第2章 相互作用-【十年高考】备战2026年高考物理真题分类解析与应试策略（Word版）

第二章　相互作用 考点 2016~2020年 2021年 2022年 2023年 2024年 2025年 合计 5.重力　弹力　摩擦力　力的合成和分解 6 0 0 2 3 3 14 6.静态平衡 3 1 4 3 5 1 17 7.动态平衡　临界问题 1 1 1 0 0 1 4 8.实验:探究弹簧弹力与形变量的关系 0 1 1 0 0 1 3 9.实验:探究两个互成角度的力的合成规律 0 0 0 0 1 1 2 命题热度 本章命题热度不高() 课程标准 备考策略 1.认识重力、弹力、摩擦力。掌握胡克定律和摩擦力计算。 2.理解力的合成与分解及共点力平衡条件。 1.本章的知识是高中物理的重要基础,包含许多思想方法,它的应用几乎贯穿整个高中物理。在备考过程中要熟练掌握力和力的运算法则、会正确受力分析、理解并熟练应用力的平衡的各种表达形式解决具体问题,并形成解决物理问题的基本思路。 2.备考时,通过类题训练,体会优选平衡条件的合适形式解决问题的便捷,同时体会临界极值法、函数法、图像法、整体法、隔离法等解题方法,多联系生活中的平衡现象,提高应用物理知识解决不同情境下实际问题的能力。 考点5重力　弹力　摩擦力　力的合成和分解答案P288　 1.(2025·北京,6,3分,难度★★)如图所示,长方体物块A、B叠放在斜面上,B受到一个沿斜面方向的拉力F,两物块保持静止,B受力的个数为 (　　) 　　　　 　　　　　 　　　　　 　 A.4 B.5 C.6 D.7 2.(2025·陕晋宁青,4,4分,难度★)如图所示,质量为m的均匀钢管,一端支在粗糙水平地面上,另一端被竖直绳悬挂,处于静止状态。钢管与水平地面之间的动摩擦因数为μ、夹角为θ,重力加速度大小为g。则地面对钢管左端的摩擦力大小为 (　　) A.μmgcos θ B.μmg C.μmg D.0 3.(2024·辽宁,3,4分,难度★★)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,砚台始终静止在桌面上。当墨条的速度方向水平向左时 (　　) 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 4.(2024·浙江,2,3分,难度★)如图为小猫蹬地跃起腾空追蝶的情景,则 (　　) A.飞行的蝴蝶只受重力的作用 B.蝴蝶转弯时所受合力沿运动方向 C.小猫在空中受重力和弹力的作用 D.小猫蹬地时弹力大于所受重力 5.(2024·广西,2,4分,难度★★)工人卸货时常利用斜面将重物从高处滑下。如图所示,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Ff1、Ff2和Ff3,则 (　　) A.Ff1<Ff2<Ff3 B.Ff1=Ff2<Ff3 C.Ff1=Ff3<Ff2 D.Ff1=Ff2=Ff3 6.(2023·重庆,1,4分,难度★★)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F,夹角为α,则该牙所受两牵引力的合力大小为 (　　) A.2Fsin B.2Fcos C.Fsin α D.Fcos α 7.(2023·海南,3,3分,难度★★)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 (　　) 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 8.(讲解2020·北京,11,3分,难度★★★)某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器,传感器用轻绳拉住物块,物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板,传感器记录的F-t图像如图乙所示。下列说法正确的是(　　) A.实验中必须让木板保持匀速运动 B.图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线 C.最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10∶7 D.只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数 9.(2020·浙江,3,3分,难度★★)矢量发动机是喷口可向不同方向偏转以产生不同方向推力的一种发动机。当歼-20隐形战斗机以速度v斜向上飞行时,其矢量发动机的喷口如图所示。已知飞机受到重力G、发动机推力F1、与速度方向垂直的升力F2和与速度方向相反的空气阻力Ff。下列受力分析示意图可能正确的是 (　　) 10.