届高考物理专题训练相互作用两套 附详细答案解析文档格式.docx
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A．500NB．500
NC．1000ND．1000
N
【解析】对A、B的受力分析如图乙所示，得F1＝
＝2F＝1000N，其中F1'
＝F1，得F2＝F1'
cos30°
＝500
N，故B正确。
5．如图所示，质量m1＝10kg和m2＝30kg的两物体叠放在动摩擦因数为0.25的粗糙水平地面上。
一个处于水平方向的轻弹簧，其劲度系数k＝250N/m，一端固定于墙壁，另一端与质量为m1的物体相连，弹簧处于自然状态。
现用一水平拉力F作用于质量为m2的物体上，使它缓慢地向右移动，当移动x＝0.20m时，两物体间开始相对滑动，取g＝10m/s2，则此时水平拉力F的大小为（ ）
A．50NB．100N
C．150ND．200N
【答案】C
【解析】弹簧的弹力F1＝kx＝50N，m1静止，则m2与m1间的摩擦力大小为50N，m2与地面间的摩擦力大小F2＝μFN＝100N，根据m2的受力平衡得水平拉力为150N。
6．如图甲所示，在一固定的光滑斜面上有一质量为m的物体。
若在沿斜面向上和沿水平向左的方向上各加一个大小都等于0.5mg的力，使物体处于平衡状态，则斜面对物体的支持力大小为（ ）
A．0.5mgB．mgC．
mgD．2mg
【解析】将重力mg与水平方向的F1合成；
将未知力Fx与沿斜面向上的力F2合成，画出两个矩形，很容易看出两个矩形全等，如图乙所示，故未知力Fx＝mg。
7．在日常生活及各项体育运动中，有弹力出现的情况比较普遍，如图所示的情况就是一个实例。
当运动员踩压跳板使跳板弯曲到最低点时，下列说法正确的是（ ）
A．跳板发生形变，运动员的脚没有发生形变
B．运动员受到的支持力，是跳板发生形变而产生的
C．此时跳板对运动员的支持力和运动员的重力等大
D．此时跳板对运动员的支持力大于运动员的重力
【答案】BD
【解析】发生相互作用的物体均要发生形变，故A错误；
发生形变的物体，为了恢复原状，会对与它接触的物体产生弹力的作用，B正确；
在最低点，运动员虽然处于瞬间静止状态，但接着运动员要加速上升，故此时跳板对运动员的支持力大于运动员的重力，C错误，D正确。
8．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
【解析】如图所示，以物块N为研究对象，它在水平向左拉力F作用下，缓慢向左移动直至细绳与竖直方向夹角为45°
的过程中，水平拉力F逐渐增大，绳子拉力T逐渐增大；
对M受力分析可知，若起初M受到的摩擦力f沿斜面向下，则随着绳子拉力T的增加，则摩擦力f也逐渐增大；
若起初M受到的摩擦力f沿斜面向上，则随着绳子拉力T的增加，摩擦力f可能先减小后增加，故选B、D。
9．如图所示，将一个质量为m的小物块放在水平地面上，当用一水平推力F向右推小物块时，小物块恰好以一较大的速度匀速运动，某一时刻保持推力的大小不变，并立即使推力反向变为拉力，则推力反向的瞬间（ ）
A．小物块受到的合力大小为2F，方向水平向左
B．小物块受到的合力大小为2F，方向水平向右
C．地面对小物块的作用力大小为mg
D．地面对小物块的作用力大小为
【答案】AD
【解析】小物块原来匀速运动，合力为0，则小物块受到的摩擦力大小f＝F，当推力反向的瞬间，小物块还在向右运动，摩擦力向左，拉力也向左，合力为2F，方向水平向左，A对、B错；
地面对小物块的作用力有支持力和摩擦力，其合力大小为
，C错、D对。
10．如图所示，OA为一遵从胡克定律的弹性轻绳，其一端固定于天花板上的O点，另一端与静止在动摩擦因数为μ的水平地面上的滑块P相连，当绳处在竖直位置时，滑块P对地面有压力作用。
B为一个紧挨绳的光滑水平小钉，它到天花板的距离OB等于弹性轻绳的自然长度。
现用一水平力F拉滑块P，使之向右缓慢地沿水平面做直线运动，运动过程中绳一直处于弹性限度内，则（ ）
