東營上冊第三章相互作用——力易錯題

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1、一、第三章相互作用一力易錯題培優(yōu)（難） 1. 如圖所示，一固定的細直桿與水平面的夾角為 a=15% —個質(zhì)量忽略不計的小輕壞 C套在 直桿上，一根輕質(zhì)細線的兩端分別固定于直桿上的久 B兩點，細線依次穿過小環(huán)甲、 小輕壞C 和小環(huán)乙，且小壞甲和小環(huán)乙分居在小輕壞 C的兩側(cè).調(diào)節(jié)久B間細線的長 度，當系統(tǒng)處于靜 止狀態(tài)時8=45。.不計一切摩擦.設(shè)小環(huán)甲的質(zhì)量為 mi,小環(huán)乙的質(zhì)量為 A. tan 15 ° B? tan 30 ° C? tan 60 ° D? tan 75 ° 【答案】C 【解析】 試題分析：小球 C為輕壞，重力不計，受兩邊細線的拉力的合力與桿垂直，

2、c壞與乙環(huán)的 連線 與豎直方向的夾角為 60。，C壞與甲環(huán)的連線與豎直方向的夾角為 30。，A點與甲環(huán)的 連線與 豎直方向的夾角為 30°, 乙環(huán)與B點的連線與豎直方向的夾角為 60。，根據(jù)平衡條件，對甲壞： 2Tcos 30° = ,對乙環(huán)有：2Tcos 60 J =m2g,得 m2= tan 60° 故選 C. 【名師點睛】小球 C為輕環(huán)，受兩邊細線的拉力的合力與桿垂直，可以根據(jù)平衡條件得到 A段 與豎直方向的夾角，然后分別對甲環(huán)和乙壞進行受力分析，根據(jù)平衡條件并結(jié)合力的 合成和分 解列式求解. 考點：共點力的平衡條件的應(yīng)用、彈力 . 2. 如圖，一固定的粗糙水平橫桿上套有

3、 a、b兩個輕環(huán)，系在兩壞上的兩根等長細繩拴住 一重物處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)將兩環(huán)距離適當變小后重物仍處于靜止狀態(tài)，則（ ） A. 小 C.桿對a環(huán)的支持力變大 【答案】B 【解析】 【分析】 【詳解】 兩繩對重物的合力變大 B.細繩對重物的拉力變 D. b環(huán)對桿的摩擦力變大 A.根據(jù)平衡條件可知， 兩繩對重物的合力人小始終等于物體的重力大小， 所以合力不 變，A錯誤； 根據(jù)平 F =F —噸 a 2cos — 2 當兩環(huán)間距離變小后， G變小，則拉力fa、FB均變小，B正確: C. 以兩個輕環(huán)和鉤碼組成的系統(tǒng)為研究對彖，設(shè)系統(tǒng)總質(zhì)量為 A4,橫梁對鐵環(huán)的支持

4、力 FN,分析如下圖所示 '2弘 受力分 即忌=*驅(qū)，可見水平橫梁對環(huán)的支持力忌不變， C錯誤； D. 以5側(cè)環(huán)為研究對彖， B. 對重物受力分析，如圖所示 F廣島 8增人時，竹變小，根據(jù)牛頓第三定律可知， b環(huán)對桿的摩擦力也變大， D錯誤 故選B。 3. 如圖所示，在粗糙地面上放有一裝有定滑輪的粗糙斜面體，將兩相同的 A、B兩物體通 過細 繩連接處于靜止狀態(tài)，用水平力 F作用于物體B上，緩慢拉開一小角度，斜面體與物 體A仍然 靜止。則下列說法正確的是（ ）（不計繩的質(zhì)量和繩與滑輪間的摩擦） A. 水平力

