专题02 相互作用-2026年高考物理热点知识讲练与题型归纳（全国通用）

专题02 相互作用 题型一 弹力的分析与计算 1 题型二 “活结”和“死结”与“动杆”和“定杆”问题 3 类型1 “活结”和“死结”问题 4 类型2 “动杆”和“定杆”问题 5 题型三 摩擦力的分析与计算 7 类型1 静摩擦力的分析 8 类型2 滑动摩擦力的分析 9 题型四 摩擦力突变问题 10 类型1 “静——静”突变 10 类型2 “静——动”突变 11 类型3 “动——静”突变 11 类型4 “动——动”突变 12 题型五 共点力的合成 12 题型六 力分解的两种常用方法 14 题型一 弹力的分析与计算 一、判断弹力有无的“三法” 1.条件法：根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力。此方法多用来判断形变较明显的情况。 2.假设法：对形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存在，看物体能否保持原有的运动状态，若运动状态不变，则此处可能不存在弹力；若运动状态改变，则此处一定有弹力。 3.状态法：根据物体的运动状态，利用牛顿第二定律计算 二、弹力方向的判断 面与面 点与面 点与曲面 曲面与平面 垂直于接触面 垂直于接触面 垂直于切面 垂直于平面 绳的弹力一定沿绳 杆的弹力不一定沿杆 弹簧分拉伸、压缩 三、弹力大小计算的三种方法： (1)根据力的平衡条件进行求解． (2)根据牛顿第二定律进行求解． (3)根据胡克定律进行求解． ①内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比． ②表达式：F＝kx.k是弹簧的劲度系数，单位为N/m；k的大小由弹簧自身性质决定．x是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度． 1. （2025·湖南·模拟预测）如图所示，一根轻质弹性绳（遵循胡克定律）的一端固定于天花板的O点，另一端挂上质量为m的物块B，静止时绳竖直且物块B恰好与光滑水平面接触没有挤压，OB间距为l；在O点正下方处绳的右侧安置一光滑的定滑轮（大小不计），把物块B换成大小、形状相同而质量为原来2倍的物块C，然后施加一个水平力F，当物块C缓慢沿光滑水平面向右移动x=时，物块C对水平面的压力恰好为零。已知重力加速度大小为g，则该弹性绳的劲度系数为（　　） A． B． C． D． 2. （2025·江西·模拟预测）如图所示，六根材质相同、原长均为x。的轻质弹簧的端点两两相连，在六个大小相等、方向互成角的恒定拉力F作用下，形成一个稳定的正六边形平面。已知该正六边形外接圆的直径为d，弹簧均在弹性限度范围内，则每根弹簧的劲度系数为（　　） A． B． C． D． 3. （2024·广东深圳·二模）常见的绳索，在一定限度内，其拉力F与伸长量x成正比，即。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（仅与材质有关）。在绳索粗细与长度相同的情况下，，，，，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 D．承受相同拉力时，它们的伸长量之比 题型二 “活结”和“死结”与“动杆”和“定杆”问题 模型1 “活结”和“死结”模型 模型结构 模型解读 模型特点 “活结”模型 “活结”把绳子分为两段，且可沿绳移动，“活结”一般由绳跨过滑轮或绳上挂一光滑挂钩而形成，绳子因“活结”而弯曲，但实际为同一根绳 “活结”两侧的绳子上的张力大小处处相等 “死结”模型 “死结”把绳子分为两段，且不可沿绳移动，“死结”两侧的绳因结而变成两根独立的绳 “死结”两侧的绳子上张力不一定相等 模型2 “动杆”和“定杆”模型 模型结构 模型解读 模型特点 “动杆”模型 轻杆用光滑的转轴或铰链连接，轻杆可围绕转轴或铰链自由转动 当杆处于平衡状态时，杆所受的弹力方向一定沿杆 “定杆”模型 轻杆被固定在接触面上，不能发生转动 杆所受的弹力方向不一定沿杆，可沿任意方向 类型1 “活结”和“死结”问题 4. （24-25高三下·福建·阶段练习）如图所示，细绳a穿过光滑、轻质的小钢环分别系于两挂钉M、N上，细绳b一端系于小钢环上，另一端用力F竖直向下拉，逐渐增大拉力F。已知细绳b承受的最大拉力是a的倍，细绳a被小钢环分成的两段成α角，下列说法正确的是（　　） A．若α<80°，则必定是细绳a先断 B．若α>80°，则必定是细绳b先断 C．若α<100°，则必定是细绳b先断 D．若α>100°，则必定是细绳a先断 5. 图甲中轻杆的端固定在竖直墙壁上，另一端光滑，一端固定在竖直墙壁点的细线跨过端系一质量为的重物，水平；图乙中轻杆可绕点自由转动，另一端光滑；一端固定在竖直墙壁点的细线跨过端系一质量也为的重物。已知图甲中，重力加速度为g，以下说法正确的是（    ） A．图甲轻杆中弹力大小为 B．图乙轻杆中弹力大小为 C．图甲中轻杆中弹力与细线中拉力的合力方向一定沿竖直方向 D．图乙中绳子对轻杆弹力可能不沿杆 6. 长时间低头会引起颈部的疾病，将人体头颈部简化为如图所示的模型，A点为头部的重心，AO为提供支持力的颈椎（可视为轻杆）可绕O点转动，AB为提供拉力的肌肉（可视为轻绳）。当人体直立时，如图甲，颈椎所承受的压力大小等于头部的重力大小G；当低头时，如图乙，AO、AB与竖直方向的夹角分别为、。下列说法正确的是（　　）    A．颈椎受到的压力大小为G B．颈部肌肉的拉力大小为G C．颈椎受到的压力大小为 D．颈部肌肉的拉力大小为 类型2 “动杆”和“定杆”问题 7. 