A．地面对滑块P的支持力逐渐减小
B．地面对滑块P的支持力保持不变
C．地面对滑块P的摩擦力逐渐减小
D．地面对滑块P的摩擦力保持不变
【解析】设弹性轻绳的劲度系数为k，AB的长度为h，将P向右拉一段距离后弹性轻绳的伸长量为x，如图所示，原来地面对滑块P的支持力FN1＝mg－kh，当向右拉一段后的支持力FN2＝mg－kxsinα，而sinα＝
，可得FN2＝FN1，所以B对；
根据滑动摩擦力f＝μFN，知摩擦力的大小保持不变，D对。
二、（本题共6小题，共60分。
把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。
解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。
有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
11．（6分）“用等效替代法验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
（1）本实验中“等效替代”的含义是。
A．橡皮筋可以用细绳替代
B．左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果
C．两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代
（2）图乙中的F与F′两力中，方向一定沿着AO方向的是，图中是F1、F2合力的理论值。
（3）完成该实验的下列措施中，能够减小实验误差的是。
A．拉橡皮筋的绳细一些且长一些
B．拉橡皮筋时，弹簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板面平行
C．拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些
D．使拉力F1和F2的夹角很小
【答案】
（1）C（2分）
（2）Fʹ（1分）F（1分）（3）ABC（2分）
【解析】
（1）该实验采用了“等效替代法”，即用两个弹簧测力计拉橡皮筋的效果和用一个弹簧测力计拉橡皮筋的效果是相同的，要求橡皮筋的形变量相同，故A、B错误，C正确。
（2）F是通过作图的方法得到的合力的理论值，在平行四边形的对角线上，而F′是通过一个弹簧测力计沿AO方向拉橡皮筋，使橡皮筋伸长到O点而测量出的力，因此其方向沿着AO方向。
（3）为减小实验误差，拉橡皮筋的绳要细一些且长一些，故A正确；
为减小实验误差，拉橡皮筋时，弹簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板面平行，故B正确；
拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，故C正确；
拉力F1和F2的夹角要适当大些，故D错误。
12．（10分）某同学为了探究弹力与弹簧伸长量的关系，进行了下列操作：
（1）将弹簧悬挂在铁架台上，刻度尺固定在弹簧一侧。
（2）弹簧自然悬挂，待弹簧稳定时，长度记为L0，弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；
在砝码盘中每次增加l0g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6，数据如下表所示：
代表符号
L0
Lx
L1
L2
L3
L4
数值（cm）
25.35
27.35
29.35
31.30
33.40
35.35
由上表可知所用刻度尺的最小刻度为______________。
（3）如图是该同学根据表中数据作出的图象，纵轴表示砝码的质量，横轴表示弹簧长度与____________的差值。
（填“L0”或“Lx”）
（4）由图象可得，弹簧弹力与弹簧伸长量的关系为_______________。
（5）该弹簧的劲度系数为_________N/m。