(讲解2020·浙江,10,3分,难度★★)如图是“中国天眼”500 m口径球面射电望远镜维护时的照片。为不损伤望远镜球面,质量为m的工作人员被悬在空中的氦气球拉着,当他在离底部有一定高度的望远镜球面上缓慢移动时,氦气球对其有大小为mg、方向竖直向上的拉力作用,使其有“人类在月球上行走”的感觉,若将人视为质点,此时工作人员 (　　) A.受到的重力大小为mg B.受到的合力大小为mg C.对球面的压力大小为mg D.对球面的作用力大小为mg 11.(讲解2019·天津,2,6分,难度★★)2018年10月23日,港珠澳跨海大桥正式通车。为保持以往船行习惯,在航道处建造了单面索(所有钢索均处在同一竖直面内)斜拉桥,其索塔与钢索如图所示。下列说法正确的是 (　　) A.增加钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力 B.为了减小钢索承受的拉力,可以适当降低索塔的高度 C.索塔两侧钢索对称且拉力大小相同时,钢索对索塔的合力竖直向下 D.为了使索塔受到钢索的合力竖直向下,索塔两侧的钢索必须对称分布 12.(讲解2019·浙江,6,3分,难度★) 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 13.(讲解2018·天津,7,6分,难度★★)(多选)明朝谢肇氵制的《五杂组》中记载:“明姑苏虎丘寺塔倾侧,议欲正之,非万缗不可。一游僧见之曰:无烦也,我能正之。”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去,经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰三角形,木楔的顶角为θ,现在木楔背上加一力F,方向如图所示,木楔两侧产生推力FN,则 (　　) A.若F一定,θ大时FN大 B.若F一定,θ小时FN大 C.若θ一定,F大时FN大 D.若θ一定,F小时FN大 14.(2025·云南,11,6分,难度★★)某实验小组做了测量木质滑块与橡胶皮之间动摩擦因数μ的实验,所用器材如下:钉有橡胶皮的长木板、质量为250 g的木质滑块(含挂钩)、细线、定滑轮、弹簧测力计、慢速电机以及砝码若干。实验装置如图甲所示。 甲 乙 实验步骤如下: ①将长木板放置在水平台面上,滑块平放在橡胶面上; ②调节定滑轮高度,使细线与长木板平行(此时定滑轮高度与挂钩高度一致); ③用电机缓慢拉动长木板,当长木板相对滑块匀速运动时,记录弹簧测力计的示数F; ④在滑块上分别放置50 g、100 g和150 g的砝码,重复步骤③; ⑤处理实验数据(重力加速度g取9.80 m/s2)。 实验数据如下表所示: 滑块和砝码的 总质量M/g 弹簧测力计 示数F/N 动摩擦 因数μ 250 1.12 0.457 300 1.35 a 350 1.57 0.458 400 1.79 0.457 完成下列填空: (1)表格中a处的数据为　　　　(结果保留3位有效数字);  (2)其他条件不变时,在实验误差允许的范围内,滑动摩擦力的大小与接触面上压力的大小　　　,μ与接触面上压力的大小　　　　(以上两空均选填“成正比”“成反比”或“无关”);  (3)若在实验过程中未进行步骤②,实验装置如图乙所示,挂钩高于定滑轮,则μ的测量结果将　　　　(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。  考点6静态平衡答案P289　 1.(2025·福建,1,4分,难度★★)漳州著名景点风动石可随风微动。无风时,山体对风动石的作用力为F1,当水平微风吹过时,石随风微动,但依然处于静止状态,此时山体对石的作用力为F2,则 (　　) A.F1的大小小于F2的大小 B.F1的大小大于F2的大小 C.F1的大小等于F2的大小 D.F1与F2大小关系与风向有关 2.(2024·山东,2,3分,难度★★)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于 (　　) A. B. C. D. 3.(2024·河北,5,4分,难度★★)如图所示,弹簧测力计下端挂有一质量为0.2 kg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,示数为1.0 N,g取10 m/s2,挡板对球体支持力的大小为 (　　) A. N B.1.0 N C. N D.2.0 N 4.(2024·湖北,6,4分,难度★★★)如图所示,两拖船P、Q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f,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 (　　) A.f B.f C.2f D.3f 5.