资料中包含下列文件，点击文件名可预览资料内容
还剩8页未读，
继续阅读
所属成套资源：2021年高考物理各地市模拟题专题汇编
成套系列资料，整套一键下载
专题3 相互作用-2021年高考物理各地市模拟题专题汇编
展开
这是一份专题3 相互作用-2021年高考物理各地市模拟题专题汇编，文件包含专题3相互作用解析版-2021年高考物理各地市模拟题专题汇编docx、专题3相互作用原卷版-2021年高考物理各地市模拟题专题汇编docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共38页， 欢迎下载使用。
专题3 相互作用(解析版)
一、单选题（本大题共28小题）
1.[来源:2021年安徽省安庆市高考物理一模试卷]如图所示，两个小球a、b质量均为m，用细线相连并悬挂于O点，现用一轻质弹簧给小球a施加一个拉力F，使整个装置处于静止状态，且Oa与竖直方向夹角为θ=45°，已知弹簧的劲度系数为k，则弹簧形变量不可能是( )
A. 2mgk B. 2mg2k C. 42mg3k D. 2mgk
【答案】B
【解析】
以小球ab整体为研究对象，分析受力，作出力图，根据平衡条件，分析F可能的值，然后再经过胡克定律分析弹簧形变量的可能情况。
本题是隐含的临界问题，运用图解法确定出F的最大值和最小值，再进行选择。也可以用函数法，难度适中。
【解答】
对a球进行受力分析，利用图解法可判断：当弹簧上的拉力F与细线上的拉力垂直时，拉力F最小，为2mg sin θ=2mg，再根据胡克定律得：最小形变量Δx=2mgk，则形变量小于2mgk是不可能的，由图可知在条件允许的情况下，拉力可以一直增大，B符合题意。
2.[来源:2021江苏省模拟题]如图所示，一个质量为M的物体受到三个共点力F1、F2、F3的作用，则物体所受的合力大小是 ( )
A. 2F1 B. F2 C. 2F3 D. 0
【答案】C
【解析】
本题主要考查力的合成，三角形定则是指两个力(或者其他任何矢量)合成，其合力应当为将一个力的起始点移动到第二个力的终止点，合力为从第二个的起点到第一个的终点．三角形定则是平面力系求解力的合成与分解的基本法则，是由平行四边形定则发展而来，与平行四边形定则在本质上是一致的．
【解答】由三角形定则可知，力F1和F2的合力为F3，与另一个F3大小相等、方向相同，所以力F1、F2、F3的合力为2F3，故C正确．
3.[来源:2021山西省模拟题]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2m的物块A、B，通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，A、B间的接触面和轻绳均与木板平行。A与B间、B与木板间的动摩擦因数均为μ，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45°时，物块A、B刚好要滑动，则μ的值为( )
A. 13 B. 14 C. 15 D. 16
【答案】C
【解析】
解：根据题意分析，物块A、B刚好要滑动时，应该是物体A相对物体B向上滑动，设绳子拉力为F，对A受力分析，由平衡条件得：F=mgsin45°+μmgcos45°
物体B相对斜面向下滑动，对B受力分析，由平衡条件得：2mgsin45°=F+μmgcos45°+μ(2m+m)gcos45°
联立解得：μ=15，故C正确，ABD错误。
故选：C。
物块A、B刚好要滑动时，应该是物体A相对物体B向上滑动，物体B相对斜面向下滑动，分别对两个物体进行受力方向，由平衡条件列方程即可。
本题考查的是多个物体的平衡问题，关键是要对所选取的研究对象做好受力分析，切记不要少力，同时要注意滑动摩擦力中的正压力的求解。
4.[来源:2021云南省昆明市模拟题]如图所示，一物块静止在固定的斜面上，若再对物块施加一力F，下列说法正确的是
A. 若F竖直向下，物块一定静止在斜面上
B. 若F竖直向下，物块可能沿斜面向下运动
C. 若F平行于斜面向上，物块所受摩擦力一定增大
D. 若F平行于斜面向上，物块所受摩擦力一定减小
【答案】A
【解析】
若F竖直向下时，对物块在施加力F前后分别受力分析，由力的关系得解；若F平行于斜面向上，则对力F的大小进行讨论，由摩擦力的方向变化判断得解。
本题主要考查物体的受力分析，熟悉受力及变化是解题的关键，难度一般。
【解答】
AB.设物块质量为m。若物块恰静止在固定的斜面，则由共点力的平衡可知，物块在沿斜面方向所受的重力沿斜面向下的分力大小等于其受的沿斜面向上的静摩擦力大小，即mgsinθ=f=μmgcosθ；当再对物块施加一竖直向下的力F时，在沿斜面方向物块受的沿斜面向下的力为：mg+Fsinθ=μmg+Fcosθ，物块仍平衡；由题意可知，物块开始时静止在斜面上，故其受的静摩擦力可能小于其最大静摩擦力，故施加竖直向下的力F后，物块受的沿斜面向下的合力仍小于其最大静摩擦力，故其仍静止，A正确，B错误；
CD.当F平行于斜面向上时，若F=mgsinθ，则物块不受摩擦力，即摩擦力减小；若F>mgsinθ，则物块具有沿斜面向上的运动趋势，故其受的静摩擦力沿斜面向下，即摩擦力先减小后增大；若F
5.[来源:2021年云南师大附中高考物理适应性试卷（七）]纳米微吸材料是一种新型材料，用手触碰无粘感，接触到平整光滑的硬性物体时，会牢牢吸附在物体上。图甲是一款表面采用了纳米微吸材料的手机支架，图乙是手机静止吸附在该手机支架上的侧视图，若手机的重力为G，手机和水平面的夹角为θ，下列说法正确的是( )
A. 手机受到的摩擦力大小大于Gsinθ
B. 纳米材料对手机的作用力大小为Gsinθ
C. 若使θ增大(手机保持静止)，纳米材料对手机的作用力也增大
D. 纳米材料对手机的作用力方向竖直向上
【答案】D
【解析】
手机处于静止状态，受力平衡，对手机受力分析，根据平衡条件分析即可。
本题是共点力平衡问题，关键要掌握平衡条件的推论，灵活运用正交分解法，分析力之间的关系，要求同学们能从题目中获取有效信息。
【解答】
A.手机处于静止状态，受力平衡，根据平衡条件可知，在平行手机方向，根据平衡条件，有f=Gsinθ，故A错误。
BD.手机处于静止状态，受力平衡，受到重力和纳米材料对手机的作用力，根据平衡条件可知，纳米材料对手机的作用力大小等于重力，方向与重力方向相反，竖直向上，故D正确，B错误。
C.手机和水平面的夹角θ增大后，根据平衡条件可知，纳米材料对手机的作用力大小仍等于重力，故C错误。
6.[来源:2021年湖南省新高考“八省联考”高考物理适应性试卷]如图，一根质量为m的匀质绳子，两端分别固定在同一高度的两个钉子上，中点悬挂一质量为M的物体。系统平衡时，绳子中点两侧的切线与竖直方向的夹角为α，钉子处绳子的切线方向与竖直方向的夹角为β，则( )
A. tanαtanβ=m+Mm
B. tanαtanβ=m+MM
C. cosαcosβ=Mm+M
D. cosαcosβ=mm+M
【答案】B
【解析】
以整体为研究对象，根据平衡条件分析端点处对绳子的拉力与总重力的关系式；对左半边绳子研究，得到端点和中点绳子的拉力的关系式；再采用比例法求解．
本题是力平衡问题，采用隔离法和整体法研究，如何选择研究对象和如何运用数学知识变形是关键．
【解答】
设两个钉子处对绳的拉力为F1，取绳M和m为一整体，受力分析如图(甲)所示．
由平衡条件得：2F1cosβ=(M+m)g．
设绳子中点设为P点，绳子中点P处张力大小为F2，对绳子中点受力分析如图(乙)所示．
由平衡条件得：2F2cosα=Mg．
再以左半边绳子为研究对象，受力分析如图(丙)所示．
由水平方向合力为零可得：
F1sin β=F2sin α
由以上三式联立可得：tan αtan β=m+MM．
故选B。
7.[来源:2021年广东省新高考“八省联考”高考物理适应性试卷]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
【解析】
本题考查物体的受力分析和平衡条件的应用，基础题。
对玻璃珠受力分析，可知两侧筷子对玻璃珠的合力等于重力，根据受力平衡列方程即可。
【解答】
AB.对玻璃珠受力分析可知，
两侧筷子对玻璃珠的合力等于重力，故AB错误；
CD.由 FN右=mgtanθ ，FN左=mgsinθ
可得：右侧筷子对玻璃珠的弹力不一定比玻璃珠的重力大，
左侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃珠的重力大，故C正确、D错误。
8.[来源:2021年重庆市新高考“八省联考”高考物理适应性试卷]如图所示，垂直墙角有一个截面为半圆光滑柱体，用细线拉住的小球静止靠在接近半圆底端的M点。通过细线将小球从M点缓慢向上拉至半圆最高点的过程中，细线始终保持在小球处与半圆相切。下列说法正确的是( )
A. 细线对小球的拉力先增大后减小
B. 小球对柱体的压力先减小后增大
C. 柱体受到水平地面的支持力逐渐减小
D. 柱体对竖直墙面的压力先增大后减小
【答案】D
【解析】
以小球为对象进行受力分析，根据平衡条件可得求解细线对小球的拉力和柱体对小球支持力表达式，由此分析；
