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相互作用 训练题
一、选择题（本题共15个小题，每题5分，共75分）
1.关于重力的大小及重心的位置，以下说法中正确的是( )
A.重力是物体本身具有的力，大小与物体的质量成正比
B.静止在水平面上的物体对水平面的压力一定小于其所受的重力
C.重力只作用在物体的重心上，重心的位置总在物体的几何中心
D.重力是由于地球对物体的吸引而产生的，重力的施力物体是地球
2.把一个薄板状物体用细绳悬挂起来，静止时如图所示。则对于此薄板状物体所受重力的理解，下
列说法正确的是( )
A.拉力就是地球对物体的引力 B.重力大小和物体运动状态有关
C.重力的方向总是指向地心的 D.薄板的重心一定在直线 上
3.如图所示，质量均为m的木块A和B，用一根劲度系数为k的轻质弹簧连接，最初系统静止，现
在用竖直向上的力缓慢地拉A直到B刚好离开地面，则这一过程A上升的高度为( )
A. B. C. D.
4.如图所示，三根完全相同的轻弹簧首尾相连，构成正三角形，弹簧的劲度系数为k，若在三个节
点上施加大小均为F、方向互成120°的三个力，则三角形的周长增加量为( )
A. B. C. D.
5.如图所示，用手握住竖直方向悬空的水杯保持静止，为防止水杯脱落，往往会用力握紧它.以下说法正确的是( )
A.若往杯中加水，则必须增大手对杯子的压力
B.若往杯中加水，则杯子所受的摩擦力增大
C.若往杯中加水，则杯子所受的摩擦力不变
D.若增大手握杯子的力，则杯子所受的摩擦力增大
6.木块 分别重50 N和30 N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2，与 相连接的轻
弹簧被压缩了5 cm，系统置于水平地面上静止不动，已知弹簧的劲度系数为100 N/m.用水平向右
的力 作用在木块A上，如图所示，则（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）( )
A.木块A所受摩擦力大小是9 N，方向向右 B.木块A所受摩擦力大小是4 N，方向向右
C.木块B所受摩擦力大小是6 N，方向向左 D.木块B所受摩擦力大小是4 N，方向向左
7. 是作用于同一物体上的三个共点力，已知 ，下列矢量图中这三个力的合力
最大的是( )
A. B.
C. D.
8.如图是“中国天眼”500 m口径球面射电望远镜维护时的照片。为不损伤望远镜球面，质量为m
的工作人员被悬在空中的氦气球拉着，当他在离底部有一定高度的望远镜球面上缓慢移动时，氦
气球对其有大小为 、方向竖直向上的拉力作用，使其有“人类在月球上行走”的感觉。若将
人视为质点，此时工作人员( )A.受到的重力大小为 B.受到的合力大小为
C.对球面的压力大小为 D.对球面的作用力大小为
9.某位同学用筷子将小球夹起悬停在空中，如图所示，已知球心O与两根筷子在同一竖直面内，小
球质量为0.2 kg，筷子与竖直方向间的夹角均为 ，筷子与小球表面间的动摩擦因数为0.875
（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），取重力加速度 ， ， .则每
根筷子对小球的压力大小至少为( )
A.5 N B.7.5 N C.10 N D.12.5 N
10.如图所示为位于水平面上的小车，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆下端
固定有质量为m的小球，重力加速度为g。现使小车以加速度a向右做匀加速直线运动，下列说法
正确的是( )
A.杆对小球的弹力一定竖直向上 B.杆对小球的弹力一定沿杆向上
C.杆对小球的弹力大小为 D.杆对小球的弹力大小为
11. 两个质量相同的球用线连接，a球用线挂在天花板上，b球放在光滑斜面上，系统保持静
止，以下图示哪个是正确的( )A. B. C. D.