5、F變小B.物體A所受合力變大 C.物體A所受摩擦力不變 D.斜面體所受地面的摩擦力變大 【答案】D 【解析】 【分析】 先對物體B進行受力分析，根據(jù)共點力平衡條件求出繩的拉力，再對 A進行受力分析，同 樣根 據(jù)共點力平衡條件得出各個力的情況，對斜面體所受地面的摩擦力可以用整體法進行 分析。 【詳解】 A. 對B物體進行受力分析，如圖 根據(jù)共點力平衡條件 F = tan 0 , T = 叫1- cos 8 在緩慢拉開B的過程中，刁角度變大，故繩上的張力 7■變大，水平力F增人，故A錯誤； B. 因物體A始終處于靜止，故 A所受合外力為0, B

6、錯誤； C. 物體A受重力、支持力、細線的拉力，可能沒有摩擦力，也可能有沿斜面向下的靜摩 擦力， 還有可能受斜面向上的靜摩擦力。故拉力 7■增人后，靜摩擦力可能變小，也町能變 大，故C錯 誤； 擦力一 D. 對整體分析可以知道，整體在水平方向受拉力和靜摩擦力作用，因拉力變?nèi)?，故靜摩 定變大，故D正確。 故選D。 【點睛】 整體法與隔離法相結(jié)合 4. 如圖所示，光滑半球形容器固定在水平面上， 0為球心，一質(zhì)量為 m的小滑塊，在水 平力F 的作用下從半球形容器最低點緩慢移近最高點 .設(shè)小滑塊所受支持力為 N,則下列 判斷正確的是（） A. F緩慢增大 B. F緩慢減小

7、C. N不變 D. N緩慢減小 【答案】A 【解析】 【分析】 【詳解】 對物體進行受力分析：物體受重力 mg、支持力Fn、水平力F.已知小滑塊從半球形容器最 低點緩 慢移近最高點，我們可以看成小滑塊每一個狀態(tài)都是平衡狀態(tài) .根據(jù)平衡條件，應(yīng) 用力的合成得 出： F = 一一 F,v =—-,由于小滑塊從半球形容器最低點緩慢移近最咼點，所以 8減小，tanO sinO tan。減小，sine減小.根據(jù)以上表達式可以發(fā)現(xiàn) F增大，F(xiàn)n增人.故選A. 【點睛】 物體的動態(tài)平衡依然為高考命題熱點，解決物體的平衡問題，一是要認清物體平衡狀態(tài)的 特征和 受力壞境是分析平衡問

8、題的關(guān)鍵； 二是要學會利用力學平衡的結(jié)論 （比如：合成法、正交分解法、 效果分解法、三角形法、假設(shè)法等）來解答；三是要養(yǎng)成迅速處理矢量 計算和辨析圖形幾何關(guān)系 的能力. 5. 將一 彈性繩對折，相當于將此彈性繩剪成相同長度的兩段繩，每段繩在相同的外力作用 下，其伸長量 為原來的一半?，F(xiàn)有一根原長 20cm的彈性細繩，其外力 F與伸長量x的關(guān)系如圖所示，將此細 繩對折，其兩端點固定于天花板同一位置，并在對折點處豎直懸系一 物體，然后再緩慢放手，平 衡后發(fā)現(xiàn)物體下降了 2cm,則該物體所受重力約為（ A. 0.8N B. 1.6N C. 3.2N D. 6.4N 【答案】

9、C 【解析】 【分析】 【詳解】 根據(jù)題意將一彈性繩對折，相當于將此彈性繩剪成相同長度的兩段繩，每段繩在相同的外 力作用 下，伸長量變?yōu)樵瓉淼囊话?，根?jù)胡克定律 F = kx可知勁度系數(shù)變?yōu)樵瓉淼膬杀丁?根據(jù)圖像可知 彈性細繩的勁度系數(shù) ,AF 4 k = = N/cm = 0.4N/cm Ax 10 則對折后，勁度系數(shù)變?yōu)? 2k = 0.8N/cm 所以物體的重力為 G = 2 尬 +2 總=0.8x2N+0.8x2N = 3.2N ABD錯誤，C正確。 故選Co 6. 如圖，光滑球A與粗糙半球B放在傾角為30°的斜面C± , C放在水平地面上，均處于 靜

