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专题 02 相互作用
1.一位同学将水杯竖直握在手里，匀速走在校道上如果水杯离地的高度保持不变，则（ ）
A．手握得更紧，可以增大摩擦力
B．如果同学静止，手对水杯的作用力变小
C．如果同学加速往前跑，手对水杯的作用力不变
D．无论同学的运动状态如何，手对水杯的摩擦力保持不变
【答案】 D
【解析】
A．由平衡条件得
可知，手握得更紧，摩擦力不变。故A错误；
B．如果同学匀速走或静止，水杯都处于平衡状态，手对水杯的作用力与重力等大反向。故 B错
误；
C．同学匀速走时，手对水杯作用力大小为 ，方向竖直向上。如果同学加速往前跑，手对水杯
的作用力与重力不平衡，大小不等。故C错误；
D．无论同学的运动状态如何，水杯在竖直方向平衡，手对水杯的摩擦力保持不变，为 。故D
正确。
故选D。
2.(2022·重庆市九龙坡育才中学高三月考)如图所示，一只蜗牛沿着弧形菜叶从右向左缓慢爬行，下列说法
正确的是( )
A．菜叶对蜗牛的弹力大小一定不变
B．菜叶对蜗牛的摩擦力大小先变小后变大
C．蜗牛受到的合力先变小后变大
D．菜叶对蜗牛的作用力大小不断变化
【答案】 B
【解析】 蜗牛受重力、支持力、摩擦力，设坡角为α，根据平衡条件可得F ＝mgcos α，F＝mgsin α，由
N f
于坡角α先变小后变大，故支持力F 先增大后减小，静摩擦力先减小后增大，故A错误，B正确；蜗牛缓
N
慢爬行，则受到的合力始终为零，选项C错误；菜叶对蜗牛的作用力是静摩擦力和支持力的合力，始终与重力平衡，一直不变，故D错误．
3.(2022·广东深圳市高级中学检测)如图所示，一轻质弹簧两端分别与竖直墙壁和物块连接，弹簧、地面水
平．A、B两点离墙壁的距离分别为x 、x ，物块在A、B两点均能恰好静止，物块与地面间的最大静摩擦
1 2
力为F，则弹簧的劲度系数为( )
1
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】物块在A点和B点所受弹簧弹力与静摩擦力大小相等、方向相反，设弹簧原长为l ，由平衡条件，
0
在A点处有k(l－x)＝F，在B点处有k(x－l)＝F，联立解得k＝，故C正确．
0 1 1 2 0 1
4.（2022届云南省昆明市高三（下）3月复习教学质量检测（”三诊一模“）理综物理试题）如图所示，
M、N两支架固定在高台边缘，钢绳两端连接到两个支架上等高的位置，钢绳的长度可通过固定在支架M
上的电动机收放。某杂技演员（可视为质点）抓住套在钢绳上的滑环静止在高空，滑环可沿钢绳无摩擦滑
动。下列说法正确的是（ ）
A. 若启动电动机使钢绳缓慢缩短，钢绳拉力将不断减小
B. 若启动电动机使钢绳缓慢缩短，左侧钢绳拉力将增大，右侧钢绳拉力将减小
C. 若启动电动机使钢绳缓慢伸长，钢绳拉力将不断减小
D. 若启动电动机使钢绳缓慢伸长，演员运动的轨迹为偏向支架N一侧的曲线
【答案】C
【解析】ABC．设滑环两侧钢绳与水平面的夹角为 ，对杂技演员由平衡条件可得
若启动电动机使钢绳缓慢缩短，则 减小，两侧钢绳拉力将不断增大，若启动电动机使钢绳缓慢伸长，则
增大，两侧钢绳拉力将不断减小，C正确，AB错误；
D．由于钢绳两端连接到两个支架上等高的位置，同一条钢绳上拉力大小处处相等，由对称性可知，滑环
两侧钢绳与水平面的夹角总是相等，故启动电动机使钢绳缓慢伸长，演员运动的轨迹为竖直向下，若演员
运动的轨迹偏向支架N一侧，滑环两侧的钢绳与水平面的夹角就不会相等，D错误。故选C。
5.如图所示，一个重为 G的吊椅用轻绳AO、BO固定，绳AO、BO相互垂直，α > β，且两绳中
的拉力分别为F、F ，物体受到的重力为G，则（ ）
A B
A．F 一定大于G
A
B．F 一定大于F
A B
C．F 一定小于F
A B
D．F 与F 大小之和一定等于G
A B
【答案】 B
【解析】
对吊椅做受力分析如下图所示
由于△FOG′为直角三角形（∠F 为直角），且三角形的边长代表力的大小，则可看出
A A
G′ > F，F > F ，G′ = G
A A B
对于三角形有
F + F > G′
A B
故选B。
6.2018年10月23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（ ）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、由图甲可知 ，当索塔高度降低后， 变大， 变小，故T变大，故B错误
