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专题 03 相互作用
1．（2021·广东高考真题）唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力，设牛用大小
相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁，F与竖直方向的夹角分别为 和 ， ，如图所示，忽略耕索
质量，耕地过程中，下列说法正确的是（ ）
A．耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大
B．耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大
C．曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力
D．直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力
【答案】B
【解析】A．将拉力F正交分解如下图所示
则在x方向可得出
F = Fsinα
x曲
F = Fsinβ
x直
在y方向可得出
F = Fcosα
y曲
F = Fcosβ
y直
由题知α < β则
sinα < sinβ
cosα > cosβ
则可得到F < F
x曲 x直
F > F
y曲 y直
A错误、B正确；CD．耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对相互作用力，它们大小相等，方向相反，
无论是加速还是匀速，则CD错误。故选B。
2．（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。
3．（2021·河北高考真题）如图，矩形金属框 竖直放置，其中 、 足够长，且 杆光滑，
一根轻弹簧一端固定在M点，另一端连接一个质量为m的小球，小球穿过 杆，金属框绕 轴分别
以角速度 和 匀速转动时，小球均相对 杆静止，若 ，则与以 匀速转动时相比，以 匀速
转动时（ ）
A．小球的高度一定降低
B．弹簧弹力的大小一定不变
C．小球对杆压力的大小一定变大
D．小球所受合外力的大小一定变大
【答案】BD
【解析】对小球受力分析，设弹力为T，弹簧与水平方向的夹角为θ，则对小球竖直方向
而
可知θ为定值，T不变，则当转速增大后，小球的高度不变，弹簧的弹力不变。则A错误，B正确；水平
方向当转速较小时，杆对小球的弹力F 背离转轴，则
N
即当转速较大时，F 指向转轴
N
即
则因 ，根据牛顿第三定律可知，小球对杆的压力不一定变大。则C错误；
根据 ，可知，因角速度变大，则小球受合外力变大。则D正确。故选BD。
1．（2021·内蒙古高三二模）如图所示，倾角为α的光滑斜劈放在粗糙水平面上，物体a放斜面上，轻质
细线一端固定在物体a上，另一端绕过光滑的滑轮挂在c点滑轮2下悬挂物体b，细线与竖直墙壁之间的夹
角为θ，系统处于静止状态，点c可以沿墙壁向上或向右移动少许，则说法正确的是（ ）
A．点c向上移动，物体a的位置升高，θ不变
B．点c向上移动，物体a的位置不变，θ不变
C．点c向右移动，物体a的位置升高，θ变大
D．点c向右移动，物体a的位置升高，θ不变
【答案】BD
【解析】AB．点c向上移动，因为斜面和悬点的水平距离不变，所以细线与竖直方向的夹角不变，如图因为细线拉力不变，所以物体a的位置不变，A错误，B正确；
CD．点c向右移动，则滑轮1到悬点间的水平距离变大，即滑轮1到悬点间的细线的水平投影变大，假设
物体a的位置不变，则细线与竖直方向的夹角变大，设细线拉力为T，对物体b有 ，所以细
线拉力将变大，物体a的位置升高，θ不变，C错误，D正确。故选BD。
2．（2021·广东梅州市·高三二模）如图所示，一名工人用两种方式尝试把原本就静止在卸货梯上的货物推
上货车，第一种方式用平行于卸货梯平面向上的力去推货物，第二种方式用水平向右的力推货物，均未推
动货物，则下列说法正确的是（ ）
A．人受到卸货梯的摩擦力大小相等