10、止狀態(tài)。若人與B的半徑相等，A的質(zhì)量為2m, B的質(zhì)量為重力加速度大小為 g,則（） C對人的支持力人小為 書mg C對B的摩擦力人小為+加g B對&的支持力大小為半加 g D.地面對C的摩擦力大小為和 g 【答案】C 【解析】 【分析】 【詳解】 AC.由幾何關(guān)系可知，C對&的支持力、B對A的支持力與A的重力的反向延長線的夾角 都是30 由平衡條件可知 尸=F = 6 = 朋 “ 2cos 30° 3 故C正確，B錯誤； B. 以AB整個為對彖，沿斜面方向靜摩擦力與重力的分力平衡，所以 C對B的摩擦力人小 為 耳=(6 + 6以山30。=響 故B錯誤；

11、 D.以&BC整體為對彖，水平方向不受力，所以地面對 C的摩擦力大小為0,故D錯誤； 故選Co 7. 如圖所示，光滑的圓壞固定在豎直平面 內(nèi)，圓心為0,三個完全相同的小圓環(huán) a、b、 c穿在大環(huán)上，小環(huán)c上穿過一根輕質(zhì)細繩， 繩子的兩端分別固定著小環(huán) 整三個小環(huán)的位置， 知小壞的質(zhì)量為 m,重力加速度為g, 最終三個小環(huán)恰好處于平衡位置， 平衡時繩子已 b B. 繩子的拉力大小為羋加 g A. 。 與人環(huán) 間的受 到繩子 的拉力 D. c與人環(huán)間的彈力人小為 3mg 由幾何知識知aoc恰好能組成一個等邊三角形，對 Tcos30 ° =N “cos60 °

12、 在豎直方向上有 Tsin30 ° N a sin30 ° mg 解得 N “ =T = mg 選項A正確，B錯誤： C. c受到繩子拉力的人小為 T' = 2T siii30 ° = /??八 選項c錯誤； D. 以c為對象受力分析，在豎直方向上有 Ne = mg + V 解得 選項D錯誤 故選Ao Ne = mg + mg = 2m g 8. 在一豎直平面內(nèi)有一高速逆時針旋轉(zhuǎn)的飛輪，內(nèi)壁粗糙，當把一物體靜止放在圓心正下 人點，隨著飛輪旋轉(zhuǎn)，物體也會運動，運動最高點 C后又滑下來，最后靜止在 B點。 ZCOB邙，物體與接觸面間的摩擦因素為“，則下列說法中正確的是（

13、 ） 方 ZAOB=a, A A. 物體上升時受到的滑動摩擦力與運動方向相反 B. 物體與接觸面間的摩擦因素尸 tana C. 若增犬轉(zhuǎn)速，則物體停留的位置在 B點左上方 D. 若僅增人物體的質(zhì)量，物體最后靜止的位置在 B點左上方。 【答案】B 【解析】 【分析】 分析摩擦力對于物體是運動的動力還是阻力，可很快分析出摩擦力的方向，由于雖物體靜 止于B 點但受到的仍為滑動摩擦力，與飛輪轉(zhuǎn)動速度人小無關(guān)，當物體處于靜止狀態(tài)時， 對物體進行受 力分析可求解。 【詳解】 A. 物體上升的過程中，受到的摩擦力是物體上升的動力，與運動方向相同， A錯誤； B. 當靜止在

14、B點時，受力平衡，對物體進行受力分析，可得 mg siii a = (.img cos a 因此，可以推出 “ tail a B正確： C. 由于物體力受到的摩擦力為滑動摩擦力，與運動速度無關(guān)，因此增人轉(zhuǎn)速后，物體仍停 留在 B點，C錯誤； D. 當物體停留在B點時，滿足 mg sill a = ping cos a 兩邊質(zhì)量消去，因此停留的位置與物體的質(zhì)量無關(guān)， D錯誤。 故選B。 9. 如圖，柔軟輕繩0/V的一端0固定，其中間某點 M拴一重物，用手拉住繩的另一端 N.初始時，0M豎直且M/V被拉直，0M與MN之間的夾角為a ( ).現(xiàn)將重物向 右上方緩慢拉起，并保

