1、单元二相互作用考点1.滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力()；2.形变、弹性、胡克定律()；3.矢量和标量()；4.力的合成和分解()；5.共点力的平衡()知识点1.受力分析；2.胡克定律的应用；3.力的合成和分解；4.静态平衡问题；5.动态平衡问题；6.综合问题第卷(选择题，共48分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第17题只有一项符合题目要求，第812题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1(2019江苏高考)如图所示，一只气球在风中处于静止状态，风对气球的作用力水平向右。细绳与竖直方向的夹角为，绳的拉力为T，
2、则风对气球作用力的大小为()A. B.CTsin DTcos答案C解析对气球受力分析，如图所示，将绳的拉力T分解，在水平方向：风对气球的作用力大小FTsin，C正确。2(2019全国卷)物块在轻绳的拉动下沿倾角为30的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为，重力加速度取10 m/s2。若轻绳能承受的最大张力为1500 N，则物块的质量最大为()A150 kg B100 kgC200 kg D200 kg答案A解析物块沿斜面向上匀速运动，受力如图，根据平衡条件FFfmgsinFfFNFNmgcos由式得Fmgsinmgcos所以m故当Fmax1500 N时，有mm
3、ax150 kg，A正确。3(2019南昌八一中学高三上学期期末)如图所示，在水平晾衣杆上晾晒床单时，为了使床单尽快晾干，可在床单间支撑轻质小木棍。小木棍的位置不同，两侧床单间夹角将不同。设床单重力为G，晾衣杆对床单的作用力大小为F，下列说法正确的是()A越大，F越大B越大，F越小C无论取何值，都有FGD只有当120时，才有FG答案C解析以床单和小木棍整体为研究对象，整体受到重力G和晾衣杆的支持力F，由平衡条件知FG，与取何值无关，A、B、D错误，C正确。4. (2019广东佛山普通高中教学质量检测)在港珠澳大桥建设中，将直径22米、高40.5米的钢筒，打入海底围成人工岛，创造了快速筑岛的世界
4、记录。如图所示，钢筒质量为M，用起重机由8根对称分布的、长为22米的钢索将其吊起，整个装置处于静止状态。则每根钢索受到的拉力大小为()A.Mg B.Mg C.Mg D.Mg答案B解析分析题意可知，每根钢索与竖直方向的夹角为30，则由平衡条件可知：8Tcos30Mg，解得TMg，由牛顿第三定律知，B正确。5(2019南昌第十中学高三上学期期末)为了把陷在泥坑里的汽车拉出来，司机用一条结实的绳子把汽车拴在一棵大树上，开始时相距12 m，然后在绳的中点用400 N的力F沿垂直于绳的方向拉绳，结果中点被拉过0.6 m，如图所示。假设绳子的伸长不计，则汽车此时受到的拉力F为()A200 N B400 N
5、 C2000 N D800 N答案C解析对中点O受力分析，如图所示，根据力的合成法则，则有2TcosF，结合几何知识，可知cos0.1，代入上式，解得：T2000 N，由牛顿第三定律知，C正确。6. (2019全国卷)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、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、压力的大小分别为F1、F2，则()AF1mg，F2mg BF1mg，F2mgCF1mg，F2mg DF1mg，F2mg答案D解析如图所示，卡车匀速行驶，圆筒受力平衡，由题意知，力F1与F2相互垂直
