1、专题专题 2 2 相互作用相互作用 1. （2013 全国新课标理综 II 第 15 题）如图，在固定斜面上的一物块受到一外力 F 的作用，F 平行于斜面 向上.若要物块在斜面上保持静止， F的取值应有一定的范围， 已知其最大值和最小值分别为F1和F2（F20）. 由此可求出 A.物块的质量 B斜面的倾角 C物块与斜面间的最大静摩擦力 D物块对斜面的压力 答案：C 解析：设斜面倾角为 ，斜面对物块的最大静摩擦力为 f.平行于斜面的外力 F 取最大值 F1 时，最大静摩 擦力 f 方向沿斜面向下，由平衡条件可得：F1=f+mgsin；平行于斜面的外力 F 取最小值 F2 时，最大静 摩擦力 f
2、方向沿斜面向上，由平衡条件可得：f+F2= mgsin；联立解得物块与斜面的最大静摩擦力 f=( F2-F1)/2.选项 C 正确.不能得出物块质量 m，不能得出斜面倾角 ，不能得出物块对斜面压力，选项 ABD 错误. 2.（2013 高考重庆理综第 1 题）如图所示，某人静躺在椅子上，椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角 .若此人所受重力为 G，则椅子各个部分对他作用力的合力大小为 AG BGsin CGcos DGtan 答案：A 解析：人静躺在椅子上，受力平衡，由平衡条件可知椅子各个部分对他作用力的合力大小为 G,，选项 A 正 确. 3 （2013 高考上海物理第 8 题）如图，质量mA
3、mB的两物体 A、B 叠放在一起，靠着竖直墙面.让它们由静 止释放，在沿粗糙墙面下落过程中，物体 B 的受力示意图是 答案：A 解析：两物体 A、B 叠放在一起，在沿粗糙墙面下落过程中，由于物块与竖直墙面之间没有压力，没有摩 擦力，二者一起做自由落体运动，AB 之间没有弹力作用，物体 B 的受力示意图是图 A. 4 （2013 高考上海物理第 18 题）两个共点力Fl、F2大小不同，它们的合力大小为F，则 (A)F1、F2同时增大一倍，F也增大一倍 (B)F1、F2同时增加 10N，F也增加 10N (C)F1增加 10N，F2减少 10N，F一定不变 (D)若F1、F2中的一个增大，F不一定
4、增大 答案：AD 解析：F1、F2同时增大一倍，F也增大一倍，选项 A 正确.F1、F2同时增加 10N，F不一定增加 10N，选 项 B 错误；F1增加 10N，F2减少 10N，F可能变化，选项 C 错误.若F1、F2中的一个增大，F不一定增 大，选项 D 正确. 5. （2013 高考山东理综第 14 题） 如图所示， 用完全相同的轻弹簧 A、 B、 C 将两个相同的小球连接并悬挂， 小球处于静止状态，弹簧 A 与竖直方向的夹角为 30o，弹簧 C 水平，则弹簧 A、C 的伸长量之比为 A4 B.4 33 C. 12 D21 答案：D 解析：把两个小球看作整体，分析受力，由平衡条件可得：
5、44 33:4 弹簧 A 的拉力 FA=2mg/cos30， 弹簧 C 的拉力 FC=2mgtan30， 又 FA=kxA，FC=kxC， 联立解得：弹簧 A、C 的伸长量之比为：xAxC=1cos30tan30=21，选项 D 正确. 6(2013 高考北京理综第 16 题)倾角为、质量为 M 的斜面体静止在水平桌面上，质量为 m 的木块静止 在斜面体上.下列结论正确的是 A.木块受到的摩擦力大小是 mgcos B.木块对斜面体的压力大小是 mg sin C.桌面对斜面体的摩擦力大小是 mg sincos D.桌面对斜面体的支持力大小是（M+m）g 答案：D 解析：将木块的重力沿平行于斜面方