B．若工人两种方式作用在货物的力的大小相等，则第二种方式中货物所受合外力更大
C．若工人两种方式作用在货物的力的大小相等，且第一种方式货物所受摩擦力沿接触面向上，则第二种
方式货物所受摩擦力必定沿接触面向上
D．工人若要匀速推动货物，采用第二种方式更费力
【答案】CD
【解析】A．用平行于卸货梯平面向上的力去推货物，人所受到的摩擦力为重力沿货梯向下的分力与推力
对人的反作用力之和，用水平向右的力推货物，人所受的摩擦力为重力沿货梯向下的分力与推力对人的反
作用力沿货梯方向的分力之和，由于不知道两次推力的大小，故不能比较摩擦力的大小，故A错误；B．
不管用哪种方式推，都没有推动，货物静止，合力都为零，故B错误；C．第一种方式货物所受摩擦力沿
接触面向上，则重力沿货梯方向向下的分力大于推力，第二种方式货物所受水平推力沿斜面的分力一定小
于推力，也小于重力沿货梯向下的分离，故货物所受摩擦力必定沿接触面向上，故C正确；D．第二种方式水平方向的推力在垂直于货梯方向上有分力，故正压力变大，所以滑动摩擦力更大，推力沿货梯方向的
分力与滑动摩擦力等大反向，故推力也需更大，工人若要匀速推动货物，采用第二种方式更费力，故D正
确。故选CD。
3．（2021·湖北黄冈市·黄冈中学高三其他模拟）如图所示，质量为m的物体A静止在质量为M的斜面B
上，斜面B的倾角 。现用水平力F推物体A，在F由零逐渐增加至 再逐渐减为零的过程中，
A和B始终保持静止。对此过程下列说法正确的是（ ）
A．A所受摩擦力方向始终沿斜面向上
B．A所受摩擦力先增大后减小
C．地面对B的支持力随着力F的变化而变化
D．地面对B的摩擦力先增大后减小
【答案】D
4．（2021·济南市·山东省实验中学高三二模）如图所示，光滑的轻滑轮通过支架固定在天花板上，一足够
长的细绳跨过滑轮，一端悬挂小球b，另一端与套在水平细杆上的小球a连接，小球b的质量是小球a的2
倍。在水平拉力F作用下小球a从图示虚线（最初是竖直的）位置开始缓慢向右移动至 （细绳中
张力大小视为不变）。小球a与细杆间的动摩擦因数为 。则拉力F的大小（ ）A．一直增大 B．一直减小 C．始终不变 D．无法确定
【答案】A
【解析】设a的质量为m，则b的质量为2m；以b为研究对象，竖直方向受力平衡，可得绳子拉力始终等
于b的重力，即T=2mg，T保持不变。以a为研究对象，a受到重力、细绳的拉力T、支持力和摩擦力、水
平拉力，受力如图所示
设绳子与水平方向夹角为 ，支持力
向右缓慢拉动的过程中， 角逐渐减小，水平方向
又 ，联立求得 ，因为 ，利用数学知识可得
，即 ， 从 减小到 ，则逐渐增大，所以F将一直增大。故选A。
5．（2021·湖南衡阳市八中高三其他模拟）某位同学用筷子将均匀球夹起悬停在空中，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 ，筷子与竖直方向之间的夹角均为 ，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至少为（ ）
A．5N B．7.5N C．10N D．12.5N
【答案】C
【解析】筷子对小球的压力太小，小球有下滑的趋势，最大静摩擦力沿筷子向上，小球受力平衡。在竖直
方向上有
解得
ABD错误，C正确。故选C。
6．（2021·四川雅安市·高三三模）如图所示，光滑的轻滑轮用细绳OO'悬挂于O点，另一细绳跨过滑轮，
其一端悬挂货物A，人拉绳的另一端缓慢向右移动，使货物缓慢提升，在此过程中（ ）A．细绳对人的拉力逐渐变大
B．细绳OO'的张力逐渐变小
C．水平面对人的支持力逐渐变小
D．水平面对人的摩擦力逐渐变小
【答案】B
【解析】A．由于整个系统处于动态平衡状态，货物A受力平衡，则绳子的张力T保持不变，选项A错误；
B．人拉绳的另一端缓慢向右移动，滑轮两侧连接的绳子的夹角变大，但绳子的张力T保持不变，绳子对
轻滑轮的合力 ，则绳子对轻滑轮的合力变小，所以细绳OO'的张力逐渐变小，选项B正确；
CD．人处于动态平衡状态，对人受力分析有 ，由于T的大小不变，人拉绳的另一端缓慢
向右移动，α减小，所以N增大，f增大，选项CD错误。故选B。
7．（2021·浙江高三零模）如图所示，一工作人员在两个电塔之间的C点无接触就业。其中A、B两点等