以圆柱体为对象，竖直方向、水平方向根据平衡条件得到柱体受到水平地面的支持力和竖直墙面对圆柱体的支持力表达式，再进行分析。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。注意整体法和隔离法的应用。
【解答】
AB.设小球的质量为m，小球与圆柱体圆心连线与水平方向的夹角为θ，以小球为对象，小球受到重力、支持力和拉力，如图所示，根据平衡条件可得：F=mgcosθ，N=mgsinθ；细线将小球从M点缓慢向上拉至半圆最高点的过程中θ增大，所以细线对小球的拉力减小，圆柱体对小球的支持力增大，根据牛顿第三定律可得小球对柱体的压力增大，故AB错误；
CD.设圆柱体的质量为M，以圆柱体为对象，竖直方向根据平衡条件可得：F地=Mg+Nsinθ=Mg+mgsin2θ，θ增大，圆柱体受到水平地面的支持力逐渐增大；
水平方向根据平衡条件可得：F墙=Ncosθ=mgsinθcosθ=12 mgsin2θ，当θ=45°时，墙对圆柱体的支持力最大，所以墙对圆柱体的支持力先增大后减小，根据牛顿第三定律可得圆柱体对竖直墙面的压力先增大后减小，故D正确，C错误。
故选D。
9.[来源:2021年江苏省新高考“八省联考”高考物理适应性试卷]如图所示，对称晾挂在光滑等腰三角形衣架上的衣服质量为M，衣架顶角为120º，重力加速度为g，则衣架右侧对衣服的作用力大小为
A. 12Mg
B. 33Mg
C. 32Mg
D. Mg
【答案】B
【解析】
以衣服为研究对象，分析受力情况，由平衡条件求衣架一侧对衣服的作用力大小。
本题的关键是正确进行受力分析，根据平衡条件列方程求解，要注意几何关系的运用。
【解答】
分析衣服的受力情况：重力、两侧衣架的支持力，根据对称性知两侧衣架对衣服的支持力大小相等，设为F。
根据几何关系得F与竖直方向的夹角为30°，由平衡条件得：
2Fcos30°=G
得：F=33G，故ACD错误，B正确。
故选B。
10.[来源:2021年河南省濮阳一中高考物理摸底试卷（3月份）]如图所示，长为l的细线吊着一个小球，静止时处于P点，细线竖直．第一次用一个水平力缓慢拉小球到Q点，此时细线与竖直方向的夹角为θ=60∘，此过程中拉力的最大值为F1；第二次用一个水平恒力F2拉小球，使小球运动到Q点时速度刚好为零，则F1F2为( )
A. 3 B. 3 C. 1 D. 33
【答案】A
【解析】
第一次根据共点力平衡列方程求解，第二次用一个水平恒力F2拉小球，恒力做功表达式为：W= Fscosθ，题中拉力为恒力，根据机械能守恒，故可以直接根据公式列式求解，求出F1F2。
【解答】
设小球的质量为m，第一次用一个水平力缓慢拉小球到Q点，根据共点力的平衡，F=Gtanθ°，所以拉力最大时，细线与竖直方向的夹角为θ=60°，此时F1=Gtan60°①；第二次恒力做功，根据机械能守恒，表达式为：W= F2scosθ=F2sin60°l=mg(l-lcos60°)，F2=mg(l-lcos60°)sin60°l②，联立①②可以求出F1F2=3；故A正确。
故选A。
11.[来源:2021年辽宁省新高考“八省联考”高考物理适应性试卷]如图所示，用轻绳系住一质量为2m的匀质大球，大球和墙壁之间放置一质量为m的匀质小球，各接触面均光滑。系统平衡时，绳与竖直墙壁之间的夹角为α，两球心连线O1O2与轻绳之间的夹角为β，则α、β应满足( )
A. tanα=3cotβ
B. 2tanα=3cotβ
C. 3tanα=tan(α+β)
D. 3tanα=2tan(α+β)
【答案】C
【解析】
解：设绳子拉力为F，墙壁支持力为N，两球之间的压力为T，将两个球作为一个整体进行受力分析，如图1所示；
根据平衡条件可得：N=3mgtanα ①
对小球进行受力分析，如图2所示，根据平衡条件可得：N=mgtanθ
根据几何关系可得θ=α+β，则N=mgtan(α+β) ②
联立①②得：3tanα=tan(α+β)，故C正确、ABD错误。
故选：C。
将两个球作为一个整体进行受力分析，根据平衡条件求解墙的支持力表达式；对小球进行受力分析，再次根据平衡条件求解墙的支持力，由此分析。
12.[来源:2021年1月浙江省普通高校招生选考物理试卷]如图所示，电动遥控小车放在水平长木板上面，当它在长木板上水平向左加速运动时，长木板保持静止，此时( )
A. 小车只受重力、支持力作用
B. 木板对小车的作用力方向水平向左
C. 木板对小车的作用力大于小车对木板的作用力
D. 木板对小车的作用力与小车对木板的作用力大小一定相等
【答案】D
【解析】
解：A、小车加速向左运动，受到自身的重力和电机的驱动力，受到长木板对小车的支持力和阻力，故A错误；
B、木板对小车的作用力包括竖直向上的支持力和水平方向的阻力，根据平行四边形定则可知合力方向一定不在水平方向，故B错误；
CD、木板对小车的作用力与小车对木板的作用力是一对相互作用力，等大反向，C错误，D正确。
故选：D。
对小车和木板正确的受力分析，知道木板对小车的作用力包含支持力和摩擦力，明确作用力与反作用力大小相等，方向相反。
本题主要考查了受力分析，判断出物体受到力的个数，明确作用力与反作用力的特点即可。
13.[来源:2021年湖北省新高考“八省联考”高考物理适应性试卷]如图所示，矩形平板ABCD的AD边固定在水平面上，平板与水平面夹角为θ，AC与AB的夹角也为θ。质量为m的物块在平行于平板的拉力作用下，沿AC方向匀速运动。物块与平板间的动摩擦因数μ=tanθ，重力加速度大小为g，拉力大小为( )
A. 2mgsinθcosθ2 B. 2mgsinθ C. 2mgsinθ2 D. mgsinθcosθ2
【答案】A
【解析】
以物块为研究对象进行受力分析，其中摩擦力的方向与物块相对于斜面运动方向相反，根据力的合成结合余弦定理进行解答。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，关键是能够确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成，根据余弦定理进行解答。注意：滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。
【解答】
以物块为研究对象，受到重力、支持力、拉力和摩擦力作用，其中摩擦力的方向与物块相对于斜面运动方向相反，如图所示；
重力沿斜面向下的分力为mgsinθ，摩擦力为：f=μmgcosθ，
根据余弦定理可得：F= (mgsinθ)2+f2-2fmgsinθcos(π-θ) =2mgsinθcosθ2，故A正确、BCD错误。
故选A。
14.[来源:2021河南省模拟题]如图所示，AC是上端带定滑轮的固定竖直杆，质量不计的轻杆BC一端通过铰链固定在C点，另一端B悬挂一重为G的重物，且B端系有一根轻绳并绕过定滑轮A.现用力F拉绳，开始时∠BCA>90°，使∠BCA缓慢减小，直到杆BC接近竖直杆AC.此过程中，杆BC所受的力( )
A. 大小不变 B. 逐渐增大 C. 逐渐减小 D. 先增大后减小
【答案】A
【解析】
解：以B点为研究对象，分析受力情况：重物的拉力T(等于重物的重力G)、轻杆的支持力N和绳子的拉力F，作出力图如图，
由平衡条件得知，N和F的合力与T大小相等，方向相反，根据三角形相似可可得：
NBC=FAB=TAC
又T=G，AC和BC不变，则N和T不变。
故A正确，BCD错误。
故选：A。
以B点为研究对象，分析其受力情况，作出受力图，利用三角形相似法，得出各力与三角形ABC三边边长的关系，再分析其变化。
本题涉及非直角三角形的力平衡问题，采用三角形相似，得到力与三角形边长的关系，再分析力的变化，是常用的方法。
15.[来源:2021年江苏省无锡市高考物理质检试卷（2月份）（一模）]地摊经济是2020年的热门话题。某热狗摊位上的一个简化模型如图：一根热狗静止在两根水平的平行圆柱上，将热狗视为质量为m的匀质圆柱体，若热狗和圆柱截面的半径均为R，两柱轴心的间距为2.4R，不计摩擦，则热狗对每根圆柱的压力大小为( )
A. 35mg B. 58mg C. 45mg D. 56mg
【答案】B
【解析】
解：对热狗进行受力分析，受到重力mg、两金属圆柱对热狗的支持力N1、N2，如图所示：
N1、N2的合力与重力大小相等，方向相反；
根据几何关系可知，sinθ=2.4R22R=0.6，cosθ=0.8，单根金属圆柱对热狗的弹力N1=N2=mg2cosθ=mg2×0.8=58mg，
根据牛顿第三定律可知热狗对每根圆柱的压力大小为58mg，故B正确、ACD错误。
故选：B。
设单根金属圆柱对热狗的弹力在竖直方向的方向夹角为θ，对热狗进行受力分析，根据平衡条件建立方程求出单根金属圆柱对热狗的弹力大小。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。
16.[来源:2021年上海市嘉定区高考物理一模试卷]如图所示，一物块放在倾斜的木板上，当木板的倾角增大时，物体由静止变为运动，发现倾角θ为30°和37°时，物块所受摩擦力的大小恰好相等，则物块与木板间的动摩擦因数为( )
A. 12 B. 33 C. 58 D. 34
【答案】C
【解析】
解：当木板倾角是30°时，物块受到是静摩擦力，其大小等于mgsin30°。
