1、1专题 02 相互作用培优押题预测 B 卷一、选择题（在每小题给出的 4 个选项中，第 1-5 题只有一个选项正确，第 6-8 题有多个选项正确）1如图所示， A、 B、 C 三物块叠放并处于静止状态，水平地面光滑，其他接触面粗糙，以下受力分析正确的是( )A A 与墙面间存在压力 B A 与墙面间存在静摩擦力C A 物块共受 3 个力作用 D B 物块共受 5 个力作用【答案】C故选 C.2如图，质量为 M 的三角形木块 A 静止在水平面上一质量为 m 的物体 B 正沿 A 的斜面下滑，三角形木块 A 仍然保持静止。则下列说法中正确的是 ( )A A 对地面的压力可能小于(M+m)gB 水平
2、面对 A 的静摩擦力一定水平向左C 水平面对 A 的静摩擦力不可能为零D B 沿 A 的斜面下滑时突然受到一沿斜面向上的力 F 的作用，如果力 F 的大小满足一定条件时，三角形木块 A 可能会立刻开始滑动【答案】A【解析】对物体 B 受力分析，受重力 G、支持力 N、滑动摩擦力 f，如图所示：2再对 A 物体受力分析，受重力 Mg、地面的支持力 FN、 B 对 A 的压力 N， B 对 A 的摩擦力 f，地面对 A 可能有静摩擦力 f 静，先假设有且向右，如图所示：面下滑时突然受到一沿斜面向上的力 F 的作用，物体 B 的加速度立即发生了变化，但由于惯性，速度来不及变化，故摩擦力方向不变，故
3、B 对 A 的力不变，故 A 依然保持静止，故 D 错误。所以 A 正确，BCD 错误。3如图所示，用长为 的轻绳悬挂一质量为 的小球，对小球再施加一个力，使绳与竖直方向成 角并绷紧，小球处于静止状态，此力最小为（ ）A B C D 3【答案】A【解析】可用动态三角形分析此题，如图所示，当外力 F 与绳上拉力垂直时，F 取得最小值 故选 A 4如图所示，在高度不同的两水平台阶上放有质量分别为 、 的两物体，物体间用轻弹簧相连，弹簧与竖直方向夹角为 。在 左端施加水平拉力 ，使 、 均处于静止状态。已知 m1 表面光滑，重力加速度为 ，则下列说法正确的是( )A 弹簧可能处于原长状态 B 弹簧弹
4、力的大小为C 地面对 的摩擦力大小为 D 地面对 的支持力可能为零【答案】Cm2在水平方向上平衡，可知 m2在水平方向一定受到摩擦力，则支持力不为零，故 D 错误。故选 C。5如图所示，半圆形框架竖直放置在粗糙的水平地面上，光滑的小球 P 在水平外力 F 的作用下处于静止状态，P 与圆心 O 的连线与水平面的夹角为 ，将力 F 在竖直面内沿顺时针方向缓慢地转过 90，框架与小球始终保持静止状态。在此过程中下列说法正确的是（ ）A 框架对小球的支持力先减小后增大B 拉力 F 的最小值为 mgsin4C 地面对框架的摩擦力减小D 框架对地面的压力先增大后减小【答案】C【解析】以小球为研究对象，分析
5、受力情况，作出受力示意力图，如图所示：根据几何关系可知，用力 F 顺时针转动至竖直向上之前，支持力逐渐减小，F 先减小后增大，当 F 的方向沿圆的切线方向向上时，F 最小，此时：F=mgcos故 AB 错误；以框架与小球组成的整体为研究对象，整体受到重力、地面的支持力、地面的摩擦力以及力 F 的作用；由图可知，F 在顺时针方向转动的过程中，F 沿水平方向的分力逐渐减小，所以地面对框架的摩擦力始终在减小。故 C 正确；以框架与小球组成的整体为研究对象，整体受到重力、地面的支持力、地面的摩擦力以及力 F 的作用；由图可知，F 在顺时针方向转动的过程中，F 沿竖直方向的分力逐渐增大，所以地面对框架的
6、支持力始终在减小。故 D 错误。故选C。6如图所示，木块受到水平力 F 作用静止于斜面上，此力 F 的方向与斜面平行，如果将力 F 撤除，下列对木块的描述正确的是（ ）A 木块将沿斜面下滑 B 木块仍处于静止状态C 木块受到的摩擦力变小 D 木块所受的摩擦力方向不变【答案】BC【解析】设木块的重力为 G，将木块所受的重力分解为垂直于斜面方向和沿斜面向下方向，沿斜面向下的分力大小为 Gsin，如图，在斜面平面内受力如图，力 F 未撤掉时，由图 15根据平衡条件得，静摩擦力大小 f 1 = ，力 F 撤掉时，重力分力 ，所以木块仍保持静止，由图 2，根据平衡条件得 f 2 =Gsin，所以木块受到
