)某同学利用测质量的小型家用电子秤，设计了测量木块和木板间动摩擦因数

〃的实验。

如图(a)所示，木板和木块A放在水平桌面上，电子秤放在水平地面上，木块A和放在电子秤上的重物B

通过跨过定滑轮的轻绳相连。调节滑轮，使其与木块A间的轻绳水平，与重物B间的轻绳竖直。在木块A

上放置〃(71=0,1,2,3,4,5)个祛码(电子秤称得每个祛码的质量，叫)为20.0g),向左拉动木板的同时，记

录电子秤的对应示数小。

m/g

60；

50

祛码40

图(a)图(b)

(1)实验中，拉动木板时(填“必须”或“不必”)保持匀速。

(2)用和叫3分别表示木块A和重物B的质量，贝!和以、〃％、外、〃、”所满足的关系式为加=

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（3）根据测量数据在坐标纸上绘制出〃，-〃图像，如图（b）所示，可得木块A和木板间的动摩擦因数〃=

（保留2位有效数字）。

【答案】①.不必②.（叫+八/）③.040

【解析】（1）口］木块与木板间的滑动摩擦力与两者之间的相对速度无关，则实验拉动木板时不必保持匀速;

（2）［2］对木块、祛码以及重物B分析可知

〃（山A+n恤）g+mg=m^g

解得

（3）［3］根据

m=mQ-//（/nA+rm%）

结合图像可知

则

//=0.40

15.（2022年浙江1月卷第7题）如图所示，水平放置的电子秤上有一磁性玩具，玩具由哑铃状物件尸和

左端有玻璃挡板的凹形底座Q构成，其重量分别为Gp和GQ。用手使尸的左端与玻璃挡板靠近时，感受到

产对手有靠向玻璃挡板的力，尸与挡板接触后放开手，尸处于“磁悬浮”状态（即尸和。的其余部分均不接

触），尸与。间的磁力大小为凡下列说法正确的是（）

A.Q对尸的磁力大小等于Gp

B.P对。的磁力方向竖直向下

C.。对电子秤的压力大小等于GQ+尸

D.电子秤对Q的支持力大小等于Gp+GQ

【答案】D

【解析】AB.由题意可知，因手使尸的左端与玻璃挡板靠近时，感受到尸对手有靠向玻璃挡板的力，即。

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对P有水平向左的磁力；尸与挡板接触后放开手，P处于“磁悬浮”状态，则说明。对P有竖直向上的磁力,

