高考物理力学知识点之相互作用难题汇编附答案解析

高考物理力学知识点之相互作用难题汇编附答案解析

一、选择题

1.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M,球对木板的

压力大小为9.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

不计摩擦，在此过程中

A.Ni始终减小，N?始终增大

B.Ni始终减小，N2始终减小

C.Ni先增大后减小，止始终减小

D.Ni先增大后减小，Nz先减小后增大

2.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

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（）

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，质量为〃?的小球用水平轻质弹簧系住，并用倾角。=37。的木板托住，小球

处于静止状态，弹簧处于压缩状态，则（）

A.小球受木板的摩擦力一定沿斜面向上

3

B.弹簧弹力不可能为一〃吆

4

C.小球可能受三个力作用

D.木板对小球的作用力有可能小于小球的重力mg

5.如图所示，一个重为5N的大祛码，用细线悬挂在。点，现在用力尸拉祛码，使悬线

偏离竖直方向30°时处于静止状态，此时所用拉力产的最小值为（）

B.5.0N

C.4.3ND.2.5N

6.如图所示，轻绳-■端系在小球A上，另一端系在圆环B上，B套在固定粗糙水平杆PQ

上.现用水平力F作用在A上，使A从图中实线位置（轻绳竖直）级慢上升到虚线位置，

但B仍保持在原来位置不动.则在这一过程中，杆对B的摩擦力F1、杆对B的支持力

F2、绳对B的拉力F3的变化情况分别是（）

A.F1逐渐增大,F2逐渐增大，F3逐渐增大

B.F1保持不变,F2逐渐增大，F逐渐减小

C.F1逐渐增大,F2保持不变，F3逐渐增大

D.F1逐渐减小,F2逐渐减小，F3保持不变

7.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

8.倾角为3（）。的固定斜面上有一质量w=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。己知物体静止在斜面上，弹簧秤的

示数为5N,重力加速度g=10m/s20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5J5N,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

