相互作用（解析版）-2025年高考物理二轮复习

专题3相互作用

考点愿型归纳

一、重力与弹力....................................2

二、摩榛力与滑动摩榛力............................5

三、力的合成......................................8

四、力的分解.....................................11

五、共力点平衡问题...............................14

1

专题一重力与弹力

1.（2022•浙江•高考真题）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

【详解】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。

2.（2024•广东深圳・二模）常见的绳索,在一定限度内，其拉力尸与伸长量x成正比，即尸=依。

当绳索受到拉力而未断时，其单位面积承受的最大拉力，称为绳索的极限强度（图仅与材

质有关）。在绳索粗细与长度相同的情况下，左尼龙绳：左蜘蛛丝：展纤维=1：3：77,

626262

7；M=620xl0N/m,=1000xl0N/m,Tmm=3430xl0N/m,对于原长和粗细

相同的三种绳索（）

A.碳纤维绳承拉能力最强

B.受到相同拉力时，最长的是蜘蛛丝

C.若绳索能承受的最大拉力相同，则横截面面积之比为苦缎=”

»炭纤维02

D.承受相同拉力时，它们的伸长量之比x尼龙绳：x蜘蛛丝：％炭纤维=77:3:1

2

【答案】AC

【详解】A.由题意可知碳纤维的极限强度最大，即单位面积承受的拉力最大，三种伸缩粗

细相同，面积相同，所以碳纤维绳承拉能力最强，故A正确；

B.根据

F=kx

尼龙绳的劲度系数最小，受到相同拉力时，最长的是尼龙绳，故B错误;

C.根据

4=(

可得

s=—

Tm

若绳索能承受的最大拉力相同，则横截面面积之比为

S尼龙绳_骞碳纤维_3430x106_343

S碳纤维。尼龙绳620x1（）662

故C正确；

D.根据

F=kx

可得

F

x=一

k

承受相同拉力时，则它们的伸长量之比为

_111111

x尼龙绳：x蜘蛛丝：x炭纤维=-:-:-=7:石=231:7/:3

K尼龙绳"蜘蛛丝K炭纤维1J//

故D错误。

故选AC-

3.（16-17高三上•青海海东•二模）某下列图中各物体均处于静止状态图中画出了小球A所

受弹力的情况，正确的是（）

3

F«

D.

A

【答案】C

【详解】A.图中小球只受重力和杆的弹力且处于静止状态，根据二力平衡可得小球受到的

弹力方向应竖直向上，故A错误；

B.图中因为右边的绳竖直，如果左边的绳有拉力，竖直的那根绳就会发生倾斜，所以左边

的绳没有拉力，故B错误；

C.图中小球A受到竖直墙面的垂直于接触面向左的弹力，小球A还受到下方小球的弹力,

方向垂直于过接触点的公切面，方向由下方小球的球心指向小球A的球心，故C正确；

D.小球与球面接触处有弹力，且方向过接触点垂直于接触面，所以大半圆对小球的支持力

应该是沿着过小球与圆弧接触点的半径的方向，且指向圆心，故D错误。

故选C。

4.（2012•浙江宁波•二模）如图所示的装置中，三个相同的轻弹簧在未受力状态下的原长相

等，小球的质量均相同，弹簧和细线的质量均不计，一切摩擦忽略不计。平衡时各弹簧的长

度分别为L、左、Li,弹簧在弹性限度内，其大小关系是（）

4

A-A-氏4-A<Ac-A>4>A>

A.2.D.