12.如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为m和 的物块 ，通过不可
伸长的轻绳跨过定滑轮连接， 间的接触面和轻绳均与木板平行。A与 与木板间的动摩擦
因数均为0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当木板与水平面的夹角为θ时，物块 刚好要
滑动，则 的值为( )
A. B.1 C. D.2
13.如图所示，重力为G的圆柱体A被平板B夹在板与墙壁之间，平板B与底座C右端的铰链相
连，左端由液压器D调节高度，以改变平板B与水平底座C间的夹角θ， 及D的总重力也为
G，底座C与水平地面间的动摩擦因数为 ，平板B的上表面及墙壁是光滑的。底座C
与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是( )
A.C与地面间的摩擦力总等于 不变
B.θ角增大时，地面对C的摩擦力增大
C.要保持底座C静止不动，应满足
D.若保持 不变，圆柱体重力增大 ，仍要保持底座C静止，则 的最大值
14.如图所示，人站在自动扶梯的水平台阶上随扶梯一起运动，扶梯的斜边与水平方向的夹角为
，人的质量为m，重力加速度为g，下列说法正确的是( )A.当扶梯的速度斜向上时，人就处于超重状态
B.当扶梯的加速度斜向下时，人可能处于超重状态，也可能处于失重状态
C.当扶梯斜向上匀速运动时，台阶对人的静摩擦力方向水平向右
D.当扶梯斜向上匀加速运动时，台阶对人的作用力一定小于
15.2021年8月2日，中国队选手刘洋获得东京奥运会竞技体操男子吊环金牌。吊环项目中有一个
高难度的动作，体操运动员先用双手撑住吊环（设开始时两绳间距与肩同宽，如图甲所示），然
后身体下移，双臂缓慢张开到如图乙所示位置。若吊环的两根绳的拉力T大小相等，则在两手之间
的距离缓慢增大的过程中，拉力T及两绳拉力的合力F的大小变化情况为( )
A.T增大，F不变 B.T增大，F增大 C.T增大，F减小 D.T减小，F不变
二、计算题（共2小题 ，共25分，按题目要求作答，解答题应写出必要的文字说明、方程式和重
要步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
16.（10分）如图甲所示，轻杆 可绕B点自由转动，另一端O点用细绳拉住，细绳一端固定在
左侧墙壁上，质量为m的重物用细绳 悬挂在轻杆的O点， 与轻杆的夹角 .乙图
中水平轻杆 一端固定在竖直墙壁上，另一端O装有小滑轮，用一根绳跨过滑轮后悬挂一质量为
m的重物，图中 ，求：
（1）甲、乙两图中细绳 的拉力大小；
（2）甲图中轻杆受到的弹力大小；
（3）乙图中轻杆对滑轮的作用力大小.17.（15分）如图所示，放在两固定斜面上的甲、乙两物块质量分别为1.5 kg和1 kg，甲、乙两物
块被绕过3个滑轮的轻绳连接起来。甲、乙两物块与斜面间的动摩擦因数分别为0.8和 。现用
力F向下拉最下面的滑轮，不计滑轮重力和滑轮与轻绳之间的摩擦，物块与斜面间的滑动摩擦力
与最大静摩擦力相等，重力加速度 ， 。
（1）当 时，求甲物块与斜面之间的摩擦力大小；
（2）要使甲、乙两物块均保持静止，求F的取值范围。答案
1.答案：D
解析：重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力，并不是物体本身具有的力，重力的施力
物体是地球，物体重力的计算式是 ，其中g的值与物体所处的地理位置有关，同一位置，g
值相同，物体的重力与物体的质量成正比，不同地点，不同高度，g值一般不同，因此，不能说物
体的重力大小与物体的质量成正比，选项A错误，D正确；不受其他外力而静止在水平面上的物
体，对水平面的压力大小等于物体的重力，选项B错误；重心是物体所受重力的等效作用点，重
心的位置与物体的形状和质量分布有关，只有形状规则、质量均匀分布时，重心的位置才在物体
的几何中心，故选项C错误。
2.答案：D
解析：拉力的施力物体是细绳，而地球对物体的引力的施力物体是地球，二者本质不同，故A错
误；重力的大小由物体的质量m和重力加速度g决定，与物体的运动状态无关，故B错误；重力
的方向竖直向下，并不一定指向地心，故C错误；因为绳对板状物体的拉力与板状物体受的重力
是一对平衡力，两力在一条直线上，所以重心一定在细绳的延长线上，即薄板的重心一定在直线
上，故D正确。
3.答案：B
解析：本题考查胡克定律的应用。最初弹簧处于压缩状态，根据平衡条件对A有 刚好
离开地面时弹簧处于拉伸状态，根据平衡条件对B有 ，这一过程A上升的高度为
，故B正确。
4.答案：D
解析：本题考查物体平衡条件的应用、胡克定律及力的合成与分解。设每根弹簧的伸长量为x，根
据力的平衡条件有 ，解得 ，则三角形的周长增加量为 ，故选D。
5.答案：B
解析：水杯始终处于竖直方向且静止不动时，受的重力和静摩擦力平衡，手握的越紧，最大静摩
擦力越大，而水杯受的摩擦力仍然等于水杯的重力.
6.答案：B
解析： 与地面间的最大静摩擦力分别为 ，
，根据胡克定律得，弹簧的弹力大小 ，当
时， ，所以两木块都保持静止状态，由平衡条件得，A所受摩
擦力大小 ，方向水平向右，B所受的摩擦力大小 ，方向水平向左，
故B正确.