当木板倾角是37°时，物块受到是滑动摩擦力，其大小等于μmgcos37°。
由题意可得：μmgcos37°=mgsin30°
解之得：μ=58，故C正确，ABD错误。
故选：C。
木板的倾角不同而物块所受摩擦力的大小却恰好相同，则可得它们一个静摩擦力，另一个是滑动摩擦力。
由静止可列出平衡方程，求出静摩擦力大小与重力的关系。
再由运动可由滑动摩擦力的公式，求出滑动摩擦大小与重力的关系，从而算出物块与木板间的动摩擦因数。
求摩擦力的大小时，先区别是静摩擦还是滑动摩擦，然后再选择求大小的方法。若是静摩擦力则利用平衡来求出静摩擦力的大小，若是滑动摩擦力则是利用滑动摩擦力与正压力成正比来计算出大小。
17.[来源:2021年江苏省扬州市高考物理调研试卷（2月份）（一模）]如图所示为汽车内常备的“菱形千斤顶”，摇动手柄使螺旋杆转动，A、B间距离发生改变，从而实现重物的升降。若物重为G，螺旋杆保持水平，AB与BC之间的夹角为θ=30°，不计杆件自重，则螺旋杆的拉力大小为( )
A. 32G B. G C. 3G D. 23G
【答案】C
【解析】解：根据题意，“菱形千斤顶”C点受到的压力G分解沿两臂的两个分力F1，根据对称性可知，两臂受到的压力大小相等，如图1所示。
根据几何关系可得：2F1sinθ=G
解得AC杆的弹力大小：F1=G2sinθ；
对“菱形千斤顶”A点受力分析如图2所示，
由平衡条件得：F=2F1cosθ
联立解得：F=Gtanθ=G33=3G，故C正确、ABD错误。
故选：C。
将物重G对千斤顶的压力分解沿两臂的两个分力，根据对称性可知，两臂受到的压力大小相等，根据几何知识求解两臂受到的压力大小；对A点受力分析，由平衡条件，求螺旋杆AB的拉力大小。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。
18.[来源:2021年河南省濮阳一中高考物理摸底试卷（3月份）]如图所示，用绝缘细线把小球A悬于O点，静止时恰好与另一固定于O点正下方的小球B接触。现使两球带同种电荷，细线将偏离竖直方向某一角度θ1，此时细线中的张力大小为T1，库仑斥力为F1；若增加两球的带电量，悬线偏离竖直方向的角度将增大为θ2，此时细线中的张力大小为T2，库仑斥力为F2，则( )
A. T1F2 D. F1=F2
【答案】B
【解析】解：小球A的受力情况如图所示，重力mg、悬线张力T、库仑斥力F，这三个力的合力为0。
因此这三个力构成封闭的力的三角形，且正好与几何三角形OA'B相似，则有：mgOB=TOA'，
因为OA'=OB，所以T=mg.即T与θ无关，则有T1=T2，故B正确，ACD错误。
故选：B。
对小球A的受力情况进行分析，运用三角形相似法，根据平衡条件得到悬线中的张力大小与OA、OB的关系，即可求解。
本题从小球的受力分析出发寻求正确的答案，采用三角形相似法处理，比较简单，也可以运用函数法研究。
19.[来源:2021年广东省东莞市高考物理模拟试卷]如图所示，人和物体均处于静止状态。人拉着轻绳在水平地面上后退一步后，人和物体仍保持静止。不计绳与滑轮的摩擦。下列说法中正确的是( )
A. 绳的拉力变小
B. 人所受合力变小
C. 地面对人的摩擦力变小
D. 人对地面的压力变大
【答案】C
【解析】解：A、物体始终处于静止状态，所以轻绳对物体的拉力始终等于mg，保持不变，故A错误；
B、人保持静止状态，合力始终为零，保持不变，故B错误；
CD、对人受力分析，受到重力、支持力、轻绳拉力以及摩擦力，将轻绳拉力进行正交分解如图所示：
由平衡条件得：
N+mgsinθ=Mgf=mgcosθ
当人拉着绳向左后退一步后，θ将变大：
所以地面对人的摩擦力f=mgcosθ会变小，地面对人的支持力N=Mg-mgsinθ也将变小，根据牛顿第三定律可得人对地面的压力变小，故C正确、D错误。
故选：C。
当人拉着绳向左后退一步后，人和物仍保持静止，所以人和物始终处于平衡状态，分别对物体和人受力分析并应用平衡条件分析即可．
本题为平衡条件的应用之动态分析问题，常用的方法是画图法和解析式法，一般物体受3个力时常用画图法，受4个以上的力时用解析式法。
20.[来源:2021四川省成都市模拟题]如图所示，质量为M的斜面体A放在粗糙水平面上，用轻绳拴住质量为m的小球B置于斜面上，轻绳与斜面平行且另一端固定在竖直墙面上，不计小球与斜面间的摩擦，斜面体与墙不接触，整个系统处于静止状态.则( )
A. 斜面体对水平面的压力等于(M+m)g
B. 水平面对斜面体有向左的摩擦力作用
C. 当斜面体缓慢向右移动时，斜面对小球的支持力变小
D. 当斜面体缓慢向右移动时，细线对小球的拉力变大
【答案】D
【解析】
解：以斜面体和小球整体为研究对象受力分析，
A、竖直方向：N=(m+M)g-Tsinθ，可见N<(M+m)g，根据牛顿第三定律：斜面体对水平面的压力N'=N<(M+m)g故A错误；
B、水平方向：f=Tcosθ，方向水平向右，故B错误；
C、当斜面体缓慢向右移动时，绳子与水平方向夹角变小，则竖直方向分力变小，斜面对小球的支持力变大，故C错误；
D、当斜面体缓慢向右移动时，将小球重力分解：
由图解法知T变大，故D正确；
故选：D。
以斜面体和小球整体为研究对象受力分析，根据平衡条件求斜面体受到的支持力和摩擦力．
本题采用整体法分析问题较简单，作出力图结合平衡条件分析即可．采用整体法时球与斜面间的作用力不用分析．
21.[来源:2021年江苏省扬州市高考物理调研试卷（2月份）（一模）]如图所示为冲关游戏的一个项目，导轨倾斜固定，倾角为α，导轨内置一滑轮，绳子一端与滑轮相连，另一端与抱枕相连。选手抱住抱枕后沿导轨下滑，绳与竖直方向夹角为β，且保持不变。已知抱枕质量为m1，选手质量为m2，不计一切阻力，下列说法正确的是( )
A. 选手与抱枕一起做匀速直线运动
B. 绳子对抱枕的作用力大小为(m1+m2)gcosβ
C. 抱枕对选手的作用力大小为m2gcosβ
D. 选手质量越大，β角越小
【答案】C
【解析】
解：A、由于不计一切阻力，系统具有相同的加速度，根据牛顿第二定律可得：a=(m1+m2)gsinα(m1+m2)=gsinα，选手与抱枕一起做匀加速直线运动，故A错误；
B、以选手与抱枕整体为研究对象，受到重力和绳子的拉力作用，合力方向沿斜面向下，则有(m1+m2)gsinβ=(m1+m2)a，解得a=gsinβ，所以α=β，即绳子的拉力方向垂直于导轨，则绳子对抱枕的作用力大小为F拉=(m1+m2)gcosβ，故B错误；
C、以选手为研究对象，选手受到重力和抱枕对选手的作用力，二者的合力沿导轨向下，根据力的合成可得抱枕对选手的作用力大小为m2gcosβ，故C正确；
D、无论选手质量多大，始终存在α=β，所以β角的大小与选手的质量无关，故D错误。
故选：C。
由于不计一切阻力，系统具有相同的加速度，根据牛顿第二定律分析加速度大小，由此确定运动情况；分析α与β的大小关系确定绳子的方向，根据力的合成求解绳子对抱枕的作用力大小以及抱枕对选手的作用力大小；无论选手质量多大，始终存在α=β。
解决本题的关键能够正确地受力分析，抓住它们的加速度相同，结合牛顿第二定律进行求解，掌握整体法和隔离法的灵活运用。
22.[来源:2021年安徽省蚌埠市高考物理二模试卷]如图，一粗糙斜面放在水平地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一轻质细绳跨过定滑轮，一端悬挂物块N，另一端与斜面上的物块M相连，整个装置向左匀速运动。某时刻斜面突然减速，整个过程M始终相对斜面保持静止，则在斜面刚减速时( )
A. 细绳的张力大小可能减小 B. 细绳的张力大小一定不变
C. M所受斜面的摩擦力大小可能减小 D. M所受斜面的摩擦力大小一定不变
【答案】C
【解析】
解：AB、整个装置向左匀速运动，此时绳的拉力与物块N的重力大小相等，某时刻斜面突然减速，由于惯性，物块N以定滑轮为圆心，向左做圆周运动，根据牛顿第二定律可得F-mNg=mv2r，故F>mNg，故AB错误；
CD、整个装置向左匀速运动，物块M相对斜面静止，处于平衡状态，此时物块M受到的摩擦力可能沿斜面向下，沿斜面向上或者为零，当受到的摩擦力沿斜面向上时，当刻斜面突然减速，绳上的拉力增大，故物块M受到的摩擦力可能减小，故C正确，D错误；
故选：C。
当整体做匀速运动时，通过对物块N的受力分析，判断出绳子的拉力大小，当刻斜面突然减速，由于惯性，物块N以定滑轮为圆心做圆周运动，根据牛顿第二定律求得绳子的拉力，由于物块M始终处于静止状态，对物块受力分析，根据共点力平衡即可判断出物块M受到的静摩擦力变化情况。
本题主要考查了牛顿第二定律，关键是正确的的分析出物块N和M的运动状态，根据牛顿第二定律和共点力平衡即可判断。
23.[来源:2021上海市市辖区模拟题]如图所示，斜面上放一物体A恰好能匀速下滑，如果在物体A上再施加一个力F，使A仍匀速下滑，关于力F的方向，下列说法正确的是( )
A. 垂直斜面向下 B. 竖直向下 C. 水平向左 D. 水平向右
【答案】B
【解析】
解：设物体的质量为m、物体与斜面间的动摩擦因数为μ、斜面的倾角为θ。
由于施加外力F前物体A匀速下滑，根据平衡条件可得：mgsinθ=μmgcosθ，解得：gsinθ=μgcosθ。