6、。由牛顿第三定律知F1F1，F2F2，则F1mgsin60mg，F2mgsin30mg，D正确。7(2019河南驻马店高三上学期期末)质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上，用水平力F拉着绳的中点O，使OA段绳偏离竖直方向一定角度，如图所示。设绳OA段拉力的大小为T，若保持O点位置不变，则当力F的方向顺时针缓慢旋转至竖直方向的过程中()AF先变大后变小，T逐渐变小BF先变大后变小，T逐渐变大CF先变小后变大，T逐渐变小DF先变小后变大，T逐渐变大答案C解析对结点O受力分析，画出力的平行四边形如图所示，保持O点位置不变，则当力F的方向顺时针缓慢旋转至竖直方向的过程中，由图可知F先减小后增加，T一
7、直减小，C正确。8(2019江西新余四校高三第二次联考)如图所示，物块P、Q紧挨着并排放置在粗糙水平面上，P的左边用一轻弹簧与竖直墙相连，物块P、Q处于静止状态；若直接撤去物块Q，P将向右滑动。现用一个从零开始逐渐增大的水平拉力F向右拉Q，直至拉动Q。那么在Q被拉动之前的过程中，弹簧对P的弹力T的大小、地面对P的摩擦力fP的大小、P对Q的弹力N的大小、地面对Q的摩擦力fQ的大小的变化情况()AT始终增大，fP始终减小BT保持不变，fP保持不变CN保持不变，fQ增大DN先不变后增大，fQ先增大后减小答案BC解析因为若直接撤去Q，P将向右滑动，表明fP已经达到最大，所以fP不再变化，弹簧弹力Tkx
8、不变，A错误，B正确；对于P、Q整体有TFfPfQ，其中Tkx不变，fP不变，F增大，所以fQ增大，设Q对P的弹力为N，对于P有TfPN，又NN，所以N保持不变，C正确，D错误。9(2018安徽教研会高三第二次联考)如图，在一段平坦的地面上等间距分布着一排等高的输电线杆，挂在线杆上的电线粗细均匀且呈对称性。由于热胀冷缩，冬季两相邻线杆之间的导线长度会有所减少。对B线杆及两侧的电线，冬季与夏季相比()A电线最高点处的张力变大B电线最低点处的张力不变C线杆对地面的压力变小D线杆两侧电线对线杆拉力的合力不变答案AD解析以相邻两线杆之间的电线为研究对象，受力分析如图所示，可知冬季电线拉力的夹角更大，合
9、力不变(大小等于重力，方向竖直向上)，则可得冬季电线的拉力较大，电线最高点和最低点处的张力都变大，B错误，A正确；把线杆和电线看做一个整体，线杆对地面的压力大小始终等于线杆和电线整体重力之和，C错误；线杆两侧电线对线杆拉力的合力等于电线的重力，故线杆两侧电线对线杆拉力的合力不变，D正确。10(2019河南百师联盟高三上学期七调)质量均为m的两物块A和B之间连接着一根轻质弹簧，其劲度系数为k。现将物块A、B放在水平地面上一斜面的等高处，如图所示，弹簧处于压缩状态，且物块与斜面均能保持静止。已知斜面的倾角为，两物块和斜面间的动摩擦因数均为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是()A斜面
10、和水平地面间一定有静摩擦力B斜面对A、B组成的系统的静摩擦力大于2mgsinC若将弹簧拿掉，物块也不可能发生滑动D弹簧的最大压缩量为答案CD解析将弹簧、两物块和斜面看做一个整体，对整体分析，整体处于平衡状态，没有相对地面运动或相对地面运动的趋势，故斜面与水平地面间没有摩擦力作用，A错误；对A和B整体分析，A、B整体的重力沿斜面向下的分力2mgsin等于所受斜面的静摩擦力，B错误；拿掉弹簧前，单个物块受到的静摩擦力大于重力沿斜面向下的分力，拿掉弹簧后，静摩擦力瞬间发生变化，与重力沿斜面向下的分力大小相等，物块不会发生滑动，C正确；弹簧弹力沿水平方向大小为kx，且弹力等于mgsin和静摩擦力f的合
