曲一线 2023版《5年高考3年模拟》B版
专题二 相互作用
1.(2022山东潍坊一模,2)如图甲所示为被称作“雪游龙”的国家雪车雪橇中心,2022年北京冬奥会期间,该场
馆承担雪车、钢架雪车、雪橇三个项目的全部比赛。图乙为运动员从侧壁冰面过“雪游龙”独具特色的
360°回旋弯道的场景,在某段滑行中运动员沿倾斜侧壁在水平面内做匀速圆周运动,则此段运动过程中( )
甲 乙
A.雪车和运动员所受合外力为零
B.雪车受到冰面斜向上的摩擦力
C.雪车受到冰面的摩擦力方向与其运动方向相反
D.运动员所受雪车的支持力小于自身重力
答案 C 雪车和运动员沿倾斜侧壁在水平面内做匀速圆周运动,处于非平衡状态,所受合外力不为零,A错
误;雪车受到的摩擦力是滑动摩擦力,与相对冰面运动方向相反,故受到的摩擦力方向与其运动方向相反,B错
误,C正确;雪车和运动员沿倾斜侧壁在水平面内做匀速圆周运动,运动员所受到的合外力指向轨迹圆心,故所
受雪车的支持力大于自身重力,D错误。
2.(2022山东潍坊二模,5)如图所示,质量m=2 kg的小物块b置于倾角为θ=30°的斜面体c上,通过绝缘细绳
b
√3
跨过光滑的定滑轮与带正电荷Q =1×10-6 C的小球M连接,左侧细绳与斜面平行,带负电荷Q =- ×10-6 C
M N
2
的小球N用绝缘细绳悬挂于P点,两小球的质量相等。初始时刻,连接小球M的一段细绳与竖直方向的夹角
α=60°且两小球之间的距离d=3 cm。设两带电小球在缓慢漏电的过程中,两球心始终处于同一水平面,且
b、c都静止,放电结束后滑块b恰好没滑动,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。静电力常量k=9.0×109
N·m2/C2,g取10 m/s2。下列说法正确的是( )
A.初始状态,地面对斜面体c的摩擦力大小为5√3 N
B.放电过程中,小物块b对斜面体c的摩擦力不一定变大
C.地面对斜面体c的支持力先变小后变大
√3
D.小物块b和斜面体c之间的动摩擦因数为
3
答案 A 由题意可得,初始状态,地面对斜面体c的摩擦力大小为f=T cos 30°,对小球M受力分析得T sin
√3
Q Q 10-6× ×10-6
60°=F,其中F=k M N =9×109× 2 N=5√3 N,联立解得f=5√3 N,故A正确;设小球M
d2
(0.03)2
的质量为m,放电过程中,两小球之间的库仑力F减小,对小球M受力分析得T cos α=mg,mg tan α=F,则随着
库仑力F减小,夹角α减小,拉力T减小,且开始时α=60°,可求得M小球的质量为0.5 kg,绳子拉力T=10 N,对
物块b受力分析知mg sin θ=T,即开始时,斜面体对物块b的摩擦力为零,随着拉力减小,斜面体对物块b的
b
摩擦力沿斜面向上,且有mg sin θ=T+f,可见,随着拉力T减小,斜面体对物块b的摩擦力一定增大,故B错误;
b c
第 1 页 共 11
页曲一线 2023版《5年高考3年模拟》B版
设b、c整体质量为m ,则对bc整体受力分析得F +T sin θ=m g,可见,随着拉力减小,地面对斜面体c的支
bc N bc
持力F 一直变大,故C错误;由题意知,放电结束后绳子拉力大小等于小球M的重力,且滑块b恰好没滑动,则
N
√3
对b受力分析得mg sin θ=mg+μmg cos θ,解得μ= ,故D错误。
b b
6
3.(2021河西三模,2)如图所示,在高空走钢丝的表演中,若表演者走到钢丝中点时,使原来水平的钢丝下垂与水
平面成θ角,此时钢丝上的弹力应是表演者重力的( )
1 cosθ
A. B.
2 2
1 tanθ
C. D.
2sinθ 2
答案 C 以人为研究对象,分析受力情况,如图所示,根据平衡条件,两钢丝合力与表演者的重力等大反向,则
mg 1
有2F sin θ=mg,解得F= ,故钢丝上的弹力应是表演者重力的 ,C正确,A、B、D错误。
2sinθ 2sinθ
4.(2022河东一模,4)如图所示,物体甲放置在水平地面上,通过跨过定滑轮的轻绳与小球乙相连,整个系统处于
静止状态。现对小球乙施加一个水平力F,使小球乙缓慢上升一小段距离,整个过程中物体甲保持静止,甲受
到地面的摩擦力为f,则该过程中( )
A.f变小,F变大 B.f变小,F变小
C.f变大,F变小 D.f变大,F变大
答案 D 以小球乙为研究对象受力分析,设连接小球乙的绳与竖直方向的夹角为α,根据平衡条件可得,水
mg
平拉力为F=mg tan α,可见水平拉力F逐渐增大,绳子的拉力为T= ,故绳子的拉力也是逐渐增大;以物
cosα
体甲为研究对象受力分析,根据平衡条件可得,物体甲受地面的摩擦力与绳子拉力的水平方向的分力T=T
x
cos θ等大反向,故摩擦力f是逐渐增大的;故D选项正确。
5.(2022和平二模,5)农村在修建住房时,常用如图所示的简易机械装置来搬运建筑材料。光滑滑轮用通过轴
心O的竖直轻杆固定在支架上的O'点,开始乙手中的绳子松弛,甲站在地面上通过定滑轮缓慢拉动绳子端点
A,使材料竖直上升到达楼顶之后,乙再在楼顶水平拉着BC绳把建筑材料缓慢移到楼顶平台上。整个过程中
甲的位置一直不动,下列说法正确的是 ( )
第 2 页 共 11
页曲一线 2023版《5年高考3年模拟》B版
A.材料竖直上升过程中,轻杆OO'上的力一定沿竖直方向
B.乙移动建筑材料的过程中,甲对绳的拉力保持不变
C.乙移动建筑材料的过程中,乙对BC绳的拉力大小不变
D.乙移动建筑材料的过程中,甲对地面的摩擦力逐渐增大
答案 D 材料竖直上升过程中,以定滑轮为研究对象,由于定滑轮与甲这一侧绳子OA拉力存在水平向左的
分力,根据受力平衡可知,轻杆OO'对滑轮的作用力一定有水平向右的分力,故轻杆OO'上的力不沿竖直方
向,A选项错误;乙移动建筑材料的过程中,可知滑轮与乙这一侧绳子OC与竖直方向的夹角θ逐渐变大,以C
mg
点为对象,根据受力平衡可得T = ,T =mg tan θ,可知随着θ的增大,T 增大,T 增大,故甲对绳的拉
OC BC OC BC
cosθ
力增大,乙对BC绳的拉力增大,B、C选项错误;乙移动建筑材料的过程中,对甲受力分析,由受力平衡可知,地
面对甲的摩擦力大小等于绳子OA对甲的拉力在水平方向的分力,由于OA绳对甲的拉力增大,且OA绳与水
平方向夹角不变,可得地面对甲的摩擦力逐渐增大,根据牛顿第三定律可得,甲对地面的摩擦力逐渐增大,D选
项正确。
6.物理生活 (2022南开一模,5)弹跳能力是职业篮球运动员重要的身体素质指标之一,许多著名的篮球运动员
因为具有惊人的弹跳能力而被球迷称为“弹簧人”。弹跳过程是身体肌肉、骨骼关节等部位一系列相关动
作的过程,屈膝是其中的一个关键动作。现把人屈膝时的情境简化为如图所示模型,设人屈膝下蹲至膝关节
弯曲的角度为θ时,大、小腿部的肌群对膝关节的作用力F的方向水平向后,且大腿骨、小腿骨对膝关节的
作用力大致相等,则脚掌所受地面竖直向上的弹力为( )
F
F θ
A. tan B. θ
2 2 2tan
2
F F
C. θ D. θ
2cos 2sin
2 2
答案 A 设大腿骨和小腿骨对膝关节的作用力大小为F,已知它们之间的夹角为θ,F为它们的合力的大小,
1
θ F θ
作出平行四边形如图所示,有F cos = ,则脚掌对地面竖直向下的压力为F =F sin ,由牛顿第三定律
1 N 1
2 2 2
F θ
可知脚掌所受地面竖直向上的弹力为F '= tan 。故选A。
N
2 2
第 3 页 共 11
页曲一线 2023版《5年高考3年模拟》B版
7.物理生活 (2022河南大联考二)如图所示是常用的千斤顶,摇动手柄时,螺纹轴能迫使千斤顶的两臂靠拢,从
而将重物顶起。利用两个相同的千斤顶分别顶起质量为m、m 的重物,顶起过程中,当上方两臂之间的夹角
1 2
分别为120°、106°时,两个千斤顶臂上的作用力大小相等。已知sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,则m∶m 为( )
1 2
A.5∶3 B.5∶4 C.5∶6 D.3∶4
答案 C 假设两次操作中两臂作用力大小相等时,弹力均为F,根据力的平行四边形定则可得2F cos
60°=mg,2F cos 53°=mg,解得m∶m=5∶6,选项C正确。
1 2 1 2
8.(2022长沙一中月考八,5)如图所示为剪式千斤顶的截面图。四根等长的支持臂用光滑铰链连接,转动手柄,
通过水平螺纹轴减小M、N间的距离,以抬高重物。保持重物不变,MP和PN夹角为120°时N点受到螺纹轴
的作用力为F;MP和PN夹角为60°时N点受到螺纹轴的作用力为F。不计支持臂和螺纹轴的重力,则F 与
1 2 1
F 大小之比为( )
2
A.1∶1 B.1∶3
C.√3∶1 D.3∶1
G
答案 D 当两臂间的夹角为120°时,两臂受到的压力为N= =G,对N点分析,N点受到螺纹轴
1 2cos60°
G √3
的作用力为F=2N cos 30°=√3G;当两臂间的夹角为60°时,两臂受到的压力N= = G,对N
1 1 2 2cos30° 3
√3
点分析,N点受到螺纹轴的作用力为F=2N cos 60°= G,则有F∶F=3∶1,故A、B、C错误,D正确。
2 2 1 2
3
9.(2022长沙长郡中学月考四,4)挂灯笼的习俗起源于西汉时期,已成为中国人喜庆的象征。如图所示,由五根
等长的轻质细绳悬挂起四个质量相等的灯笼,中间的细绳是水平的,另外四根细绳与水平面所成的角度分别
为θ 和θ。下列关系式中正确的是( )
1 2
第 4 页 共 11
页曲一线 2023版《5年高考3年模拟》B版
2mg mg
A.T = B.T =
OA tan θ AB sin θ
1 2
C.T =2mg tan θ D.sin θ=2 sin θ
BC 1 1 2
答案 B 由五根等长的轻质细绳悬挂起四个质量相等的灯笼,两边受力对称,对B点受力分析有T cos
AB
mg mg
θ=T ,T sin θ=mg,解得T = ,T = ,故B正确;对A受力分析,由平衡条件有T cos
2 BC AB 2 AB sin θ BC tan θ OA
2 2
θ 1 =T AB cos θ 2 ,T OA sin θ 1 =mg+T AB sin θ 2 ,解得T OA = 2mg ,T AB = 2mgcos θ 1 ,tan θ 1 =2 tan θ 2 ,T BC =
sin θ sin θ cos θ
1 1 2
2mg
,故A、C、D错误。
tan θ
1
10.物理生活 [2022广东六校联考(四),3]一枚磁钉将一张A4白纸“吸”在竖直静立的磁性白板上。磁钉与
纸始终处于静止状态。下列说法中正确的是( )
A.A4纸受五个力
B.A4纸对白板的摩擦力竖直向上
C.A4纸的重力与白板对它的摩擦力是一对平衡力
D.磁钉对白板的吸引力与白板对磁钉的吸引力是一对平衡力
答案 A 纸受到重力、磁钉和白板对它的正压力、磁钉和白板对它的摩擦力,共5个力作用,故A正确;白
板对纸的摩擦力方向向上,由牛顿第三定律知纸对白板的摩擦力方向向下,故B错误;纸在竖直方向受到重力
与磁钉和白板对它的摩擦力而平衡,故白板对它的摩擦力与重力并不是一对平衡力,故C错误;磁钉对白板的
吸引力与白板对磁钉的吸引力是一对作用力和反作用力,故D错误。
11.物理生活 (2022广东新高考联合测评,2)如图所示,小孩斜挎着重力为G的水壶静止站立,水壶与身体接触
面视为竖直平面,现保持背带跨肩位置不变,将背带缩短一小段,如图中虚线所示。忽略水壶与身体间的摩擦,
关于背带缩短后,下列说法正确的是( )
A.背带对水壶的拉力变大 B.背带对水壶的拉力变小
C.小孩腰部对水壶的支持力变小 D.小孩腰部对水壶的支持力大小不变
答案 A 对水壶进行受力分析如图所示
G
由平衡条件可知,重力G与腰部对水壶的支持力F 的合力大小等于拉力T,根据几何关系可得T=
N
cosθ
,F =G tan θ,背带缩短后θ角变大,所以T和F 均变大,故A正确,B、C、D错误。
N N
12.物理生活 [2022广东七校联合体联考(三),3]如图,用甲、乙两根筷子夹一个小球,甲倾斜,乙始终竖直,在竖
直平面内,甲与竖直方向的夹角为θ,不计摩擦,随着θ缓慢减小,小球始终保持静止,则 ( )
第 5 页 共 11
页曲一线 2023版《5年高考3年模拟》B版
A.筷子甲对小球的弹力变小 B.筷子乙对小球的弹力不变
C.两根筷子对小球的弹力均增大 D.两根筷子对小球的合力将增大
mg
答案 C 分析小球受力情况,如图所示,根据平衡条件知F cos θ=F ,F sin θ=mg,解得F = ,F =
N2 N1 N2 N1 N2
tanθ
mg
,则随着θ减小,F 、F 都在增大,故A、B错误,C正确;由于小球处于静止状态,受到的合力一直为零,
N2 N1
sinθ
故D错误。
方法技巧 应用解析法解决动态平衡的解题思路
(1)列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式;
(2)根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况。
13.物理模型 (2022浙江宁波中学模拟,8)新疆是我国最大的产棉区,自动采棉机能够在采摘棉花的同时将棉
花打包成圆柱形棉包,通过采棉机后侧可以旋转的支架平稳地将其放下。放下棉包的过程可以简化为如图
所示模型,质量为m的棉包放在“V”形挡板上,两板间夹角为120°固定不变,“V”形挡板可绕P轴在竖直面内
转动,在使BP板由水平位置逆时针缓慢转动60°的过程中,忽略“V”形挡板对棉包的摩擦力,已知重力加速度
为g,下列说法正确的是 ( )
√3
A.当BP板转过30°时,棉包对AP板的作用力大小为 mg
3
B.当BP板转过30°时,棉包对AP板的作用力大小为mg
C.当BP板转过60°时,棉包受到三个力的作用
D.棉包对AP板的压力先增大后减小
答案 A BP转过一个角度时的棉包受力如图所示
设BP给棉包的支持力为F ,AP给棉包的支持力为F ,
B A
合力为F,根据平衡条件知F=mg
mgsin30° √3
当BP板转过30°时,∠2=30°,∠3=120°,根据正弦定理可得F
A
=
sin120°
=
3
mg
第 6 页 共 11
页曲一线 2023版《5年高考3年模拟》B版
√3
根据牛顿第三定律知,棉包对AP板的作用力大小为 mg,故A正确,B错误;当BP板转过60°时,AP板处于
3
水平位置,不计摩擦,棉包只受到重力和AP板的支持力,BP板虽然与之接触,但没有弹力,所以受两个力的作
F F F
B A
用,故C错误;由已知条件知∠3=120°,所以∠1+∠2=60°,根据正弦定理得 = =
sin∠3 sin∠1 sin∠2
F mg F
A
又因为 = ,所以比值是一个常数。 =常数,在这个过程中,∠2从0°增大到60°,
sin∠3 sin120° sin∠2
所以F 逐渐增加,根据牛顿第三定律知棉包对AP的压力逐渐增大,故D错误。
A
14.物理生活 (2022浙江衢州二模,6)如图甲,工人正使用“涂料滚”给墙壁粉刷涂料。如图乙,粉刷时工人手
持撑杆使涂料滚沿竖直墙壁缓慢移动,若涂料滚在向上缓慢移动过程中对墙壁的压力大小保持不变,则(
)
甲
乙
A.涂料滚受到的摩擦力方向向上,大小不变 B.涂料滚受到的摩擦力方向向上,大小变大
C.涂料滚受到的摩擦力方向向下,大小变大 D.涂料滚受到的摩擦力方向向下,大小变小
答案 C 由题意可知,工人手持撑杆使涂料滚沿竖直墙壁缓慢移动,涂料滚相对于墙壁有向上运动的趋势,
N
所以涂料滚受到的摩擦力方向向下,且涂料滚竖直方向受力平衡,有 =mg+f,其中α为撑杆与墙壁的夹
tanα
角,α角减小,摩擦力变大,故C正确,A、B、D错误。
15.(2022浙江9+1高中联盟期中,6)小易同学拍了一张乌龟沿墙角竖直运动的照片,下列说法中正确的是(
)
A.乌龟加速上爬时所受的摩擦力大于匀速上爬时所受的摩擦力
B.乌龟选择墙角竖直上爬,是因为墙角相对比较粗糙
C.假设乌龟匀速竖直向下运动,它对墙壁的压力越大,所受摩擦力也越大
D.乌龟竖直向下爬动时,受到竖直向上的滑动摩擦力
答案 A 根据牛顿第二定律可得乌龟所受的摩擦力大小为f=ma+mg,所以乌龟加速上爬时所受的摩擦力大
于匀速上爬时所受的摩擦力,A正确;乌龟选择墙角上爬,是因为墙角呈直角形,乌龟即使离开地面,其两侧脚
第 7 页 共 11
页曲一线 2023版《5年高考3年模拟》B版
对墙面施加压力的同时,两面墙壁也可以对乌龟施加支持力和摩擦力,而乌龟在单面墙壁上则无法上爬,B错
误;假设乌龟匀速向下运动,则摩擦力与重力平衡,与它对墙壁的压力没有关系,C错误;乌龟竖直向下爬动时,
受到静摩擦力,D错误。
16.物理生活 (2022江苏南通月考,2)如图甲所示,10个人用20根等长的绳子拉起一个鼓,一端系在鼓上,一端
用手拉住,每根绳子与竖直方向的夹角均相等,若绳子连接鼓的结点、拉绳子的手分别在其所在圆周上均等
间距分布,鼓处于静止状态且鼓面水平,忽略绳子质量,简化图如图乙所示。现仅使鼓在绳子的作用下保持鼓
面水平沿竖直方向缓慢下降,手的高度不变,其他条件不变,则在鼓缓慢下降过程中,下列说法正确的是( )
甲
乙
A.绳子对鼓的合力变大 B.绳子对鼓的合力变小
C.每根绳子对人的作用力增大 D.每根绳子对人的作用力减小
答案 D 鼓缓慢下降,处于动态平衡,绳子对鼓的合力等于鼓的重力,合力不变,A、B错误;根据平衡条件得
mg
20F cos θ=mg,解得F= ,鼓缓慢下降过程中绳子与竖直方向的夹角θ变小, cos θ变大,F减小,C错
20cosθ
误,D正确。
解题指导 对于三维空间内物体的受力分析,不好画、也没有必要画出全部的受力分析图,但要通过空间想
象,抓住解题的根本,通过正交分解的方法,找到受力平衡的关系式。
17.物理生活 (2022江苏扬州大桥中学调研,3)某同学参加“筷子夹玻璃珠”游戏。如图所示,夹起玻璃珠后,
左侧筷子与竖直方向的夹角θ为锐角,右侧筷子竖直,且两筷子始终在同一竖直平面内。保持玻璃珠静止,忽
略筷子与玻璃珠间的摩擦。下列说法正确的是( )
A.两侧筷子对玻璃珠的合力比重力大
B.两侧筷子对玻璃珠的合力比重力小
C.左侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃珠的重力大
D.右侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃球的重力大
答案 C 对玻璃珠受力分析如图所示。玻璃球受到重力G、左侧筷子对玻璃珠的弹力F、右侧筷子对玻
1
璃珠的弹力F,在三个力的作用下处于平衡状态。根据力的平衡可知,两侧筷子对玻璃珠的合力与重力等大
2
反向,故A、B错误。根据力的平衡条件,竖直方向有F sin θ=G,水平方向有F=F cos θ,联立得F=
1 2 1 1
G
,F=G cot θ,由于θ小于90°,则一定有F>G,而F 不一定大于G,故C正确,D错误。
sinθ
2 1 2
18.物理科技 (2022江苏常州一模,2)歼-20战斗机安装了我国自主研制的矢量发动机,能够在不改变飞机飞行
方向的情况下,通过转动尾喷口方向改变推力的方向,使战斗机获得很多优异的飞行性能。已知在歼-20战斗
机沿水平方向超音速匀速巡航时升阻比(垂直机身向上的升力和平行机身向后的阻力之比)为√15。飞机的
重力为G,使飞机实现节油巡航模式的最小推力是( )
第 8 页 共 11
页曲一线 2023版《5年高考3年模拟》B版
G G G
A.G B. C. D.
√15 16 4
答案 D 飞机受到重力G、发动机推力F、升力F 和空气阻力f作用,重力的方向竖直向下,升力F 的方
1 2 2
向竖直向上,空气阻力f的方向与F 垂直,如图所示。
2
歼-20战斗机沿水平方向超音速匀速巡航,则水平方向 F=f,竖直方向F+F=G,其中F=√15f,解得F=G-
x 2 y 2 y
2√15
√15f,则F 2 =F 2 +F 2 =16f2-2√15Gf+G2,观察得知F 2 表达式为开口向上,对称轴为f= G的抛物线,
1 x y 1 32
2√15 G
即当f= G时F 取得最小值,将f的取值代入F 2 表达式,解得F = ,故选D。
32 1 1 1 min 4
一题多解 本题也可用矢量三角形来求解。已知飞机所受竖直升力和水平阻力之比为√15,则此二力的合
1
力F空方向固定,二力合力与竖直方向的夹角θ满足tan θ= ,而飞机重力G大小和方向均不变,据此构建
√15
G
矢量三角形如图所示,可知推力最小时F推与F空垂直,则有F推min=G sin θ= ,故选D。
4
19.(2022北京丰台一模,7)如图所示,物块放在与水平面夹角为θ的传送带上,且始终与传送带相对静止。关
于物块受到的摩擦力f,下列说法正确的是( )
A.当传送带匀速向上运动时,f的方向一定沿传送带向下
B.当传送带减速向上运动时,f的方向一定沿传送带向上
C.当传送带加速向上运动时,f的方向一定沿传送带向上
D.当传送带加速向下运动时,f的方向一定沿传送带向下
答案 C 当传送带匀速运动时,有mg sin θ=f,f向上;当传送带减速向上运动或加速向下运动时,a向下,无法
判断f方向;当传送带加速向上运动时,a向上,有f-mg sin θ=ma,f的方向一定沿传送带向上,所以选C。
20.(2022湖南名校联盟第一次联考,11)如图所示,某实验小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分
解,A、B为两个相同的双向力传感器,该型号传感器在受到拉力时读数为正,受到压力时读数为负。A连接
第 9 页 共 11
页曲一线 2023版《5年高考3年模拟》B版
质量不计的细绳,可沿固定的圆弧形板移动。B固定不动,通过光滑铰链连接长为0.3 m的杆。将细绳连接
在杆右端O点构成支架。保持杆在水平方向,按如下步骤操作:
①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB=θ
②对两个传感器进行调零
③用另一根绳在O点悬挂一个钩码,记录两个传感器的读数
④取下钩码,移动传感器A改变θ角
重复上述实验步骤,得到表格。
F 1 1.001 0.580 … 1.002 …
F 2 -0.868 -0.291 … 0.865 …
θ 30° 60° … 150° …
(1)根据表格,A传感器对应的是表中力 (选填“F”或“F”)。钩码质量为 kg(g取10
1 2
m/s2,结果保留1位有效数字)。
(2)本实验中多次对传感器进行调零,对此操作说法正确的是 。
A.因为事先忘记调零
B.何时调零对实验结果没有影响
C.为了消除横杆自身重力对结果的影响
D.可以完全消除实验的误差
答案 (1)F 0.05 (2)C
1
解析 (1)A传感器中的力均为拉力,为正值,故A传感器对应的是表中力F。平衡时,mg=F sin θ,当θ=30°
1 1
时,F=1.001 N,可求得m=0.05 kg。(2)在挂钩码之前,对传感器进行调零,是为了消除横杆自身重力对结果的
1
影响,故C正确。
21.物理科技 (2022安徽合肥第一次质检)我国在川西山区建成了亚洲最大的风洞群,目前拥有8座世界级风
洞设备,具备火箭助推和飞艇带飞等飞行模拟试验能力。如图所示,风洞实验室中可以产生水平向右、大小
可调节的风力,现将一套有小球的细直杆放入其中,杆足够长,小球孔径略大于杆直径,其质量为1.1 kg,与杆
间的动摩擦因数为0.5。当杆与水平方向夹角为37°时,小球沿杆恰好做匀速直线运动,sin 37°=0.6,g取10
m/s2,求此时风力的大小。
答案 22 N或2 N
解析 若小球沿细杆匀速向上运动,垂直杆方向有
F =mg cos θ+F sin θ
N
沿杆方向有f+mg sin θ=F cos θ
又f=μF
N
μmgcosθ+mgsinθ
解得F= =22 N
cosθ-μsinθ
若小球沿细杆匀速向下运动,垂直杆方向有
第 10 页 共 11
页曲一线 2023版《5年高考3年模拟》B版
F =mg cos θ+F sin θ
N
沿杆方向有mg sin θ=F cos θ+f
又f=μF
N
mgsinθ-μmgcosθ
解得F= =2 N
cosθ+μsinθ
第 11 页 共 11
页