A、如果施加的力F垂直斜面向下，正物体与斜面间的压力增大、摩擦力增大、重力沿斜面向下的分力不变，物体减速运动，故A错误；
B、如果施加的外力F竖直向下，则有：(mg+F)sinθ=μ(mg+F)cosθ，物体仍匀速下滑，故B正确；
C、如果施加的力F水平向左，正物体与斜面间的压力增大、摩擦力增大、且力F在沿斜面方向的分力沿斜面向上，重力沿斜面向下的分力不变，物体减速运动，故C错误；
D、如果施加的力F水平向右，正物体与斜面间的压力减小、摩擦力减小、且力F在沿斜面方向的分力沿斜面向下，重力沿斜面向下的分力不变，物体加速运动，故D错误。
故选：B。
由于施加外力F前物体A匀速下滑，根据平衡条件可得：mgsinθ=μmgcosθ，根据力F的方向，分析物体是否受力平衡，由此确定运动情况。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。
24.[来源:2021年上海市杨浦区高考物理一模试卷]如图，一个物体在水平推力F的作用下静止在粗糙斜面上，该物体受到的力的个数是( )
A. 2个或3个
B. 2个或4个
C. 3个或4个
D. 4个或5个
【答案】C
【解析】
解：对物体受力分析，如下：地球上的物体都受重力；
物体与斜面间相互挤压，故一定受到支持力；
当推力和重力的合力与斜面垂直时，物体不受静摩擦力；当推力和重力的合力与斜面不垂直时，物体相对斜面有滑动趋势，受静摩擦力；
已知力F；
故物体可能受3个力，也可能受4个力；故ABD错误，C正确。
故选：C。
受力分析的一般顺序：先分析场力(重力、电场力、磁场力)，再分析接触力(弹力、摩擦力)，最后分析其他力，由此分析即可。
解力学题，重要的一环就是对物体进行正确的受力分析．由于各物体间的作用是交互的，任何一个力学问题都不可能只涉及一个物体，力是不能离开物体而独立存在的．所以在解题时，应根据题目的要求，画一简图，运用“隔离法”(整体法也是隔离法)，进行受力分析．由于物质分为实体与场，所以，力的作用方式也分为两类，一类是实物对研究对象的作用，其特点是施力物与研究对象直接接触(如摩擦力、空气阻力、弹力等)；另一类是物体通过它所激发的场对研究对象的作用，其特点是激发场的物体与研究对象不直接接触(如重力、静电力等)．
25.[来源:2021年广东省河源市源城区高考物理模拟试卷（2月份）]如图1所示，吊车是建筑工地常用的一种大型机械。为了便于研究问题，将它简化成如图2所示的模型，硬杆OB的一端装有定滑轮，另一端固定在车体上；质量不计的绳索绕过定滑轮吊起质量为m的物体匀速上升，不计定滑轮质量和滑轮与轴承之间的摩擦，重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. OA段绳索受到的拉力小于mg B. OA段绳索受到的拉力大于mg
C. OB杆对定滑轮的支持力小于2mg D. OB杆对定滑轮的支持力大于2mg
【答案】C
【解析】
解：AB、OA段绳索受到的拉力与OC段受到的拉力相等，对物体根据平衡条件可得绳索对物体的拉力大小为T=mg，所以OA段绳索受到的拉力等于mg，故AB错误；
CD、设两段绳索之间的夹角为2θ，由于同一条绳索拉力相等，则两段绳索的合力沿角平分线方向，如图所示；根据平衡条件可得：2Tcosθ=F，解得：F=2mgcosθ；由于θ>0，所以OB杆对定滑轮的支持力F<2mg，故C正确、D错误。
故选：C。
以物体为研究对象，根据平衡条件求解绳索的拉力；以O处滑轮为研究对象，根据平衡条件分析OB杆对定滑轮的支持力。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，关键是能够确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成，然后建立平衡方程进行解答。
26.[来源:2021年上海市虹口区高考物理一模试卷]如图所示，底部装有4个轮子的行李箱a竖立、b平卧放置在公交车上，箱子四周均有一定空间。当公交车( )
A. 缓慢起动时，a、b均相对于公交车向后运动
B. 急刹车时，行李箱a相对于公交车向前运动
C. 缓慢转弯时，a、b均相对于公交车向外侧运动
D. 急转弯时，行李箱a相对于公交车向内侧运动
【答案】B
【解析】
根据缓慢起动或急刹车时，分析汽车的加速度的大小分析两只行李箱是否会相对车子运动；同理分析缓慢转弯或急转弯向心加速度的大小确定行李箱是否相对汽车向外运动。
本题主要是考查牛顿第二定律的综合应用，知道两个物体发生相对运动时加速度大小不同，导致速度不同而分离。
【解答】
设行李箱a竖立时与汽车发生相对运动的加速度为a1，行李箱b平放时与汽车发生相对运动的加速度为a2，根据实际情况可知a1
B、急刹车时，汽车减速运动的加速度很大，行李箱a一定相对车子向前运动，故B正确；
C、缓慢转弯时，只要转动的向心加速度小于a1，两只行李箱不会相对车子向外侧运动，故C错误；
D、急转弯时，行李箱a可能会相对车子向外侧运动，不会相对车子向内侧运动，故D错误。
故选：B。
27.[来源:2021年上海市闵行区高考物理一模试卷]如图，一机械臂铁夹夹起质量为m的小球，机械臂与小球沿水平方向做加速度为a的匀加速直线运动，则铁夹对球的作用力( )
A. 大小为mg，方向竖直向上
B. 大小为ma，方向水平向右
C. 大小与小球的加速度大小无关
D. 方向与小球的加速度大小有关
【答案】D
【解析】
解：AB、对小球受力分析可知，小球受重力、铁夹对球的作用力，当机械臂与小球沿水平方向做加速度为a的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可知，合力沿水平方向，则铁夹对球的作用力斜向上方，故AB错误；
C、根据平行四边形定则，铁夹对球的作用力大小为：F=(mg)2+(ma)2，与加速度大小有关，故C错误；
D、合力方向水平，设铁夹对球的作用力与竖直方向成θ，由矢量三角形可得：tanθ=mamg=ag，方向与小球的加速度大小有关，故D正确；
故选：D。
对小球受力分析，根据牛顿第二定律确定球的受力情况。
本题考查牛顿第二定律，要注意小球在竖直方向上受到静摩擦力作用，注意静摩擦力的大小与正压力大小无关。
28.[来源:2021河南省模拟题]如图所示，在水平地面固定着一个四分之一圆弧轨道A，左侧紧靠竖直墙，底端与水平面相切。若将一光滑圆球B(视为质点)从圆弧的底部往上推，推力始终沿轨道切线方向。设轨道A对圆球B的支持力为F1，B受到的推力为F2。若向上缓慢推动圆球B少许后，下列说法正确的是( )
A. F1增大，F2减小 B. F1减小，F2减小
C. F1减小，F2增大 D. F1增大，F2增大
【答案】C
【解析】
解：以圆球为研究对象，受到重力、圆弧轨道的支持力和推力F的作用，设推力F与竖直方向的夹角为θ，如图所示：
根据平衡条件可得：F1=Gsinθ，F2=Gcosθ，向上缓慢推动圆球B少许后，θ变小，则F1减小、F2增大，故C正确、ABD错误。
故选：C。
以圆球为研究对象进行受力分析，设推力F与竖直方向的夹角为θ，根据几何关系得F1和F2的表达式进行分析。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。
二、多选题（本大题共1小题）
30.[来源:2021河南省模拟题]如图所示，水平地面上有一斜面体B，质量2kg，倾角θ=37°；斜面体上有一小物块A，质量1kg，物块A与斜面体B之间的动摩擦因数为0.5。给小物块A施加一个垂直斜面向下的作用力F，让小物块A沿斜面加速下滑，加速度大小1m/s2，斜面体B始终保持静止不动，重力加速度取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则( )
A. 作用力F大小为10N
B. 地面对斜面体B的摩擦力方向水平向左
C. 地面与斜面体B之间的摩擦力大小为6N
D. 斜面体B对地面的压力大小为31N
【答案】BD
【解析】
解：A、对A物体进行受力分析，受重力，支持力和摩擦力，根据牛顿第二定律可得：mgsinθ-f=ma，而f=μFN，FN=mgcosθ+F，解得F=2N，故A错误；
B、对B进行受力分析，B受重力Mg，支持力FN'，压力F压，地面的摩擦力f，A对B的摩擦力fA，处于平衡状态，根据受力平衡可知，地面对B的摩擦力水平向左，B正确；
CD、根据平衡可知FN'=Mg+F压cosθ+fA sinθ
f'=F压sinθ-fA cosθ
解得FN'=31N，f'=2N
所以C错误，D正确；
故选：BD。
分别对A、B进行受力分析，根据不同的运动状态列牛顿第二定律的表达式。
本题主要考查了牛顿第二定律的应用和受力分析，由正交分解列式求解即可，注意两个物体运动状态不同，应用隔离的思想来解题。
专题3 相互作用(解析版)
一、单选题（本大题共28小题）
1.[来源:2021年安徽省安庆市高考物理一模试卷]如图所示，两个小球a、b质量均为m，用细线相连并悬挂于O点，现用一轻质弹簧给小球a施加一个拉力F，使整个装置处于静止状态，且Oa与竖直方向夹角为θ=45°，已知弹簧的劲度系数为k，则弹簧形变量不可能是( )