7、的摩擦力变小，由图看出，木块所受的摩擦力方向发生了改变。综上所述故应选 BC。7如图所示，竖直平面内有一光滑直杆 AB，杆与水平方向的夹角为 (0 90)，一质量为 m 的小圆环套在直杆上给小圆环施加一与该竖直平面平行的恒力 F，并从 A 端由静止释放改变直杆与水平方向的夹角 ，当直杆与水平方向的夹角为 30时，小圆环在直杆上运动的时间最短，重力加速度为 g，则( ) A 恒力 F 一定沿与水平方向成 30角斜向右下的方向B 恒力 F 和小圆环的重力的合力一定沿与水平方向成 30角斜向右下的方向C 若恒力 F 的方向水平向右，则恒力 F 的大小为 mg6D 恒力 F 的最小值为 mg【答案】B
8、CD则有： ，故 C 正确；合力 F 合 与 mg、F 三力可构成矢量三角形，如下图所示：由图可知，当 F 与 F 合 垂直时，即与斜面垂直时，F 有最小，则有：F min=mgsin60= mg，故 D 正确；故选 BCD。8如图所示，将质量为 m 的滑块放在倾角为 的固定斜面上。滑块与斜面之间的动摩擦因数为 。若滑块与斜面之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为 g，下列判断正确的是：A 将滑块由静止释放，如果 ，滑块将下滑B 用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动，如果 ，拉力大小应是C 若滑块原来恰好处于静止，再在滑块上施加一竖直向下的恒力 F，滑块做加速运动D 若滑块原来
9、匀速运动，再在滑块上施加一竖直向下的恒力 F，滑块仍做匀速运动【答案】BD7，故 ，即滑块仍处于静止状态，故 C 错误；若滑块原来匀速度，根据平衡条件得： ，若加一竖直向下的恒力 F，与 C 项同理分析可知，仍有：成立，故滑块仍做匀速运动，故 D 正确；故选 BD。二、实验题 9 （1）下列关于“探究弹力 F 与弹簧伸长 x 的关系”实验的说法中正确的是（_）A实验中 F 的具体数值必须计算出来B如果没有没出弹簧原长，用弹簧长度 L 代替 x，FL 不是过原点的一条直线C利用 FL 图线不可求出 k 值D实验时要把所有点连接到线上，才能探索得到真实规律（2）如图甲所示，一个弹簧一端固定在传感器
10、上，传感器与电脑相连。当对弹簧施加变化的作用力（拉力或压力）时，在电脑上得到了弹簧形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图像，如图乙所示。则下列判断正确的是（_）A弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比B弹力增加量与对应的弹簧长度的增加量不成正比C该弹簧的劲度系数是 200N/mD该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变【答案】BCD8（2）根据胡克定律可知：F=k（l-l 0）=kx，即弹簧弹力与弹簧的形变量成正比，与弹簧长度不成正比，故A 错误；根据 F=kx，k 一定，有F=kx，可知，弹力增加量与对应的弹簧长度的增加量成正比，故 B 错误；在弹力与弹簧形变量图象上，图象的斜率表示劲度系数，由此可知该弹簧
11、的劲度系数是 200N/m，故 C正确；弹簧的劲度系数由弹簧本身的特性决定，当该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变，故 D 正确。故选 CD。10如图是“验证力的合成的平行四边形定则”实验示意图。将橡皮条的一端固定于 A 点，图甲表示在两个拉力 F1、 F2的共同作用下，将橡皮条的结点拉长到 O 点；图乙表示准备用一个拉力 F 拉橡皮条，图丙是在白纸上根据实验结果画出的力的合成图示。(1)有关此实验，下列叙述正确的是_(填正确答案标号)。A在进行图甲的实验操作时， F1、 F2的夹角越大越好B在进行图乙的实验操作时，必须将橡皮条的结点拉到 O 点C拉力的方向应与纸面平行，弹簧及钩子不与弹簧测力计
12、的外壳及纸面接触，产生摩擦D在进行图甲的实验操作时，保证 O 点的位置不变， F1变大时， F2一定变小(2)图丙中 F是以 F1、 F2为邻边构成的平行四边形的对角线，一定沿 AO 方向的是_(填“ F”或者 “F”)。(3)若在图甲中， F1、 F2夹角小于 90，现保持 O 点位置不变，拉力 F2方向不变，增大 F1与 F2的夹角，将F1缓慢转至水平方向的过程中，两弹簧秤示数大小变化为 F1_， F2_。【答案】 （1）BC （2） F （3） F1先减小后增大 F2一直增大【解析】 （1）在进行图甲的实验操作时， F1、 F2的夹角大小适当即可，并非越大越好，选项 A 错误；在进行图乙