如图甲所示，轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为的物体，；图乙所示的轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上，另一端G通过细绳EG拉住，EG与水平方向成30°角，轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量为的物体，重力加速度为g，则下列说法正确的是 （　　）     A．图甲中BC对滑轮的作用力大小为 B．图乙中HG杆受到绳的作用力为 C．细绳AC段的拉力与细绳EG段的拉力 之比为 D．细绳AC段的拉力与细绳EG段的拉力之比为 8. （2023·江苏连云港·模拟预测）甲图中，轻杆AB一端与墙上的光滑的铰链连接，另一端用轻绳系住，绳、杆之间夹角为，在B点下方悬挂质量为的重物。乙图中，轻杆CD一端插入墙内，另一端装有小滑轮，现用轻绳绕过滑轮挂住质量为的重物，绳、杆之间夹角也为。甲、乙中杆都垂直于墙，则下列说法中正确的是（　　）    A．甲乙两图中杆中弹力之比 ： B．甲图中杆的弹力更大 C．两根杆中弹力方向均沿杆方向 D．若甲、乙中轻绳能承受最大拉力相同，则物体加重时，乙中轻绳更容易断裂 9. “V”形吊车在港口等地有重要的作用.如图所示，底座支点记为O点，OA为“V”形吊车的左臂，OA上端A处固定有定滑轮，OB为活杆且为“V”形吊车的右臂，一根钢索连接底座与B点，另一根钢索连接B点后跨过定滑轮吊着一质量为M的重物，重物静止.已知左臂OA与水平面的夹角为，左臂OA与钢索AB段的夹角为θ，且左臂OA与右臂OB相互垂直，左臂OA、右臂OB总质量为m，钢索质量忽略不计，不计一切摩擦，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A．定滑轮对钢索的支持力为 B．AB段钢索所受到的拉力为2Mg C．右臂OB对钢索的支持力为 D．底座对左臂OA、右臂OB、重物整体的支持力为 题型三 摩擦力的分析与计算 1．静摩擦力 (1)有无及其方向的判定方法 ①假设法：假设法有两种，一种是假设接触面光滑，不存在摩擦力，看所研究物体是否改变原来的运动状态．另一种是假设摩擦力存在，看所研究物体是否改变原来的运动状态． ②状态法：静摩擦力的大小与方向具有可变性．明确物体的运动状态，分析物体的受力情况，根据平衡方程或牛顿第二定律求解静摩擦力的大小和方向． ③牛顿第三定律法：此法的关键是抓住“力是成对出现的”，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力的方向． (2)大小的计算 ①物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)，利用力的平衡条件来判断其大小． ②物体有加速度时，若只有静摩擦力，则Ff＝ma.若除静摩擦力外，物体还受其他力，则F合＝ma，先求合力再求静摩擦力． 2．滑动摩擦力 (1)方向：与相对运动的方向相反，但与物体运动的方向不一定相反． (2)计算：滑动摩擦力的大小用公式Ff＝μFN来计算，应用此公式时要注意以下几点： ①μ为动摩擦因数，其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关；FN为两接触面间的正压力，其大小不一定等于物体的重力． ②滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的大小均无关． 类型1 静摩擦力的分析 10. 木块甲、乙分别重50N和60N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25。夹在甲、乙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。 的水平拉力作用在木块乙上，如图所示。力F作用后木块所受摩擦力情况是（　　） A．木块甲所受摩擦力大小是12.5N B．木块甲所受摩擦力大小是11.5 N C．木块乙所受摩擦力大小是9N D．木块乙所受摩擦力大小是7N 11. （2023·湖南·模拟预测）图甲是一种榫卯连接构件。相互连接的两部分P、Q如图乙所示。图甲中构件Q固定在水平地面上，榫、卯接触面间的动摩擦因数均为，沿P的轴线用大小为F的力才能将P从Q中拉出。若各接触面间的弹力大小均为，滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等，则的大小为（　　）    A． B． C． D． 12. 如图，用水平力将质量为的物体紧压在竖直墙上，物体静止不动，物体与墙壁之间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A．物体所受的摩擦力和重力是一对相互作用力 B．物体对墙壁的摩擦力大小为mg C．物体对墙壁的摩擦力大小为 D．水平力增大，物体所受的摩擦力也增大 类型2 滑动摩擦力的分析 13. （2024·湖南邵阳·一模）中央广播电视总台《2024年春节联欢晚会》以“龙行龘龘，欣欣家国”为主题。中国书法历史悠久，是中华民族优秀传统文化之一。如图所示，书法家在水平桌面上平铺一张白纸，为防打滑，他在白纸的左侧靠近边缘处用镇纸压住。书写“龙”字“一”这一笔画时，在向右行笔的过程中镇纸和白纸都保持静止，则（    ） A．毛笔对白纸的摩擦力向左 B．白纸对镇纸的摩擦力向右 C．桌面对白纸的摩擦力向左 D．桌面对白纸的摩擦力小于毛笔对白纸的摩擦力 14. （2023·贵州贵阳·模拟预测）魔术师将一摞扑克纸牌整齐叠放在水平桌面上，他用右手食指以竖直向下、大小为 的力按压最上方第 1 张牌，然后向前水平推动， 除第 1 张纸牌向前水平滑出外，其他纸牌均静止不动，假设每一张纸牌的质量均为 m，纸牌与纸牌间的动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。