第2章 周末双休练二 相互作用(word练习)-【金版新学案】2027年高考物理高三总复习大一轮复习讲义

**基本信息** 聚焦相互作用专项，通过平衡条件应用、受力分析方法（整体法/隔离法）及动态平衡问题，系统构建静力学解题逻辑，强化相互作用观念与科学推理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础平衡分析|题1、5|受力分析→合力平衡（如弹力摩擦力合力与重力平衡）、矢量三角形法（最小力问题）|从平衡条件（合力为零）出发，通过力的合成与分解，结合几何关系推导，形成“分析-建模-求解”逻辑链条| |动态平衡问题|题2、4、6|假设法判断运动趋势，几何关系分析角度变化对力的影响|通过假设物体位置不变，分析合力变化判断运动方向，关联角度与力的三角函数关系| |连接体平衡|题3、7、9、10|对称性分析轻绳拉力，整体法与隔离法结合列平衡方程|利用对称性简化多体受力，整体法分析系统外力，隔离法求解内力，体现从整体到局部的逻辑递进|

周末双休练二　相互作用 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 一、单项选择题(每题4分，共28分) 1.(2026·江苏常州模拟)某景区内有两块景观石a与b叠放在一起保持静止，如图所示。a、b之间的接触面可近似看作斜面MN，则石块b对石块a作用力的方向(　　) A.竖直向上 B.沿斜面向上 C.沿斜面向下 D.垂直斜面向上 答案：A 解析：石块b对石块a作用力指的是弹力和摩擦力的合力，因石块a处于平衡状态，则石块b对石块a作用力跟石块a的重力平衡，其方向竖直向上。故选A。 2.如图所示，A、B两物体的质量分别为mA和mB，且mA＞mB，整个系统处于静止状态，滑轮的质量和一切摩擦均不计。分别做以下三种改变：①增大A物体的质量；②减小B物体的质量；③绳的左端由Q点缓慢地向左移到P点。整个系统重新平衡后，下列说法正确的是(　　) A.对于改变①，A物体的高度将降低，θ角将增大 B.对于改变②，A物体的高度将降低，绳间张力变小 C.对于改变③，A物体的高度将降低，θ角将减小 D.对于改变③，P点与定滑轮间的绳长变大，θ角不变 答案：D 解析：若增大A物体的质量，假设B物体位置不变，则向上的合力增大，可知B物体将升高而A将降低，θ角将减小，故A错误。若减小B物体的质量，假设B物体位置不变，则向上的合力较大，可知B物体将升高而A将降低，θ角将减小，而绳间张力等于A物体的重力不变，故B错误。若绳的左端由Q点缓慢地向左移到P点，假设B位置不变，则向上的合力减小，可知B物体将降低而A将升高，P点与定滑轮间的绳长变大；绳间张力仍等于A物体的重力，由平衡条件，有2Fsin θ＝ mBg，即2mAgsin θ＝mBg，可知θ角不变，故C错误，D正确。 3.(2026·重庆九龙坡区二模)某款家用晾衣篮如图所示，四条等长的轻绳a、b、c、d下端与一半径不变的圆形篮子对称连接，上端与系于挂钩下、长度可调的轻质主绳P连接于O点。篮子和其中衣物总重一定， 整个系统处于静止状态。下列说法正确的是(　　) A.轻绳a、b、c、d越短，其中拉力越大 B.轻绳a、b、c、d越长，其中拉力越大 C.轻绳P中的拉力一定比轻绳a中的大 D.轻绳P中的拉力一定比轻绳a中的小 答案：A 解析：设篮子和衣物总重力为G，轻绳a、b、c、d与竖直方向的夹角为θ。根据对称性，四条轻绳拉力大小相等，设为FT，在竖直方向上，由力的平衡条件可得4FTcos θ＝G，整理得FT＝，轻绳a、b、c、d越短，θ越大，cos θ越小，则FT越大；同理，若轻绳a、b、c、d越长，则FT越小，故A正确，B错误。对O点进行受力分析，轻绳P的拉力大小等于篮子和衣物的总重力G，而轻绳a的拉力大小FT＝，整理得＝cos θ＜1，故FT＞G，无法比较轻绳P中的拉力和轻绳a中拉力的大小，故C、D错误。 4.