(2024·贵州,4,4分,难度★★)如图甲,一质量为m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,其中一个视图如图乙所示。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 (　　) 甲　　乙 A.mg B.mg C.mg D.mg 6.(2023·山东,2,3分,难度★★★)餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示,三根完全相同的弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上,下端连接托盘。托盘上叠放若干相同的盘子,取走一个盘子,稳定后余下的正好升高补平。已知单个盘子的质量为300 g,相邻两盘间距为1.0 cm,重力加速度大小取10 m/s2。弹簧始终在弹性限度内,每根弹簧的劲度系数为 (　　) A.10 N/m B.100 N/m C.200 N/m D.300 N/m 7.(2023·江苏,7,4分,难度★★)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θ,月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的。每条腿对月球表面压力的大小为 (　　) A. B. C. D. 8.(2023·广东,2,4分,难度★★★)如图所示,可视为质点的机器人通过磁体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.Ff=Gcos θ D.F=Gsin θ 9.(2022·辽宁,4,4分,难度★★)如图所示,蜘蛛用蛛丝将其自身悬挂在水管上,并处于静止状态。蛛丝OM、ON与竖直方向夹角分别为α、β(α>β)。用F1、F2分别表示OM、ON的拉力,则 (　　) A.F1的竖直分力大于F2的竖直分力 B.F1的竖直分力等于F2的竖直分力 C.F1的水平分力大于F2的水平分力 D.F1的水平分力等于F2的水平分力 10.(2022·广东,1,4分,难度★★)右图是可用来制作豆腐的石磨。木柄AB静止时,连接AB的轻绳处于绷紧状态。O点是三根轻绳的结点,F、F1和F2分别表示三根绳的拉力大小,F1=F2且∠AOB=60°。下列关系式正确的是 (　　) A.F=F1 B.F=2F1 C.F=3F1 D.F=F1 11.(2022·重庆,1,4分,难度★★)如图所示,吸附在竖直玻璃上质量为m的擦窗工具,在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力(图中未画出摩擦力)的共同作用做匀速直线运动。若拉力大小与重力大小相等,方向水平向右,重力加速度为g,则擦窗工具所受摩擦力 (　　) A.大小等于mg B.大小等于mg C.方向竖直向上 D.方向水平向左 12.(讲解2022·湖南,5,4分,难度★★)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 (　　) 13.(2021·广东,3,4分,难度★★)唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力。设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁,F与竖直方向的夹角分别为α和β,α<β,如图所示。忽略耕索质量,耕地过程中,下列说法正确的是 (　　) 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 14.(讲解2020·山东,8,3分,难度★★★)如图所示,一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上,质量分别为m和2m的物块A、B,通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接,A、B间的接触面和轻绳均与木板平行。A与B间、B与木板间的动摩擦因数均为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当木板与水平面的夹角为45°时,物块A、B刚好要滑动,则μ的值为 (　　) A. B. C. D. 15.(2020·海南,2,3分,难度★)如图,上网课时小明把手机放在斜面上,手机处于静止状态。则斜面对手机的 (　　) A.支持力竖直向上 B.支持力小于手机所受的重力 C.摩擦力沿斜面向下 D.摩擦力大于手机所受的重力沿斜面向下的分力 16.