令第1与第2张、第2与第3张纸牌间水平方向的作用力大小分别为 F12、F23，以此类推。重力加速度为 g，只考虑摩擦力、重力和手指向下压的力，则在第一张纸牌滑出过程中，下列关于F12和F23的判断正确的是（　　） A． B． C． D． 15. （2020·湖北黄冈·模拟预测）如图所示，弹性轻绳的一端固定在O点，另一端拴一个物体，物体静止在水平地面上的B点，并对水平地面有压力，O点的正下方A处有一垂直于纸面的光滑杆，OA为弹性轻绳的自然长度，现在用水平力使物体沿水平面运动，在这一过程中，物体所受水平面的摩擦力的大小的变化情况是（　　）        A．先变大后变小 B．先变小后变大 C．保持不变 D．条件不够充分，无法确定 题型四 摩擦力突变问题 用临界法分析摩擦力突变问题的三点注意 (1)题目中出现“最大”、“最小”和“刚好”等关键词时，一般隐藏着临界问题．有时，有些临界问题中并不含上述常见的“临界术语”，但审题时发现某个物理量在变化过程中会发生突变，则该物理量突变时物体所处的状态即为临界状态． (2)静摩擦力是被动力，其存在及大小、方向取决于物体间的相对运动的趋势，而且静摩擦力存在最大值．存在静摩擦的连接系统，相对滑动与相对静止的临界条件是静摩擦力达到最大值． (3)研究传送带问题时，物体和传送带的速度相等的时刻往往是摩擦力的大小、方向和运动性质的分界点． 类型1 “静——静”突变 16. 如图所示，物体A静止在倾角为θ=30°的斜面体B上，现用水平力F推物体A，使F由零逐渐增大，但A和B始终保持静止。在此过程中（　　） A．A受到摩擦力的大小一定逐渐减小 B．A对B的压力大小先增大后减小 C．地面对B的摩擦力大小一定逐渐增大 D．地面对B的支持力逐渐增大 类型2 “静——动”突变 17. 如图所示，一质量为m的木块在水平力F的作用下静止在竖直粗糙墙壁上，已知木块与墙壁之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，木块与墙壁间的动摩擦因数为，下列说法正确的是（    ）    A．若水平力F增大，木块受到的摩擦力也增大 B．若撤去F，木块受到的滑动摩擦力大小等于 C．若撤去F，木块受到的滑动摩擦力大小等于 D．若撤去力F，木块将自由下落 类型3 “动——静”突变 18. 如图所示，重力为G的物体静止于倾角为的斜面上，现用垂直于斜面的推力（k为比例常量，t为时间）作用在物体上，从t=0开始，物体所受摩擦力f随时间t的变化关系是（    ） A． B． C． D． 类型4 “动——动”突变 19. 如图所示，一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出，鱼缸最终没有滑出桌面；若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，则在上述过程中（　　） A．鱼缸受到的摩擦力方向始终不变 B．鱼缸受到的摩擦力大小始终不变 C．若猫增大拉力，桌布对鱼缸的摩擦力增大 D．若猫增大拉力，桌面对鱼缸的摩擦力不变 题型五 共点力的合成 1．合成的方法 (1)作图法 (2)计算法：根据平行四边形定则作出示意图，然后利用解三角形的方法求出合力，是解题的常用方法． 2．运算法则 (1)平行四边形定则：求两个互成角度的共点力F1、F2的合力，可以用表示F1、F2的有向线段为邻边作平行四边形，平行四边形的对角线就表示合力的大小和方向，如图1甲所示． (2)三角形定则：求两个互成角度的共点力F1、F2的合力，可以把表示F1、F2的线段首尾顺次相接地画出，把F1、F2的另外两端连接起来，则此连线就表示合力的大小和方向，如图乙所示． 图1 3．重要结论 (1)两个分力一定时，夹角θ越大，合力越小 (2)合力一定，两等大分力的夹角越大，两分力越大 (3)合力可以大于分力，等于分力，也可以小于分力． 20. （2025·江苏宿迁·模拟预测）在探究两个互成角度力的合成规律实验中。在如图所示平面内，保持合力F不变，分力F1的大小不变，改变F1的方向，则分力F2箭头端的轨迹为（　　） A． B． C． D． 21. （2025·河南·模拟预测）如图为质点P受到的8个力的图示，8个力的顶点刚好构成长方体，为该长方体的中心，若力的图示可表示为有向线段，则质点P受到的合力为（　　） A． B． C． D． 22. （2024·广东佛山·一模）“人体旗帜”指的是用手抓着支撑物，使身体与地面保持平行的高难度动作。某同学重为，完成此动作时其受力情况如图所示，已知两手受力、方向与竖直方向夹角均为60°，则其中大小为（　　）    A． B． C． D． 题型六 力分解的两种常用方法 1．力的效果分解法： (1)根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向； (2)再根据两个实际分力的方向画出平行四边形； (3)最后由平行四边形和数学知识求出两分力的大小． 2．正交分解法 (1)定义：将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法． (2)建立坐标轴的原则：以少分解力和容易分解力为原则(即尽量多的力在坐标轴上)． 23. 图1、2、3、4所示的四种情况是某一质点在同一竖直平面内同时受到的三个共点力，若坐标纸中每格边长表示1 N的大小的力，则下列关于此质点所受的合外力的说法中正确的是（　　） A．图1中质点所受的合外力大小是12 N，方向沿水平方向右 B．图2中质点所受的合外力等于0 C．图3中质点所受的合外力大小是8 N，方向竖直向上 D．图4中质点所受的合外力大小等于5 N 24. （2025·黑龙江大庆·模拟预测）图甲为古代榨油场景，图乙是简化原理图，快速撞击木楔便可将油榨出。若木楔可看作顶角为的等腰三角形，撞击木楔的力为F，则下列说法正确的是（　　） A．