13、的实验操作时，必须将橡皮条的结点拉到 O 点，以保证等效性，选项 B 正确；拉力的方向应与纸面平行，弹簧及钩子不与弹簧测力计的外壳及纸面接触，产生摩擦，以免产生误差，选项 C 正确；在进行图9甲的实验操作时，保证 O 点的位置不变，即两个力的合力一定，则当 F1变大时， F2不一定变小，选项 D 错误；故选 BC.（2）图丙中有两个力 F 与 F，其中 F是以 F1、F 2为邻边构成的平行四边形的对角线在这两个力中，方向一定沿 AO 方向的是力 F，而力 F由于存在误差，会与 AO 方向成一定角度；（3）若在图甲中， F1、 F2夹角小于 90，现保持 O 点位置不变，即两个拉力的合力不变，拉
14、力 F2方向不变，增大 F1与 F2的夹角，将 F1缓慢转至水平方向的过程中，由图可知，两弹簧秤示数大小变化为： F1先减小后增大； F2一直增大.三、计算题：（写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 ）11质量为 的物体 放在倾角为 的斜面上时，恰好能匀速下滑现用细线系住物体 ，并平行于斜面向上绕过光滑的定滑轮，另一端系住物体 ，物体 恰好能沿斜面匀速上滑，求物体 的质量 （）【答案】1.2m【解析】A 沿斜面匀速下滑，受力图如甲，有 ，A 沿斜面匀速上滑，受力图如乙，有 ，对 有： ， 10由牛顿第三定律： ，故 1
15、2如图所示， OA、 OB、 OC 三段轻绳结于 O 点，轻绳 OA 与竖直方向的夹角为 37，下方轻绳 OC 悬挂质量为 m1=0.4 kg 的沙桶。轻绳 OB 水平， B 端与放置在水平面上的质量为 m2=1.8 kg 的滑块相连，滑块处于静止状态，已知滑块与水平面间的动摩擦因数为 =0.3，sin 37=0.6，cos 37=0.8，重力加速度 g取 10 m/s2，最大静摩擦力按滑动摩擦力计算。（1）求滑块受到的摩擦力；（2）若缓慢往沙桶中添加细沙，要使滑块静止不动,沙桶和沙的总质量不能超过多少；【答案】 （1）3N（2）0.72kg【解析】 （1）以结点 O 为研究对象，受力分析如图
16、所示，（2）滑块受到的最大静摩擦力 fm=m 2g=0.318N=5.4N，由 fm=TB=m 1gtan37，得 m1=0.72kg；13如图所示，某同学在地面上拉着一个质量为 的箱子匀速前进，已知箱与地面间的动摩擦因数为 ，拉力 与地面水平夹角为 ，求：11绳子的拉力 F 大小；该同学能否用比 F 小的力拉着箱子匀速前进？如果能，请求出拉力的最小值，若不能，请说明理由【答案】 （1） (2)匀速前进， 【解析】 分析箱子的受力情况，作出受力示意图，如图根据平衡条件和摩擦力公式得：；得： ； 设拉力与水平方向夹角为 ，则得：有： ，其中根据数学知识得知，当 时， F 有最小值，其值为 14如
17、图所示，物体 A、 B 叠放在倾角 37的斜面上(斜面保持不动，质量为 M10 kg)，并通过跨过光滑滑轮的细线相连，细线与斜面平行两物体的质量分别 mA2 kg， mB1 kg, B 与斜面间的动摩擦因数 20.2，问：(认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力， g 取 10 m/s2，sin 370.6)(1)如果 A、 B 间动摩擦因数 10.1，为使 A 能平行于斜面向下做匀速运动，应对 A 施加一平行于斜面向下的多大 F 的拉力？此时斜面对地面的压力 N 多大？12(2)如果 A、 B 间摩擦因数不知，为使 AB 两个物体一起静止在斜面上， AB 间的摩擦因数 1 应满足什么条件【答案】(1) F2 N ； N131.2 N (2) 0.0375(2)由受力分析可知，一定存在 A 有下滑趋势， B 有上滑趋势对 A： mAgsin 1mAgcos T对 B： T 1mAgcos 2(mA mB)gcos mBgsin 解得最小值： 1min 0.0375则： 10.0375