7.答案：A解析：根据平行四边形定则或三角形定则，A中三个力的合力大小为 ;B中三个力的合力为0;C
中三力合力为 ，D中三力合力也为 。 ，故A满足题意。
8.答案：D
解析：工作人员的质量为m，则工作人员受到的重力 ，A错误；工作人员在球面上缓慢移
动，处于平衡状态，所受合力为零，B错误；工作人员所站的球面位置不水平，对球面的压力不等
于 ，C错误；由平衡条件可得，球面对工作人员的作用力 ，结合牛顿第
三定律可得，工作人员对球面的作用力大小 ，D正确。
9.答案：C
解析：筷子对小球的压力斜向下，小球有下滑的趋势，静摩擦力沿筷子向上，小球受力平衡，在
竖直方向上有 ， ，解得 ，C正确.
10.答案：D
解析：对小球进行受力分析如图
由图可知，当加速度a大小变化时，杆对小球的弹力与竖直方向的夹角变化，方向不一定沿杆，但
一定是斜向上，且 ，A、B、C错误；由几何关系可知 ，D正确。故选
D。
11.答案：B
解析：对b球受力分析，受重力、斜面对其垂直斜面向上的支持力和细线的拉力，由于三力平衡时
三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线，故细线拉力向右上方，故A图错误；
再对 两个球整体受力分析，受重力、垂直斜面向上的支持力和上面细线的拉力，再根据共点
力平衡条件判断上面细线的拉力方向斜向右上方，故C、D图均错误。
12.答案：A
解析：本题考查最大静摩擦力及多物体模型的受力分析。当木板与水平面的夹角为θ时，两物块刚
好要滑动，对A物块受力分析如图甲所示，沿斜面方向， 之间的滑动摩擦力
，根据平衡条件可知 ；对B物块受力分析如图乙所
示，沿斜面方向，B与斜面之间的滑动摩擦力 ，根据平衡条件可知
，可得 ，A正确。13.答案：D
解析：对A进行受力分析，如图甲所示，根据平衡条件得 ，对 及D整体进行受力
分析，如图乙所示，当 及D整体静止时，摩擦力 ，故 ，当θ
角增大时，地面对C的摩擦力增大，当摩擦力超过最大静摩擦力后，变为滑动摩擦力，此后
，故A、B错误；要保持底座C静止不动，则 ，即 ，解得
，C错误；若保持 不变，圆柱体的重力增大的最大值为 ，则
，此时底座C受到的静摩擦力刚好达到最大静摩擦力，根据平衡条件得
，解得 ，D正确。
14.答案：D
解析：本题考查超重、失重与力的矢量三角形构建。超、失重状态与速度无关，只要扶梯的加速
度方向斜向上，台阶对人的支持力大于人的重力，人就处于超重状态，只要扶梯的加速度方向斜
向下，台阶对人的支持力小于人的重力，人就处于失重状态，A、B错误；当扶梯斜向上匀速运动
时，根据二力平衡，台阶对人的支持力与人的重力等大反向，台阶对人的静摩擦力为零，C错误；
若台阶对人的作用力大小为 ，台阶对人的作用力F、人的重力以及人所受的合力构成的
矢量三角形如图所示，根据几何关系有 ，解得 ，可推出 ，即
，而实际生活中人乘坐扶梯的加速度大小比g小得多，则台阶对人的作用力一定小于 ，D正
确。15.答案：A
解析：本题考查动态平衡。人受到重力、两绳的拉力，由平衡条件可知，两绳拉力的合力与人的
重力大小相等、方向相反，人的重力不变，所以F不变，在两手之间的距离缓慢增大的过程中，
两绳之间的夹角变大，而两绳拉力的合力F不变，则两个拉力T都要增大，故选A。
16.答案：（1）
（2）
（3）
解析：（1）题图甲中，对O点受力分析如图甲所示，根据平衡条件得
.
题图乙中，对O点受力分析如图乙所示，根据平衡条件得 .
（2）由相互作用力大小相等可知，题图甲中 杆受到弹力大小 .
（3）题乙图中，轻杆对滑轮的作用力 的大小等于图中两段绳中拉力的合力大小，因为拉力
和 的夹角为120°，则由力的合成得 .
17.答案：（1）
（2）
解析：（1）甲、乙两物块重力沿斜面向下的分力分别为
， ①
甲物块与斜面间的最大静摩擦力
②
乙物块与斜面间的最大静摩擦力
③由分析可知，当 时，甲、乙两物块均保持静止，此时 ④
（2）甲、乙两物块重力沿斜面向下的分力均小于与斜面间的最大静摩擦力，故拉力的最小值
⑤
甲物块恰沿斜面向上运动满足
⑥
乙物块恰沿斜面向上运动满足
⑦
由此可知乙先达到最大静摩擦力
故 ，得 ⑧
所以，要使甲、乙两物块均保持静止，F的取值范围为 ⑨