为了增大木块对油饼的压力，通常设计得较小 B．木锲对每个木块的压力均为 C．木块对最右侧的油饼有挤压作用 D．木块加速挤压油饼过程中，木块对油饼的压力大于油饼对木块的压力 25. （2025·河南·三模）榫卯结构是中国传统木建筑、木家具的主要结构方式，我国未来的月球基地将采用月壤烧制的带有榫卯结构的月壤砖建设。在木结构上凿削矩形榫眼用的是如图甲所示木工凿，凿削榫眼时用锤子敲击木工凿柄，将木工凿尖端钉入木头，木工凿尖端钉入木头时的截面如图乙所示，锤子对木工凿施加的力沿竖直面向下，木工凿对木头的侧面和竖直面的压力大小分别为和，下列说法正确的是（　　） A．和是的两个分力 B．凿子尖端打磨的夹角不同，可能大于 C．凿子尖端打磨的夹角不同，可能大于 D．凿子尖端打磨的夹角不同，可能小于 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 相互作用 题型一 弹力的分析与计算 1 题型二 “活结”和“死结”与“动杆”和“定杆”问题 5 类型1 “活结”和“死结”问题 6 类型2 “动杆”和“定杆”问题 8 题型三 摩擦力的分析与计算 12 类型1 静摩擦力的分析 13 类型2 滑动摩擦力的分析 15 题型四 摩擦力突变问题 17 类型1 “静——静”突变 17 类型2 “静——动”突变 18 类型3 “动——静”突变 19 类型4 “动——动”突变 20 题型五 共点力的合成 21 题型六 力分解的两种常用方法 23 题型一 弹力的分析与计算 一、判断弹力有无的“三法” 1.条件法：根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力。此方法多用来判断形变较明显的情况。 2.假设法：对形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存在，看物体能否保持原有的运动状态，若运动状态不变，则此处可能不存在弹力；若运动状态改变，则此处一定有弹力。 3.状态法：根据物体的运动状态，利用牛顿第二定律计算 二、弹力方向的判断 面与面 点与面 点与曲面 曲面与平面 垂直于接触面 垂直于接触面 垂直于切面 垂直于平面 绳的弹力一定沿绳 杆的弹力不一定沿杆 弹簧分拉伸、压缩 三、弹力大小计算的三种方法： (1)根据力的平衡条件进行求解． (2)根据牛顿第二定律进行求解． (3)根据胡克定律进行求解． ①内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比． ②表达式：F＝kx.k是弹簧的劲度系数，单位为N/m；k的大小由弹簧自身性质决定．x是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度． 1. （2025·湖南·模拟预测）如图所示，一根轻质弹性绳（遵循胡克定律）的一端固定于天花板的O点，另一端挂上质量为m的物块B，静止时绳竖直且物块B恰好与光滑水平面接触没有挤压，OB间距为l；在O点正下方处绳的右侧安置一光滑的定滑轮（大小不计），把物块B换成大小、形状相同而质量为原来2倍的物块C，然后施加一个水平力F，当物块C缓慢沿光滑水平面向右移动x=时，物块C对水平面的压力恰好为零。已知重力加速度大小为g，则该弹性绳的劲度系数为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】设弹性绳原长为l0，劲度系数为k。弹性绳挂物块B时，B对水平面无压力，则有 换成物块C并沿水平面移动x后物块C对水平面压力为零，此时物块C受力如图所示 设弹性绳与水平方向的夹角为α，由几何知识得 则有 绳的拉力 又 联立解得 故选D。 2. （2025·江西·模拟预测）如图所示，六根材质相同、原长均为x。的轻质弹簧的端点两两相连，在六个大小相等、方向互成角的恒定拉力F作用下，形成一个稳定的正六边形平面。已知该正六边形外接圆的直径为d，弹簧均在弹性限度范围内，则每根弹簧的劲度系数为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】正六边形外接圆的半径为，此时弹簧的长度为，伸长量 由胡克定律可知，每根弹簧的弹力 两相邻弹簧的夹角为，两相邻弹簧弹力的合力 弹簧静止处于平衡状态，由平衡条件可知，每个拉力大小 解得 故选A。 3. （2024·广东深圳·二模）常见的绳索，在一定限度内，其拉力F与伸长量x成正比，即。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（仅与材质有关）。在绳索粗细与长度相同的情况下，，，，，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 D．承受相同拉力时，它们的伸长量之比 【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 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 可得 若绳索能承受的最大拉力相同，则横截面面积之比为 故C正确； D．根据 可得 承受相同拉力时，则它们的伸长量之比为 故D错误。 故选AC。 题型二 “活结”和“死结”与“动杆”和“定杆”问题 模型1 “活结”和“死结”模型 模型结构 模型解读 模型特点 “活结”模型 “活结”把绳子分为两段，且可沿绳移动，“活结”一般由绳跨过滑轮或绳上挂一光滑挂钩而形成，绳子因“活结”而弯曲，但实际为同一根绳 “活结”两侧的绳子上的张力大小处处相等 “死结”模型 “死结”把绳子分为两段，且不可沿绳移动，“死结”两侧的绳因结而变成两根独立的绳 “死结”两侧的绳子上张力不一定相等 模型2 “动杆”和“定杆”模型 模型结构 模型解读 模型特点 “动杆”模型 轻杆用光滑的转轴或铰链连接，轻杆可围绕转轴或铰链自由转动 当杆处于平衡状态时，杆所受的弹力方向一定沿杆 “定杆”模型 轻杆被固定在接触面上，不能发生转动 杆所受的弹力方向不一定沿杆，可沿任意方向 类型1 “活结”和“死结”问题 4. （24-25高三下·福建·阶段练习）如图所示，细绳a穿过光滑、轻质的小钢环分别系于两挂钉M、N上，细绳b一端系于小钢环上，另一端用力F竖直向下拉，逐渐增大拉力F。