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1、专题二、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 1.C 【命题意图】本题考查受力分析、力的分解、摩擦力、平衡条件及其相关知识，意在考查考 生分析解决问题的能力。 【解题思路】 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
2、：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。 【技巧点拨】分析此题，只需根据题述，利用最大静摩擦力平行斜面向上、平行斜面向下两 种情况，应用平衡条件列出两个方程得出，不需要具体解出块与斜面的最大静摩擦力表达式。 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
3、分对他作用力的 合力大小为 AG BGsin CGcosD Gtan 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、
4、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
5、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.4 3 C. 1 2 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：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=1 cos30 tan30 =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mg
6、cosB. 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 sincosD. 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
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
8、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 与斜面间的静摩擦力增大 考点：受力分析、力平衡、等效法答案： 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=mgsin mgcos， 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
9、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，CA AB ，DC CA 0.3m。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s m 。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 sin37 0.6 ，cos37 0.8) 答案： 0.248 等于 解析：拉力F=mgsin37+ mgcos37=8.4N。BC= CA/ sin37
10、0.5m. 设 m对支架 BC的压力 mg cos37对 A点的力臂为x， 由力矩平衡条件， FDC cos37+mgcos37CA cos37= 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
11、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）
