專題3相互作用

考點(diǎn)愿型歸納

一、重力與彈力....................................2

二、摩榛力與滑動(dòng)摩榛力............................5

三、力的合成......................................8

四、力的分解.....................................11

五、共力點(diǎn)平衡問題...............................14

1

專題一重力與彈力

1.（2022?浙江?高考真題）如圖所示，公園里有一仿制我國古代欹器的U形水桶，桶可繞水

平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，水管口持續(xù)有水流出，過一段時(shí)間桶會(huì)翻轉(zhuǎn)一次，決定桶能否翻轉(zhuǎn)的主要因素是

（）

A.水桶自身重力的大小

B.水管每秒出水量的大小

C.水流對(duì)桶撞擊力的大小

D.水桶與水整體的重心高低

【答案】D

【詳解】水管口持續(xù)有水流出而過一段時(shí)間桶會(huì)翻轉(zhuǎn)一次，說明主要原因是裝的水到一定量

之后，導(dǎo)致水桶與水整體的重心往上移動(dòng)，豎直向下的重力作用線偏離中心轉(zhuǎn)軸，導(dǎo)致水桶

不能穩(wěn)定平衡，發(fā)生翻轉(zhuǎn)。

故選D。

2.（2024?廣東深圳?二模）常見的繩索,在一定限度內(nèi)，其拉力尸與伸長量x成正比，即尸=依。

當(dāng)繩索受到拉力而未斷時(shí)，其單位面積承受的最大拉力，稱為繩索的極限強(qiáng)度（圖僅與材

質(zhì)有關(guān)）。在繩索粗細(xì)與長度相同的情況下，左尼龍繩：左蜘蛛絲：展纖維=1：3：77,

626262

7；M=620xl0N/m,=1000xl0N/m,Tmm=3430xl0N/m,對(duì)于原長和粗細(xì)

相同的三種繩索（）

A.碳纖維繩承拉能力最強(qiáng)

B.受到相同拉力時(shí)，最長的是蜘蛛絲

C.若繩索能承受的最大拉力相同，則橫截面面積之比為苦緞=”

?炭纖維02

D.承受相同拉力時(shí)，它們的伸長量之比x尼龍繩：x蜘蛛絲：％炭纖維=77:3:1

2

【答案】AC

【詳解】A.由題意可知碳纖維的極限強(qiáng)度最大，即單位面積承受的拉力最大，三種伸縮粗

細(xì)相同，面積相同，所以碳纖維繩承拉能力最強(qiáng)，故A正確；

B.根據(jù)

F=kx

尼龍繩的勁度系數(shù)最小，受到相同拉力時(shí)，最長的是尼龍繩，故B錯(cuò)誤;

C.根據(jù)

4=(

可得

s=—

Tm

若繩索能承受的最大拉力相同，則橫截面面積之比為

S尼龍繩_騫碳纖維_3430x106_343

S碳纖維。尼龍繩620x1（）662

故C正確；

D.根據(jù)

F=kx

可得

F

x=一

k

承受相同拉力時(shí)，則它們的伸長量之比為

_111111

x尼龍繩：x蜘蛛絲：x炭纖維=-:-:-=7:石=231:7/:3

K尼龍繩"蜘蛛絲K炭纖維1J//

故D錯(cuò)誤。

故選AC-

3.（16-17高三上?青海海東?二模）某下列圖中各物體均處于靜止?fàn)顟B(tài)圖中畫出了小球A所

受彈力的情況，正確的是（）

3

F?

D.