已知细绳b承受的最大拉力是a的倍，细绳a被小钢环分成的两段成α角，下列说法正确的是（　　） A．若α<80°，则必定是细绳a先断 B．若α>80°，则必定是细绳b先断 C．若α<100°，则必定是细绳b先断 D．若α>100°，则必定是细绳a先断 【答案】D 【详解】以小钢环为研究对象，设α=α0时，细绳b的实际受力是a的倍，由力的平衡条件有，解得，可知，当α<90°时，细绳b先断，当α>90°时，细绳a先断，故选D。 5. 图甲中轻杆的端固定在竖直墙壁上，另一端光滑，一端固定在竖直墙壁点的细线跨过端系一质量为的重物，水平；图乙中轻杆可绕点自由转动，另一端光滑；一端固定在竖直墙壁点的细线跨过端系一质量也为的重物。已知图甲中，重力加速度为g，以下说法正确的是（    ） A．图甲轻杆中弹力大小为 B．图乙轻杆中弹力大小为 C．图甲中轻杆中弹力与细线中拉力的合力方向一定沿竖直方向 D．图乙中绳子对轻杆弹力可能不沿杆 【答案】AC 【详解】A．由于图甲轻杆为“定杆”，其O端光滑，可以视为活结，两侧细线中拉力大小相等，都等于，由力的平衡条件可知，图甲轻杆中弹力大小为 故A正确； BD．图乙中轻杆可绕点自由转动，为“动杆”，另一端光滑，可以视为活结，两侧细线中拉力相等，“动杆”中弹力方向一定沿“动杆”方向，“动杆”中弹力大小等于两侧细线中拉力的合力大小，两细线夹角不确定，则轻杆中弹力大小无法确定，故BD错误； C．根据共点力平衡条件，图甲中轻杆弹力与细线OB中拉力的合力方向一定与竖直细绳的拉力方向相反，即竖直向上，故C正确。 故选AC。 6. 长时间低头会引起颈部的疾病，将人体头颈部简化为如图所示的模型，A点为头部的重心，AO为提供支持力的颈椎（可视为轻杆）可绕O点转动，AB为提供拉力的肌肉（可视为轻绳）。当人体直立时，如图甲，颈椎所承受的压力大小等于头部的重力大小G；当低头时，如图乙，AO、AB与竖直方向的夹角分别为、。下列说法正确的是（　　）    A．颈椎受到的压力大小为G B．颈部肌肉的拉力大小为G C．颈椎受到的压力大小为 D．颈部肌肉的拉力大小为 【答案】B 【详解】BD．提供拉力的肌肉与头部相当于构成一个活杆死结模型，由于AB拉力和头部重力G与AB夹角相等，合力沿AO指向O，根据对称性可知颈部肌肉的拉力大小为G。故B正确，D错误； AC．根据平衡条件及力的矢量合成可知，颈椎受到的压力大小为 故AC错误。 故选B。 类型2 “动杆”和“定杆”问题 7. 如图甲所示，轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为的物体，；图乙所示的轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上，另一端G通过细绳EG拉住，EG与水平方向成30°角，轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量为的物体，重力加速度为g，则下列说法正确的是 （　　）     A．图甲中BC对滑轮的作用力大小为 B．图乙中HG杆受到绳的作用力为 C．细绳AC段的拉力与细绳EG段的拉力 之比为 D．细绳AC段的拉力与细绳EG段的拉力之比为 【答案】AC 【详解】A．图甲中绳跨过滑轮，与滑轮接触的点是“动点”，也称为“活结”，绳上拉力大小处处相等，两段绳的拉力都是，互成120°角，因此合力的大小是，故BC对滑轮的作用力大小也是（方向与竖直方向成60°角斜向右上方），故A正确； B．图乙中绳与杆的端点连在一起，杆与绳接触的点是“静点”，也称为“死结”，两段绳上的拉力不一定相等，而杆的一端用铰链固定在墙上，故杆对G点的弹力方向沿杆，对G点受力分析如图所示 又 由力的平衡条件可得 由力的性质可得HG杆受到绳的作用力为 故B错误； CD．图乙中 得 则有 故C正确，D错误。 故选AC。 8. （2023·江苏连云港·模拟预测）甲图中，轻杆AB一端与墙上的光滑的铰链连接，另一端用轻绳系住，绳、杆之间夹角为，在B点下方悬挂质量为的重物。乙图中，轻杆CD一端插入墙内，另一端装有小滑轮，现用轻绳绕过滑轮挂住质量为的重物，绳、杆之间夹角也为。甲、乙中杆都垂直于墙，则下列说法中正确的是（　　）    A．甲乙两图中杆中弹力之比 ： B．甲图中杆的弹力更大 C．两根杆中弹力方向均沿杆方向 D．若甲、乙中轻绳能承受最大拉力相同，则物体加重时，乙中轻绳更容易断裂 【答案】B 【详解】C．甲图中的杆有铰链相连，可以自由转动，弹力方向沿杆方向，乙图中的杆一端插在墙里，不能自由转动，弹力方向不一定沿杆方向，而是沿两根绳合力的反方向。故C 错误； AB．甲、乙图受力分析如图    图甲中，以B点为研究对象，根据平衡条件可得 图乙中，以D点为研究对象，受到重物的拉力、上边绳的拉力和CD杆的弹力，由于拉力 F'和重力的夹角为120°且大小均为mg，则由几何知识可得 T‘= mg 即轻杆受到的弹力为mg。故A错误；B正确； D．甲图中轻绳的拉力为 乙图中轻绳的拉力 若甲、乙中轻绳能承受最大拉力相同，则物体加重时，甲中轻绳更容易断裂。故D错误。 故选B。 9. “V”形吊车在港口等地有重要的作用.如图所示，底座支点记为O点，OA为“V”形吊车的左臂，OA上端A处固定有定滑轮，OB为活杆且为“V”形吊车的右臂，一根钢索连接底座与B点，另一根钢索连接B点后跨过定滑轮吊着一质量为M的重物，重物静止.