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F 、F 进行合成，合
AC AB
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。
7.《中国制造2025》是国家实施强国战略第一个十年行动纲领，智能机器制造是一个重要方向，其中智能
机械臂已广泛应用于各种领域．如图所示，一智能机械臂铁夹夹起一个金属小球后静止在空中，铁夹与球
接触面保持竖直，则( )
A．若增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力变大
B．小球受到的摩擦力与重力大小相等C．铁夹受到的摩擦力方向竖直向下
D．若铁夹水平匀速移动，小球受到的摩擦力变大
【答案】C
【解析】对小球受力分析可知，小球受重力、两侧铁夹的弹力以及摩擦力作用，根据平衡条件可知，小球
在竖直方向上受到的摩擦力与重力大小相等，方向相反，若增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力不
变，A错误，B正确；根据牛顿第三定律可知，铁夹受到小球的摩擦力方向竖直向下，C正确；若水平匀
速移动铁夹，由于小球受力始终平衡，故摩擦力大小不变，D错误．
8.（2022届西南四省高三（上）12月联考物理试题）如图所示，倾角为θ的光滑斜面体在水平面上运动，
在竖直挡板和斜面之间有质量为m的光滑小球，运动过程中小球与斜面体始终保持相对静止，重力加速度
为g，忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 若斜面体匀速运动，则挡板对小球的弹力为mgcosθ
B. 若斜面体向右运动，则挡板对小球一定有弹力
C. 若斜面体向左运动，则挡板对小球一定有弹力，且弹力做负功
D. 无论斜面体向哪边运动，斜面对小球总有支持力
【答案】D
【解析】A．若斜面体匀速运动，即匀速直线运动，小球处于平衡状态，根据平衡条件
A错误；
BC．若斜面体运动的加速度水平向左，且小球受到的重力和支持力的合力提供加速度，即
斜面体向左匀加速运动或向右匀减速运动，且加速度大小为 时，挡板对小球无弹力，B、C错误；
的
D．无论斜面体向哪边运动，都是水平方向上运动，竖直方向上小球受力平衡，小球受到 重力作用都会
挤压斜面，斜面对小球总有支持力，D正确。
故选D。
9.（2021·湖南高考真题）质量为 的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，为半圆的最低点， 为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为 的小
滑块。用推力 推动小滑块由A点向 点缓慢移动，力 的方向始终沿圆弧的切线方向，在此过
程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是（ ）
A．推力 先增大后减小
B．凹槽对滑块的支持力先减小后增大
C．墙面对凹槽的压力先增大后减小
D．水平地面对凹槽的支持力先减小后增大
【答案】 C
【解析】
AB ．对滑块受力分析，由平衡条件有
滑块从A缓慢移动B点时， 越来越大，则推力F越来越大，支持力N越来越小，所以AB错误；
C．对凹槽与滑块整体分析，有墙面对凹槽的压力为
则 越来越大时，墙面对凹槽的压力先增大后减小，所以C正确；
D．水平地面对凹槽的支持力为
则 越来越大时，水平地面对凹槽的支持力越来越小，所以D错误；
故选C。
10.如图所示，有8个完全相同的长方体木板叠放在一起，每个木板的质量为100 g，某人用手在这叠木板
的两侧分别加一大小为F的水平压力，使木板在空中水平静止．若手与木板之间的动摩擦因数为 μ＝0.5，
1
木板与木板之间的动摩擦因数为μ＝0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2.则水平压力F至少为
2
( )
A．8 N B．15 N C．16 N D．30 N【答案】B
【解析】先把所有木板看成整体，由平衡条件知：2μF≥8mg，得F≥8 N，以中间6块木板为研究对象，
1 1 1
要使木板不滑下去，由平衡条件知：2μF≥6mg，解得F≥15 N，故F≥15 N，故选B.