A

【答案】C

【詳解】A.圖中小球只受重力和桿的彈力且處于靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)二力平衡可得小球受到的

彈力方向應(yīng)豎直向上，故A錯(cuò)誤；

B.圖中因?yàn)橛疫叺睦K豎直，如果左邊的繩有拉力，豎直的那根繩就會(huì)發(fā)生傾斜，所以左邊

的繩沒有拉力，故B錯(cuò)誤；

C.圖中小球A受到豎直墻面的垂直于接觸面向左的彈力，小球A還受到下方小球的彈力,

方向垂直于過接觸點(diǎn)的公切面，方向由下方小球的球心指向小球A的球心，故C正確；

D.小球與球面接觸處有彈力，且方向過接觸點(diǎn)垂直于接觸面，所以大半圓對(duì)小球的支持力

應(yīng)該是沿著過小球與圓弧接觸點(diǎn)的半徑的方向，且指向圓心，故D錯(cuò)誤。

故選C。

4.（2012?浙江寧波?二模）如圖所示的裝置中，三個(gè)相同的輕彈簧在未受力狀態(tài)下的原長相

等，小球的質(zhì)量均相同，彈簧和細(xì)線的質(zhì)量均不計(jì)，一切摩擦忽略不計(jì)。平衡時(shí)各彈簧的長

度分別為L、左、Li,彈簧在彈性限度內(nèi)，其大小關(guān)系是（）

4

A-A-氏4-A<Ac-A>4>A>

A.2.D.

【答案】A

【詳解】由于小球的質(zhì)量相等，故三種情況下小球?qū)椈僧a(chǎn)生的拉力相等，由胡克定律

F=k-\x

可知，各彈簧的形變量相等，由于原長相等，故平衡時(shí)各彈簧的長度都相等。

故選Ao

5.（2024?新疆?二模）如圖所示，在粗糙的水平地面上，有6個(gè)完全相同的物塊（均可看成

質(zhì)點(diǎn)），放在正六邊形的6個(gè)頂點(diǎn)上，用7根完全相同的輕彈簧將它們連接起來。整個(gè)系統(tǒng)

靜止在水平地面上，已知cd之間彈簧彈力的大小是ac之間彈簧彈力大小的2倍，碇間彈

簧的長度為/,所有彈簧都在彈性限度內(nèi)，則彈簧的原長為（）

4

C.|/

D.-I

3

【答案】A

【詳解】設(shè)彈簧的原長為b則

氏=4，="%。

所以

"=2Axac

所以彈簧℃處于壓縮狀態(tài)，彈簧cd處于拉伸狀態(tài)，有

，0-Mac=I

/0+~2/

解得

1=-1

。03

故選Ao

專題二摩榛力與滑動(dòng)摩榛力

6.（2024?廣東廣州?二模）“雪龍2號(hào)”破冰船前行過程中，在船頭相對(duì)冰層滑動(dòng)時(shí)，碎冰塊

對(duì)船體彈力和摩擦力的示意圖正確的是（）

5

【詳解】根據(jù)題意，由滑動(dòng)摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反和彈力的方向過切點(diǎn)垂直接觸

面，指向受力物體，畫出碎冰塊對(duì)船體彈力和摩擦力的示意圖，如圖所示

7.（2024?廣西?高考真題）工人卸貨時(shí)常利用斜面將重物從高處滑下。如圖，三個(gè)完全相同

的貨箱正沿著表面均勻的長直木板下滑，貨箱各表面材質(zhì)和粗糙程度均相同。若1、2、3

號(hào)貨箱與直木板間摩擦力的大小分別為斗、%2和%3,則（）

B.Ff{=Ff2<Ff3

廣〈

C.F=Ff3Ff]D.=Ff[=Fa

【答案】D

【詳解】根據(jù)滑動(dòng)摩擦力的公式

/=〃練

可知滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積無關(guān)，只與接觸面的粗糙程度和壓力大小有關(guān)，由題可知

三個(gè)貨箱各表面材質(zhì)和祖糙程度均相同，壓力大小也相同，故摩擦力相同，即

Ffi=Ffi=Fg

故選D。

8.（2024?北京海淀?二模）如圖所示，木塊A、B分別重50N和60N,它們與水平地面間的

動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.20,夾在A、B之間的彈簧被壓縮了1cm,彈簧的勁度系數(shù)為400N/m,