15、持夾角 a不變.在0A4由豎直被拉到水平的過程中() A. MA/上的張力逐漸增人 B. A4N上的張力先增大后減小 C. 0M上的張力逐漸增大 D. 0M 上的張力先增大后減小 答案】 AD 解析】 分析】 詳解】 以重物為研究對彖， 受重力mg, 0M繩上拉力F2, MN上拉力F-由題意知，三個力合力 始終為零， 矢量三角形如圖所示， 在F2轉(zhuǎn)至水平的過程中，MN上的張力Fi逐漸增人，0M上的張力F2先增人后減小，所以 A、D正確：B、C錯誤. 10. 如圖所示，兩 個半圓柱A、B緊靠著靜置于水平地面上，其上有一光滑圓柱 C,三者半 徑均為& C的

16、質(zhì)量為A、 B的質(zhì)量都為0.5m,與地面的動摩擦因數(shù)均為〃。 現(xiàn)用水平 向右的力拉A,使A —直緩慢向右移動， 直至C恰好降到地面。整個過程中 B保持靜止。 設(shè)最人靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度 為S卞列說法正確的是（ ） A. 未拉A時，C受到B作用力的大小F = mg B. 動摩擦因數(shù)的最小值〃込 =￡ C. 整個過程中，C的位移大小為（婦-1） /? D. A移動過程中，受到的摩擦力大小為 fA = pmg 【答案】BD 【解析】 【分析】 【詳解】 A.未拉A時，對C進行受力分析.由平衡條件町如 Fk < F 2Fcos30 = mg 解

17、得 73mg F _ 3 故A錯誤; 廠 f I A 1 r mq B. C恰好降落到地面時，B對C的支持力最大為Fr對物體B進行受力分析，由平衡條件 2FaxCOs60 = m cg a化cos 30 =如⑷Bg +亍） 由于mc=m9 mB=0.5m代入解得 ? mm 2 故B正確： C. 整個過程中，由數(shù)學關(guān)系可知 C的位移人小為 x = 2x27?s in 15 =4/?si nl5 故C錯誤； D. A移動過程中，A對地面的正壓力有 倫=叫g(shù) +學=噸 地面對A的摩擦力等于 fA=/AN="噸 故D正確。 故選BD

18、。 11. 如圖所示直角三角形框架 OMN的OM、0/V初始位置分別處于水 平和豎直方向上，且 ZNMO = 30 , 一個重為G的光滑小球位于框架內(nèi)且恰好與 0A4、ON、M/V 三邊相切，但 接觸點未必都有彈力。現(xiàn)以 0點為軸緩慢將框架在同一豎直平面內(nèi)順時針轉(zhuǎn)動一 周的過程 中，下列說法正確的是（） A. 轉(zhuǎn)動抄為0到一的過程中，M/V邊受到小球的壓力一直為零。 2 B. 轉(zhuǎn)動一周的過程中，當 M/V邊第一次處于豎直位置時 0/V邊受到的力最人且為 巫G 3 C. 轉(zhuǎn)動一周的過程中0M邊受到的力最人值為 26 D. 轉(zhuǎn)動一周的過程中有可能存在使 0M、0/V、M/

19、V三邊都同時受力的位置 【答案】ABC 【解析】 【分析】 【詳解】 A. 轉(zhuǎn)動0為0到芻的過程中如圖所示， MN邊在小球的上方，MN邊受到小球的壓力一 2 BCD. 轉(zhuǎn)動一 故A正確; 根據(jù)平衡條件町得 ON 邊受到的力 FV2 = Gcos0 1 < G OM 邊受到的力 FV1 = Gsin0 1 < G