则。对P的磁力方向斜向左上方向，其磁力/大小大于Gp,选项AB错误；

CD.对尸。整体受力分析，竖直方向电子秤对。的支持力大小等于GP+GQ,即。对电子秤的压力大小

等于GP+GQ,选项C错误，D正确。

故选D。

考向六三力作用下的动态平衡问题

16.（2021年辽宁卷第11题）某同学阅读教材中的“科学漫步”栏目，对“流体的阻力J）跟物体相对于

流体的速度（v）有关”这一说法产生了兴趣，通过查阅资料得知：对于球形物体，二者间存在定量关系户加，

上为比例系数。该同学为探究这一关系利用如图（a）所示装置测量鼠具体操作如下：在柱状玻璃容器中注

入某透明液体，将小球在液面处由静止释放，当小球运动到。刻度线处开始计时，每下落10cm记录一次时

间，得到多组下落高度力与时间/的数据，作出图像如图（b）中实线所示。

0=_

_三

_

1=

0=

=

_

2-

0=

=

=

3=

0=

_三

_

4=

0=

=

_

5_

0=

=三

6=

0=

=

7

0-=

_=

8_

0=

_

=

9=

0=

三

==

（1）由h-t图像可知，从计时开始小球近似做运动。

（2）已知液体密度0=8.Oxl（）2kg/m3,小球体积丫=5.0义10"。1113、质量机=4.0x1。爪8，结合图像可得

k=kg/s（浮力不能忽略，取重力加速度g=9.8m/s2）。

（3）若再用一个体积相同、密度较大的球，重复上述实验，所得图像也是一条直线，则该直线可能是

图（6）中的___________虚线。

【答案】①.匀速直线②.5.292x1（）7③.①

【解析】（1）[1]根据人-/图象可知，下落距离随时间均匀变化，所以小球近似做匀速直线运动

（2）⑵根据人-/图象可知小球下落的速度为

40xl0-2m1,

v=----------二—m/s

6s15

小球下落过程中受到竖直向下的重力，竖直向上的浮力和阻力，小球做匀速直线运动，受力平衡

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mg=kv+pgV

式中PgV表示液体对小球的浮力，代入数据可得比例系数

k=gV=4.0x10-6x9.8-8.0X10?x9.8x5.OxlO』=5.292xl（Tkg/s

vJ_J

15

（3）⑶若选择一个密度更大，体积相同的小球，浮力夕gV不变，根据/=夕丫可知小球的质量增大，根据

平衡方程斗？=仙+夕gV可知小球的速度增大，所以在相同的时间内小球下落的高度增大，所以该直线可

能是图象中的①虚线。

17.（2019•全国卷I,19）（多选）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

答案BD

解析选N为研究对象，受力情况如图甲所示，用水平拉力F缓慢拉动N的过程中，水平拉力/逐渐增大，

细绳的拉力Er逐渐增大，选项A错误，B正确；对M受力分析，如图乙所示，受重力Gw、支持力外、绳

的拉力Pr以及斜面对它的摩擦力6。若开始时斜面对M的摩擦力仔沿斜面向上，则Fr+6=GA/sin仇FT

逐渐增大，6逐渐减小，当"减小到零后，再反向增大。若开始时斜面对M的摩擦力6沿斜面向下，此时，

FT=GMsin9+Ff,当Fr逐渐增大时，6逐渐增大，C错误，D正确。

考向七三力以上作用下的动态平衡问题

18.（2022年浙江1月卷第5题）如图所示，学校门口水平地面上有一质量为机的石墩，石墩与水平地面

间的动摩擦因数为〃，工作人员用轻绳按图示方式匀速移动石墩时，两平行轻绳与水平面间的夹角均为。，

则下列说法正确的是（）

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A.轻绳的合拉力大小为幺整

cos6;

ums

B.轻绳的合拉力大小为一:*.”

cos，+〃sin，

C.减小夹角8,轻绳的合拉力一定减小

D.轻绳的合拉力最小时，地面对石墩的摩擦力也最小

【答案】B

【解析】AB.对石墩受力分析，由平衡条件可知

TcosO=f

f="N

Tcos0+N=mg

联立解得

cos。〃sine

故A错误，B正确；

C.拉力的大小为

T=Rmg=Rmg

cose+〃sin0Jl+〃2sin（e+cp）

其中tane=A，可知当6+0=90。时，拉力有最小值，即减小夹角夕，轻绳的合拉力不一定减小，故C错

误；

D.摩擦力大小为

f=Tcose=〃〃'gcose=刖g

cos6+〃sin61+〃tan6

可知增大夹角e,摩擦力一直减小，当e趋近于90。时，摩擦力最小，故轻绳的合拉力最小时，地面对石墩

的摩擦力不是最小，故D错误；

故选B。

考向八连接体动态平衡问题

19.（2023年海南卷第3题）如图所示，工人利用滑轮组将重物缓慢提起，下列说法正确的是（）

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A.工人受到的重力和支持力是一对平衡力

B.工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力

C.重物缓慢拉起过程，绳子拉力变小

D.重物缓慢拉起过程，绳子拉力不变

【答案】B

【解析】AB.对人受力分析有

FN+FT=mg

其中工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力，A错误、B正确;

CD.对滑轮做受力分析有

2cosc

则随着重物缓慢拉起过程，6逐渐增大，则Fr逐渐增大，CD错误。

故选B。

20.（2021年湖南卷第5题）质量为AZ的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，A为

半圆的最低点，B为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为加的小滑块。用推力产

推动小滑块由A点向3点缓慢移动，力户的方向始终沿圆弧的切线方向，在此过程中所有摩擦均可忽略，

下列说法正确的是（）

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A.推力尸先增大后减小

B.凹槽对滑块的支持力先减小后增大

C.墙面对凹槽的压力先增大后减小

D.水平地面对凹槽的支持力先减小后增大

【答案】C

【解析】AB.对滑块受力分析，由平衡条件有

F=mgsin0

N=mgcos0

滑块从A缓慢移动2