11、力，当静摩擦力最大时，弹簧弹力最大，弹簧的压缩量最大，此时：kxm，其中fmmgcos，故xm，D正确。11(2019全国卷) 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BM所受细绳的拉力大小一定一直增加CM所受斜面的摩擦力大小一定一直增加DM所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加答案BD解析选N为研究对象，受力情况如图甲所示，由图甲可知，用水平拉力F缓慢拉动N的过程中，水平拉
12、力F逐渐增大，细绳的拉力T逐渐增大，A错误，B正确。对于M，受重力GM、支持力FN、绳的拉力T以及斜面对它的摩擦力f，如图乙所示，若开始时斜面对M的摩擦力f沿斜面向上，则TfGMsin，T逐渐增大，f逐渐减小，可能有当f减小到零后，再反向增大的情况；若开始时斜面对M的摩擦力沿斜面向下，此时，TGMsinf，当T逐渐增大时，f逐渐增大，C错误，D正确。12(2019山东烟台高三上学期期末)如图所示，一质量为m、半径为r的光滑球A用细绳悬挂于O点，另一质量为M、半径为R的半球形物体B被夹在竖直墙壁和A球之间，B的球心到O点之间的距离为h，A、B的球心在同一水平线上，A、B处于静止状态，重力加速度为
13、g。则下列说法正确的是()AA对B的压力大小为mgB竖直墙壁对B的摩擦力可能为零C当只轻轻把球B向下移动一点距离，若A、B再次保持静止，则A对B的压力大小保持不变，细绳拉力增大D当只轻轻把球B向下移动一点距离，若A、B再次保持静止，则A对B的压力减小，细绳拉力减小答案AD解析分析A球的受力情况，如图1所示，B对A的支持力N与A的重力mg的合力与细绳的拉力T等大反向共线，根据两个阴影三角形相似得：，得Nmg，Tmg，由牛顿第三定律知A对B的压力大小为：NNmg，A正确；B在竖直方向受到重力，而A、B间无摩擦，由平衡条件知竖直墙壁对B一定有摩擦力，B错误；当只轻轻把球B向下移动一点距离，分析A球的
14、受力情况，如图2所示，N与T的合力与mg等大反向共线，根据两个阴影三角形相似得：，可得：Nmg，Tmg，由于Lh，可知N减小，T减小，由牛顿第三定律知A对B的压力减小，C错误，D正确。第卷(非选择题，共62分)二、实验题(本题共2小题，共14分)13(2019河北张家口高三上学期期末)(6分)某同学用如图甲所示装置探究弹力和弹簧伸长量的关系，实验步骤如下：测出不挂钩码时弹簧的自然长度；将1个钩码挂在弹簧的下端，测出弹簧总长度L；将2、3、4个钩码逐个挂在弹簧的下端，重复。(1)该同学测量后把数据描点在坐标图乙中，请你帮助该同学作出FL图线。(2)由此图线可得出该弹簧的原长L0_ cm，劲度系数
15、k_ N/m。(结果保留一位小数)答案(1)图见解析(2)5.025.0(24.925.1均可)解析作出FL图线如图，由图象可知该弹簧的原长L05.0 cm，劲度系数k N/m25.0 N/m。14(2019宁夏育才中学高三上学期期末)(8分)某同学在做“验证平行四边形定则”的实验中，遇到了以下问题，请帮助该同学解答。(1)物理学中有很多物理方法，本实验采用的是_。A类比实验法 B等效替代法C控制变量法 D极限法(2)在做实验之前，该同学发现有一只弹簧测力计如图甲所示，则在使用前应该对弹簧测力计_。(3)如图乙所示的四个力中，力_(填图中字母)是由一只弹簧测力计直接拉橡皮筋测得的。(4)该同学
16、已经作出了两个分力的力的图示，如图丙所示，方格中每边的长度表示0.5 N，请帮助该同学用作图法作出合力F的图示，并求出合力的大小为_ N。(结果保留两位有效数字)答案(1)B(2)调零(3)F(4)图见解析3.5解析(1)该实验采用的方法是等效替代法，B正确。(2)由题图甲可知，弹簧测力计指针不在零刻度线处，故在进行测量前应先对弹簧测力计进行调零，使指针指在零刻度线处。(3)F与橡皮筋在同一条直线上，是由一只弹簧测力计直接拉橡皮筋测得的。(4)以F1、F2为邻边，作出平行四边形，如图所示。由图可知，合力为F70.5 N3.5 N。三、计算论述题(本题共4小题，共48分。解答时写出必要的文字说明