20、 當0M邊在小球的上方時， OM邊受到小球的壓力一直為零，設(shè) MN邊與水平方向的夾角 為如圖所示 F 0 ON / 根據(jù)平衡條件和正弦定理可得 sill 60° sine、 可知，當3=90。時，即MN邊第一次處于豎直位置時 ON邊受到的力最人，最人為 /Av =—八一=—G °N sin 60 ° 3 為如圖 當ON邊在小球的上方時，QV邊受到小球的壓力一直為零，設(shè) 0M邊與水平方向的夾角 所示 根據(jù)平衡條件和正弦定理可得 sill 30° sin(15O 0-A) 二二 Olf =2G

21、可知，當2=60。時，OM邊受到的力最人，最人為 G sm 30° 所以轉(zhuǎn)動一周的過程中不可能存在使 OM、ON、MN三邊都同時受力的位置，故 B、C正確，D 錯誤； 故選ABCo 12?如圖所示，水平面上等腰三角形均勻框架頂角 ZBAC = 30°,一均勻圓球放在框架 內(nèi)，球與 框架BC、AC兩邊接觸但無擠壓，現(xiàn)使框架以頂點 A為轉(zhuǎn)軸在豎直平面內(nèi)順時 針方向從43邊 水平緩慢轉(zhuǎn)至43邊豎直，則在轉(zhuǎn)動過程中（ ） A ?球?qū)?巧邊的壓力先增人后減小 B. 球?qū)C邊的壓力先增人后減小 C. 球?qū)C邊的壓力一直增人 D. 球的重心位置一直升高 【答案】AC

22、【解析】 【分析】 【詳解】 ABC.對球受力分析可知球受重力、 AB邊和&C邊的支持力，兩支持力的夾角為 120° BC邊與球 間沒有彈力，根據(jù)平衡條件可知三個力可以構(gòu)成首尾相連的矢量三角形，如圖 百 / E劌 /! 根據(jù)正弦定理有 〃 7g。-尸 M _「朋 sill 30° sin/7 siiia 解得 廠 sin a S1U0在框架以定點A為轉(zhuǎn)軸在豎直平面順時針從 AB邊水平緩慢轉(zhuǎn)至 AB邊豎直過程中a減小，8增 人，由于a先大于90。后小于90。，所以sina先增加后減小，因此加先增大后減 小，fac —直 增加，故A正確，B錯誤，C正確； D.在框架以頂

23、點A為轉(zhuǎn)軸在豎直平面內(nèi)順時針方向從 43邊水平緩慢轉(zhuǎn)至43邊豎直過 程中，球 的重心在BC邊水平時最咼，故轉(zhuǎn)動過程中球的重心先升咼后降低，故 D錯誤。 故選ACo 13.如圖所示，將質(zhì)量為 m的小球用橡皮筋懸掛在豎直墻的 0點，小球靜止在 Q點，P為0點正 下方一點，0P間的距離等于橡皮筋原長，在 P點固定一光滑圓環(huán)，橡皮筋穿過圓 環(huán)?，F(xiàn)對小球 施加一個外力F,使小球沿以PQ為直徑的圓弧緩慢向上運動，不計一切阻 力，重力加速度為g, 則下列說法正確的是（ ） 汽、、 A. 小球在 Q向P運動的過程中外力 F的方向始終跟橡皮筋垂直 B. 小球在 Q向P運動的過程中外力 F

24、的方向始終水平向右 C. 小球在 Q向P運動的過程中外力 F逐漸增大 D. 小球在 Q向P運動的過程中外力 F先變?nèi)撕笞冃? 【答案】AC 【解析】 【分析】 【詳解】 設(shè)圓的半徑為R,則 PQ = 2R OP為橡皮筋的原長，設(shè)勁度系數(shù)為 k,開始時小球二力平衡有 k? 2R = mg 當移動到橡皮筋與豎直方向成 &角時，受力分析： 噸 彈力人小為 T = 2kR cos 0 = mg cos 0 所以有 F = mg sm 6 且方向跟橡皮筋垂直， 移動過程中&一直增人，sin。一直增人，尸一直增人，AC正確，BD錯誤 故選ACo 14