6

系統(tǒng)置于水平地面上靜止不動(dòng)（可認(rèn)為木塊與水平地面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力）。

現(xiàn)用尸=2N的水平拉力作用在木塊B上，此時(shí)木塊A、B所受摩擦力分別記為，和人，彈

簧彈力大小為片，則（）

777/7777/77777777777777777777777777^

A.A=10N

B.，的方向水平向左

C._/B=6N

D.々=6N

【答案】C

【詳解】C.未加尸時(shí)，木塊AB受力平衡，所受靜摩擦力等于彈簧的彈力，彈簧彈力為

B=fcc=400N/mx0.0lm=4N

B木塊與地面間的最大靜摩擦力

fBm=仁=0.20X60N=12N

A木塊與地面間的最大靜摩擦力

7Am=〃GA=0.20X50N=10N

施加月后，對(duì)木塊B有

木塊B仍然靜止，受摩擦力仍為靜摩擦力，其大小

%=P+E=2N+4N=6N

方向水平向左，故C正確；

D.因?yàn)锳B仍然靜止，故彈簧彈力不變片=4N,故D錯(cuò)誤；

AB.施加2N的尸之后，木塊A仍然靜止，所受摩擦力仍為靜摩擦力，大小為

[i=E=4N

方向水平向右，故AB錯(cuò)誤。

故選C。

7

專題三力的合成

9.（2023?重慶?高考真題）矯正牙齒時(shí)，可用牽引線對(duì)牙施加力的作用。若某顆牙齒受到牽

引線的兩個(gè)作用力大小均為R夾角為a（如圖），則該牙所受兩牽引力的合力大小為（）

A.2Fsin—

2

B.2Fcos—

2

C.bsina

D.Fcosa

【答案】B

【詳解】根據(jù)平行四邊形定則可知，該牙所受兩牽引力的合力大小為

葭=2Fcos—

02

故選Bo

10.（2024?陜西安康?二模）四個(gè)小朋友玩“東西南北跑比賽”，他們被圍在一個(gè)彈力圈中，從

中心向外沿各自的方向移動(dòng)，去拿外圍的游戲道具，誰先拿到誰就能贏得比賽。某時(shí)刻四個(gè)

小朋友處于如圖所示的僵持狀態(tài)，則此時(shí)受到彈力圈的彈力最小的是（）

C.3號(hào)小朋友D.4號(hào)小朋友

【答案】C

【詳解】彈力圈上的力可近似為大小處處相等，彈力圈對(duì)3號(hào)小朋友的張角最大，根據(jù)平行

四邊形定則可知合力最小。

故選C。

II.（2024?廣東深圳?二模）豎直墻上M為一堅(jiān)實(shí)的固定圓環(huán)，同一高度的N為一鐵釘，MN

8

之間連著細(xì)鐵絲，以下選項(xiàng)A中，有一力/沿圖中水平方向拉著鐵釘，B、C、D選項(xiàng)中同

一大小的力尸在鐵絲中點(diǎn)沿圖中方向拉鐵絲，四種情況下，鐵釘受到拉力最大的是（）

【答案】B

【詳解】選項(xiàng)A中，鐵釘受到拉力紜=尸，選項(xiàng)B中鐵絲中點(diǎn)的力尸的分解示意圖如圖所

F

根據(jù)力的平行四邊行幾何關(guān)系

sinasin0

解得鐵釘受到拉力

可知，6=90°時(shí),

FN>F

又根據(jù)選項(xiàng)B、C、D中。角度不變，力/不變，。角度減小，鐵釘受到拉力也逐漸減小，

因此選項(xiàng)B中鐵釘受到拉力最大，故B正確。

故選B。

12.（2023?湖南衡陽?二模）兩個(gè)共點(diǎn)力大小分別為4N和12N,則這兩個(gè)力的合力大小可能

為（）

A.IONB.6NC.4ND.17N

【答案】A

9

【詳解】兩個(gè)共點(diǎn)力大小分別為4N和12N,則這兩個(gè)力的合力大小范圍為

12N-4N=8N<K,<12N+4N=16N

故選A。

13.（2023?全國?二模）質(zhì)量為2kg的物體在4個(gè)共點(diǎn)力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，其中最大的一