6、向和垂直于斜面方向分解，平行于斜面方向分力为 mgsin，垂 直于斜面方向分力为 mgcos.由平衡条件可得木块受到的摩擦力大小是 f= mgsin，支持力 F=mgcos，由牛顿第三定律，木块对斜面体的压力大小是 mgcos，选项 AB 错误.把木块和斜面体看 作整体，分析受力，由平衡条件可知桌面对斜面体的摩擦力大小为零，桌面对斜面体的支持力大小是 （M+m）g，选项 C 错误 D 正确. 7 （2013 高考天津理综物理第 5 题）如图所示，小球用细绳系住，绳 的另一端固定于 O 点.现用水平力 F 缓慢推动斜面体，小球在斜面上无 摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时
7、细绳 接近水平，此过程中斜面对小球的支持力 FN以及绳对小球的拉力 FT的 变化情况是 AFN保持不变，FT不断增大 BFN不断增大，FT不断减小 CFN保持不变，FT先增大后减小 DFN不断增大，FT先减小后增大 答案：D 解析：由于此过程中细线与斜面体斜面的夹角逐渐减小，所以斜面对小球的支持力 FN增大.画出小球受力 动态图，由平衡条件可得 FT先减小后增大，选项 D 正确. 8 （2013 高考广东理综第 20 题）如图 8，物体 P 静止于固定的斜面上，P 的上表面水平，现把物体 Q 轻轻 地叠放在 P 上，则 A.P 向下滑动 B.P 静止不动 C.P 所受的合外力增大 D.P 与斜
8、面间的静摩擦力增大 答案：B D 解析 ： 设斜面的倾角为,加上 Q，相当于增加了 P 的质量，受力分析列平衡方程得 f=mgsinmgcos， N=mgcos.当 m 增加时，不等式两边都增加，不等式仍然成立，即 P 静止不动，P 所受的合外力为零，P 与斜面间的静摩擦力 f=mgsin增大，选项 BD 正确. 9 （2013 高考上海物理第 25 题）如图，倾角为 37， 质量 不计的支架 ABCD 的 D 端有一大小与质量均可忽略的光滑定 滑轮，A 点处有一固定转轴，CAAB，DCCA0.3m.质量m lkg 的物体置于支架的 B 端，并与跨过定滑轮的轻绳相连， 绳另一端作用一竖直向下的
9、拉力F， 物体在拉力作用下沿 BD 做匀速直线运动， 己知物体与 BD 间的动摩擦因数0.3.为保证支架不绕 A 点转动， 物体向上滑行的最大 距离sm.若增大F后，支架仍不绕 A 点转动，物体能向上滑行的最大距离ss(填： “大于” 、“等于” 或“小于”.)(取 sin370.6，cos370.8) 答案：0.248 等于 解 析 ： 拉 力 F=mgsin37+ mgcos37=8.4N.BC= CA/sin37 0.5m.设 m 对 支 架 BC 的 压 力 mgcos37对 A 点 的 力 臂 为 x， 由 力 矩 平 衡 条 件 ， FDC cos37+mgcos37CA cos3
10、7= FCA cos37+mg cos37x，解得 x=0.072m.由 x+s=BC-AC sin37解得 s=0.248m.由上述方程可知， FDC cos37= FCA cos37，x 值与 F 无关，所以若增大F后，支架仍不绕 A 点转动，物体能向上滑行 的最大距离s=s. 10.（19 分） （2013 高考福建理综第 21 题）质量为 M、长为L 的杆水平3 放 置，杆两端 A、B 系着长为 3L 的不可伸长且光滑的柔软轻绳，绳上套着一质量为 m 的小铁环.已知重力加 速度为 g，不计空气影响. (1)现让杆和环均静止悬挂在空中，如图甲，求绳中拉力的大小： (2)若杆与环保持相对静
11、止， 在空中沿 AB 方向水平向右做匀加速直线运动， 此时环恰好悬于 A 端的正下方， 如图乙所示. 求此状态下杆的加速度大小 a； 为保持这种状态需在杆上施加一个多大的外力，方向如何？ 解析：（1）如图 1，设平衡时绳子拉力为 T，有：2Tcos-mg=0， 由图可知，cos=. 6 3 联立解得：T=mg. 6 4 （2）此时，对小铁环受力分析如图 2，有：T sin=ma， T+T cos-mg=0， 由图知，=60，代入上述二式联立解得：a=g. 3 3 如图 3，设外力 F 与水平方向成角，将杆和小铁环当成一个整体，有 Fcos=(M+m)a Fsin-(M+m)g=0 联立解得：F=(M+m)g，tan=（或=60） 2 3 3 3
