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
2、 f 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)
3、如图,质量mAmB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
4、增大,F不一定增大 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 30 o,弹簧 C 水平,则弹簧 A、C 的伸长量之比为 A34 B.43 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
5、可得:4343:4 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
6、面方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
7、端时细绳 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
8、与斜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
9、向下的拉力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 co
10、s37= 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3L 的杆水平放 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
11、静止, 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= 6 4 mg. (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= 3 3 g. 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= 2 3 3 (M+m)g,tan=3(或=60)