(2016·海南,2,3分,难度★★)如图,在水平桌面上放置一斜面体P,两长方体物块a和b叠放在P的斜面上,整个系统处于静止状态。若将a和b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用Ff1、Ff2和Ff3表示。则 (　　) A.Ff1=0,Ff2≠0,Ff3≠0 B.Ff1≠0,Ff2=0,Ff3=0 C.Ff1≠0,Ff2≠0,Ff3=0 D.Ff1≠0,Ff2≠0,Ff3≠0 17.(2024·全国新课标,24,10分,难度★★★)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P,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m=42 kg,重力加速度大小g取10 m/s2,当P绳与竖直方向的夹角α=37°时,Q绳与竖直方向的夹角β=53°。(sin 37°=0.6) (1)求此时P、Q绳中拉力的大小。 (2)若开始竖直下降时重物距地面的高度h=10 m,求在重物下降到地面的过程中,两根绳子的拉力对重物做的总功。 考点7动态平衡　临界问题答案P290　 1.(2025·河北,4,4分,难度★★★)如图所示,内壁截面为半圆形的光滑凹槽固定在水平面上,左右边沿等高。该截面内,一根不可伸长的细绳穿过带有光滑孔的小球,一端固定于凹槽左边沿,另一端过右边沿并沿绳方向对其施加拉力F。小球半径远小于凹槽半径,所受重力大小为G。若小球始终位于内壁最低点,则F的最大值为 (　　) A.G B.G C.G D.G 2.(2022·河北,7,4分,难度★★)如图,用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的P点,将木板以底边MN为轴向后方缓慢转动直至水平,绳与木板之间的夹角保持不变,忽略圆柱体与木板之间的摩擦,在转动过程中 (　　) A.圆柱体对木板的压力逐渐增大 B.圆柱体对木板的压力先增大后减小 C.两根细绳上的拉力均先增大后减小 D.两根细绳对圆柱体拉力的合力保持不变 3.(讲解2021·湖南,5,4分,难度★★★)质量为m'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m的小滑块。用推力F推动小滑块由A点向B点缓慢移动,力F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 (　　) A.推力F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 4.(讲解2019·浙江,11,3分,难度★★)如图所示,一根粗糙的水平横杆上套有A、B两个轻环,系在两环上的等长细绳拴住的书本处于静止状态,现将两环距离变小后书本仍处于静止状态,则 (　　) A.杆对A环的支持力变大 B.B环对杆的摩擦力变小 C.杆对A环的力不变 D.与B环相连的细绳对书本的拉力变大 考点8实验:探究弹簧弹力与形变量的关系答案P291　 1.(2025·四川,11,6分,难度★★)某学习小组利用生活中常见物品开展“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验。已知水的密度为1.0×103 kg/m3,当地重力加速度为9.8 m/s2。实验过程如下: 图1 (1)将两根细绳分别系在弹簧两端,将其平放在较光滑的水平桌面上,让其中一个系绳点与刻度尺零刻度线对齐,另一个系绳点对应的刻度如图1所示,可得弹簧原长为　　　　 cm。  (2)将弹簧一端细绳系到墙上挂钩,另一端细绳跨过固定在桌面边缘的光滑金属杆后,系一个空的小桶。使弹簧和桌面上方的细绳均与桌面平行,如图2所示。 图2 (3)用带有刻度的杯子量取50 mL水,缓慢加到小桶里,待弹簧稳定后,测量两系绳点之间的弹簧长度并记录数据。按此步骤操作6次。 (4)以小桶中水的体积V为横坐标,弹簧伸长量x为纵坐标,根据实验数据拟合成如图3所示直线,其斜率为200 m-2。由此可得该弹簧的劲度系数为　　　　 N/m(结果保留2位有效数字)。  (5)图3中直线的纵截距为0.005 6 m,可得所用小桶质量为　　　　 kg(结果保留2位有效数字)。  图3 2.(2022·湖南,11,6分,难度★★)小圆同学用橡皮筋、同种一元硬币、刻度尺、塑料袋、支架等,设计了如图甲所示的实验装置,测量冰墩墩玩具的质量。主要实验步骤如下: 甲 (1)查找资料,得知每枚硬币的质量为6.05 g。 (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l,记录数据如下表: 序号 1 2 3 4 5 硬币数量n/枚 5 10 15 20 25 橡皮筋长度l/cm 10.51 12.02 13.54 15.05 16.56 (3)根据表中数据在图乙上描点,绘制图线: 乙　丙 (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丙所示,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)。  3.(讲解2021·广东,11,7分,难度★★)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200 g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n和弹簧上端对应的刻度尺示数Ln,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。 n 1 2 3 4 5 6 Ln/cm 8.04 10.03 12.05 14.07 16.11 18.09 (1)利用ΔLi=Li+3-Li(i=1,2,3)计算弹簧的压缩量:ΔL1=6.03 cm,ΔL2=6.08 cm,ΔL3=　　　　 cm,压缩量的平均值Δ==　　　 cm;  (2)上述Δ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9.80 m/s2,该弹簧的劲度系数为　　　　 N/m(结果保留3位有效数字)。  考点9实验:探究两个互成角度的力的合成规律答案P291　 1.(2025·黑吉辽内蒙古,12,6分,难度★★)某兴趣小组设计了一个可以测量质量的装置。如图(a)所示,细绳1、2和橡皮筋相连于一点,细绳1上端固定在A点,细绳2下端与水杯相连,橡皮筋的另一端与绳套相连。 为确定杯中物体质量m与橡皮筋长度x的关系,该小组逐次加入等质量的水,拉动绳套,使细绳1每次与竖直方向夹角均为30°且橡皮筋与细绳1垂直,待装置稳定后测量对应的橡皮筋长度。根据测得数据作出x-m关系图线,如图(b)所示。 回答下列问题: (1)将一芒果放入此空水杯,按上述操作测得x=11.60 cm,由图(b)可知,该芒果的质量m0=　　　　 g(结果保留到个位)。若杯中放入芒果后,细绳1与竖直方向夹角为30°,但与橡皮筋不垂直,由图像读出的芒果质量与m0相比　　　　(选填“偏大”或“偏小”)。  (2)另一组同学利用同样方法得到的x-m图像在后半部分弯曲,下列原因可能的是　　　　。  A.水杯质量过小 B.绳套长度过大 C.橡皮筋伸长量过大,弹力与其伸长量不成正比 (3)写出一条可以使上述装置测量质量范围增大的措施　　　　　　　　　　　　　。  2.(2024·海南,14(2),5分,难度★★)为验证两个互成角度的力的合成规律,某组同学用两个弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、木板、刻度尺、白纸、铅笔、细线和图钉等器材,按照如下实验步骤完成实验: (d) (e) Ⅰ.用图钉将白纸固定在水平木板上。 Ⅱ.如图(d)(e)所示,橡皮条的一端固定在木板上的G点,另一端连接轻质小圆环,将两细线系在小圆环上,细线另一端系在弹簧测力计上,用两个弹簧测力计共同拉动小圆环到某位置,并标记圆环的圆心位置为O点,拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点,大小分别为F1=3.60 N、F2=2.90 N;改用一个弹簧测力计拉动小圆环,使其圆心到O点,在拉力F的方向上标记P3点,拉力的大小为F=5.60 N。请完成下列问题: (ⅰ)在图(e)中按照给定的标度画出F1、F2和F的图示,然后按平行四边形定则画出F1、F2的合力F'。 (ⅱ)比较F和F',写出可能产生误差的两点原因   　。  学科网（北京）股份有限公司 $$ 第二章　相互作用 考点5　重力　弹力　摩擦力　力的合成和分解 1.C　根据题意,对A受力分析可知,A受重力和来自B的支持力,由于A静止,则A还受来自B沿斜面向上的静摩擦力,对B受力分析可知,B受重力、来自斜面的支持力、来自A的压力、拉力F,B还受来自A沿斜面向下的摩擦力,由于B静止,则B还应受沿斜面向上的静摩擦力,即B受6个力作用,故选C。 组合体受力分析时,先整体后隔离,只分析性质力并按一重、二弹、三摩擦的顺序,摩擦力一定要放在弹力之后判断,因为接触面无弹力则一定无摩擦力。 2. D　对钢管受力分析,如图所示。竖直绳对钢管的拉力竖直向上,地面对钢管的支持力FN竖直向上,钢管所受重力G竖直向下,若钢管受到地面的摩擦力,则钢管水平方向受力不平衡,钢管不可能处于静止状态,故地面对钢管左端的摩擦力大小为0,故选D。 3.C　考查摩擦力的方向判定和对平衡力的理解,受力分析。