A. 2mgk B. 2mg2k C. 42mg3k D. 2mgk
【答案】B
【解析】
以小球ab整体为研究对象，分析受力，作出力图，根据平衡条件，分析F可能的值，然后再经过胡克定律分析弹簧形变量的可能情况。
本题是隐含的临界问题，运用图解法确定出F的最大值和最小值，再进行选择。也可以用函数法，难度适中。
【解答】
对a球进行受力分析，利用图解法可判断：当弹簧上的拉力F与细线上的拉力垂直时，拉力F最小，为2mg sin θ=2mg，再根据胡克定律得：最小形变量Δx=2mgk，则形变量小于2mgk是不可能的，由图可知在条件允许的情况下，拉力可以一直增大，B符合题意。
2.[来源:2021江苏省模拟题]如图所示，一个质量为M的物体受到三个共点力F1、F2、F3的作用，则物体所受的合力大小是 ( )
A. 2F1 B. F2 C. 2F3 D. 0
【答案】C
【解析】
本题主要考查力的合成，三角形定则是指两个力(或者其他任何矢量)合成，其合力应当为将一个力的起始点移动到第二个力的终止点，合力为从第二个的起点到第一个的终点．三角形定则是平面力系求解力的合成与分解的基本法则，是由平行四边形定则发展而来，与平行四边形定则在本质上是一致的．
【解答】由三角形定则可知，力F1和F2的合力为F3，与另一个F3大小相等、方向相同，所以力F1、F2、F3的合力为2F3，故C正确．
3.[来源:2021山西省模拟题]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2m的物块A、B，通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，A、B间的接触面和轻绳均与木板平行。A与B间、B与木板间的动摩擦因数均为μ，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45°时，物块A、B刚好要滑动，则μ的值为( )
A. 13 B. 14 C. 15 D. 16
【答案】C
【解析】
解：根据题意分析，物块A、B刚好要滑动时，应该是物体A相对物体B向上滑动，设绳子拉力为F，对A受力分析，由平衡条件得：F=mgsin45°+μmgcos45°
物体B相对斜面向下滑动，对B受力分析，由平衡条件得：2mgsin45°=F+μmgcos45°+μ(2m+m)gcos45°
联立解得：μ=15，故C正确，ABD错误。
故选：C。
物块A、B刚好要滑动时，应该是物体A相对物体B向上滑动，物体B相对斜面向下滑动，分别对两个物体进行受力方向，由平衡条件列方程即可。
本题考查的是多个物体的平衡问题，关键是要对所选取的研究对象做好受力分析，切记不要少力，同时要注意滑动摩擦力中的正压力的求解。
4.[来源:2021云南省昆明市模拟题]如图所示，一物块静止在固定的斜面上，若再对物块施加一力F，下列说法正确的是
A. 若F竖直向下，物块一定静止在斜面上
B. 若F竖直向下，物块可能沿斜面向下运动
C. 若F平行于斜面向上，物块所受摩擦力一定增大
D. 若F平行于斜面向上，物块所受摩擦力一定减小
【答案】A
【解析】
若F竖直向下时，对物块在施加力F前后分别受力分析，由力的关系得解；若F平行于斜面向上，则对力F的大小进行讨论，由摩擦力的方向变化判断得解。
本题主要考查物体的受力分析，熟悉受力及变化是解题的关键，难度一般。
【解答】
AB.设物块质量为m。若物块恰静止在固定的斜面，则由共点力的平衡可知，物块在沿斜面方向所受的重力沿斜面向下的分力大小等于其受的沿斜面向上的静摩擦力大小，即mgsinθ=f=μmgcosθ；当再对物块施加一竖直向下的力F时，在沿斜面方向物块受的沿斜面向下的力为：mg+Fsinθ=μmg+Fcosθ，物块仍平衡；由题意可知，物块开始时静止在斜面上，故其受的静摩擦力可能小于其最大静摩擦力，故施加竖直向下的力F后，物块受的沿斜面向下的合力仍小于其最大静摩擦力，故其仍静止，A正确，B错误；
CD.当F平行于斜面向上时，若F=mgsinθ，则物块不受摩擦力，即摩擦力减小；若F>mgsinθ，则物块具有沿斜面向上的运动趋势，故其受的静摩擦力沿斜面向下，即摩擦力先减小后增大；若F
5.[来源:2021年云南师大附中高考物理适应性试卷（七）]纳米微吸材料是一种新型材料，用手触碰无粘感，接触到平整光滑的硬性物体时，会牢牢吸附在物体上。图甲是一款表面采用了纳米微吸材料的手机支架，图乙是手机静止吸附在该手机支架上的侧视图，若手机的重力为G，手机和水平面的夹角为θ，下列说法正确的是( )
A. 手机受到的摩擦力大小大于Gsinθ
B. 纳米材料对手机的作用力大小为Gsinθ
C. 若使θ增大(手机保持静止)，纳米材料对手机的作用力也增大
D. 纳米材料对手机的作用力方向竖直向上
【答案】D
【解析】
手机处于静止状态，受力平衡，对手机受力分析，根据平衡条件分析即可。
本题是共点力平衡问题，关键要掌握平衡条件的推论，灵活运用正交分解法，分析力之间的关系，要求同学们能从题目中获取有效信息。
【解答】
A.手机处于静止状态，受力平衡，根据平衡条件可知，在平行手机方向，根据平衡条件，有f=Gsinθ，故A错误。
BD.手机处于静止状态，受力平衡，受到重力和纳米材料对手机的作用力，根据平衡条件可知，纳米材料对手机的作用力大小等于重力，方向与重力方向相反，竖直向上，故D正确，B错误。
C.手机和水平面的夹角θ增大后，根据平衡条件可知，纳米材料对手机的作用力大小仍等于重力，故C错误。
6.[来源:2021年湖南省新高考“八省联考”高考物理适应性试卷]如图，一根质量为m的匀质绳子，两端分别固定在同一高度的两个钉子上，中点悬挂一质量为M的物体。系统平衡时，绳子中点两侧的切线与竖直方向的夹角为α，钉子处绳子的切线方向与竖直方向的夹角为β，则( )
A. tanαtanβ=m+Mm
B. tanαtanβ=m+MM
C. cosαcosβ=Mm+M
D. cosαcosβ=mm+M
【答案】B
【解析】
以整体为研究对象，根据平衡条件分析端点处对绳子的拉力与总重力的关系式；对左半边绳子研究，得到端点和中点绳子的拉力的关系式；再采用比例法求解．
本题是力平衡问题，采用隔离法和整体法研究，如何选择研究对象和如何运用数学知识变形是关键．
【解答】
设两个钉子处对绳的拉力为F1，取绳M和m为一整体，受力分析如图(甲)所示．
由平衡条件得：2F1cosβ=(M+m)g．
设绳子中点设为P点，绳子中点P处张力大小为F2，对绳子中点受力分析如图(乙)所示．
由平衡条件得：2F2cosα=Mg．
再以左半边绳子为研究对象，受力分析如图(丙)所示．
由水平方向合力为零可得：
F1sin β=F2sin α
由以上三式联立可得：tan αtan β=m+MM．
故选B。
7.[来源:2021年广东省新高考“八省联考”高考物理适应性试卷]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
【解析】
本题考查物体的受力分析和平衡条件的应用，基础题。
对玻璃珠受力分析，可知两侧筷子对玻璃珠的合力等于重力，根据受力平衡列方程即可。
【解答】
AB.对玻璃珠受力分析可知，
两侧筷子对玻璃珠的合力等于重力，故AB错误；
CD.由 FN右=mgtanθ ，FN左=mgsinθ
可得：右侧筷子对玻璃珠的弹力不一定比玻璃珠的重力大，
左侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃珠的重力大，故C正确、D错误。
8.[来源:2021年重庆市新高考“八省联考”高考物理适应性试卷]如图所示，垂直墙角有一个截面为半圆光滑柱体，用细线拉住的小球静止靠在接近半圆底端的M点。通过细线将小球从M点缓慢向上拉至半圆最高点的过程中，细线始终保持在小球处与半圆相切。下列说法正确的是( )
A. 细线对小球的拉力先增大后减小
B. 小球对柱体的压力先减小后增大
C. 柱体受到水平地面的支持力逐渐减小
D. 柱体对竖直墙面的压力先增大后减小
【答案】D
【解析】
以小球为对象进行受力分析，根据平衡条件可得求解细线对小球的拉力和柱体对小球支持力表达式，由此分析；
以圆柱体为对象，竖直方向、水平方向根据平衡条件得到柱体受到水平地面的支持力和竖直墙面对圆柱体的支持力表达式，再进行分析。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。注意整体法和隔离法的应用。
【解答】
AB.设小球的质量为m，小球与圆柱体圆心连线与水平方向的夹角为θ，以小球为对象，小球受到重力、支持力和拉力，如图所示，根据平衡条件可得：F=mgcosθ，N=mgsinθ；细线将小球从M点缓慢向上拉至半圆最高点的过程中θ增大，所以细线对小球的拉力减小，圆柱体对小球的支持力增大，根据牛顿第三定律可得小球对柱体的压力增大，故AB错误；
CD.设圆柱体的质量为M，以圆柱体为对象，竖直方向根据平衡条件可得：F地=Mg+Nsinθ=Mg+mgsin2θ，θ增大，圆柱体受到水平地面的支持力逐渐增大；
水平方向根据平衡条件可得：F墙=Ncosθ=mgsinθcosθ=12 mgsin2θ，当θ=45°时，墙对圆柱体的支持力最大，所以墙对圆柱体的支持力先增大后减小，根据牛顿第三定律可得圆柱体对竖直墙面的压力先增大后减小，故D正确，C错误。