【答案】A

【详解】由于小球的质量相等，故三种情况下小球对弹簧产生的拉力相等，由胡克定律

F=k-\x

可知，各弹簧的形变量相等，由于原长相等，故平衡时各弹簧的长度都相等。

故选Ao

5.（2024・新疆・二模）如图所示，在粗糙的水平地面上，有6个完全相同的物块（均可看成

质点），放在正六边形的6个顶点上，用7根完全相同的轻弹簧将它们连接起来。整个系统

静止在水平地面上，已知cd之间弹簧弹力的大小是ac之间弹簧弹力大小的2倍，碇间弹

簧的长度为/,所有弹簧都在弹性限度内，则弹簧的原长为（）

4

C.|/

D.-I

3

【答案】A

【详解】设弹簧的原长为b则

氏=4，="%。

所以

"=2Axac

所以弹簧℃处于压缩状态，弹簧cd处于拉伸状态，有

，0-Mac=I

/0+~2/

解得

1=-1

。03

故选Ao

专题二摩榛力与滑动摩榛力

6.（2024・广东广州•二模）“雪龙2号”破冰船前行过程中，在船头相对冰层滑动时，碎冰块

对船体弹力和摩擦力的示意图正确的是（）

5

【详解】根据题意，由滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反和弹力的方向过切点垂直接触

面，指向受力物体，画出碎冰块对船体弹力和摩擦力的示意图，如图所示

7.（2024・广西・高考真题）工人卸货时常利用斜面将重物从高处滑下。如图，三个完全相同

的货箱正沿着表面均匀的长直木板下滑，货箱各表面材质和粗糙程度均相同。若1、2、3

号货箱与直木板间摩擦力的大小分别为斗、%2和%3,则（）

B.Ff{=Ff2<Ff3

广〈

C.F=Ff3Ff]D.=Ff[=Fa

【答案】D

【详解】根据滑动摩擦力的公式

/=〃练

可知滑动摩擦力的大小与接触面积无关，只与接触面的粗糙程度和压力大小有关，由题可知

三个货箱各表面材质和祖糙程度均相同，压力大小也相同，故摩擦力相同，即

Ffi=Ffi=Fg

故选D。

8.（2024•北京海淀•二模）如图所示，木块A、B分别重50N和60N,它们与水平地面间的

动摩擦因数均为0.20,夹在A、B之间的弹簧被压缩了1cm,弹簧的劲度系数为400N/m,

6

系统置于水平地面上静止不动（可认为木块与水平地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。

现用尸=2N的水平拉力作用在木块B上，此时木块A、B所受摩擦力分别记为，和人，弹

簧弹力大小为片，则（）

777/7777/77777777777777777777777777^

A.A=10N

B.，的方向水平向左

C._/B=6N

D.々=6N

【答案】C

【详解】C.未加尸时，木块AB受力平衡，所受静摩擦力等于弹簧的弹力，弹簧弹力为

B=fcc=400N/mx0.0lm=4N

B木块与地面间的最大静摩擦力

fBm=仁=0.20X60N=12N

A木块与地面间的最大静摩擦力

7Am=〃GA=0.20X50N=10N

施加月后，对木块B有

木块B仍然静止，受摩擦力仍为静摩擦力，其大小