(2026·山东济宁模拟)在工厂车间里，有两个质量均为m的半圆柱承载装置A、B紧挨着静置于水平地面上，与地面间的动摩擦因数均为μ，上方放置一质量为2m的光滑圆柱模具C，三者半径均为R。工作人员用机械牵引系统对A施加水平向右的拉力，使其缓慢移动，直至C恰好落地，期间B始终静止，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则(　　) A.B受地面摩擦力逐渐减小 B.A、B受地面支持力相等且始终保持不变 C.A受地面摩擦力逐渐增大 D.动摩擦因数μ的最小值为 答案：B 解析：设B、A对C的弹力方向与竖直方向夹角为θ，对圆柱C受力分析如图所示，C受力平衡，由平衡条件可得F＝，可知F的水平分力Fx＝Fsin θ＝mgtan θ，随着C逐渐落到地面，θ增大，tan θ增大，则Fx变大，对B，由平衡条件可知B受地面摩擦力逐渐增大，故A错误；对A、B、C整体受力分析，竖直方向受整体重力和地面对A、B的支持力，由对称性知地面对A、B的支持力大小相等均为2mg，A受地面的摩擦力为滑动摩擦力，恒定不变，故B正确，C错误；由几何关系可知当C降到地面前瞬间θ＝60°，B受C压力的水平分力最大，大小为Fxmax＝mgtan 60°＝mg，B受地面的最大静摩擦力大小为Ff＝2μmg，μ越大，最大静摩擦力越大，由题意知Ffmin＝Fxmax，联立解得μmin＝，故D错误。 5.如图所示，重力为G的小球用轻绳悬于O点，用力F拉住小球，使轻绳保持偏离竖直方向60°角且保持不变，当F与竖直方向的夹角为θ时F最小，则此时θ、F的值分别为(　　) A.θ＝60° B.θ＝45° C.F＝G D.F＝G 答案：C 解析：小球重力不变，位置不变，则绳OA拉力的方向不变，当拉力F与绳OA垂直时，力F最小，故θ＝30°，F＝Gcos θ＝G，C正确。 6.如图所示，橡皮筋的一端固定在O点，另一端拴一个物体(可视为质点)，O点的正下方A处有一垂直于纸面的光滑细杆，OA为橡皮筋的自然长度。已知橡皮筋的弹力与伸长量成正比，现用水平拉力F使物体在粗糙的水平面上从B点沿水平方向匀速向右运动至C点，运动过程中橡皮筋处于弹性限度内，且物体对水平面始终有压力。下列说法正确的是(　　) A.物体所受水平面的摩擦力逐渐变小 B.物体所受水平面的支持力先减小后增大 C.橡皮筋对细杆水平方向的作用力先增大后减小 D.水平拉力F变大 答案：D 解析：设橡皮筋的劲度系数为k，刚开始运动时，橡皮筋的伸长量为l0，则物体受到地面的支持力FN＝mg－kl0，所受的摩擦力Ff＝μFN＝μ(mg－kl0)。物体从B向右移动距离x，橡皮筋伸长量为l，与水平方向的夹角为θ，橡皮筋对细杆水平方向的作用力Fx＝klcos θ＝kx，可知对细杆水平方向的作用力增大；物体受到地面的支持力FN'＝mg－klsin θ＝mg－kl0＝FN，因此物体所受地面的支持力保持不变；所受的摩擦力Ff'＝μFN'＝μ(mg－kl0)＝Ff，即所受的摩擦力保持不变；水平拉力F＝klcos θ＋Ff'＝kx＋μ(mg－kl0)，因此水平拉力逐渐增大。故选D。 7.(2025·山东潍坊三模)如图所示，两根短杆与不可伸长的光滑轻绳连接，并处于同一竖直面内，绳上穿一带孔小球，小球处于静止状态。B点附近正上方有C、D两个位置，B、D两点关于C点对称且A、C两点等高。现保持A的位置不变，只将B点缓慢上移至D点，则在该过程中，绳中的拉力(　　) A.变大 B.不变 C.变小 D.先变大后变小 答案：B 解析：设绳中的拉力为F，小球两侧绳的夹角为2α。对小球进行受力分析，根据平衡条件可得2Fcos α＝mg，解得F＝，当B点缓慢上移到D点的过程中，两绳的夹角始终为2α，则绳中的拉力不变。故选B。 二、多项选择题(每题6分，共18分) 8.学校所使用的答题卡扫描机工作简化图如图所示，滚轮压紧答题卡后通过不断转动带动答题卡进入扫描机。假设每张答题卡质量均相等，答题卡之间、答题卡与底板间的动摩擦因数均相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。