故选D。
9.[来源:2021年江苏省新高考“八省联考”高考物理适应性试卷]如图所示，对称晾挂在光滑等腰三角形衣架上的衣服质量为M，衣架顶角为120º，重力加速度为g，则衣架右侧对衣服的作用力大小为
A. 12Mg
B. 33Mg
C. 32Mg
D. Mg
【答案】B
【解析】
以衣服为研究对象，分析受力情况，由平衡条件求衣架一侧对衣服的作用力大小。
本题的关键是正确进行受力分析，根据平衡条件列方程求解，要注意几何关系的运用。
【解答】
分析衣服的受力情况：重力、两侧衣架的支持力，根据对称性知两侧衣架对衣服的支持力大小相等，设为F。
根据几何关系得F与竖直方向的夹角为30°，由平衡条件得：
2Fcos30°=G
得：F=33G，故ACD错误，B正确。
故选B。
10.[来源:2021年河南省濮阳一中高考物理摸底试卷（3月份）]如图所示，长为l的细线吊着一个小球，静止时处于P点，细线竖直．第一次用一个水平力缓慢拉小球到Q点，此时细线与竖直方向的夹角为θ=60∘，此过程中拉力的最大值为F1；第二次用一个水平恒力F2拉小球，使小球运动到Q点时速度刚好为零，则F1F2为( )
A. 3 B. 3 C. 1 D. 33
【答案】A
【解析】
第一次根据共点力平衡列方程求解，第二次用一个水平恒力F2拉小球，恒力做功表达式为：W= Fscosθ，题中拉力为恒力，根据机械能守恒，故可以直接根据公式列式求解，求出F1F2。
【解答】
设小球的质量为m，第一次用一个水平力缓慢拉小球到Q点，根据共点力的平衡，F=Gtanθ°，所以拉力最大时，细线与竖直方向的夹角为θ=60°，此时F1=Gtan60°①；第二次恒力做功，根据机械能守恒，表达式为：W= F2scosθ=F2sin60°l=mg(l-lcos60°)，F2=mg(l-lcos60°)sin60°l②，联立①②可以求出F1F2=3；故A正确。
故选A。
11.[来源:2021年辽宁省新高考“八省联考”高考物理适应性试卷]如图所示，用轻绳系住一质量为2m的匀质大球，大球和墙壁之间放置一质量为m的匀质小球，各接触面均光滑。系统平衡时，绳与竖直墙壁之间的夹角为α，两球心连线O1O2与轻绳之间的夹角为β，则α、β应满足( )
A. tanα=3cotβ
B. 2tanα=3cotβ
C. 3tanα=tan(α+β)
D. 3tanα=2tan(α+β)
【答案】C
【解析】
解：设绳子拉力为F，墙壁支持力为N，两球之间的压力为T，将两个球作为一个整体进行受力分析，如图1所示；
根据平衡条件可得：N=3mgtanα ①
对小球进行受力分析，如图2所示，根据平衡条件可得：N=mgtanθ
根据几何关系可得θ=α+β，则N=mgtan(α+β) ②
联立①②得：3tanα=tan(α+β)，故C正确、ABD错误。
故选：C。
将两个球作为一个整体进行受力分析，根据平衡条件求解墙的支持力表达式；对小球进行受力分析，再次根据平衡条件求解墙的支持力，由此分析。
12.[来源:2021年1月浙江省普通高校招生选考物理试卷]如图所示，电动遥控小车放在水平长木板上面，当它在长木板上水平向左加速运动时，长木板保持静止，此时( )
A. 小车只受重力、支持力作用
B. 木板对小车的作用力方向水平向左
C. 木板对小车的作用力大于小车对木板的作用力
D. 木板对小车的作用力与小车对木板的作用力大小一定相等
【答案】D
【解析】
解：A、小车加速向左运动，受到自身的重力和电机的驱动力，受到长木板对小车的支持力和阻力，故A错误；
B、木板对小车的作用力包括竖直向上的支持力和水平方向的阻力，根据平行四边形定则可知合力方向一定不在水平方向，故B错误；
CD、木板对小车的作用力与小车对木板的作用力是一对相互作用力，等大反向，C错误，D正确。
故选：D。
对小车和木板正确的受力分析，知道木板对小车的作用力包含支持力和摩擦力，明确作用力与反作用力大小相等，方向相反。
本题主要考查了受力分析，判断出物体受到力的个数，明确作用力与反作用力的特点即可。
13.[来源:2021年湖北省新高考“八省联考”高考物理适应性试卷]如图所示，矩形平板ABCD的AD边固定在水平面上，平板与水平面夹角为θ，AC与AB的夹角也为θ。质量为m的物块在平行于平板的拉力作用下，沿AC方向匀速运动。物块与平板间的动摩擦因数μ=tanθ，重力加速度大小为g，拉力大小为( )
A. 2mgsinθcosθ2 B. 2mgsinθ C. 2mgsinθ2 D. mgsinθcosθ2
【答案】A
【解析】
以物块为研究对象进行受力分析，其中摩擦力的方向与物块相对于斜面运动方向相反，根据力的合成结合余弦定理进行解答。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，关键是能够确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成，根据余弦定理进行解答。注意：滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。
【解答】
以物块为研究对象，受到重力、支持力、拉力和摩擦力作用，其中摩擦力的方向与物块相对于斜面运动方向相反，如图所示；
重力沿斜面向下的分力为mgsinθ，摩擦力为：f=μmgcosθ，
根据余弦定理可得：F= (mgsinθ)2+f2-2fmgsinθcos(π-θ) =2mgsinθcosθ2，故A正确、BCD错误。
故选A。
14.[来源:2021河南省模拟题]如图所示，AC是上端带定滑轮的固定竖直杆，质量不计的轻杆BC一端通过铰链固定在C点，另一端B悬挂一重为G的重物，且B端系有一根轻绳并绕过定滑轮A.现用力F拉绳，开始时∠BCA>90°，使∠BCA缓慢减小，直到杆BC接近竖直杆AC.此过程中，杆BC所受的力( )
A. 大小不变 B. 逐渐增大 C. 逐渐减小 D. 先增大后减小
【答案】A
【解析】
解：以B点为研究对象，分析受力情况：重物的拉力T(等于重物的重力G)、轻杆的支持力N和绳子的拉力F，作出力图如图，
由平衡条件得知，N和F的合力与T大小相等，方向相反，根据三角形相似可可得：
NBC=FAB=TAC
又T=G，AC和BC不变，则N和T不变。
故A正确，BCD错误。
故选：A。
以B点为研究对象，分析其受力情况，作出受力图，利用三角形相似法，得出各力与三角形ABC三边边长的关系，再分析其变化。
本题涉及非直角三角形的力平衡问题，采用三角形相似，得到力与三角形边长的关系，再分析力的变化，是常用的方法。
15.[来源:2021年江苏省无锡市高考物理质检试卷（2月份）（一模）]地摊经济是2020年的热门话题。某热狗摊位上的一个简化模型如图：一根热狗静止在两根水平的平行圆柱上，将热狗视为质量为m的匀质圆柱体，若热狗和圆柱截面的半径均为R，两柱轴心的间距为2.4R，不计摩擦，则热狗对每根圆柱的压力大小为( )
A. 35mg B. 58mg C. 45mg D. 56mg
【答案】B
【解析】
解：对热狗进行受力分析，受到重力mg、两金属圆柱对热狗的支持力N1、N2，如图所示：
N1、N2的合力与重力大小相等，方向相反；
根据几何关系可知，sinθ=2.4R22R=0.6，cosθ=0.8，单根金属圆柱对热狗的弹力N1=N2=mg2cosθ=mg2×0.8=58mg，
根据牛顿第三定律可知热狗对每根圆柱的压力大小为58mg，故B正确、ACD错误。
故选：B。
设单根金属圆柱对热狗的弹力在竖直方向的方向夹角为θ，对热狗进行受力分析，根据平衡条件建立方程求出单根金属圆柱对热狗的弹力大小。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。
16.[来源:2021年上海市嘉定区高考物理一模试卷]如图所示，一物块放在倾斜的木板上，当木板的倾角增大时，物体由静止变为运动，发现倾角θ为30°和37°时，物块所受摩擦力的大小恰好相等，则物块与木板间的动摩擦因数为( )
A. 12 B. 33 C. 58 D. 34
【答案】C
【解析】
解：当木板倾角是30°时，物块受到是静摩擦力，其大小等于mgsin30°。
当木板倾角是37°时，物块受到是滑动摩擦力，其大小等于μmgcos37°。
由题意可得：μmgcos37°=mgsin30°
解之得：μ=58，故C正确，ABD错误。
故选：C。
木板的倾角不同而物块所受摩擦力的大小却恰好相同，则可得它们一个静摩擦力，另一个是滑动摩擦力。
由静止可列出平衡方程，求出静摩擦力大小与重力的关系。
再由运动可由滑动摩擦力的公式，求出滑动摩擦大小与重力的关系，从而算出物块与木板间的动摩擦因数。
求摩擦力的大小时，先区别是静摩擦还是滑动摩擦，然后再选择求大小的方法。若是静摩擦力则利用平衡来求出静摩擦力的大小，若是滑动摩擦力则是利用滑动摩擦力与正压力成正比来计算出大小。
17.[来源:2021年江苏省扬州市高考物理调研试卷（2月份）（一模）]如图所示为汽车内常备的“菱形千斤顶”，摇动手柄使螺旋杆转动，A、B间距离发生改变，从而实现重物的升降。若物重为G，螺旋杆保持水平，AB与BC之间的夹角为θ=30°，不计杆件自重，则螺旋杆的拉力大小为( )