%=P+E=2N+4N=6N

方向水平向左，故C正确；

D.因为AB仍然静止，故弹簧弹力不变片=4N,故D错误；

AB.施加2N的尸之后，木块A仍然静止，所受摩擦力仍为静摩擦力，大小为

[i=E=4N

方向水平向右，故AB错误。

故选C。

7

专题三力的合成

9.（2023・重庆・高考真题）矫正牙齿时，可用牵引线对牙施加力的作用。若某颗牙齿受到牵

引线的两个作用力大小均为R夹角为a（如图），则该牙所受两牵引力的合力大小为（）

A.2Fsin—

2

B.2Fcos—

2

C.bsina

D.Fcosa

【答案】B

【详解】根据平行四边形定则可知，该牙所受两牵引力的合力大小为

葭=2Fcos—

02

故选Bo

10.（2024•陕西安康•二模）四个小朋友玩“东西南北跑比赛”，他们被围在一个弹力圈中，从

中心向外沿各自的方向移动，去拿外围的游戏道具，谁先拿到谁就能赢得比赛。某时刻四个

小朋友处于如图所示的僵持状态，则此时受到弹力圈的弹力最小的是（）

C.3号小朋友D.4号小朋友

【答案】C

【详解】弹力圈上的力可近似为大小处处相等，弹力圈对3号小朋友的张角最大，根据平行

四边形定则可知合力最小。

故选C。

II.（2024•广东深圳•二模）竖直墙上M为一坚实的固定圆环，同一高度的N为一铁钉，MN

8

之间连着细铁丝，以下选项A中，有一力/沿图中水平方向拉着铁钉，B、C、D选项中同

一大小的力尸在铁丝中点沿图中方向拉铁丝，四种情况下，铁钉受到拉力最大的是（）

【答案】B

【详解】选项A中，铁钉受到拉力纭=尸，选项B中铁丝中点的力尸的分解示意图如图所

F

根据力的平行四边行几何关系

sinasin0

解得铁钉受到拉力

可知，6=90°时,

FN>F

又根据选项B、C、D中。角度不变，力/不变，。角度减小，铁钉受到拉力也逐渐减小，

因此选项B中铁钉受到拉力最大，故B正确。

故选B。

12.（2023•湖南衡阳•二模）两个共点力大小分别为4N和12N,则这两个力的合力大小可能

为（）

A.IONB.6NC.4ND.17N

【答案】A

9

【详解】两个共点力大小分别为4N和12N,则这两个力的合力大小范围为

12N-4N=8N<K,<12N+4N=16N

故选A。

13.（2023・全国•二模）质量为2kg的物体在4个共点力作用下处于静止状态，其中最大的一

个力大小为片=20N,最小的一个力大小为鸟=2N。下列判断正确的是（）

A.其他两个力的合力大小可能等于10N

B.其他两个力的合力大小一定为22N或18N

C.若保持其他力不变，只撤除鸟，物体运动的加速度大小一定是Im/s?

D.若保持其他力不变，瞬间把用的方向改变60。，物体由静止开始运动，在最初1秒

内的位移大小是1m

【答案】C

【详解】AB.物体处于平衡状态则合力为0,根据力的合成法则，2个力的合力与剩余2个

力的合力等大反向。片与鸟的合力范围为

片-工"合4片+£

18NW私422N

故其他两个力的合力范围为

18N<K<22N

故AB错误;