9.如图所示，物块A放在木板上处于静止状态，现将木块8略向右移动一些使倾角。减

小，则下列结论正确的是（）

A.木板对4的作用力不变

B.木板对A的作用力减小

C.物块A与木板间的正压力减小

D.物块A所受的摩擦力不变

10.如图，光滑的四分之一圆弧轨道A、B固定在竖直平面内，A端与水平面相切，穿在

轨道上的小球在拉力F的作用下，缓慢地由A向B运动，F始终沿凯道的切线方向，轨道

对球的弹力为N。在运动过程中

A

A.F增大，N减小

B.F减小，N减小

C.F增大，N增大

D.F减小，N增大

11.把一个重为G的物体，用一个水平力片切代为恒量，，为时间）压在竖直的足够高的平

整的墙上，如下图所示，从/=0开始物体所受的摩擦力衣随/的变化关系是（）

16.木块4、8分别重50N和60N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25.夹在

4、3之间的轻弹簧被压缩了2cm,弹簧的劲度系数为400N/m.系统置于水平地面上静止

不动.现用尸=1N的水平拉力作用在木块8上，如图所示.则在力尸作用后（）

A.木块A所受摩擦力大G是12.5N

B.木块A所受摩擦力大小是11.5N

C.木块8所受摩擦力大小是9N

D.木块8所受摩擦力大小是7N

17.如图所示，一个质量为〃，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;mg

18.如图所示，用三根轻绳将质量为机的物块静止悬挂在空中。己知时和儿与竖直方向

的夹角分别为30°和60°,则ac绳和灰绳中的拉力分别为（）

B.与』

D.8富

19.如图所示，在水平天化板的A点处固定一根轻杆a,杆与天花板保持垂百.杆的下端有

一个轻滑轮。.另一根细线上端固定在该天花板的B点处，细线跨过滑轮0,下端系一个重

为G的物体，BO段细线与天花板的夹角。=3（）。.系统保持静止，不计一切摩擦.下列说法中

正确的是（）

丁

A.细线B0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GD.a杆对滑轮的作用力大小是G

20.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

21.一质量为m的物块怡好静止在倾角为9的斜面上.现对物块施加一个竖直向下的恒力

F,如图所示.则物块（）

A.沿斜面加速下滑B.仍处于静止状态

C.受到的摩擦力不变D.受到的合外力增大

22.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

特殊任务区，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（）

O

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

23.如图所示，不计重力的轻杆。产能以O点为圆心在竖直平面内自由转动，P端用轻绳

挂一重物，另用一根轻绳通过滑轮系住P端。在力尸的作用下，当杆OP和竖直方向的

夹角a（0<a<7r）缓慢增大时，力厂的大小应（）

A.恒定不变

B.逐渐增大

C.逐渐减小

D.先增大后减小

24.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

25.互成角度的两个共点力，其中一个力保持恒定，另一个力从零开始逐渐增大，且方向

保持不变。则这两个共点力的合力

A.一定逐渐增大B.一定逐渐减小C.可能先增大后减小D.可能先减小后增大

【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】

试题分析：对小球进行受力分析如图所示,

N2

N1

设：板与竖直方向夹角为。，则：N,二*,2=」啊,随着板顺时针方向转动，9

■sin6>tan。

越来越大，因此N2越来越小，同样N1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

2.C

解析：C

【解析】

【分析】

【详解】

Tsin0=F

TcosG+mg=F-

解得：

当风力增大时，绳子的拉力T也增大，故A错误；

BCD.再对气球和木块整体受力分析，平衡时，受总重力、地面支持力、浮力、风的推力

和地面对物块的摩擦力，根据共点力平衡条件，有：

N+辱=(M+ni)g

f=F

当风力增大时，地面支持力不变，与风力无关，木块不可能脱离水平面；木块滑动前受到

地面施加的摩擦力与风力平衡，故其随风力的增大而逐渐增大，但滑动后受滑动摩擦力，

而支持力不变，故滑动摩擦力不变，故摩擦力先增加后不变，故c正确，BD错误.

故选C。

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.C

解析：C

【解析】

【分析】

滑块可能受重力、支持力、弹力三个力处于平衡，根据共点力平衡判断，根据平行四边形

定则可知，小球重力和弹力的合力肯定大于重力.

【详解】

A、C项：小球处于静止状态，受力平衡，对小球受力分析，如图所示：

当重力、弹簧弹力以及木板的支持力的合力为零时，小球不受摩擦力，即小球可以受到3

个力作用，故A错误，C正确；

B项：若小球不受摩擦力，根据平衡条件得：tan37o=2W,解得：F=-mg,故B错

F4

误；

D项：无论小球受不受到摩擦力作用，由平衡条件可知，木板对小球的作用力与重力和弹

力的合力等大，反向，即木板对小球的作用力为J(〃Zg)2+尸2,一定大于重力，故D错

误.

【点睛】

解决本题的关键能够止确地受力分析，运用共点力平衡进行求解，注意弹簧的弹力方向是

水平向左的，难度适中.

5.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:

3

根据平衡条件得F的最小值为心=Gv加30o=5x0.5N=2.5N,故选项D正确，ABC错误.

6.C

解析：C

【解析】

【详解】

设A的质量为〃7,4的质量为M，对A受力分析，由平衡条件可得：F3cosa=mg,

F=mgtana,随。逐渐增大，则有后逐渐增大，尸噌大；再对两者的整体分析，由平

衡条件可得：R=F,E=〃?g+Mg,则有巴逐渐增大，F?不变，故选项C正确，

A、B、D错误.

7.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Ao

【点睛】

本题考查了静摩擦力大小、产生条件和弹力。

8.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

Gv=mgsin3O0=5N

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

N=mgcos30°=5\/3N

方向垂直于斜面向上，故CD错误。

故选Ao

9.A

解析：A

【解析】

【详解】

物块A放在木板上处于静止状态，将木块8略向右移动一些使倾角？减小，A仍保持静

止，所以木板对A的作用力仍与A的重力等大反向，故A正确，B错误：物块A与木板

间的正压力N=，〃gcosa,〃减小，所以正压力增大，故C错误；物块A所受的摩擦力

f=mgsina,a减小，所以摩擦力减小，故D错误.