25、?如圖所示，將兩塊光滑平板 OA、0B固定連接，構(gòu)成頂角為 60。的楔形槽，楔形槽內(nèi) 放置一 質(zhì)量為m的光滑小球，整個裝置保持靜止， 0A板與水平面夾角為15° .現(xiàn)使楔形 槽繞0點順時 針緩慢轉(zhuǎn)動至0A板豎直，重力加速度為引則轉(zhuǎn)動過程中 （） A. 0A板對小球的作用力一直在減小 B. 0B板對小球的作用力一直在增人 C. 0A板對小球作用力的最人值為巫mg 3 D. 0B板對小球的作用力大小為 mg時，0A板對小球的作用力人小也為 mg 【答案】BCD 【解析】 在轉(zhuǎn)動過程中， 如小心60。恒定不變，為此可組成以心叫為直徑得圓，在轉(zhuǎn)動過程 中弦NAG恒定不變，如圖所

26、示： 當B從開始位置轉(zhuǎn)動到豎直位置，即從 1到2的過程中，“八在增大，也在增人； 當B從豎直 位置繼續(xù)轉(zhuǎn)動到 A在豎直位置，即 Np從2到4的過程中，“人在減小， 心在增人；故整個過程 0A板對小球的作用力先增人后減小，而 B板對小球的作用力一直在增 人，故A錯誤，B正確; 當B在豎直位置時0A板對小球作用力最大，此時的受力分析， 如圖所示： 根據(jù)平衡條件得：N,=-A- = AG,故C正確；當0C線豎直時，球處于靜止狀 “ 5/7/60 ° 3 態(tài)，受力平衡，根據(jù)幾何關(guān)系可知，兩擋板對球的彈力大小相等，且夾角為 120。，根據(jù)平衡條 件得：N=mg,故D正確：故

27、選 BCD. 15?如圖所示，質(zhì)量均為 M的A、B兩滑塊放在粗糙水平面上，兩輕桿等長，桿與滑塊。 桿與 桿間均用光滑較鏈連接，在兩桿較合處懸掛一質(zhì)量為加的重物 C,整個裝置處于靜止 狀態(tài)，設(shè)桿 與水平面間的夾角為&下列說法正確的是（ ） I I A 丄 B A. 當E —定時，I?越人，輕桿受力越小 B. 當m —定時，滑塊對地面的壓力與 /無關(guān) C. 當m和I? 一定時，M越人，滑塊與地面間的摩擦力越大 D. 只要增人M—定會滑動 【答案】AB 【解析】 【詳解】 A.將C的重力按照作用效果分解，如圖所示

28、 1 mg 2sinO =芒 sin。 故m —定時，0越人，輕桿受力越小，故 A正確； B.對ABC整體分析可知，地面對整體的支持力為 t=（2M + 〃 7）g 地面對整體的支持力與 0無關(guān)，則滑塊對地面的壓力與 0無關(guān)，故B正確； C. 對A分析，受重力、桿的推力.支持力和向右的靜摩擦力，根據(jù)平衡條件有 mg 2 tan 0 當m和v 7 —定時，/與M的人小無關(guān)，故C錯誤; D. 以整體為研究對象，豎直方向根據(jù)平衡條件可得 A受到的支持力 E=Mg + * 噸 M；? f 增人都不能使M沿地面滑動時滿足的條件為 解得 ( 1、 ” Mg + -mg > \ 上丿 A> m (2M mg 2 tan 0 +1 ta n 0 tan& 即當八島時，增大“不能使 M沿地面滑動；若八島時，增 5 M會滑 動，故D錯誤 故選 AB.