高，且用电线（可看作细绳）连接。对此，下列说法不正确的是（ ）A．C点一定在AB两点的连线的中垂线上
B．增加电线的长度，电线对工作人员的拉力增大
C．提高A点的高度，工作人员将向B点移动
D．调换质量更大的工作人员，C点的位置将下降
【答案】B
【解析】A．对工作人员受力分析，可知细绳提供的拉力大小且对称，所以C点一定在AB两点的连线的中
垂线上。故A正确，与题意不符；B．增加电线的长度，则细绳提供拉力夹角变小，因为工作人员所受重
力没变，所以电线对工作人员的拉力将减小。故B错误，与题意相符；C．提高A点的高度后，对工作人
员所受分析，仍然与没提高之前一样，故工作人员将向B点移动，以保证两个拉力大小相等且对称。故C
正确，与题意不符；D．调换质量更大的工作人员，则细绳上拉力的合力即工作人员的重力将变大，细绳
夹角将变小，所以C点的位置将下降。故D正确，与题意不符。故选B。
8．（2021·广东广州市·华南师大附中高三三模）如图所示，起重机将重力为G的正方形工件缓缓吊起。四
根等长的钢绳（质量不计），一端分别固定在正方形工件的四个角上，另一端汇聚成结点挂在挂钩上，结
点到每个角的距离均与正方形的对角线长度相等，则每根钢绳的受力大小为（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】设每根钢丝绳的拉力为F，由题意可知每根绳与竖直方向的夹角为 ，根据共点力的平衡条件
可得 ，解得 ，ABD错误，C正确。故选C。
9．（2021·河南濮阳市·高三一模）如图所示，质量为M的物块放置在光滑水平桌面上，右侧连接一固定于
天花板与竖直方向成θ=45°的轻绳，左侧通过一与竖直方向成θ=45°跨过光滑定滑轮的轻绳与一竖直轻弹簧
相连。现将质量为m的钩码挂于弹簧下端，当弹簧处于原长时，将钩码由静止释放，当钩码下降到最低点时（未着地），物块对水平桌面的压力恰好为零。轻绳不可伸长，弹簧劲度系数为k且始终在弹性限度内，
物块始终处于静止状态，重力加速度为g。以下判断正确的是（ ）
A．钩码向下一直做加速运动
B．钩码向下运动的最大距离为
C．M= m
D．M= m
【答案】C
【解析】A．由题意可知钩码从静止开始再到静止，可得向下先做加速运动后做减速运动，选项A错误；
B．当下降 时 ，加速度为零，速度最大，根据对称性可知在最低点钩码有向上的加速度
且 ，所以在最低点时有弹簧弹力 ，向下运动的最大距离为 ，选项B错误；CD．
对物块进行受力分析，则依题意有 ，解得 ，选项C正确，D错误。故选C。
10．（2021·宁夏银川市·高三其他模拟）如图甲所示，两段等长轻质细线将质量分别为m、2m的小球A、
B（均可视为质点）悬挂在O点，小球A受到水平向右的恒力F 的作用，小球B受到水平向左的恒力F 的
1 2
作用，当系统处于静止状态时，出现了如图乙所示的状态，小球B刚好位于O点正下方，则F 与F 的大
1 2
小关系是（ ）A．F=4F B．F=3F C．2F=3F D．2F=5F
1 2 1 2 1 2 1 2
【答案】D
【解析】A受到水平向右的力F，B受到水平向左的力F，以整体为研究对象，受力分析如图所示，设
1 2
O、A间的细线与竖直方向的夹角为α，由力的分解和平衡条件得Fsinα＋F=F，Fcos α=2mg＋mg，故
2 1
，以B为研究对象受力分析，设A、B间的细线与竖直方向的夹角为β，则由平衡条件
得 ，由几何关系有α=β
得2F=5F，ABC错误，D正确。故选D。
1 2
11．（2021·安徽省定远中学高三其他模拟）如图所示，一条不可伸长的轻质细绳一端跨过光滑钉子b悬挂
一质量为 的重物，另一端与另一轻质细绳相连于c点， ，c点悬挂质量为 的重物，平衡时ac
正好水平，此时质量为 的重物上表面正好与ac在同一水平线上且到b点的距离为l，到a点的距离为
，则两重物的质量的比值 为（ ）A． B．2 C． D．
【答案】C
【解析】由几何关系可知，质量为 物体上表面到a点的距离为 ，则其到c点的距离为 ，
因此bc与竖直方向的夹角正切值为 ，即角度为 ，对c点进行受力分析如图所示
根据平行四边形定则可知 ，由平衡条件得 ，则 ，故ABD错误，C正确。