在扫描某张答题卡的过程中，下列说法正确的是(　　) A.该答题卡受到滚轮的摩擦力方向与答题卡运动方向相同 B.该答题卡下方的部分答题卡可能会运动 C.该答题卡下方的每张答题卡都受到两个大小不等的摩擦力作用 D.滚轮与答题卡间的动摩擦因数大于答题卡之间的动摩擦因数 答案：AD 解析：该答题卡受到滚轮的摩擦力方向与答题卡运动方向相同，都是向右的，A正确；对第一张答题卡下方的每张答题卡而言，上表面受到的弹力小于下表面受到的弹力，可知上表面的最大静摩擦力小于下表面的最大静摩擦力，可知该答题卡下方的答题卡不可能会运动，B错误；第一张答题卡下方的每张答题卡都处于平衡状态，即上、下表面都受到两个大小相等的摩擦力作用，C错误；对滚轮下面的第一张答题卡有μ1F＞μ2(F＋mg)，可知μ1＞μ2，即滚轮与答题卡间的动摩擦因数大于答题卡之间的动摩擦因数，D正确。 9.(2026·福建模拟)如图所示，用三根轻绳a、b、c将质量均为m的两个灯笼1、2悬挂起来。两灯笼静止时，轻绳a与竖直方向的夹角为30°，轻绳c水平，三根轻绳能承受的最大拉力均相等，重力加速度为g，则(　　) A.轻绳a中的拉力大小为mg B.轻绳c中的拉力大小为mg C.轻绳b中的拉力大小为mg D.若增大m，轻绳a最先被拉断 答案：AD 解析：将两个灯笼看作一个整体，对整体受力分析，如图所示，根据平衡条件可得Facos 30°＝2mg，Fasin 30°＝Fc，解得轻绳a中的拉力大小Fa＝mg，A正确；轻绳c中的拉力大小为Fc＝Fasin 30°＝mg，B错误；对灯笼2受力分析，由平衡条件得，轻绳b中的拉力大小为Fb＝＝mg，C错误；由于轻绳a的拉力最大，若增大m，轻绳a最先被拉断，D正确。 10.(2026·河南开封模拟)如图，POQ是由水平粗糙的细杆和竖直光滑的细杆组成的固定支架。重均为G的小球A、B用轻绳连接，A套在OP上，B用轻绳与轻环C连接，C套在OQ上。系统处于静止状态时∠OAB＝60°。轻绳均不可伸长，下列说法正确的是(　　) A.A、B间轻绳的拉力大小为2G B.A受到的摩擦力大小为 C.若将A缓慢左移少许，则系统再次静止时，A、B间轻绳的拉力变大 D.若将A缓慢左移少许，则系统再次静止时，B、C间轻绳的拉力变小 答案：BC 解析：C静止时，受到B、C间轻绳的拉力FTBC和OQ的水平向右的支持力FN而平衡，所以力FTBC一定水平向左，B、C间轻绳一定与OQ垂直，由B受力平衡可得FTAB＝＝，故A错误；又FTBC＝＝，由A、B整体受力平衡可得，A受到的摩擦力大小为Ff＝FTBC＝，故B正确；若将A缓慢左移少许，则A、B间轻绳与水平方向的夹角变小，则A、B间和B、C间轻绳的拉力均变大，故C正确，D错误。 三、非选择题(共14分) 11.(14分)(2026·江苏泰州期末)如图所示，物块A被轻质细绳系住静止在倾角为30°的斜面上，细绳绕过光滑定滑轮后与轻弹簧O点相连，物块B静止悬挂在O点下方，轻弹簧水平，细绳左、右两边与竖直方向的夹角分别为30°、60°。已知轻弹簧劲度系数为k，B的质量为m，重力加速度为g，A与斜面间的动摩擦因数μ＝，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求： (1)弹簧的伸长量x； (2)水平地面对斜面的摩擦力Ff的大小和方向； (3)要使A、B始终在原有位置保持静止，A质量M的最大值。(斜面始终处于静止状态) 答案：(1)　(2)mg　水平向左　(3) 解析：(1)对结点O进行受力分析，根据平衡条件有 kx＝mgtan 60°，FT＝ 解得FT＝2mg，x＝。 (2)对A与斜面整体进行受力分析，根据平衡条件有Ff＝FTcos60° 结合上述解得Ff＝mg，方向水平向左。 (3)对A进行受力分析，斜面对A的支持力大小FN＝Mgcos30°－FTsin30° 斜面对A的最大静摩擦力Ffmax＝μFN 当A的质量达到最大值时，对A沿斜面方向有Mgsin30°＝FTcos30°＋Ffmax 解得M＝。 学科网（北京）股份有限公司 $