（重力加速度取10m/s2，结果保留3位有效数字）
（2）1mm（2分）（3）Lx（3分）（4）正比例关系（2分）（5）5.00（3分）
（2）由表中实验数据可知，弹簧长度的单位是cm，小数点后有两位有效数字，说明刻度尺的分度值为1mm；
（3）弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；
研究弹簧所挂砝码质量与伸长量变化间关系，所以x＝L－Lx，即横轴表示弹簧长度与Lx的差值；
（4）由图象可得，弹簧弹力与弹簧伸长量的关系为正比例关系；
（5）由图象可知，弹簧的劲度系数为：
13．（8分）如图所示，A、B均处于静止状态，与A相连的绳水平，绳CD与水平方向成37°
角，绳CD上的拉力T＝50N，各绳均为轻绳，sin37°
＝0.6，cos37°
＝0.8。
求：
（1）物体A受到的摩擦力；
（2）物体B重力。
（1）以结点C为研究对象，其受力情况如图所示。
因为结点C处于静止状态，则在水平方向上，A对绳的拉力为：
FA＝Tcos37°
＝40N（2分）
物体A处于静止状态，故所受摩擦力为静摩擦力大小为：
Ff＝F2＝40N。
（2分）
（2）在竖直方向上，B对绳的拉力为：
FB＝Tsin37°
＝30N（2分）
物体B处于静止状态，则重力大小为：
GB＝F3＝30N。
14．（10分）用一轻弹簧竖直悬挂一质量为m的物体，静止时弹簧的伸长量为x。
现用该弹簧沿倾角为30°
的斜面向上拉住质量为3m的物体匀速向下运动时，弹簧的伸长量也为x，如图所示，已知当地的重力加速度为g，求：
（1）质量为3m的物体沿斜面运动时受到的摩擦力大小。
（2）当用该弹簧沿该斜面向上拉住质量为3m的物体匀速向上运动时，弹簧的伸长量为多少。
（1）对竖直悬挂的物体，处于静止状态，故有kx＝mg （2分）
对斜面上的物体进行受力分析，当物体沿斜面下滑时，摩擦力方向沿斜面向上，由平衡条件得：
3mgsin30°
＝kx+f （2分）
解得：
f＝0.5mg。
（2分）
（2）当物体沿斜面上滑时，摩擦力方向沿斜面向下，由平衡条件得：
+f＝kx'
（2分）
x'
＝2x。
15．（10分）一重为G的圆柱体工件放在V形槽中，槽顶角α＝60°
，槽的两侧面与水平方向的夹角相同，槽与工件接触处的动摩擦因数处处相同，大小为μ＝0.25，则：
（1）要沿圆柱体的轴线方向（如图甲所示）水平地把工件从槽中拉出来，人至少要施加多大的拉力？
（2）现把整个装置倾斜，使圆柱体的轴线与水平方向成37°
角，如图乙所示，且保证圆柱体对V形槽两侧面的压力大小相等，发现圆柱体能自动沿槽下滑，求此时工件所受槽的摩擦力大小。
（1）分析圆柱体的受力可知，沿轴线方向受到拉力F、两个侧面对圆柱体的滑动摩擦力。
由题给条件知F＝2f，由圆柱体重力产生的效果将重力进行分解，如图所示。
由平衡条件可得G＝F1＝F2（2分）
又f＝μF1（2分）
得F＝0.5G（2分）
（2）把整个装置倾斜，则重力沿压紧两侧的斜面的分力F1ʹ＝F2ʹ＝Gcos37°
＝0.8G（2分）
此时工件所受槽的摩擦力大小fʹ＝μF1ʹ＝0.4G。
（2分）
16．（14分）如图所示，质量M＝2kg的木块套在水平固定杆上，并用轻绳与质量m＝1kg的小球相连．今用跟水平方向成60°
角的力F＝10
N拉着小球并带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m的相对位置保持不变，g取10m/s2。
在运动过程中，求：
（1）轻绳与水平方向的夹角；
（2）木块M与水平杆间的动摩擦因数μ。
（1）m处于平衡状态，其所受合力为零。
以m为研究对象，由平衡条件得：
水平方向Fcos60°
－FTcosθ＝0 （2分）
竖直方向Fsin60°
－FTsinθ－mg＝0 （2分）
由①②得θ＝30°
（2）M、m整体处于平衡状态，整体所受合力为零。
以M、m整体为研究对象，由平衡条件得：
－Ff＝0 （2分）
竖直方向FN＋Fsin60°