已知左臂OA与水平面的夹角为，左臂OA与钢索AB段的夹角为θ，且左臂OA与右臂OB相互垂直，左臂OA、右臂OB总质量为m，钢索质量忽略不计，不计一切摩擦，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A．定滑轮对钢索的支持力为 B．AB段钢索所受到的拉力为2Mg C．右臂OB对钢索的支持力为 D．底座对左臂OA、右臂OB、重物整体的支持力为 【答案】A 【详解】A．作示意图如图1所示，设重物所在位置为C点，则钢索在A点夹角为 定滑轮只改变钢索拉力的方向，不改变力的大小，则钢索对滑轮的作用力方向沿着的角平分线，即 由牛顿第三定律可知，滑轮对钢索的作用力 故A正确； B．由题意可知，物体缓慢向上运动，钢索拉力 故B错误； C．以B点为研究对象，受力分析如图2所示，可知 解得 故C错误； D．以整体为研究对象，钢索也与底座接触，底座对整体的支持力大于，故D选项错误。 故选A。 题型三 摩擦力的分析与计算 1．静摩擦力 (1)有无及其方向的判定方法 ①假设法：假设法有两种，一种是假设接触面光滑，不存在摩擦力，看所研究物体是否改变原来的运动状态．另一种是假设摩擦力存在，看所研究物体是否改变原来的运动状态． ②状态法：静摩擦力的大小与方向具有可变性．明确物体的运动状态，分析物体的受力情况，根据平衡方程或牛顿第二定律求解静摩擦力的大小和方向． ③牛顿第三定律法：此法的关键是抓住“力是成对出现的”，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力的方向． (2)大小的计算 ①物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)，利用力的平衡条件来判断其大小． ②物体有加速度时，若只有静摩擦力，则Ff＝ma.若除静摩擦力外，物体还受其他力，则F合＝ma，先求合力再求静摩擦力． 2．滑动摩擦力 (1)方向：与相对运动的方向相反，但与物体运动的方向不一定相反． (2)计算：滑动摩擦力的大小用公式Ff＝μFN来计算，应用此公式时要注意以下几点： ①μ为动摩擦因数，其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关；FN为两接触面间的正压力，其大小不一定等于物体的重力． ②滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的大小均无关． 类型1 静摩擦力的分析 10. 木块甲、乙分别重50N和60N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25。夹在甲、乙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。 的水平拉力作用在木块乙上，如图所示。力F作用后木块所受摩擦力情况是（　　） A．木块甲所受摩擦力大小是12.5N B．木块甲所受摩擦力大小是11.5 N C．木块乙所受摩擦力大小是9N D．木块乙所受摩擦力大小是7N 【答案】C 【详解】AB．由于弹簧被压缩了，故弹簧的弹力 甲、乙的最大静摩擦力分别为 ， 则可知 故甲、乙一直处于静止状态，对甲，其所受的静摩擦力为 水平向右；对乙，其所受的静摩擦力为 水平向左。 故选C。 11. （2023·湖南·模拟预测）图甲是一种榫卯连接构件。相互连接的两部分P、Q如图乙所示。图甲中构件Q固定在水平地面上，榫、卯接触面间的动摩擦因数均为，沿P的轴线用大小为F的力才能将P从Q中拉出。若各接触面间的弹力大小均为，滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等，则的大小为（　　）    A． B． C． D． 【答案】A 【详解】有6个接触面间存在摩擦，所以 解得 故选A。 12. 如图，用水平力将质量为的物体紧压在竖直墙上，物体静止不动，物体与墙壁之间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A．物体所受的摩擦力和重力是一对相互作用力 B．物体对墙壁的摩擦力大小为mg C．物体对墙壁的摩擦力大小为 D．水平力增大，物体所受的摩擦力也增大 【答案】B 【详解】A．物体所受的摩擦力和重力是一对平衡力，故A错误； B．对物体受力分析，竖直方向受到重力和静摩擦力，故 故B正确，C错误； D．静摩擦力等于重力，故水平力增大，物体所受的摩擦力不变，故D错误。 故选B。 类型2 滑动摩擦力的分析 13. （2024·湖南邵阳·一模）中央广播电视总台《2024年春节联欢晚会》以“龙行龘龘，欣欣家国”为主题。中国书法历史悠久，是中华民族优秀传统文化之一。如图所示，书法家在水平桌面上平铺一张白纸，为防打滑，他在白纸的左侧靠近边缘处用镇纸压住。书写“龙”字“一”这一笔画时，在向右行笔的过程中镇纸和白纸都保持静止，则（    ） A．毛笔对白纸的摩擦力向左 B．白纸对镇纸的摩擦力向右 C．桌面对白纸的摩擦力向左 D．桌面对白纸的摩擦力小于毛笔对白纸的摩擦力 【答案】C 【详解】A．书写“龙”字“一”这一笔画时，白纸相对毛笔白纸向左运动，毛笔对白纸的摩擦力向右，故A错误； B．镇纸相对白纸无运动趋势，白纸与镇纸间没有摩擦力，故B错误； CD．对白纸受力分析，桌面对白纸的摩擦力与毛笔对白纸的摩擦力二力平衡，方向相反，大小相等，则桌面对白纸的摩擦力向左，桌面对白纸的摩擦力等于毛笔对白纸的摩擦力，故C正确，D错误。 故选C。 14. （2023·贵州贵阳·模拟预测）魔术师将一摞扑克纸牌整齐叠放在水平桌面上，他用右手食指以竖直向下、大小为 的力按压最上方第 1 张牌，然后向前水平推动， 除第 1 张纸牌向前水平滑出外，其他纸牌均静止不动，假设每一张纸牌的质量均为 m，纸牌与纸牌间的动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。