10.A

解析：A

【解析】

B

对球受力分析，受重力、支持力和拉力，如图，根据共点力平衡条件，有

+G

N=mgcos9F=mgsin0

其中。为支持力N与竖直方向的夹角；当物体向上移动时，0变大，故N变小，F变大;

故A正确，BCD错误.故选A.

注：此题答案应该是A.

11.B

解析：B

【解析】

【分析】

【详解】

由于物体所受的水平推力为F=k,由二力平衡得，墙与物体间的压力国=k。当下比

较小时，物体受的摩擦力R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

F=pikt

当摩擦力r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源

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Bo

12.A

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Ao

13.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

Fsin30°=

解得细线对B球的拉力

F=2mBG=2N

对A球，受力分析如图所示，在水平方向

Fcos300=Nsin300

/AI

在竖直方向

NACOS300=tnAg+Fsin300

联立可解得：，%=0.2依，故选项B正确，选项ACD错误。

故选B。

14.D

解析：D

【解析】

【分析】

【详解】

AB.对斜面体A受力分析，如图所示

水平面对斜面体有向右的摩擦力，AB错误；

CD.把斜面体A和小球B看成一个系统，它们受力分析，如图所示

由图分析和牛顿第三定律，可得

N'＜（M+〃?）&

C错误，D正确。

故选D。

15.A

解析：A

【解析】

【分析】

【详解】

先对4块木板整体受力分析，受重力4"优和两侧墙壁对木块向上的静摩擦力”，根据平衡

条件，有：2尸4〃姓解得：户2〃吆，即墙壁对木板的静摩擦力为2/咫；再对木板3、4整体

分析，受重力2〃吆，墙壁对其向上的静摩擦力，大小为白2〃@设2对3、4的静摩擦力为

f,向上，根据平衡条件，有：ff=2〃®故r=2〃吆户0.故A正确,BCD错误.

16.C

解析：C

【解析】

【分析】

【详解】

用力拉尸之前，以A研究对■象进行受力分析有

fA=kx=0.02x400N=8N<仅%g=12.5N

施加水平拉力之后，假设物体B依然静止，以B为研究对象进行受力分析有，木块B所受

摩擦力大小

fH=F+k.x=m+0.02x400N=9N<田仇=15N

故物体B依然静止，所受摩擦力大小是9N.故C正确，D错误；

弹簧保持原状态，即物体4所受摩擦力不变，大小依然是8N,故AB错误.

17.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;〃吆），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D正确。

故选Do

18.B

解析：B

【解析】

【详解】

对结点C受力分析、受到三根绳子拉力，将弓和外合成为尸，如图所示

根据平衡条件有:

F=F<=mg

根据三角函数关系得:

石

FQ=F•cos30-mg

2

Fb=F'cos60=—mg

B正确，ACD错误。

故选Bo

19.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；

BD.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。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.

20.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，重心乂上升，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；

21.B

解析：B

【解析】

试题分析：质量为m的物块恰好静止在倾角为8的斜面上，对其受力分析，可求出动摩擦

因数，加力F后，根据共点力平衡条件，可以得到压力与最大静摩擦力同时变大，物体依

然平衡.

解：由于质量为m的物块恰好静止在倾角为0的斜面上，说明斜面对物块的摩擦力等于最

大静摩擦力，

对物体受力分析，如图

根据共点力平衡条件，有

f=mgsin0

N=mgcos0

f=pN

解得p=tanO

对物块施加一个竖直向下的恒力F,再次对物体受力分析，如图

根据共点力平衡条件，有

与斜面垂直方向依然平衡:N=(mg+F)cos0

因而最大静摩擦力为：f叫N=U(mg+F)cos0=(mg+F)sin0,

故在斜面平行方向的合力为零，故合力仍然为零，物块仍处于静止状态，A正确，B、D错

误，摩