－Mg－mg＝0 （2分）
解得FN＝15N，Ff＝5
N（2分）
则μ＝
＝
（提高卷）
1．如图所示，有一重力不计的方形容器，被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态，现缓慢地向容器内注水，直到注满为止，此过程中容器始终保持静止，则下列说法正确的是（ ）
A．容器受到的摩擦力不断增大
B．容器受到的摩擦力不变
C．水平力F必须逐渐增大
D．容器受到的合力逐渐增大
【解析】因注水过程中容器始终静止，故容器受到的合力始终为零，D错误；
由平衡条件可得，墙对容器的静摩擦力Ff＝m总g，随m总的增大而增大，A正确，B错误；
只要m总g≤μF，不增大水平力F也可使容器静止不动，C错误。
2．如图所示，小明撑杆使船离岸，则下列说法正确的是（ ）
A．小明与船之间存在摩擦力
B．杆的弯曲是由于受到杆对小明的力
C．杆对岸的力大于岸对杆的力
D．小明对杆的力和岸对杆的力是一对相互作用力
【解析】小明与船之间存在运动的趋势，则它们之间存在摩擦力，选项A正确；
杆的弯曲是由于杆受到小明对杆的力，选项B错误；
杆对岸的力与岸对杆的力是作用与反作用力，大小相等，选项C错误；
小明对杆的力和杆对小明的力是一对相互作用力，选项D错误。
3．叠放在水平地面上的四个完全相同的排球如图所示，质量均为m，相互接触。
球与地面间的动摩擦因数均为μ，则（ ）
A．上方球与下方三个球间均没有弹力
B．下方三个球与水平地面间均没有摩擦力
C．水平地面对下方三个球的支持力均为
mg
D．水平地面对下方三个球的摩擦力均为
μmg
【解析】将四个球看做一个整体，地面的支持力与球的重力平衡，设其中一个球受到的支持力大小为FN，因此3FN＝4mg，选项C正确。
最上面的球对下面三个球肯定有压力，即有弹力，选项A错误。
以下方三个球中任意一个球为研究对象，受力如图所示，由此可知选项B错误。
由于地面与球之间的摩擦力为静摩擦力，因此不能通过Ff＝μFN求解，根据平衡条件结合几何知识可得Ff＝
mg，选项D错误。
4．如图所示，在粗糙的水平面上，长度为L、质量M＝2kg的长木板某时刻正以速度v0向右运动。
现对长木板施加一水平向左的恒力F（大于3N），同时将一质量m＝1kg的光滑小球无初速度地放置于长木板上表面与左端距离为
处，发现长木板向右运动距离
后立即反向向左运动．已知长木板与水平面间的动摩擦因数μ＝0.1，g取10m/s2，规定水平向左为正方向，则长木板受到的摩擦力f随时间t的变化规律正确的是图中的（ ）
【解析】长木板向右减速运动
的过程中，长木板所受的摩擦力f1＝μ（m＋M）g＝3N，方向水平向左；
长木板反向向左加速运动
的过程中，小球仍在长木板上，则长木板所受的摩擦力f2＝μ（m＋M）g＝3N，方向水平向右；
当小球脱离长木板后，长木板所受的摩擦力f3＝μMg＝2N，方向水平向右，选项A正确。
5．用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两光滑斜面之间，如图所示。
两斜面I、Ⅱ固定在车上，倾角分别为30°
和60°
重力加速度为g。
当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面I、Ⅱ压力的大小分别为F1、F2，则（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【解析】对圆筒进行受力分析知圆筒处于三力平衡状态，由几何关系容易找出两斜面对圆筒支持力与重力的关系，由牛顿第三定律知斜面对圆筒的支持力与圆筒对斜面的压力大小相同。
6．如图所示，轻杆A端用铰链固定，滑轮在A点正上方O点（滑轮大小及摩擦均不计），轻杆B端吊一重物，现将轻绳的一端拴在杆的B端，用拉力F将B端缓慢上拉（均未断），在轻杆达到竖直前，以下分析正确的是（ ）
A．轻绳的拉力越来越大B．轻绳的拉力越来越小
C．轻杆的弹力越来越大D．轻杆的弹力越来越小