2 2 2
11.(2022·福建三明市质检)如图所示，质量为10 kg的物体A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的拉力
为5 N时，物体A与小车均处于静止状态．若小车以1 m/s2的加速度向右运动，则(g＝10 m/s2)( )
A．物体A相对小车向右运动
B．物体A受到的摩擦力减小
C．物体A受到的摩擦力大小不变
D．物体A受到的弹簧的拉力增大
【答案】C
【解析】由题意得，物体A与小车的上表面间的最大静摩擦力F ≥5 N，小车加速运动时，假设物体A与
fm
小车仍然相对静止，则物体A所受合力F ＝ma＝10 N，可知此时小车对物体A的摩擦力为5 N，方向向
合
右，且为静摩擦力，所以假设成立，物体 A受到的摩擦力大小不变，故选项A、B错误，C正确；弹簧长
度不变，物体A受到的弹簧的拉力大小不变，故D错误．
11.在探究静摩擦力变化规律及滑动摩擦力变化规律的实验中，设计了如图甲所示的演示装置，力传感器 A
与计算机连接，可获得力随时间变化的规律，将力传感器固定在光滑水平桌面上，测力端通过细绳与一滑
块相连(调节力传感器高度可使细绳水平)，滑块放在较长的小车上，小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的
轻质定滑轮系一只空沙桶(调节滑轮可使桌面上部轻绳水平)，整个装置处于静止状态．实验开始时打开力
传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子，小车一旦运动起来，立即停止倒沙子，若力传感器采集的图像如图乙，
则结合该图像，下列说法正确的是( )
A．可求出空沙桶的重力
B．可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小
C．可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小
D．可判断第50 s后小车做匀速直线运动(滑块仍在车上)
【答案】ABC
【解析】t＝0时刻，力传感器显示拉力为2 N，则滑块受到的摩擦力为静摩擦力，大小为2 N，由小车与
空沙桶受力平衡可知空沙桶的重力也等于2 N，A选项正确；t＝50 s时静摩擦力达到最大值，即最大静摩
擦力为3.5 N，同时小车启动，说明沙子与沙桶总重力等于 3.5 N，此时摩擦力突变为滑动摩擦力，滑动摩擦力大小为3 N，B、C选项正确；此后由于沙子和沙桶总重力3.5 N大于滑动摩擦力3 N，故50 s后小车
将做匀加速运动，D选项错误．
12.(2022·天津市南开区高三模拟)如图为汽车的机械式手刹(驻车器)系统的结构示意图，结构对称．当向上
拉动手刹拉杆时，手刹拉索(不可伸缩)就会拉紧，拉索OD、OC分别作用于两边轮子的制动器，从而实现
驻车的目的．则以下说法正确的是( )
A．当OD、OC两拉索夹角为60°时，三根拉索的拉力大小相等
B．拉动手刹拉杆时，拉索AO上拉力总比拉索OD和OC中任何一个拉力大
C．若在AO上施加一恒力，OD、OC两拉索夹角越小，拉索OD、OC拉力越大
D．若保持OD、OC两拉索拉力不变，OD、OC两拉索越短，拉动拉索AO越省力
【答案】D
【解析】当OD、OC两拉索夹角为120°时，三根拉索的拉力大小才相等，选项A错误；拉动手刹拉杆时，
当OD、OC两拉索夹角大于120°时，拉索AO上拉力比拉索OD和OC中任何一个拉力小，选项B错误；
根据平行四边形定则可知，若在AO上施加一恒力，OD、OC两拉索夹角越小，拉索OD、OC拉力越小，
选项C错误；若保持OD、OC两拉索拉力不变，OD、OC两拉索越短，则两力夹角越大，合力越小，即拉
动拉索AO越省力，选项D正确．
13.如图所示，在“共点力合成”的实验中，橡皮条一端固定于P点，另一端连接两个弹簧测力计，分别用
力F 和F 拉两个弹簧测力计，将结点拉至O点．现让F 大小不变，方向在纸面内沿顺时针方向转动某一
1 2 1
角度，且F 始终处于PO左侧，要使结点仍位于O点，则关于F 的大小和图中的θ角，下列说法中正确的
1 2
是( )
A．增大F 的同时增大θ角
2
B．增大F 的同时减小θ角
2
C．增大F 而保持θ角不变
2
D．减小F 的同时增大θ角
2
【答案】ABC
【解析】对O点受力分析，受到两个弹簧测力计的拉力和橡皮条的拉力，由于 O点位置不变，因此橡皮
条长度不变，其拉力大小、方向不变，F 的大小不变，根据力的平行四边形定则作出F 的可能情况：如图
1 2
甲所示，可以增大F 的同时增大θ角，故A正确；如图乙所示，可以增大F 的同时减小θ角，故B正确；
2 2
如图丙所示，可以增大F 而保持θ角不变，故C正确；根据平行四边形定则可知，减小F 的同时增大θ角
2 2是不能组成平行四边形的，故D错误．
14.质量为5 kg的木块与水平地面间的动摩擦因数为，一人欲用最小的作用力F使木块沿地面做匀速直线运
动，如图所示，则此最小作用力的大小F和F与水平地面的夹角θ分别为(g取10 m/s2)( )
A．10 N 30° B. N 0°
C．25 N 30° D．25 N 60°
【答案】C
【解析】如图所示，木块受重力G、地面的支持力F 、摩擦力F 和施加的外力F四个力作用．由共点力
N f
平衡条件得
Fcos θ＝F，Fsin θ＋FN＝G，且有F＝μF ，
f f N
联立以上各式得F＝.
令tan φ＝，则F＝
当sin(θ＋φ)＝1时，F具有极小值，
F ＝＝ N＝25 N，
min
因为tan φ＝＝，所以φ＝60°，则F与水平地面的夹角θ＝90°－60°＝30°，故选项C正确．