令第1与第2张、第2与第3张纸牌间水平方向的作用力大小分别为 F12、F23，以此类推。重力加速度为 g，只考虑摩擦力、重力和手指向下压的力，则在第一张纸牌滑出过程中，下列关于F12和F23的判断正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】BC 【详解】因为第1张牌被向前推动，即第1张牌和第2张牌之间的作用力为滑动摩擦力，即 因为第2张牌和第3张牌还保持静止，所以它们间的作用力比最大静摩擦力要小，即 故选BC。 15. （2020·湖北黄冈·模拟预测）如图所示，弹性轻绳的一端固定在O点，另一端拴一个物体，物体静止在水平地面上的B点，并对水平地面有压力，O点的正下方A处有一垂直于纸面的光滑杆，OA为弹性轻绳的自然长度，现在用水平力使物体沿水平面运动，在这一过程中，物体所受水平面的摩擦力的大小的变化情况是（　　）        A．先变大后变小 B．先变小后变大 C．保持不变 D．条件不够充分，无法确定 【答案】C 【详解】假设弹性轻绳和水平方向夹角为θ，lAB＝x，则弹性绳的弹力 T＝ 对物体进行受力分析，竖直方向 Tsin θ＋N＝mg 得 N＝mg－Tsin θ 物体沿水平面运动过程摩擦力为滑动摩擦力，即 f＝μN＝μmg－μTsin θ＝μmg－μkx 可知滑动摩擦力和夹角无关。 故选C。 题型四 摩擦力突变问题 用临界法分析摩擦力突变问题的三点注意 (1)题目中出现“最大”、“最小”和“刚好”等关键词时，一般隐藏着临界问题．有时，有些临界问题中并不含上述常见的“临界术语”，但审题时发现某个物理量在变化过程中会发生突变，则该物理量突变时物体所处的状态即为临界状态． (2)静摩擦力是被动力，其存在及大小、方向取决于物体间的相对运动的趋势，而且静摩擦力存在最大值．存在静摩擦的连接系统，相对滑动与相对静止的临界条件是静摩擦力达到最大值． (3)研究传送带问题时，物体和传送带的速度相等的时刻往往是摩擦力的大小、方向和运动性质的分界点． 类型1 “静——静”突变 16. 如图所示，物体A静止在倾角为θ=30°的斜面体B上，现用水平力F推物体A，使F由零逐渐增大，但A和B始终保持静止。在此过程中（　　） A．A受到摩擦力的大小一定逐渐减小 B．A对B的压力大小先增大后减小 C．地面对B的摩擦力大小一定逐渐增大 D．地面对B的支持力逐渐增大 【答案】C 【详解】A．若开始时A受的静摩擦力沿斜面向下，则 当F增大时，A受到摩擦力的大小逐渐变大，选项A错误； B．A对B的压力大小 则当F增大时FN一直增大，选项B错误； C．对物块和斜面的整体，水平方向 F=f′ 则当F增大时地面对B的摩擦力大小一定逐渐增大，选项C正确； D．对物块和斜面的整体，竖直方向 则当F增大时地面对B的支持力不变，选项D错误。 故选C。 类型2 “静——动”突变 17. 如图所示，一质量为m的木块在水平力F的作用下静止在竖直粗糙墙壁上，已知木块与墙壁之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，木块与墙壁间的动摩擦因数为，下列说法正确的是（    ）    A．若水平力F增大，木块受到的摩擦力也增大 B．若撤去F，木块受到的滑动摩擦力大小等于 C．若撤去F，木块受到的滑动摩擦力大小等于 D．若撤去力F，木块将自由下落 【答案】D 【详解】A．由于木块静止在竖直粗糙墙壁上，根据受力分析可知，木块受到重力，墙壁对木块的弹力，墙壁对木块的摩擦力以及所施加的水平压力，根据平衡条件可得 水平力F增大，木块受到墙壁对其弹力将增大，摩擦力不变，故A错误； BCD．若产生静摩擦力，物体必须对接触面产生压力且有相对运动的趋势，若产生滑动摩擦力，物体必须对接触面产生压力且发生相对运动，而若撤去F，木块将不再紧压墙壁，即压力为零，因此摩擦力将为0，木块将自由下落，故BC错误，D正确。 故选D。 类型3 “动——静”突变 18. 如图所示，重力为G的物体静止于倾角为的斜面上，现用垂直于斜面的推力（k为比例常量，t为时间）作用在物体上，从t=0开始，物体所受摩擦力f随时间t的变化关系是（    ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】物体受推力F、重力mg、支持力N和平行斜面向上的静摩擦力f，根据平衡条件，有 ， f与F无关，f不变。 故选C。 类型4 “动——动”突变 19. 如图所示，一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出，鱼缸最终没有滑出桌面；若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，则在上述过程中（　　） A．鱼缸受到的摩擦力方向始终不变 B．鱼缸受到的摩擦力大小始终不变 C．若猫增大拉力，桌布对鱼缸的摩擦力增大 D．若猫增大拉力，桌面对鱼缸的摩擦力不变 【答案】BD 【详解】A．桌布向右拉出时，鱼缸相对于桌布有向左的运动，故鱼缸受到的摩擦力向右，而当鱼缸与桌布脱离后鱼缸在桌面上滑动时，鱼缸相对于桌面有向右的运动，故鱼缸受到的摩擦力向左最后停止，故A错误； B．由于鱼缸与桌布，以及鱼缸与桌面之间的摩擦都是滑动摩擦，大小都为 且鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，则鱼缸受到的摩擦力大小始终不变，故B正确； CD．鱼缸受到的摩擦力为滑动摩擦力，其大小与拉力无关，只与正压力和动摩擦因数有关，因此增大拉力时，摩擦力不变，故C错误，D正确。 故选BD。 题型五 共点力的合成 1．合成的方法 (1)作图法 (2)计算法：根据平行四边形定则作出示意图，然后利用解三角形的方法求出合力，是解题的常用方法． 