墨条速度方向水平向左,墨条受到的摩擦力方向水平向右,A错误;根据牛顿第三定律,砚台受到的墨条的摩擦力水平向左,砚台相对桌面有向左滑动的趋势,桌面对砚台的摩擦力水平向右,B错误;砚台没动,说明桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力,C正确;对砚台受力分析知D错误。 4.D　本题考查受力分析。飞行的蝴蝶除了受到重力的作用还受到空气的作用力,故A错误;蝴蝶转弯时做曲线运动,所受合力与速度方向不在同一条直线上,故B错误;小猫在空中与其他物体间没有接触,不受弹力的作用,故C错误;小猫蹬地时有向上的加速过程,故弹力大于所受重力,故D正确。 5.D　设斜面与水平面的夹角为θ,滑动摩擦力Ff=μFN=μmgcos θ,滑动摩擦力与接触面积无关,三种情况的滑动摩擦力大小相等,选项D正确。 6. B　本题考查力的平行四边形定则。根据平行四边形定则,画出二力的合力(如图所示),因为该平行四边形为菱形,对角线垂直平分,所以牙所受两牵引力的合力大小为F合=2Fcos,B正确。 7.B　工人受重力、支持力和绳的拉力这三个力的作用下而处于平衡状态,选项A错误;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,选项B错误;重物缓慢拉起过程,左侧滑轮两边细绳的夹角增大,重物的重力不变,合力不变,两合力夹角变大,分力变大,故细绳的拉力增大,选项C、D错误。 8.C　为了能研究摩擦力随时间的变化曲线,故物块一直要处于静止状态,则向左的摩擦力一直与轻绳向右的拉力平衡,图乙是轻绳向右的拉力随时间变化的曲线,故图乙也可以反映摩擦力随时间变化的曲线,由图乙可知轻绳向右的拉力先增大后减小,最后趋于不变,故物块先受静摩擦力作用后受滑动摩擦力作用,所以不需要让木板保持匀速运动,A、B项错误;由图乙可知,最大静摩擦力约为10 N,滑动摩擦力约为7 N,故最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10∶7,C项正确;根据Ff=μFN,FN=mg可知,由于不知道物块的重力,故无法求出物块与木板间的动摩擦因数,D项错误。 9.A　本题属于基础性和应用性问题,以歼-20隐形战斗机为素材,创设受力分析问题情境。由于战斗机以速度v斜向上飞行,受到的空气阻力Ff与速度方向相反,升力F2与速度方向垂直,根据示意图可知,A项正确。 10.D　工作人员的重力始终为mg,A项错误;工作人员在望远镜球面上缓慢移动,处于平衡状态,合力为零,B项错误;对工作人员受力分析,受竖直向下的重力mg,竖直向上的拉力mg,故球面对工作人员的作用力为mg,由牛顿第三定律可得工作人员对球面的作用力为mg,D项正确;球面对工作人员的作用力mg为支持力和摩擦力的合力,故工作人员对球面的压力不等于mg,C项错误。 11.C　索塔受到向下的压力等于两侧钢索所连桥面的重力,与钢索的数量无关,A项错误;由受力分析可知,减小钢索与索塔的夹角可以减小钢索受到的拉力,故应该适当增大索塔的高度才能减小钢索承受的拉力,B项错误;索塔两侧钢索对称且拉力大小相同时,钢索对索塔的合力竖直向下,但索塔两侧钢索不对称、拉力大小不同时,钢索对索塔的合力也有可能竖直向下,C项正确,D项错误。 12.A　小明撑杆使船离岸,小明通过脚对船施加水平方向的摩擦力,使船做变速运动,A项正确;杆的弯曲是小明对杆施加的力造成的,杆的弯曲是因为受力,而不是施力,B项错误;杆对岸的力与岸对杆的力是一对相互作用力,两者大小相等,C项错误;岸对杆的力与小明对杆的力不是一对相互作用力,D项错误。 13.BC　本题考查力的分解,确定合力与分力等效替代关系是正确解题的关键。作用在木楔背上的力F可以分解为垂直于两个侧面的分力FN,如图所示。由平行四边形定则可知,FN=,由上式可知,F一定时,木楔顶角越小,FN越大,A项错误,B项正确;木楔顶角一定时,F越大,FN越大,C项正确,D项错误。 14.(1)0.459　(2)成正比　无关　(3)偏大 解析 (1)当长木板相对滑块匀速运动时,弹簧测力计的示数F即为长木板与滑块间的摩擦力大小,因此表格中a处的数据μ=≈0.459。 (2)根据表中数据分析可知,其他条件不变时,在实验误差允许的范围内,滑动摩擦力的大小与接触面上压力的大小成正比;同时根据表中数据分析可知,其他条件不变时,在实验误差允许的范围内,μ与接触面上压力的大小无关。 (3)实验装置如题图乙所示,挂钩高于定滑轮,则在滑块和砝码的总质量M一定的情况下,弹簧测力计的示数F偏大,由μ=可得μ测>μ实,即μ的测量结果将偏大。 考点6　静态平衡 1.A　此题考查力的平衡问题。 无风时,由力的平衡可知,山体对风动石的作用力F1=mg,有水平风吹过时,对风动石受力分析,如图所示,可知此时山体对石的作用力F2=>F1=mg,即F2>F1,A正确。 