A. 32G B. G C. 3G D. 23G
【答案】C
【解析】解：根据题意，“菱形千斤顶”C点受到的压力G分解沿两臂的两个分力F1，根据对称性可知，两臂受到的压力大小相等，如图1所示。
根据几何关系可得：2F1sinθ=G
解得AC杆的弹力大小：F1=G2sinθ；
对“菱形千斤顶”A点受力分析如图2所示，
由平衡条件得：F=2F1cosθ
联立解得：F=Gtanθ=G33=3G，故C正确、ABD错误。
故选：C。
将物重G对千斤顶的压力分解沿两臂的两个分力，根据对称性可知，两臂受到的压力大小相等，根据几何知识求解两臂受到的压力大小；对A点受力分析，由平衡条件，求螺旋杆AB的拉力大小。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。
18.[来源:2021年河南省濮阳一中高考物理摸底试卷（3月份）]如图所示，用绝缘细线把小球A悬于O点，静止时恰好与另一固定于O点正下方的小球B接触。现使两球带同种电荷，细线将偏离竖直方向某一角度θ1，此时细线中的张力大小为T1，库仑斥力为F1；若增加两球的带电量，悬线偏离竖直方向的角度将增大为θ2，此时细线中的张力大小为T2，库仑斥力为F2，则( )
A. T1
【答案】B
【解析】解：小球A的受力情况如图所示，重力mg、悬线张力T、库仑斥力F，这三个力的合力为0。
因此这三个力构成封闭的力的三角形，且正好与几何三角形OA'B相似，则有：mgOB=TOA'，
因为OA'=OB，所以T=mg.即T与θ无关，则有T1=T2，故B正确，ACD错误。
故选：B。
对小球A的受力情况进行分析，运用三角形相似法，根据平衡条件得到悬线中的张力大小与OA、OB的关系，即可求解。
本题从小球的受力分析出发寻求正确的答案，采用三角形相似法处理，比较简单，也可以运用函数法研究。
19.[来源:2021年广东省东莞市高考物理模拟试卷]如图所示，人和物体均处于静止状态。人拉着轻绳在水平地面上后退一步后，人和物体仍保持静止。不计绳与滑轮的摩擦。下列说法中正确的是( )
A. 绳的拉力变小
B. 人所受合力变小
C. 地面对人的摩擦力变小
D. 人对地面的压力变大
【答案】C
【解析】解：A、物体始终处于静止状态，所以轻绳对物体的拉力始终等于mg，保持不变，故A错误；
B、人保持静止状态，合力始终为零，保持不变，故B错误；
CD、对人受力分析，受到重力、支持力、轻绳拉力以及摩擦力，将轻绳拉力进行正交分解如图所示：
由平衡条件得：
N+mgsinθ=Mgf=mgcosθ
当人拉着绳向左后退一步后，θ将变大：
所以地面对人的摩擦力f=mgcosθ会变小，地面对人的支持力N=Mg-mgsinθ也将变小，根据牛顿第三定律可得人对地面的压力变小，故C正确、D错误。
故选：C。
当人拉着绳向左后退一步后，人和物仍保持静止，所以人和物始终处于平衡状态，分别对物体和人受力分析并应用平衡条件分析即可．
本题为平衡条件的应用之动态分析问题，常用的方法是画图法和解析式法，一般物体受3个力时常用画图法，受4个以上的力时用解析式法。
20.[来源:2021四川省成都市模拟题]如图所示，质量为M的斜面体A放在粗糙水平面上，用轻绳拴住质量为m的小球B置于斜面上，轻绳与斜面平行且另一端固定在竖直墙面上，不计小球与斜面间的摩擦，斜面体与墙不接触，整个系统处于静止状态.则( )
A. 斜面体对水平面的压力等于(M+m)g
B. 水平面对斜面体有向左的摩擦力作用
C. 当斜面体缓慢向右移动时，斜面对小球的支持力变小
D. 当斜面体缓慢向右移动时，细线对小球的拉力变大
【答案】D
【解析】
解：以斜面体和小球整体为研究对象受力分析，
A、竖直方向：N=(m+M)g-Tsinθ，可见N<(M+m)g，根据牛顿第三定律：斜面体对水平面的压力N'=N<(M+m)g故A错误；
B、水平方向：f=Tcosθ，方向水平向右，故B错误；
C、当斜面体缓慢向右移动时，绳子与水平方向夹角变小，则竖直方向分力变小，斜面对小球的支持力变大，故C错误；
D、当斜面体缓慢向右移动时，将小球重力分解：
由图解法知T变大，故D正确；
故选：D。
以斜面体和小球整体为研究对象受力分析，根据平衡条件求斜面体受到的支持力和摩擦力．
本题采用整体法分析问题较简单，作出力图结合平衡条件分析即可．采用整体法时球与斜面间的作用力不用分析．
21.[来源:2021年江苏省扬州市高考物理调研试卷（2月份）（一模）]如图所示为冲关游戏的一个项目，导轨倾斜固定，倾角为α，导轨内置一滑轮，绳子一端与滑轮相连，另一端与抱枕相连。选手抱住抱枕后沿导轨下滑，绳与竖直方向夹角为β，且保持不变。已知抱枕质量为m1，选手质量为m2，不计一切阻力，下列说法正确的是( )
A. 选手与抱枕一起做匀速直线运动
B. 绳子对抱枕的作用力大小为(m1+m2)gcosβ
C. 抱枕对选手的作用力大小为m2gcosβ
D. 选手质量越大，β角越小
【答案】C
【解析】
解：A、由于不计一切阻力，系统具有相同的加速度，根据牛顿第二定律可得：a=(m1+m2)gsinα(m1+m2)=gsinα，选手与抱枕一起做匀加速直线运动，故A错误；
B、以选手与抱枕整体为研究对象，受到重力和绳子的拉力作用，合力方向沿斜面向下，则有(m1+m2)gsinβ=(m1+m2)a，解得a=gsinβ，所以α=β，即绳子的拉力方向垂直于导轨，则绳子对抱枕的作用力大小为F拉=(m1+m2)gcosβ，故B错误；
C、以选手为研究对象，选手受到重力和抱枕对选手的作用力，二者的合力沿导轨向下，根据力的合成可得抱枕对选手的作用力大小为m2gcosβ，故C正确；
D、无论选手质量多大，始终存在α=β，所以β角的大小与选手的质量无关，故D错误。
故选：C。
由于不计一切阻力，系统具有相同的加速度，根据牛顿第二定律分析加速度大小，由此确定运动情况；分析α与β的大小关系确定绳子的方向，根据力的合成求解绳子对抱枕的作用力大小以及抱枕对选手的作用力大小；无论选手质量多大，始终存在α=β。
解决本题的关键能够正确地受力分析，抓住它们的加速度相同，结合牛顿第二定律进行求解，掌握整体法和隔离法的灵活运用。
22.[来源:2021年安徽省蚌埠市高考物理二模试卷]如图，一粗糙斜面放在水平地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一轻质细绳跨过定滑轮，一端悬挂物块N，另一端与斜面上的物块M相连，整个装置向左匀速运动。某时刻斜面突然减速，整个过程M始终相对斜面保持静止，则在斜面刚减速时( )
A. 细绳的张力大小可能减小 B. 细绳的张力大小一定不变
C. M所受斜面的摩擦力大小可能减小 D. M所受斜面的摩擦力大小一定不变
【答案】C
【解析】
解：AB、整个装置向左匀速运动，此时绳的拉力与物块N的重力大小相等，某时刻斜面突然减速，由于惯性，物块N以定滑轮为圆心，向左做圆周运动，根据牛顿第二定律可得F-mNg=mv2r，故F>mNg，故AB错误；
CD、整个装置向左匀速运动，物块M相对斜面静止，处于平衡状态，此时物块M受到的摩擦力可能沿斜面向下，沿斜面向上或者为零，当受到的摩擦力沿斜面向上时，当刻斜面突然减速，绳上的拉力增大，故物块M受到的摩擦力可能减小，故C正确，D错误；
故选：C。
当整体做匀速运动时，通过对物块N的受力分析，判断出绳子的拉力大小，当刻斜面突然减速，由于惯性，物块N以定滑轮为圆心做圆周运动，根据牛顿第二定律求得绳子的拉力，由于物块M始终处于静止状态，对物块受力分析，根据共点力平衡即可判断出物块M受到的静摩擦力变化情况。
本题主要考查了牛顿第二定律，关键是正确的的分析出物块N和M的运动状态，根据牛顿第二定律和共点力平衡即可判断。
23.[来源:2021上海市市辖区模拟题]如图所示，斜面上放一物体A恰好能匀速下滑，如果在物体A上再施加一个力F，使A仍匀速下滑，关于力F的方向，下列说法正确的是( )
A. 垂直斜面向下 B. 竖直向下 C. 水平向左 D. 水平向右
【答案】B
【解析】
解：设物体的质量为m、物体与斜面间的动摩擦因数为μ、斜面的倾角为θ。
由于施加外力F前物体A匀速下滑，根据平衡条件可得：mgsinθ=μmgcosθ，解得：gsinθ=μgcosθ。
A、如果施加的力F垂直斜面向下，正物体与斜面间的压力增大、摩擦力增大、重力沿斜面向下的分力不变，物体减速运动，故A错误；
B、如果施加的外力F竖直向下，则有：(mg+F)sinθ=μ(mg+F)cosθ，物体仍匀速下滑，故B正确；
C、如果施加的力F水平向左，正物体与斜面间的压力增大、摩擦力增大、且力F在沿斜面方向的分力沿斜面向上，重力沿斜面向下的分力不变，物体减速运动，故C错误；
D、如果施加的力F水平向右，正物体与斜面间的压力减小、摩擦力减小、且力F在沿斜面方向的分力沿斜面向下，重力沿斜面向下的分力不变，物体加速运动，故D错误。
故选：B。
由于施加外力F前物体A匀速下滑，根据平衡条件可得：mgsinθ=μmgcosθ，根据力F的方向，分析物体是否受力平衡，由此确定运动情况。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。
24.[来源:2021年上海市杨浦区高考物理一模试卷]如图，一个物体在水平推力F的作用下静止在粗糙斜面上，该物体受到的力的个数是( )