故选C。
12．（2021·江苏淮安市·高三其他模拟）如图所示，固定的四分之一粗糙圆弧轨道 的圆心在竖直墙上
的 点，A点与 点在同一高度，轻弹簧一端固定在 点，另一端连接质量为 的小物块，物块静止在轨
道上，弹簧与竖直方向的夹角 ，重力加速度为 ，则（ ）A．轨道对物块一定有支持力
B．弹簧一定处于伸长状态
C．弹簧一定处于压缩状态
D．轨道对物块的摩擦力大小等于mg
【答案】A
【解析】D．对小物块做受力分析有f = mgsinθ = mg，D错误；A．沿斜面方向，根据平衡条件滑块此
时受到的摩擦力大小等于重力沿斜面向下的分力（等于 mg），不为零，有摩擦力必有弹力，所以斜面
对滑块的支持力不可能为零，A正确；BC．假设滑块受重力、支持力、摩擦力，三个力的合力可以为0，
即物体可以不受弹簧的弹力，则弹簧可以处于原长，不一定处于压缩或伸长状态，BC错误。故选A。
13．（2021·江苏淮安市·高三其他模拟）如图所示，固定的四分之一粗糙圆弧轨道 的圆心在竖直墙上
的 点，A点与 点在同一高度，轻弹簧一端固定在 点，另一端连接质量为 的小物块，物块静止在轨
道上，弹簧与竖直方向的夹角 ，重力加速度为 ，则（ ）
A．轨道对物块一定有支持力
B．弹簧一定处于伸长状态
C．弹簧一定处于压缩状态
D．轨道对物块的摩擦力大小等于mg
【答案】A【解析】D．对小物块做受力分析有f = mgsinθ = mg，D错误；A．沿斜面方向，根据平衡条件滑块此
时受到的摩擦力大小等于重力沿斜面向下的分力（等于 mg），不为零，有摩擦力必有弹力，所以斜面
对滑块的支持力不可能为零，A正确；BC．假设滑块受重力、支持力、摩擦力，三个力的合力可以为0，
即物体可以不受弹簧的弹力，则弹簧可以处于原长，不一定处于压缩或伸长状态，BC错误。故选A。
14．（2021·重庆市江津中学校高三其他模拟）如图所示，在粗糙固定的斜面上，放有A、B两个木块，用
轻质弹簧将A、B两木块连接起来，B木块的另一端再通过细线与物体C相连接，细线跨过光滑定滑轮使
C物体悬挂着，A、B、C均处于静止状态，下列说法不正确的是（ ）
A．弹簧弹力可能为零
B．A受到的摩擦力可能沿斜面向上
C．B可能不受到摩擦力的作用
D．若增大B物体的重量，则B物体受到的摩擦力一定将先增大后减小
【答案】D
【解析】A．由于斜面粗糙，弹簧有可能处于自然长度，即弹力有可能为零，故A正确；B．如果弹簧处
于伸长状态，当弹簧的弹力小于A重力沿斜面向下的分力时，A受到的摩擦力沿斜面向上，或者弹簧处于
压缩状态时，A受到的摩擦力沿斜面向上，故B正确；C．以B为研究对象，如果沿斜面方向有
，时，则摩擦力为零，故C正确；D．初状态下不知道B受到的摩擦力大小和方向，
无法确定增大B物体的重量时B物体受到的摩擦力变化情况，故D错误。故选D。
15．（2021·湖南省岳阳县第一中学高三二模）如图所示，质量为1kg的物体A静止放在倾角为37°的斜面
上，A与斜面间的动摩擦因数为0.8，用一细绳将小桶B通过定滑轮与物体A相连，在不断向小桶B中加
沙子的过程中，A、B与斜面始终处于静止状态，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的
是（ ）A．地面对斜面的支持力不断增大
B．斜面对物体A的作用力不断减小
C．斜面对物体A的摩擦力不断增大
D．当小桶B和沙子的总质量达到1kg时，地面对斜面的摩擦力大小为8N
【答案】D
【解析】A．对B分析，由平衡条件可知，绳子拉力F逐渐增大，把A与斜面看成一个整体，在竖直方向
有 ，则地面对斜面的支持力不断减小，所以A错误；C．当F较小时，摩擦力
沿斜面向上，由平衡条件可得 ，则F增大时，摩擦力逐渐减小，当F较大时，摩擦力沿斜
面向下，由平衡条件可得 ，则F增大时，摩擦力逐渐增大，所以C错误；B．对A分析，
斜面对物体A的作用力大小等于斜面对A的支持力与斜面对A的摩擦力的合力，由于斜面对A的支持力
保持不变，但是摩擦力先减小后增大，则斜面对物体A的作用力可能先减小后增大，所以B错误；D．把
A与斜面看成一个整体，在水平方向有 ，则当小桶B和沙子的总质量达到1kg时，地面对斜
面的摩擦力大小为 ，所以D正确；故选D。
