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1、第 1 页 共 7 页 1 专题 03 相互作用专题 03 相互作用 1（2019新课标全国卷）如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过 滑轮，其一端悬挂物块N。另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢 拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45。已知M始终保持静止，则在此过程中 A水平拉力的大小可能保持不变 BM所受细绳的拉力大小一定一直增加 CM所受斜面的摩擦力大小一定一直增加 DM所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加 【答案】BD 【解析】如图所示，以物块N为研究对象，它在水平向左拉力F作用下，缓慢向左移动直至细绳与竖直 方向夹角为 4
2、5的过程中，水平拉力F逐渐增大，绳子拉力T逐渐增大； 对 M 受力分析可知，若起初M受到的摩擦力f沿斜面向下，则随着绳子拉力T的增加，则摩擦力f也逐 渐增大 ； 若起初M受到的摩擦力f沿斜面向上，则随着绳子拉力T的增加，摩擦力f可能先减小后增加。 故本题选 BD。 2（2019新课标全国卷）物块在轻绳的拉动下沿倾角为 30的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平 行。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为，重力加速度取 10m/s2。若轻绳能承受的最大张力为 1 3 3 500 N，则物块的质量最大为 A150kgBkgC200 kgDkg 100 3200 3 【答案】A 第 2 页 共 7 页 2
3、【解析】 T=f+mgsin，f=N，N=mgcos，带入数据解得：m=150kg，故 A 选项符合题意。 3（2019新课标全国卷）用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两光 滑斜面之间，如图所示。两斜面I、固定在车上，倾角分别为30和60。重力加速度为g。当卡车沿 平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面I、压力的大小分别为F1、F2，则 AB CD 【答案】D 【解析】对圆筒进行受力分析知圆筒处于三力平衡状态，受力分析如图，由几何关系可知， ，。 解 得， 由 牛 顿 第 三 定 律 知 2 1 2 Fmg ，故 D 正确 4（2019天津卷）2018 年 10 月 23
4、日，港珠澳跨海大桥正式通车。为保持以往船行习惯，在航道处建造 了单面索（所有钢索均处在同一竖直面内）斜拉桥，其索塔与钢索如图所示。下列说法正确的是 第 3 页 共 7 页 3 A增加钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力 B为了减小钢索承受的拉力，可以适当降低索塔的高度 C索塔两侧钢索对称且拉力大小相同时，钢索对索塔的合力竖直向下 D为了使索塔受到钢索的合力竖直向下，索塔两侧的钢索必须对称分布 【答案】C 【解析】A、以桥身为研究对象，钢索对桥身的拉力的合力与桥身的重力等大反向，则钢索对索塔的向 下的压力数值上等于桥身的重力，增加钢索的数量钢索对索塔的向下的压力数值不变，故 A 错误； B、由图
5、甲可知，当索塔高度降低后，变大， 变小，故T变大，故 B 错误 cos C、由 B 的分析可知，当钢索对称分布时，钢索对索塔的合力竖直向下，故 C 正确 D、受力分析如图乙，由正弦定理可知，只要，钢索AC、AB的拉力FAC、FAB进行合成，合 力竖直向下，钢索不一定要对称分布，故 D 错误；综上分析：答案为 C。 5（2019江苏卷）如图所示，一只气球在风中处于静止状态，风对气球的作用力水平向右细绳与竖直 方向的夹角为，绳的拉力为T，则风对气球作用力的大小为 （A）（B）（C）Tsin（D）Tcos sin T cos T 【答案】C 第 4 页 共 7 页 4 【解析】对气球受力分析，由水平
6、方向平衡条件可得：，故 C 正确。 6（2018天津卷）明朝谢肇淛五杂组中记载：“明姑苏虎丘寺庙倾侧，议欲正之，非万缗不可。一 游僧见之，曰：无烦也，我能正之。”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去，经月余扶正了 塔身。假设所用的木楔为等腰三角形，木楔的顶角为，现在木楔背上加一力F，方向如图所示，木楔 两侧产生推力FN，则 A若F一定，大时大 N F B若F一定，小时大 N F C若一定，F大时大 N F D若一定，F小时大 N F 【答案】BC 【解析】选木楔为研究对象，木楔受到的力有：水平向右的F、和两侧给它的与木楔的斜面垂直的弹力， 由于木楔处于平衡状态，所以两侧给木楔的斜面垂直的