【解析】以B端为研究对象，它受三个力的作用而处于动态平衡状态，其中一个是轻杆的弹力T，一个是轻绳斜向上的拉力F，一个是重物竖直向下的拉力F′（大小等于重物所受的重力），如图所示，根据相似三角形法，可得
，由于OA和AB不变，OB逐渐减小，因此轻杆的弹力大小不变，而轻绳的拉力越来越小，故选项B正确，A、C、D错误。
7．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。
8．如图所示，半圆形框架竖直放置在粗糙的水平地面上，质量为m的光滑小球P在水平外力F的作用下处于静止状态，P和圆心O的连线与水平面的夹角为θ.现将力F在竖直面内沿顺时针方向缓慢地转过90°
，框架与小球始终保持静止状态．在此过程中，下列说法正确的是（重力加速度为g）（ ）
A．框架对小球的支持力先减小后增大
B．力F的最小值为mgcosθ
C．地面对框架的摩擦力始终在减小
D．框架对地面的压力先增大后减小
【答案】BC
【解析】小球受重力mg、外力F、弹力FN作用，因小球受力平衡，其对应的平衡三角形如图所示，力F在竖直面内沿顺时针方向缓慢地转过90°
的过程中，力F先减小后增大，其最小值为mgcosθ，支持力FN一直减小，选项A错误，B正确；
对小球和框架整体，由于F在水平方向的分力不断减小，在竖直方向的分力不断增大，可得地面对框架的摩擦力始终在减小，结合牛顿第三定律，可得框架对地面的压力也是一直减小，选项C正确，D错误。
9．如图所示，在倾角为30°
的光滑斜面上，A、B两个质量均为m的滑块用轻质弹簧相连，弹簧的劲度系数为k，水平力F作用在滑块B上，此时弹簧长度为l，且在弹性限度内，则下列说法正确的是（ ）
A．弹簧原长为l＋
B．弹簧原长为l＋
C．力F的大小为
mgD．力F的大小为
【解析】对滑块A，据平衡条件得mgsin30°
＝kx，其中x＝l0－l，解得l0＝l＋
，A正确，B错误；
对A、B构成的整体，据平衡条件得Fcos30°
＝2mgsin30°
，解得F＝
mg，C错误，D正确。
10．如图所示，形状和质量完全相同的两个圆柱体a、b靠在一起，两圆柱体表面光滑，重力均为G，其中b的下半部固定在水平面MN的下方，上边露出另一半，a静止在平面上。
现过a的轴心施以水平作用力F，缓慢地将a拉离水平面一直滑到b的顶端，对该过程分析，则应有（ ）
A．拉力F先增大后减小，最大值是G
B．开始时拉力F最大为
G，之后逐渐减小为0
C．a、b间的压力由0逐渐增大，最大为F
D．a、b间的压力开始最大为2G，而后逐渐减小到G
【解析】据力的三角形定则可知，圆柱a处于初状态时，圆柱a受到的支持力
，拉力
；
当圆柱a缓慢滑动时，θ增大、拉力
减小；
当圆柱a滑到圆柱b的顶端时，圆柱a受到的拉力最小，为0，故A错误，B正确；
圆柱a受到的支持力
，θ增大，则支持力减小，滑到b的顶端时，支持力N最小，为G，故C错误，D正确。
11．（6分）在探究“弹力和弹簧伸长的关系”时，小张同学用如图甲所示的实验装置进行实验。
将该弹簧竖直悬挂，在自由端挂上钩码，通过改变钩码的个数，记录钩码的质量m和弹簧上指针在刻度尺上的读数x。
（1）小张同学根据实验数据在坐标纸上用描点法画出x－m图象如图乙所示，由图象可求得该弹簧的劲度系数k＝N/m。
（当地的重力加速度g＝9.8m/s2，结果保留3位有效数字）
（2）在本次实验中，考虑到弹簧自身有重量，测得弹簧劲度系数k的值与真实值相比较。
（填“偏大”“偏小”或“没有影响”）
（1）70（3分）
（2）没有影响（3分）
（1）由胡克定律mg＝k（x－x0），变化为x＝
m＋x0。
图乙所示的x－m图象的斜率等于
，由x－m图象可得k＝70N/m。
（2）弹簧自身重力不影响x－m图象的斜率，对弹簧劲度系数的测量没有影响。
12．（9分）某学习小组在做“探究力的平行四边形定则”的实验。
（1）他们的实验步骤分别是：
A．在竖
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