個(gè)力大小為片=20N,最小的一個(gè)力大小為鳥=2N。下列判斷正確的是（）

A.其他兩個(gè)力的合力大小可能等于10N

B.其他兩個(gè)力的合力大小一定為22N或18N

C.若保持其他力不變，只撤除鳥，物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小一定是Im/s?

D.若保持其他力不變，瞬間把用的方向改變60。，物體由靜止開始運(yùn)動(dòng)，在最初1秒

內(nèi)的位移大小是1m

【答案】C

【詳解】AB.物體處于平衡狀態(tài)則合力為0,根據(jù)力的合成法則，2個(gè)力的合力與剩余2個(gè)

力的合力等大反向。片與鳥的合力范圍為

片-工"合4片+￡

18NW私422N

故其他兩個(gè)力的合力范圍為

18N<K<22N

故AB錯(cuò)誤;

C.其余三個(gè)力的合力與巴等大反向，只撤除耳，物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小為

-2N

故C正確；

D.若把鳥的方向改變60。，則其余三力的合力與月大小相等，方向成120。夾角，則合力

此時(shí)物體的加速度為

10

a'=—=lm/s2

m

則在最初1秒內(nèi)的位移大小是

1。

x=-a't~=0.5m

2

故D錯(cuò)誤。

故選C。

14.（2023?重慶?二模）一個(gè)質(zhì)量為1kg的物體，僅受到兩個(gè)力的作用，要使該物體獲得的加

速度大小為6m/s2,則這兩個(gè)力的大小可能是（）

A.6N和6NB.3N和2NC.8N和3ND.4N和1N

【答案】AC

【詳解】對(duì)物體受力分析，由牛頓第二定律得，物體所受的合力大小為

F=ma=6N

A.6N和6N的合力范圍是

0<7^<12N

A正確；

B.3N和2N的合力范圍是

1N<^<5N

B錯(cuò)誤；

C.8N和3N的合力范圍是

5N<^<11N

C正確；

D.4N和IN的合力范圍是

3NV耳W5N

D錯(cuò)誤。

故選AC-

專題四力的分解

15.（2024?重慶沙坪壩?二模）如圖所示，靜止在水平桌面上厚度不計(jì)的圓柱形玻璃杯中放

11

有兩個(gè)半徑相同的玻璃球A和B,每個(gè)玻璃球的重力為G。已知玻璃杯的底部直徑是玻璃

球半徑的3倍，玻璃球A對(duì)玻璃杯側(cè)壁的壓力大小為Fi,玻璃球A對(duì)玻璃球B的壓力大小

為入，不計(jì)一切摩擦。下列說法正確的是（）

RF2百「F^3

D?r,=-。-----G

1323

D.F[=^^~G,F?=—G

122

【答案】A

【詳解】設(shè)A、B兩玻璃球球心的連線與豎直方向的夾角為仇如圖甲所示，則由幾何關(guān)系

可知

,八1

SH1〃=—

2

將玻璃球A的重力進(jìn)行分解，如圖乙所示

甲乙

可得

V3

E=GtmO=-G

13

行°廳26小

F?=2F\=丁G

故玻璃球A對(duì)玻璃杯側(cè)壁的壓力大小為且G,玻璃球A對(duì)玻璃球B的壓力大小為2叵G0

33

故選Ao

16.（2024?廣東廣州?二模）如圖所示俯視圖，當(dāng)汽車陷入泥潭時(shí)，需要救援車輛將受困車

輛拖拽駛離。救援人員發(fā)現(xiàn)在受困車輛的前方有一堅(jiān)固的樹樁可以利用，根據(jù)你所學(xué)過的知