C.其余三个力的合力与巴等大反向，只撤除耳，物体运动的加速度大小为

-2N

故C正确；

D.若把鸟的方向改变60。，则其余三力的合力与月大小相等，方向成120。夹角，则合力

此时物体的加速度为

10

a'=—=lm/s2

m

则在最初1秒内的位移大小是

1。

x=-a't~=0.5m

2

故D错误。

故选C。

14.（2023・重庆・二模）一个质量为1kg的物体，仅受到两个力的作用，要使该物体获得的加

速度大小为6m/s2,则这两个力的大小可能是（）

A.6N和6NB.3N和2NC.8N和3ND.4N和1N

【答案】AC

【详解】对物体受力分析，由牛顿第二定律得，物体所受的合力大小为

F=ma=6N

A.6N和6N的合力范围是

0<7^<12N

A正确；

B.3N和2N的合力范围是

1N<^<5N

B错误；

C.8N和3N的合力范围是

5N<^<11N

C正确；

D.4N和IN的合力范围是

3NV耳W5N

D错误。

故选AC-

专题四力的分解

15.（2024•重庆沙坪坝•二模）如图所示，静止在水平桌面上厚度不计的圆柱形玻璃杯中放

11

有两个半径相同的玻璃球A和B,每个玻璃球的重力为G。已知玻璃杯的底部直径是玻璃

球半径的3倍，玻璃球A对玻璃杯侧壁的压力大小为Fi,玻璃球A对玻璃球B的压力大小

为入，不计一切摩擦。下列说法正确的是（）

RF2百「F^3

D•r,=-。-----G

1323

D.F[=^^~G,F?=—G

122

【答案】A

【详解】设A、B两玻璃球球心的连线与竖直方向的夹角为仇如图甲所示，则由几何关系

可知

,八1

SH1〃=—

2

将玻璃球A的重力进行分解，如图乙所示

甲乙

可得

V3

E=GtmO=­G

13

行°厅26小

F?=2F\=丁G

故玻璃球A对玻璃杯侧壁的压力大小为且G,玻璃球A对玻璃球B的压力大小为2叵G0

33

故选Ao

16.（2024・广东广州•二模）如图所示俯视图，当汽车陷入泥潭时，需要救援车辆将受困车

辆拖拽驶离。救援人员发现在受困车辆的前方有一坚固的树桩可以利用，根据你所学过的知

识判断，下列情况中，救援车辆用同样的力拖拽，受困车辆受到的拉力最大的方案为（）

12

救援车辆树桩

受困车辆

泥

拖拽缆绳

□_□潭

\7

【答案】B

【详解】A图中，根据受力分析可知，救援车辆的拉力为受困车辆所受拖拽力的一半；B图

中，根据受力分析可知，救援车辆的拉力为缆绳两侧拖拽拉力的合力，因初始时刻两分力夹

角接近180。，合力远小于两分力（小于所受拖拽力的一半）；C图中，缆绳与树桩构成定滑轮

系统，仅改变力的方向，未改变力的大；D图中，根据受力分析可知，救援车辆的拉力为受

困车辆所受拖拽力的2倍；综上所述B图最省力。

故选Bo

17.（2024•青海海南•二模）一凿子两侧面与中心轴线平行，尖端夹角为仇当凿子竖直向下

插入木板中后，用锤子沿中心轴线竖直向下以力9敲打凿子上侧时，凿子仍静止，侧视图

如图所示。若敲打凿子时凿子作用于木板1、2面的弹力大小分别记为B、忽略凿子受

到的重力及摩擦力，下列判断正确的是（）

。

13

A.4=白B.F、=\

sm"cos”

C.F2=Fsin3D.F2=Fcos^

【答案】A

【详解】敲打凿子时，凿子受到三个力作用，满足

F=Fisin0

F=F2tan0

即

耳=£

sin。

F2=-^~

tan。

故选Ao

专题五共力点平衡问题

18.（2024・贵州・高考真题）如图（a）,一质量为加的匀质球置于固定钢质支架的水平横杆

和竖直墙之间，并处于静止状态，其中一个视图如图（b）所示。测得球与横杆接触点到墙

面的距离为球半径的1.8倍，已知重力加速度大小为g,不计所有摩擦，则球对横杆的压力

大小为（）

14

【详解】对球进行受力分析如图,设球的半径为R,根据几何知识可得

L8R—R

sina==0.8

R

根据平衡条件得

FNCOSa=mg

解得

口5

F^=~mg

根据牛顿第三定律得球对横杆的压力大小为

LL5

耳4=练=§〃喏

19.（2024・浙江•高考真题）如图所示，不可伸长的光滑细线穿过质量为0.1kg的小铁球，两

端/、3悬挂在倾角为30。的固定斜杆上，间距为1.5m。小球平衡时，/端细线与杆垂直;

当小球受到垂直纸面方向的扰动做微小摆动时，等效于悬挂点位于小球重垂线与交点的

单摆，重力加速度g=10m/s2,则（

15

A.摆角变小，周期变大

B.小球摆动周期约为2s

C.小球平衡时，4端拉力为苴N

2

D.小球平衡时，“端拉力小于3端拉力

【答案】B

【详解】A.根据单摆的周期公式？=2万，:可知周期与摆角无关，故A错误;

CD.同一根绳中，N端拉力等于8端拉力，平衡时对小球受力分析如图

2FAcos30°=mg

解得

故CD错误;

B.根据几何知识可知摆长为

「1.5mxtan30°.

L=-----------------=Im

cos30°

故周期为