A. 2个或3个
B. 2个或4个
C. 3个或4个
D. 4个或5个
【答案】C
【解析】
解：对物体受力分析，如下：地球上的物体都受重力；
物体与斜面间相互挤压，故一定受到支持力；
当推力和重力的合力与斜面垂直时，物体不受静摩擦力；当推力和重力的合力与斜面不垂直时，物体相对斜面有滑动趋势，受静摩擦力；
已知力F；
故物体可能受3个力，也可能受4个力；故ABD错误，C正确。
故选：C。
受力分析的一般顺序：先分析场力(重力、电场力、磁场力)，再分析接触力(弹力、摩擦力)，最后分析其他力，由此分析即可。
解力学题，重要的一环就是对物体进行正确的受力分析．由于各物体间的作用是交互的，任何一个力学问题都不可能只涉及一个物体，力是不能离开物体而独立存在的．所以在解题时，应根据题目的要求，画一简图，运用“隔离法”(整体法也是隔离法)，进行受力分析．由于物质分为实体与场，所以，力的作用方式也分为两类，一类是实物对研究对象的作用，其特点是施力物与研究对象直接接触(如摩擦力、空气阻力、弹力等)；另一类是物体通过它所激发的场对研究对象的作用，其特点是激发场的物体与研究对象不直接接触(如重力、静电力等)．
25.[来源:2021年广东省河源市源城区高考物理模拟试卷（2月份）]如图1所示，吊车是建筑工地常用的一种大型机械。为了便于研究问题，将它简化成如图2所示的模型，硬杆OB的一端装有定滑轮，另一端固定在车体上；质量不计的绳索绕过定滑轮吊起质量为m的物体匀速上升，不计定滑轮质量和滑轮与轴承之间的摩擦，重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. OA段绳索受到的拉力小于mg B. OA段绳索受到的拉力大于mg
C. OB杆对定滑轮的支持力小于2mg D. OB杆对定滑轮的支持力大于2mg
【答案】C
【解析】
解：AB、OA段绳索受到的拉力与OC段受到的拉力相等，对物体根据平衡条件可得绳索对物体的拉力大小为T=mg，所以OA段绳索受到的拉力等于mg，故AB错误；
CD、设两段绳索之间的夹角为2θ，由于同一条绳索拉力相等，则两段绳索的合力沿角平分线方向，如图所示；根据平衡条件可得：2Tcosθ=F，解得：F=2mgcosθ；由于θ>0，所以OB杆对定滑轮的支持力F<2mg，故C正确、D错误。
故选：C。
以物体为研究对象，根据平衡条件求解绳索的拉力；以O处滑轮为研究对象，根据平衡条件分析OB杆对定滑轮的支持力。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，关键是能够确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成，然后建立平衡方程进行解答。
26.[来源:2021年上海市虹口区高考物理一模试卷]如图所示，底部装有4个轮子的行李箱a竖立、b平卧放置在公交车上，箱子四周均有一定空间。当公交车( )
A. 缓慢起动时，a、b均相对于公交车向后运动
B. 急刹车时，行李箱a相对于公交车向前运动
C. 缓慢转弯时，a、b均相对于公交车向外侧运动
D. 急转弯时，行李箱a相对于公交车向内侧运动
【答案】B
【解析】
根据缓慢起动或急刹车时，分析汽车的加速度的大小分析两只行李箱是否会相对车子运动；同理分析缓慢转弯或急转弯向心加速度的大小确定行李箱是否相对汽车向外运动。
本题主要是考查牛顿第二定律的综合应用，知道两个物体发生相对运动时加速度大小不同，导致速度不同而分离。
【解答】
设行李箱a竖立时与汽车发生相对运动的加速度为a1，行李箱b平放时与汽车发生相对运动的加速度为a2，根据实际情况可知a1
B、急刹车时，汽车减速运动的加速度很大，行李箱a一定相对车子向前运动，故B正确；
C、缓慢转弯时，只要转动的向心加速度小于a1，两只行李箱不会相对车子向外侧运动，故C错误；
D、急转弯时，行李箱a可能会相对车子向外侧运动，不会相对车子向内侧运动，故D错误。
故选：B。
27.[来源:2021年上海市闵行区高考物理一模试卷]如图，一机械臂铁夹夹起质量为m的小球，机械臂与小球沿水平方向做加速度为a的匀加速直线运动，则铁夹对球的作用力( )
A. 大小为mg，方向竖直向上
B. 大小为ma，方向水平向右
C. 大小与小球的加速度大小无关
D. 方向与小球的加速度大小有关
【答案】D
【解析】
解：AB、对小球受力分析可知，小球受重力、铁夹对球的作用力，当机械臂与小球沿水平方向做加速度为a的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可知，合力沿水平方向，则铁夹对球的作用力斜向上方，故AB错误；
C、根据平行四边形定则，铁夹对球的作用力大小为：F=(mg)2+(ma)2，与加速度大小有关，故C错误；
D、合力方向水平，设铁夹对球的作用力与竖直方向成θ，由矢量三角形可得：tanθ=mamg=ag，方向与小球的加速度大小有关，故D正确；
故选：D。
对小球受力分析，根据牛顿第二定律确定球的受力情况。
本题考查牛顿第二定律，要注意小球在竖直方向上受到静摩擦力作用，注意静摩擦力的大小与正压力大小无关。
28.[来源:2021河南省模拟题]如图所示，在水平地面固定着一个四分之一圆弧轨道A，左侧紧靠竖直墙，底端与水平面相切。若将一光滑圆球B(视为质点)从圆弧的底部往上推，推力始终沿轨道切线方向。设轨道A对圆球B的支持力为F1，B受到的推力为F2。若向上缓慢推动圆球B少许后，下列说法正确的是( )
A. F1增大，F2减小 B. F1减小，F2减小
C. F1减小，F2增大 D. F1增大，F2增大
【答案】C
【解析】
解：以圆球为研究对象，受到重力、圆弧轨道的支持力和推力F的作用，设推力F与竖直方向的夹角为θ，如图所示：
根据平衡条件可得：F1=Gsinθ，F2=Gcosθ，向上缓慢推动圆球B少许后，θ变小，则F1减小、F2增大，故C正确、ABD错误。
故选：C。
以圆球为研究对象进行受力分析，设推力F与竖直方向的夹角为θ，根据几何关系得F1和F2的表达式进行分析。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。
二、多选题（本大题共1小题）
30.[来源:2021河南省模拟题]如图所示，水平地面上有一斜面体B，质量2kg，倾角θ=37°；斜面体上有一小物块A，质量1kg，物块A与斜面体B之间的动摩擦因数为0.5。给小物块A施加一个垂直斜面向下的作用力F，让小物块A沿斜面加速下滑，加速度大小1m/s2，斜面体B始终保持静止不动，重力加速度取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则( )
A. 作用力F大小为10N
B. 地面对斜面体B的摩擦力方向水平向左
C. 地面与斜面体B之间的摩擦力大小为6N
D. 斜面体B对地面的压力大小为31N
【答案】BD
【解析】
解：A、对A物体进行受力分析，受重力，支持力和摩擦力，根据牛顿第二定律可得：mgsinθ-f=ma，而f=μFN，FN=mgcosθ+F，解得F=2N，故A错误；
B、对B进行受力分析，B受重力Mg，支持力FN'，压力F压，地面的摩擦力f，A对B的摩擦力fA，处于平衡状态，根据受力平衡可知，地面对B的摩擦力水平向左，B正确；
CD、根据平衡可知FN'=Mg+F压cosθ+fA sinθ
f'=F压sinθ-fA cosθ
解得FN'=31N，f'=2N
所以C错误，D正确；
故选：BD。
分别对A、B进行受力分析，根据不同的运动状态列牛顿第二定律的表达式。
本题主要考查了牛顿第二定律的应用和受力分析，由正交分解列式求解即可，注意两个物体运动状态不同，应用隔离的思想来解题。
相关试卷
专题19 电学实验-2021年高考物理各地市模拟题专题汇编： 这是一份专题19 电学实验-2021年高考物理各地市模拟题专题汇编，文件包含专题19电学实验解析版-2021年高考物理各地市模拟题专题汇编docx、专题19电学实验原卷版-2021年高考物理各地市模拟题专题汇编docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共36页， 欢迎下载使用。
专题18 力学实验-2021年高考物理各地市模拟题专题汇编： 这是一份专题18 力学实验-2021年高考物理各地市模拟题专题汇编，文件包含专题18力学实验解析版-2021年高考物理各地市模拟题专题汇编docx、专题18力学实验原卷版-2021年高考物理各地市模拟题专题汇编docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共26页， 欢迎下载使用。
专题16 光学-2021年高考物理各地市模拟题专题汇编： 这是一份专题16 光学-2021年高考物理各地市模拟题专题汇编，文件包含专题16光学解析版-2021年高考物理各地市模拟题专题汇编docx、专题16光学原卷版-2021年高考物理各地市模拟题专题汇编docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共25页， 欢迎下载使用。