17、和重要的演算步骤，只写出答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值的单位)15. (2019山东烟台市高三上学期期末)(10分)如图所示，小球A、B的质量分别为mA0.3 kg和mB0.1 kg，用劲度系数为k100 N/m的轻质弹簧将两个小球拴接在一起，并用细线a、b将小球A、B分别悬挂在两面竖直墙上，细线a与竖直方向成60夹角，细线b水平，两个小球均处于静止状态，g取10 m/s2。求：(1)细线a、b分别对小球A、B的拉力大小；(2)弹簧的伸长量。答案(1)8 N4 N(2)0.07 m解析(1)对两个小球及弹簧构成的整体受力分析，如图：根据平衡条件，水平方向：Fasin60F
18、b竖直方向：Facos60mAgmBg得：Fa8 N，Fb4 N。(2)分析B球，B球受重力、b的拉力以及弹簧的弹力，设弹力为F，则：F又：Fkx联立可得：x0.07 m。16. (2019四川乐山高三一调)(12分)如图所示，质量M3 kg的木块套在固定的水平杆上，并用轻绳与小球相连，轻绳与杆的夹角为30。今用与水平方向成60角的力F10 N拉着小球并带动木块一起向右匀速运动，运动过程中木块与小球的相对位置保持不变，g10 m/s2。求：(1)小球的质量m；(2)木块M与水平杆间的动摩擦因数。答案(1)1 kg(2)解析(1)小球受力平衡，合力为零，以小球为研究对象，设轻绳对小球的力为FT，
19、则水平方向：Fcos60FTcos30竖直方向：Fsin60FTsin30mg所以小球质量：m1 kg。(2)以木块和小球整体为研究对象，受力平衡，合力为零，设水平杆对木块的支持力为FN，则水平方向：Fcos60FN0竖直方向：FNFsin60Mgmg0联立解得：。17(2019安徽池州市高三上学期期末)(12分)如图甲所示，在倾角为37的固定斜面上有一物体，质量为10 kg。当给它施加沿斜面向下大小为4 N的力时，物体刚好静止在斜面上(最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，取g10 m/s2，sin370.6，cos370.8)。求：(1)物体与斜面间的动摩擦因数；(2)如果改用与斜面成30向上
20、的力拉物体，如图乙所示，物体将会沿斜面向上匀速运动，则所施加的拉力多大？(结果保留两位小数)答案(1)0.8(2)97.95 N解析(1)物体刚好静止在斜面上，则：Ffmgsin37F0其中FfFN，FNmgcos37解得0.8。(2)物体沿斜面向上匀速运动，则：Fcos30mgsin37F滑FNmgcos37Fsin30F滑FN联立解得：F97.95 N。18. (2019江苏无锡市高三上学期期末)(14分)如图所示，两个正三棱柱A、B紧靠着静止于水平地面上，三棱柱的中间有一个半径为R的光滑圆柱C，C的质量为2m，A、B的质量均为m，A、B与地面的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，
21、重力加速度为g。(1)三者均静止时A对C的支持力为多大？(2)A、B若能保持不动，应该满足什么条件？(3)若C受到经过其轴线竖直向下的外力而缓慢下降到地面，求该过程中摩擦力对A做的功。答案(1)2mg(2)(3)解析(1)C受力平衡，有2F支cos602mg解得F支2mg。(2)对三棱柱A受力分析如图1所示，其中FNF支2mg，A受力平衡，有：F地FNcos60mg2mgfFNsin60mg因为fF地，所以。(3)C缓慢下降的同时A、B也缓慢且对称地向左右分开。A的受力依然为4个，如图2所示，f为滑动摩擦力。A受力平衡，有F地FNcos60mgfFNsin60F地解得f即要求0，与本题第(2)问不矛盾。由几何关系知：当C下落至地面时，A向左移动的水平距离为xR所以摩擦力对A做的功Wfx。