2．运算法则 (1)平行四边形定则：求两个互成角度的共点力F1、F2的合力，可以用表示F1、F2的有向线段为邻边作平行四边形，平行四边形的对角线就表示合力的大小和方向，如图1甲所示． (2)三角形定则：求两个互成角度的共点力F1、F2的合力，可以把表示F1、F2的线段首尾顺次相接地画出，把F1、F2的另外两端连接起来，则此连线就表示合力的大小和方向，如图乙所示． 图1 3．重要结论 (1)两个分力一定时，夹角θ越大，合力越小 (2)合力一定，两等大分力的夹角越大，两分力越大 (3)合力可以大于分力，等于分力，也可以小于分力． 20. （2025·江苏宿迁·模拟预测）在探究两个互成角度力的合成规律实验中。在如图所示平面内，保持合力F不变，分力F1的大小不变，改变F1的方向，则分力F2箭头端的轨迹为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】若以O点为坐标原点，以F的方向为x轴正向建立坐标系，设F与的夹角为，则合力的箭头的坐标满足 联立化简得 因保持合力F的大小和方向不变，分力的大小不变，则使与F的夹角从0逐渐增大到的过程中，的箭头的轨迹图形为圆，即B选项符合。 故选B。 21. （2025·河南·模拟预测）如图为质点P受到的8个力的图示，8个力的顶点刚好构成长方体，为该长方体的中心，若力的图示可表示为有向线段，则质点P受到的合力为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】如图，易知点O为AG的中点，由平行四边形定则可知力、的合力为，同理，力、的合力、力、的合力、力、的合力均为，所以质点P受到的合力为。 故选D。 22. （2024·广东佛山·一模）“人体旗帜”指的是用手抓着支撑物，使身体与地面保持平行的高难度动作。某同学重为，完成此动作时其受力情况如图所示，已知两手受力、方向与竖直方向夹角均为60°，则其中大小为（　　）    A． B． C． D． 【答案】C 【详解】对身体受力分析如图：    两个力的夹角为120°，根据力的平衡条件可知 =G 故选C。 题型六 力分解的两种常用方法 1．力的效果分解法： (1)根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向； (2)再根据两个实际分力的方向画出平行四边形； (3)最后由平行四边形和数学知识求出两分力的大小． 2．正交分解法 (1)定义：将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法． (2)建立坐标轴的原则：以少分解力和容易分解力为原则(即尽量多的力在坐标轴上)． 23. 图1、2、3、4所示的四种情况是某一质点在同一竖直平面内同时受到的三个共点力，若坐标纸中每格边长表示1 N的大小的力，则下列关于此质点所受的合外力的说法中正确的是（　　） A．图1中质点所受的合外力大小是12 N，方向沿水平方向右 B．图2中质点所受的合外力等于0 C．图3中质点所受的合外力大小是8 N，方向竖直向上 D．图4中质点所受的合外力大小等于5 N 【答案】AC 【详解】A．对图1根据三力的图示，知F1、F2在竖直方向分力的大小均为3个单位，方向相反，在水平方向的分力分别为6个单位和2个单位，方向与F3方向相同。根据正交分解法知，3个力的合力为12个单位，即F合=12 N，方向水平向右，故A正确； B．对图2，F3与F2的合力与F1大小相等，方向相同，所以3个力的合力为6个单位，即F合=6 N，方向水平向右，故B错误； C．图3中，将F3与F2正交分解，则水平方向大小相等，方向相反；竖直方向为5个单位，所以3个力的合力为8个单位，即F合=8 N，方向竖直向上，故C正确； D．图4中，将F3与F2正交分解，水平方向大小为1 N，竖直方向为4 N，所以3个力的合力在水平方向的大小为1 N，在竖直方向为3 N，由勾股定理求得合力大小等于 N，故D错误。 故选AC。 24. （2025·黑龙江大庆·模拟预测）图甲为古代榨油场景，图乙是简化原理图，快速撞击木楔便可将油榨出。若木楔可看作顶角为的等腰三角形，撞击木楔的力为F，则下列说法正确的是（　　） A．为了增大木块对油饼的压力，通常设计得较小 B．木锲对每个木块的压力均为 C．木块对最右侧的油饼有挤压作用 D．木块加速挤压油饼过程中，木块对油饼的压力大于油饼对木块的压力 【答案】A 【详解】AB．将F分解如图所示： 由图可知 θ设计得较小时，F不变时，木楔对每个木块的压力F1越大，木块对油饼的压力也会越大，故A正确，B错误； C．木块与最右侧油饼不接触，则对最右侧的油饼没有挤压作用，故C错误； D．由牛顿第三定律可知，木块对油饼的压力与油饼对木块的压力等大反向，故D错误； 故选A。 25. （2025·河南·三模）榫卯结构是中国传统木建筑、木家具的主要结构方式，我国未来的月球基地将采用月壤烧制的带有榫卯结构的月壤砖建设。在木结构上凿削矩形榫眼用的是如图甲所示木工凿，凿削榫眼时用锤子敲击木工凿柄，将木工凿尖端钉入木头，木工凿尖端钉入木头时的截面如图乙所示，锤子对木工凿施加的力沿竖直面向下，木工凿对木头的侧面和竖直面的压力大小分别为和，下列说法正确的是（　　） A．和是的两个分力 B．凿子尖端打磨的夹角不同，可能大于 C．凿子尖端打磨的夹角不同，可能大于 D．凿子尖端打磨的夹角不同，可能小于 【答案】C 【详解】A．和是凿子对木头的弹力，其大小等于在垂直两接触面方向上的分力大小，但和不是的两个分力，A错误； BCD．将沿垂直两接触面分解，如图所示 分力大小分别等于和，则由数学知识可知一定大于和； 当时， 当时， 当时， C正确，BD错误。 故选C。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $