一、第三章相互作用——力易錯題培優(yōu)（難）1．如圖所示，豎直面內(nèi)有一圓環(huán)，輕繩OA的一端O固定在此圓環(huán)的圓心，另一端A拴一球，輕繩AB的一端拴球，另一端固定在圓環(huán)上的B點。最初，兩繩均被拉直，夾角為θ（）且OA水平。現(xiàn)將圓環(huán)繞圓心O順時針緩慢轉(zhuǎn)過90°的過程中（夾角θ始終不變），以下說法正確的是（）A．OA上的張力逐漸增大 B．OA上的張力先增大后減小C．AB上的張力逐漸增大 D．AB上的張力先增大后減小【答案】B【解析】【分析】【詳解】取球為研究對象，緩慢轉(zhuǎn)動過程可視為平衡狀態(tài)，物體受到重力mg，OA繩子的拉力，AB繩子的拉力，這三個力合力為零，可構(gòu)成如圖所示的矢量三角形，由動態(tài)圖分析可知先增大后減小，一直減小到零。故選擇B。2．如圖所示，物塊A放在直角三角形斜面體B上面，B放在彈簧上面并緊挨著豎直墻壁，初始時A、B靜止。現(xiàn)用力F沿斜面向上推A，但A、B仍未動，則施力F后，下列說法正確的是（）A．A、B之間的摩擦力一定變大 B．B與墻之間可能沒有摩擦力C．B與墻面間的彈力可能不變 D．B與墻面間的彈力變大【答案】D【解析】【分析】【詳解】A．對A物體，開始受重力、B對A的支持力和靜摩擦力平衡，當施加F后，仍然處于靜止，開始A所受的靜摩擦力大小為，若，則A、B之間的靜摩擦力大小還是等于，所以A、B之間的摩擦力可能不變，故A錯誤；B．對整體分析，因為AB不動，彈簧的形變量不變，則彈簧的彈力不變，開始彈簧的彈力等于A、B的總重力，施加F后，彈簧的彈力不變，總重力不變，根據(jù)平衡知，則B與墻之間一定有摩擦力，摩擦力大小等于力F在豎直方向的分力，方向豎直向下，故B錯誤；CD．以整體為研究對象，開始時B與墻面的彈力為零，施加力F后，B與墻面的彈力變?yōu)镕cosα，彈力增大，故C錯誤，D正確。故選D。3．如圖所示，在固定光滑半球體球心正上方某點懸掛一定滑輪，小球用繞過滑輪的繩子被站在地面上的人拉住。人拉動繩子，球在與球面相切的某點緩慢運動到接近頂點的過程中，試分析半球?qū)π∏虻闹С至和繩子拉力T大小如何變化（）A．N增大，T增大 B．N增大，T減小C．N不變，T減小 D．N不變，T增大【答案】C【解析】【分析】【詳解】對球受力分析，受重力、支持力和拉力，根據(jù)平衡條件作圖，如圖所示圖中矢量三角形與三角形ABC相似，故解得由于AB變小，AC不變、BC也不變，故N不變，T變小，故ABD錯誤，C正確；故選C?！军c睛】利用相似三角形求解物體的平衡，根據(jù)受力分析找到力的三角形，和空間幾何三角形相似，對應(yīng)邊成比例。4．如圖所示，木塊B靜止在水平地面上，木塊A疊放在B上。A的左側(cè)靠在光滑的豎起墻面上。關(guān)于A、B的受力情況，下列說法中正確的是（）A．B對A的作用力方向一定豎直向上B．B對A的作用力一定大于A的重力C．地面對B的摩擦力方向可能向右D．地面對B的支持力大小等于A、B的總重力【答案】D【解析】【分析】【詳解】AB．對A受力分析可知：若A與B的接觸面光滑，則A受重力、支持力及墻壁對A的支持力作用，A處于靜止狀態(tài)，合力為零，由于A、B之間的接觸面傾斜，則B對A的支持力垂直接觸面斜向上，且大于A的重力。若接觸面粗糙，A受到重力、B對A的支持力，還可能受到B對A的摩擦力，有可能A還受到墻壁的支持力；當墻壁對A沒有支持力時，B對A的支持力與摩擦力的合力與A的重力大小相等，方向相反。由以上分析可知，故A錯誤，B錯誤；C．若A與B的接觸面光滑，木塊B受重力、地面的支持力、A對B斜向下的壓力以及地面的摩擦力處于靜止狀態(tài)，合力為零，則摩擦力方向水平向左。若接觸面粗糙，木塊B受重力、地面的支持力、A對B斜向下的壓力以及A對B的靜摩擦力，其中A對B斜向下的壓力以及A對B的靜摩擦力的合力與A的重力大小相等，方向豎直向下，所以B不受地面的摩擦力，故C錯誤；D．對整體進行受力分析可知，整體在豎直方向合外力為零，故地面對B的支持力一定等于兩物體的重力，故D正確。故選D。5．如圖所示，固定傾斜直桿上套有一個質(zhì)量為m的小球和兩根原長均為L的輕彈簧，兩根輕彈簧的一端與小球相連，另一端分別固定在桿上相距為2L的A、B兩點。已知直桿與水平面的夾角為θ，兩彈簧的勁度系數(shù)均為k=，小球在距B點L的P點處于靜止狀態(tài)，重力加速度為g。則小球在P點處受到摩擦力為（）A．，方向沿桿向下 B．，方向沿桿向上C．，方向沿桿向下 D．，方向沿桿向上【答案】A【解析】【分析】【詳解】小球在P點時兩根彈簧的彈力大小相等，設(shè)為F，根據(jù)胡克定律有設(shè)小球靜止時受到的摩擦力大小為f，方向沿桿向下，根據(jù)平衡條件有解得方向沿桿向下，選項A正確，BCD錯誤。故選A。6．如圖，傾角=楔形物塊A靜置在水平地面上，其斜面粗糙，斜面上有小物塊B。A、B間動摩擦因數(shù)μ=0.75；用平行于斜面的力F拉B，使之沿斜面勻速上滑?，F(xiàn)改變力F的方向（圖示）至與斜面成一定的角度，仍使物體B沿斜面勻速上滑。在B運動的過程中，楔形物塊A始終保持靜止。關(guān)于相互間作用力的描述正確的有（）A．拉力F大小一定減小且當F與斜面夾角為斜向上時有最小值B．A對B的摩擦力可能增大也可能不變C．物體B對斜面的作用力可能不變D．地面受到的摩擦力大小可能不變【答案】A【解析】【分析】【詳解】AB．拉力F平行斜面向上時，先對物體B受力分析如圖根據(jù)平衡條件，平行斜面方向拉力改變方向后，設(shè)其與斜面夾角為，根據(jù)平衡條件平行斜面方向垂直斜面方向其中解得當F與斜面夾角為斜向上時有最小值，拉力F大小一定減小，A對B的滑動摩擦力減小，故A正確，B錯誤；CD．對物體A受力分析，受重力、支持力、B對A的壓力、B對A的滑動摩擦力、地面對A的靜摩擦力，如圖所示根據(jù)平衡條件，水平方向有結(jié)合前面A、B選項分析可知，當拉力改變方向后，和都減小，故和的合力一定減小（物體B對斜面的作用力就是和的合力），靜摩擦力也一定減小，故C、D錯誤；故選A。7．如圖所示，物體B的上表面水平，當A、B相對靜止沿斜面勻速下滑時，斜面在水平面上保持靜止不動，則下列判斷正確的是（）A．物體A受3個力作用B．物體B受4個力作用C．物體C受水平面的摩擦力方向一定水平向右D．水平面對物體C的支持力小于A、B和C三物體的重力大小之和【答案】B【解析】【分析】【詳解】A．A、B相對靜止沿斜面勻速下滑，所以物體A受重力和支持力2個力作用，選項A錯誤；B．對B分析，B受重力、斜面的支持力、A的壓力及B受C的摩擦力，所以物體B受4個力作用，選項B正確；C．對整體分析，由于整體保持靜止，故整體在水平方向沒有摩擦力，即物體C不受水平面的摩擦力作用，選項C錯誤；D．對整體分析，由于整體保持靜止，所以水平面對物體C的支持力等于A、B和C三物體的重力大小之和，選項D錯誤。故選B。8．20世紀末，由于生態(tài)環(huán)境的破壞，我國北方地區(qū)3、4月份沙塵暴天氣明顯增多。近年來，我國加大了環(huán)境治理，踐行“綠水青山就是金山銀山”的發(fā)展理念，沙塵天氣明顯減少。現(xiàn)把沙塵上揚后的情況簡化為沙塵顆粒懸浮在空中不動。已知風(fēng)對沙塵的作用力表達式為F=αρAv2，其中α為常數(shù)，ρ為空氣密度，A為沙塵顆粒的截面積，v為風(fēng)速。設(shè)沙塵顆粒為球形，密度為ρ0，半徑為r，風(fēng)速豎直向上，重力加速度為g，則v的表達式為（）A．B．C．D．【答案】B【解析】【分析】【詳解】沙塵懸浮時受力平衡，根據(jù)平衡條件有其中由題意知聯(lián)立以上四式得選項B正確，ACD錯誤。故選B。9．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方A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。若∠AOB=α，∠COB=β，物體與接觸面間的摩擦因素為μ，則下列說法中正確的是（）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μ=tanαC．若增大轉(zhuǎn)速，則物體停留的位置在B點左上方D．若僅增大物體的質(zhì)量，物體最后靜止的位置在B點左上方?！敬鸢浮緽【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)動速度大小無關(guān)，當物體處于靜止狀態(tài)時，對物體進行受力分析可求解?！驹斀狻緼．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B點時，受力平衡，對物體進行受力分析，可得因此，可以推出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)，因此增大轉(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。10．如圖所示，頂端附有光滑定滑輪的斜面體靜止在粗糙水平地面上，三條細繩結(jié)于0點，一條繩跨過定滑輪平行于斜面連接物塊P，一條繩連接小球Q，P、Q兩物體處于靜止狀態(tài)，另一條繩OA在外力F的作用下處于水平狀態(tài)?，F(xiàn)保持結(jié)點O位置不變，使OA繩逆時針緩慢旋轉(zhuǎn)至豎直方向，在此過程中，P、Q及斜面均保持靜止，則（）A．斜面對物塊P的摩擦力一直減小B．斜面對物塊P的支持力一直增大C．地面對斜面體的摩擦力一直減小D．地面對斜面體的支持力一直增大【答案】C【解析】【詳解】緩慢逆時針轉(zhuǎn)動繩OA的方向至豎直的過程中，OA拉力的方向變化如圖從1位置到2位置再到3位置，如圖所示，可見繩OA的拉力先減小后增大，繩OB的拉力一直減小。A．由于不清楚剛開始繩子拉力與重力沿斜面向下的分力大小關(guān)系，所以當連接P物體的繩子拉力一直減小，不能判斷斜面對物塊P的摩擦力變化情況，故A錯誤；B．P物體一直在斜面上處于靜止狀態(tài)，則斜面對P的支持力等于重力在垂直斜面向下的分力，保持不變，故B錯誤；C．以斜面體和P的整體為研究對象受力分析，根據(jù)平衡條件：斜面受地面的摩擦力與OB繩子水平方向的拉力等大反向，因繩OB的拉力一直減小，與水平方向的夾角不變，故其水平分力一直減小，則地面向左的摩擦力一直減小，故C正確；D．以斜面體和P整體為研究對象受力分析，由于繩OB的拉力一直減小，其豎直向下的分力一直減小，根據(jù)豎直方向受力平衡，知地面對斜面體的支持力不斷減小，故D錯誤。故選C。11．如圖所示，細繩一端固定在A點，跨過與A等高的光滑定滑輪B后在另一端懸掛一個沙桶Q．現(xiàn)有另一個沙桶P通過光滑掛鉤掛在AB之間，穩(wěn)定后掛鉤下降至C點，∠ACB=120°，下列說法正確的是A．若只增加Q桶的沙子，再次平衡后C點位置不變B．若只增加P桶的沙子，再次平衡后C點位置不變C．若在兩桶內(nèi)增加相同質(zhì)量的沙子，再次平衡后C點位置不變D．若在兩桶內(nèi)增加相同質(zhì)量的沙子，再次平衡后沙桶Q位置上升【答案】C【解析】【分析】【詳解】A、B、對砂桶Q分析有，設(shè)兩繩的夾角為θ，對砂桶P的C點分析可知受三力而平衡，而C點為活結(jié)繩的點，兩側(cè)的繩張力相等，有，聯(lián)立可知，故增大Q的重力，夾角θ變大，C點上升；增大P的重力時，夾角θ變小，C點下降；故A，B均錯誤.C、由平衡知識，而，可得，故兩砂桶增多相同的質(zhì)量，P和Q的重力依然可以平衡，C點的位置不變；故C正確，D錯誤.故選C.【點睛】掌握活結(jié)繩上的張力處處相等，三力平衡的處理方法，連體體的平衡對象的選擇.12．如圖所示，內(nèi)壁光滑的絕緣半圓容器靜止于水平面上，帶電量為qA的小球固定于圓心的正下方點，帶電量為質(zhì)量為的小球靜止于點，∠AOB=30°，由于小球a電量的變化，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)小球沿容器內(nèi)壁緩慢向上移動，最終靜止于點（未標出），∠AOC=60°．下列說法正確的是A．水平面對容器的摩擦力為0B．容器對小球的彈力始終與小球的重力大小相等C．出現(xiàn)上述變化時，小球的電荷量可能減小D．出現(xiàn)上述變化時，可能是因為小球的電荷量逐漸增大為【答案】ABD【解析】【詳解】A．對整體進行受力分析，整體受到重力和水平面的支持力，兩力平衡，水平方向不受力，所以水平面對容器的摩擦力為0，A正確；B．小球b在向上緩慢運動的過程中，所受的外力的合力始終為0，如圖所示，小球的重力不變，容器對小球的彈力始終沿半徑方向指向圓心，無論小球a對b的力如何變化，由矢量三角形可知，容器對小球的彈力大小始終等于重力大小，B正確；C．若小球a的電荷量減小，則小球a和小球b之間的力減小，小球b會沿半圓向下運動，與題意矛盾，C錯誤；D．小球a的電荷量未改變時，對b受力分析可得矢量三角形為頂角為30°的等腰三角形，此時靜電力為，a，b的距離為，當a的電荷量改變后，靜電力為，a，b之間的距離為，由靜電力，可得，D正確。13．如圖所示，斜面體A靜止在水平面上，質(zhì)量為m的滑塊B在外力和的共同作用下沿斜面向下運動，當方向水平向右，方向沿斜面向下時，地面對斜面體摩擦力的方向水平向左，則下列說法正確的是（）A．若只撤去，在滑塊B仍向下運動的過程中，A所受地面摩擦力方向可能向右B．若只撤去，在滑塊B仍向下運動的過程中，A所受地面摩擦力方向可能向右C．若只撤去，在滑塊B仍向下運動的過程中，A所受地面摩擦力減小D．若同時撤去和，滑塊B所受合力方向一定沿斜面向下【答案】CD【解析】【分析】【詳解】當斜劈A表面光滑（設(shè)斜面的傾角為θ，A的質(zhì)量為mA，B的質(zhì)量為mB），對A分析有A．撤去前有如果撤去，使A相對地面發(fā)生相對運動趨勢的外力大小是因為所以A所受地面的摩擦力仍然是靜摩擦力，為其方向仍然是向左而不可能向右，故A錯誤；B．如果撤去，在物體B仍向下運動的過程中，使A相對地面有向右滑動趨勢的外力是與是否存在無關(guān)；所以撤去，在物體B仍向下運動的過程中，A所受地面的摩擦力應(yīng)該保持不變，方向仍然向左，故B錯誤；C．由A選項的分析可知只撤去，在滑塊B仍向下運動的過程中，A所受地面摩擦力減小；故C正確；D．若同時撤去和，滑塊B沿斜面方向只有沿斜面向下的重力的分力。故合力方向一定沿斜面向下，故D正確。當斜劈A上表面粗糙時（設(shè)A表面的動摩擦因數(shù)為μ），在斜劈A表面粗糙的情況下，B在F1、F2共同作用下沿斜面向下的運動就不一定是勻加速直線運動，也可能是勻速直線運動。根據(jù)題意知在B沿斜劈下滑時，受到A對它彈力FN和滑動摩擦力f1，根據(jù)牛頓第三定律，這兩個力反作用于A，斜劈A實際上就是在這兩個力的水平分力作用下有相對地面向右運動的趨勢的，所以又因為所以即A．如果撤去F1，在物體B仍向下運動的過程中，有假設(shè)此時A受的摩擦力fA方向向左，則即所以假設(shè)成立斜劈A有相對地面向右運動的趨勢，摩擦力方向是向左，故A錯誤；B．無論A表面是否粗糙，F(xiàn)2的存在與否對斜劈受地面摩擦力大小都沒有影響，故撤去F2后，斜劈A所受摩擦力的大小和方向均保持不變，故B錯誤；C．撤去F1前有結(jié)合A選項分析可知撤去F1后FN變小，故fA變小，故C正確；D．同時撤出F1和F2，由以上分析可以知道所以物體B所受的合力沿斜面向下，故D正確。綜上分析可知無論斜劈A上表面是否光滑CD均正確，AB均錯誤。故選CD。14．如圖所示，兩梯形木塊A、B疊放在水平地面上，A、B之間的接觸面傾斜，A的左側(cè)靠在光滑的豎直墻面上。關(guān)于兩木塊的受力，下列