7、弹力与F沿两侧分解的推力是相等的，力F的分 解如图： 则，故 解得，所以F一定时，越小，越大；一定时，F 越大，越大，BC 正确。 N F N F 7（2017新课标全国卷）一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距 80cm 的两点上，弹性 绳的原长也为 80 cm。将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为 100 cm；再将弹性绳的两 端缓慢移至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为（弹性绳的伸长始终处于弹性限度内） A86 cmB92 cm C98 cmD104 cm 【答案】B 第 5 页 共 7 页 5 【解析】设弹性绳的劲度系数为k，左、右两半段绳的伸长量，由共点 力的
8、平衡条件可知，钩码的重力，将弹性绳的两端缓慢移至天花板上 同 一 点 时 ， 钩 码 的 重 力2Gk L， 解 得， 则 弹 性 绳 的 总 长 度 变 为 ，故选 B。 【名师点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，再根据正交分解法将各个力分解 成两个方向上的力，然后列式求解；如果物体受到三力处于平衡状态，可根据矢量三角形法，将三个力 移动到一个三角形中，然后根据正弦定理列式求解。前后两次始终处于静止状态，即合外力为零，在改 变绳长的同时，绳与竖直方向的夹角跟着改变。 8（2017天津卷）如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点，悬挂 衣服的衣
9、架钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法 正确的是 A绳的右端上移到，绳子拉力不变 b B将杆N向右移一些，绳子拉力变大 C绳的两端高度差越小，绳子拉力越小 D若换挂质量更大的衣服，则衣架悬挂点右移 【答案】AB 【解析】设两杆间距离为d，绳长为l，Oa、Ob段长度分别为la和lb，则，两部分绳子与竖 ba lll 直方向夹角分别为和，受力分析如图所示。绳子中各部分张力相等，则。 满足，即，d和l均不变， l d sin cos2 mg F 则 sin 为定值，为定值，cos 为定值，绳子的拉力保持不变，衣服的位置不变，故 A 正确，CD 错误；将杆N
10、向右移一些，d增大，则 sin 增大，cos 减小，绳子的拉力增大，故 B 正确。 第 6 页 共 7 页 6 mg a F b F b l a l d O 【名师点睛】本题是力的动态平衡的典型模型，学生并不陌生，关键要判断出绳子和竖直方向的夹角只 与绳长和两杆间的距离有关。 9（2017新课标全国卷）如图，柔软轻绳ON的一端O固定，其中间某点M拴一重物，用手拉住绳的 另一端N。初始时，OM竖直且MN被拉直，OM与MN之间的夹角为（）。现将重物向右上方缓 2 慢拉起，并保持夹角不变。在OM由竖直被拉到水平的过程中 AMN上的张力逐渐增大 BMN上的张力先增大后减小 COM上的张力逐渐增大 DO
11、M上的张力先增大后减小 【答案】AD 【解析】 以重物为研究对象， 受重力mg，OM绳上拉力F2，MN上拉力F1， 由题意知， 三个力合力始终为零， 矢量三角形如图所示， 在F2转至水平的过程中，MN上的张力F1逐渐增大，OM上的张力F2先增大后减小， 所以 AD 正确，BC 错误。 【名师点睛】本题考查动态平衡，注意重物受三个力中只有重力恒定不变，且要求OM、MN两力的夹角 不变，两力的大小、方向都在变。三力合力为零，能构成封闭的三角形，再借助圆，同一圆弧对应圆周 第 7 页 共 7 页 7 角不变，难度较大。 10（2017新课标全国卷）如图，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持F 的大小不变，而方向与水平面成 60角，物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为 ABCD23 3 6 3 3 3 2 【答案】C 【 解 析 】F水 平 时 ：； 当 保 持F的 大 小 不 变 ， 而 方 向 与 水 平 面 成 60角 时 ， 则Fmg ，联立解得：，故选 C。 3 3 【名师点睛】此题考查了正交分解法在解决平衡问题中的应用问题；关键是列出两种情况下水平方向 的平衡方程，联立即可求解。