2.B　选机器人为研究对象,根据平衡条件可知mgsin θ≤μmgcos θ,μ≥tan θ=,B正确。 3.A　对小球受力分析如图所示,正交分解可得FNsin 30°=Fsin 30°,FNcos 30°+Fcos 30°+FT=mg,解得F=FN= N,选项A正确。 4.B　本题考查力的合成和共点力的平衡问题。根据题意对S受力分析如图甲所示。由平衡条件有2FTcos 30°=f,解得FT=f,对P受力分析如图乙所示,由力的合成规律有+=F2,解得F=,故选B。 甲 乙 5.D　设球的半径为R,对球进行受力分析如图所示。 由几何知识可得sin α== 根据平衡条件得FNcos α=mg 解得横杆对球的压力 FN=mg 根据牛顿第三定律,可得球对横杆的压力大小FN'=FN=mg,故选D。 6.B　由题知,取走一个盘子,稳定后余下的盘子正好升高补平,则说明一个盘子的重力可以使弹簧形变量为相邻两盘间距,则有mg=3·kx,解得k=100 N/m,选项A、C、D错误,B正确。 7.D　在月球表面,“嫦娥五号”的重力为mg,根据“嫦娥五号”受力平衡有4FN=mg,解得FN=,由牛顿第三定律得F压=FN=,选项D正确。 8.C　 对机器人受力分析如图所示,将重力向垂直于斜面方向和沿斜面方向分解,沿斜面方向,由平衡条件得Ff=Gcos θ,故A错误,C正确;垂直于斜面方向,由平衡条件得F=Gsin θ+FN,故B、D错误。 9.D　本题考查正交分解法解共点力平衡。对结点O受力分析可得,水平方向F1sin α=F2sin β,即F1的水平分力等于F2的水平分力,C项错误,D项正确;对结点O受力分析可得,竖直方向 F1cos α+F2cos β=mg,解得F1=,F2= 则F1的竖直分量F1y=,F2的竖直分量F2y=,F2y-F1y=,因sin(α-β)>0,可知F2y>F1y,A、B项错误。 10.D　对O点进行受力分析,如图所示,由几何关系可知θ=30°。根据平衡条件得F1cos 30°+F2cos 30°=F,又F1=F2,解得F=F1,选项D正确,A、B、C错误。 11.B　本题考查力的合成和分解、物体的平衡。选擦窗工具为研究对象,其受重力、拉力和摩擦力,根据平衡条件,拉力F与重力mg的合力与摩擦力大小相等,方向相反,所以擦窗工具所受摩擦力方向斜向左上,大小为f=mg。选项B正确。 12.A　任意选取飘带上一小段P,以P为研究对象,因为飘带可视为粗细一致的匀质长绳,且风速水平向右、大小恒定且不随高度改变,所以该小段重力和风力的合力方向不变,故选A。 13.B　耕索对曲辕犁拉力的水平分力为Fsin α,耕索对直辕犁拉力的水平分力为Fsin β,耕索对曲辕犁拉力的竖直分力为Fcos α,耕索对直辕犁拉力的竖直分力为Fcos β,因为α<β,所以Fsin α<Fsin β,Fcos α>Fcos β,选项A错误,B项正确;根据牛顿第三定律,曲辕犁匀速前进时,耕索对犁的拉力等于犁对耕索的拉力,C项错误;同理,直辕犁加速前进时,耕索对犁的拉力等于犁对耕索的拉力,D项错误。 14.C　物体A、B刚好要滑动,说明两者间为最大静摩擦力,FfAB=μmgcos 45°,B与木板也为最大静摩擦力,FfB板=3μmgcos 45°,对A有,绳子拉力FT=mgsin 45°+FfBA=mgsin 45°+μmgcos 45°,对B有,2mgsin 45°=FT+FfAB+Ff板B,又Ff板B=3μmgcos 45°,联立得μ=,A、B、D项错误,C项正确。 15.B　设手机的质量为m,斜面倾角为θ。对手机进行受力分析,如图所示,由图可知支持力方向垂直于斜面向上,摩擦力方向沿斜面向上,根据平衡条件,有Ff=mgsin θ,FN=mgcos θ,因cos θ<1,故FN<mg,且摩擦力等于手机所受的重力沿斜面向下的分力,B项正确。 16.C　对整体受力分析可知,整体相对地面没有相对运动趋势,故Ff3=0;再将a和b看成一个整体,a、b整体有相对斜面向下运动的趋势,故b与P之间有摩擦力,即Ff2≠0;再对a受力分析可知,a相对于b有向下运动的趋势,a和b之间存在摩擦力作用,即Ff1≠0,C项正确。 17.(1)900 N　1 200 N　(2)-4 200 J 解析 本题考查物体的平衡和动能定理。 (1)对重物进行受力分析,根据三力平衡条件,两绳的合力与重力大小相等,由正弦定理得 == 代入数据解得FTQ=900 N,FTP=1 200 N。 (2)根据动能定理得W+mgh=0 故W=-mgh=-4 200 J。 考点7　动态平衡　临界问题 1.B　如图为小球的受力分析图,小球静止,合力为0,则有2Fcos θ+FN=G,其中θ=45°,当FN=0时,F有最大值,最大值Fmax=G,B项正确。 2. B　设两绳子对圆柱体的拉力的合力为T,木板对圆柱体的支持力为N,绳子与木板夹角为α,侧视图如图所示。 