識(shí)判斷，下列情況中，救援車輛用同樣的力拖拽，受困車輛受到的拉力最大的方案為（）

12

救援車輛樹樁

受困車輛

泥

拖拽纜繩

□_□潭

\7

【答案】B

【詳解】A圖中，根據(jù)受力分析可知，救援車輛的拉力為受困車輛所受拖拽力的一半；B圖

中，根據(jù)受力分析可知，救援車輛的拉力為纜繩兩側(cè)拖拽拉力的合力，因初始時(shí)刻兩分力夾

角接近180。，合力遠(yuǎn)小于兩分力（小于所受拖拽力的一半）；C圖中，纜繩與樹樁構(gòu)成定滑輪

系統(tǒng)，僅改變力的方向，未改變力的大；D圖中，根據(jù)受力分析可知，救援車輛的拉力為受

困車輛所受拖拽力的2倍；綜上所述B圖最省力。

故選Bo

17.（2024?青海海南?二模）一鑿子兩側(cè)面與中心軸線平行，尖端夾角為仇當(dāng)鑿子豎直向下

插入木板中后，用錘子沿中心軸線豎直向下以力9敲打鑿子上側(cè)時(shí)，鑿子仍靜止，側(cè)視圖

如圖所示。若敲打鑿子時(shí)鑿子作用于木板1、2面的彈力大小分別記為B、忽略鑿子受

到的重力及摩擦力，下列判斷正確的是（）

。

13

A.4=白B.F、=\

sm"cos”

C.F2=Fsin3D.F2=Fcos^

【答案】A

【詳解】敲打鑿子時(shí)，鑿子受到三個(gè)力作用，滿足

F=Fisin0

F=F2tan0

即

耳=￡

sin。

F2=-^~

tan。

故選Ao

專題五共力點(diǎn)平衡問題

18.（2024?貴州?高考真題）如圖（a）,一質(zhì)量為加的勻質(zhì)球置于固定鋼質(zhì)支架的水平橫桿

和豎直墻之間，并處于靜止?fàn)顟B(tài)，其中一個(gè)視圖如圖（b）所示。測(cè)得球與橫桿接觸點(diǎn)到墻

面的距離為球半徑的1.8倍，已知重力加速度大小為g,不計(jì)所有摩擦，則球?qū)M桿的壓力

大小為（）

14

【詳解】對(duì)球進(jìn)行受力分析如圖,設(shè)球的半徑為R,根據(jù)幾何知識(shí)可得

L8R—R

sina==0.8

R

根據(jù)平衡條件得

FNCOSa=mg

解得

口5

F^=~mg

根據(jù)牛頓第三定律得球?qū)M桿的壓力大小為

LL5

耳4=練=§〃喏

19.（2024?浙江?高考真題）如圖所示，不可伸長的光滑細(xì)線穿過質(zhì)量為0.1kg的小鐵球，兩

端/、3懸掛在傾角為30。的固定斜桿上，間距為1.5m。小球平衡時(shí)，/端細(xì)線與桿垂直;

當(dāng)小球受到垂直紙面方向的擾動(dòng)做微小擺動(dòng)時(shí)，等效于懸掛點(diǎn)位于小球重垂線與交點(diǎn)的

單擺，重力加速度g=10m/s2,則（

15

A.擺角變小，周期變大

B.小球擺動(dòng)周期約為2s

C.小球平衡時(shí)，4端拉力為苴N

2

D.小球平衡時(shí)，“端拉力小于3端拉力

【答案】B

【詳解】A.根據(jù)單擺的周期公式？=2萬，:可知周期與擺角無關(guān)，故A錯(cuò)誤;

CD.同一根繩中，N端拉力等于8端拉力，平衡時(shí)對(duì)小球受力分析如圖

2FAcos30°=mg

解得

故CD錯(cuò)誤;

B.根據(jù)幾何知識(shí)可知擺長為

「1.5mxtan30°.

L=-----------------=Im

cos30°

故周期為