在矢量三角形中,根据正弦定理== 在木板以直线MN为轴向后方缓慢转动直至水平过程中,α不变,γ从90°逐渐减小到0,又γ+β+(90°-α)=180°,且90°-α<90°,可知90°<γ+β<180°,则0<β<180°,可知β从锐角逐渐增大到钝角,根据==,由于sin γ不断减小,可知T不断减小,sin β先增大后减小,可知N先增大后减小,结合牛顿第三定律可知,圆柱体对木板的压力先增大后减小,设两绳子之间的夹角为2θ,绳子拉力为T',则2T'cos θ=T,可得T'=,θ不变,T逐渐减小,可知绳子拉力不断减小,B项正确,A、C、D项错误。 3.C　本题考查动态平衡问题,考查推理分析能力。如图所示,在任意位置,对小滑块受力分析,设FN与竖直方向的夹角为θ,根据平衡条件有FN=mgcos θ,推力F=mgsin θ。A向B移动过程中,θ角增大,所以推力F增大,FN减小,A、B项错误。选小滑块和凹槽整体为研究对象,推力在水平方向的分力F水平=Fcos θ=mgsin θcos θ=,先增大后减小,所以墙面对凹槽的压力先增大后减小,C项正确。推力在竖直方向的分力F竖=Fsin θ=mgsin2θ,故F竖随θ增大而增大,故水平地面对凹槽的支持力F支=(m+m')g-F竖减小,D项错误。 三力动态平衡问题分析方法 4.B　以两个轻环和书本组成的系统为研究对象,设系统总质量为M,竖直方向受到重力和水平横杆对轻环的支持力2FN,受力分析图如图1所示。 图1 图2 根据平衡条件得2FN=Mg,得到FN=Mg,可见,水平横杆对每个轻环的支持力FN不变,A项错误。 以A环为研究对象,受力分析图如图2所示。 竖直方向:FN=Fsin α ① 水平方向:Fcos α=Ff② 由①②得Ff=FNcot α,α增大时,Ff变小,由牛顿第三定律可知B环对杆的摩擦力变小,B项正确。 FN和Ff的合力即为杆对环的作用力,合力变小,C项错误。 对书本受力分析,受重力和两个拉力,如图所示。 根据共点力平衡条件,两根轻绳对书本的拉力的合力始终等于书本的重力,即保持不变。 由几何关系有FA=FB= 当两轻环间距离缩短一些时,拉力FA、FB均变小,D项错误。 考点8　实验:探究弹簧弹力与形变量的关系 1.(1)13.15　(4)49　(5)0.028 解析 本题考查探究弹簧弹力与形变量关系实验。 (1)刻度尺最小刻度为1 mm,往下估读一位,弹簧原长为13.15 cm。 (4)对桶和水受力分析,由胡克定律得kx=mg+ρVg 变形得x=V+ 斜率=200 m-2,可得k=49 N/m。 (5)由x=V+可知,当V=0时,有0.005 6 m= 可得m=0.028 kg。 2. (3)如图所示 (4)15.35　(5)127 解析 (4)由题图丙可知,刻度尺的分度值为1 mm,读数为15 cm+3.5 mm=153.5 mm=15.35 cm。 (5)设橡皮筋的劲度系数为k,原长为x0,则 n1mg=k(x1-x0) n5mg=k(x5-x0) 设冰墩墩质量为m1,则有m1g=k(l-x0) 联立各式代入数据解得m1=127 g。 3.(1)6.04　6.05　(2)3　(3)48.6 解析 (1)根据题意ΔL3=L6-L3=6.04 cm;压缩量的平均值Δ==6.05 cm。 (2)根据题意上述Δ是管中增加3个钢球时产生的弹簧平均压缩量。 (3)根据胡克定律,弹簧的劲度系数k==48.6 N/m。 考点9　实验:探究两个互成角度的力 的合成规律　　　 1.(1)106　偏大　(2)C　(3)减小细绳1与竖直方向的夹角 解析 (1)操作测得x=11.60 cm,由图(b)的图像坐标可知,该芒果的质量为106 g;若杯中放入芒果后,细绳1与竖直方向夹角为30°,但与橡皮筋不垂直,对细绳与橡皮筋结点受力分析,如图所示,根据共点力平衡可知橡皮筋的拉力变大,导致橡皮筋的长度偏大,若仍然根据图像读出芒果的质量与m0相比偏大。 (2)另一组同学利用同样方法得到的x-m图像在后半部分弯曲,可能是所测物体的质量过大,导致橡皮筋所受的弹力过大超过了其弹性限度,从而使橡皮筋弹力与其伸长量不成正比。故选C。 (3)根据共点力平衡条件可知,当减小细绳1与竖直方向的夹角时,相同的物体质量对应橡皮筋的拉力较小,故对于相同的橡皮筋,可减小细绳1与竖直方向的夹角来增大该装置测量质量的范围。 2. (ⅰ)见解析　(ⅱ)①没有做到弹簧测力计、细绳、橡皮条都与木板平行;②读数时没有正视弹簧测力计 解析 本题考查验证两个互成角度的力的合成规律实验。 (ⅰ)按照给定的标度画出F1、F2和F的图示,然后按平行四边形定则画出F1、F2的合力F',如图所示。 (ⅱ)F和F'不完全重合的误差可能是:①没有做到弹簧测力计、细绳、橡皮条都与木板平行;②读数时没有正视弹簧测力计。 学科网（北京）股份有限公司 $$