1、专题专题 03 相互作用相互作用 选择题选择题 1.(2021 春 浙江卷)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 2.(2021 广东卷)唐代来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
2、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 3.(2021 四川泸州三模)如图所示， 质量为 M的小车放在光滑的水平地面上， 右面靠着一竖直 墙壁，小车的上表面是一个倾角为的光滑斜面，重力加速度取 g。当有一个质量为 m 的 小物块在斜面上自由下滑的过程中，小车对右侧墙壁的压力大小 F1和对水平地面的压力大 小 F2分别为（ ） A.F1 =mgsincos F2= Mg - mgsin2 B.F1= mgtan F2= Mg+mgsincos C.F1=mgt
3、an F2=Mg +mg - mgcos D.F1=mgsincos F2= Mg+mgcos2 4.(2021 云南曲靖一模)如图所示，一小球被竖直放置的光滑挡板挡在光滑半球面上。现水平 向右缓慢地移动挡板，则在小球运动的过程中(该过程小球未脱高球面且球面始终静止)，挡 板对小球的支持力 F1、半球面对小球的支持力 F2的变化情况是（ ） A.F1增大，F2减小 B.F1增大，F2增大 C.F1减小，F2减小 D.F1减小，F2增大 5.(2021 江苏常州一模)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
4、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。飞机的重力为 G，使飞机实现节油巡航模式的最小推力是 （ ） A.G B. C. D. 6.(2021 河北石家庄一模)如图所示，物体甲放究在水平地面上，通过路过定滑轮的轻绳与小 球乙相连，整个系统处于静止状态。现对小球乙成加一个水平力 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，支持力为 N，则该过程中 下列判断正确的是（ ） A.f变大，F变大 B.f变小，F变大 C.N 变小，F变小 D.N变大，F变小 计算题计算题
5、7.(2021 河北石家庄一模)在竖直墙壁的左侧水平地面上，放置一个边长为 a 正方体 ABCD， 在墙壁和正方体之间放置一半径 R=1m。质量 m=1.5kg 的光滑球，正方体和球均保持静止， 如图所示。球的球心为 O，且 O、B、D三点共线，正方体的边长 aR，正方体与水平地面 的动摩擦因数 3 = 4 ，已知重力加速度 g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 (1)求竖直墙壁对球的弹力大小； (2)改变正方体到墙壁之间的距离，当正方体的右侧面 AB到墙壁的距离小于某值 L时，则无 论球的质量是多少，球和正方体都始终处于静止状态，且球没有掉落地面，求距离 L。 专题专题 03 相互
6、作用相互作用 选择题选择题 1. (2021 春浙江卷)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】 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，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，B错误； CD木板对小车的作用力与小车
7、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。 2. (2021广东卷)唐代来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】 将拉力 F 正交分解如下图所示 则在 x 方向可得出 Fx曲 = Fsi
8、n Fx直 = Fsin 在 y方向可得出 Fy曲 = Fcos Fy直 = Fcos 由题知 则 sin cos 则可得到 Fx曲 Fy直 B正确；故选 B。 3. (2021四川泸州三模)如图所示，质量为 M 的小车放在光滑的水平地面上，右面靠着一竖 直墙壁，小车的上表面是一个倾角为的光滑斜面，重力加速度取 g。当有一个质量为 m 的小物块在斜面上自由下滑的过程中，小车对右侧墙壁的压力大小 F1和对水平地面的压力 大小 F2分别为（ ） A. F1 =mgsincos F2= Mg - mgsin2 B. F1= mgtan F2= Mg+mgsincos C. F1=mgtan F2=M
9、g +mg - mgcos D. F1=mgsincos F2= Mg+mgcos2 【答案】D 【解析】 对小车进行受力分析，如图所示： 小车处于静止状态，受力平衡， 水平方向有 F1=mgcossin 竖直方向有 2 2 cosFMgmg 根据牛顿第三定律可知小车对右侧墙壁的压力大小为 mgcossin； 对水平地面的压力大小为 2 cosMgmg。 故选 D。 4. (2021云南曲靖一模)如图所示，一小球被竖直放置的光滑挡板挡在光滑半球面上。现水 平向右缓慢地移动挡板，则在小球运动的过程中(该过程小球未脱高球面且球面始终静止)， 挡板对小球的支持力 F1、半球面对小球的支持力 F2的变
10、化情况是（ ） A. F1增大，F2减小 B. F1增大，F2增大 C. F1减小，F2减小 D. F1减小，F2增大 【答案】B 【解析】 对小球进行受力分析如图所示 由力的平衡条件可知 1 tanFmg 2 cos mg F 小球运动的过程中， 增大，所以 F1和 F2都增大，故 B 正确，ACD 错误； 故选 B。 5(2021江苏常州一模)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
11、比）为。飞机的重力为 G，使飞机实现节油巡航模式的最小推 力是（ ） AG B C D 本题可以根据题意画出受力分析图， 将推力分解到水平和竖直方向， 列出共点力平衡的等式， 再结合数学知识求最值。 【解答】解：飞机受到重力 G、发动机推力 F1、升力 F2 和空气阻力 f，重力的方向竖直向 下，升力 F2的方向竖直向上，空气阻力 f 的方向与 F2垂直，如图 歼20 战斗机沿水平方向超音速匀速巡航，则有水平方向 Fxf 竖直方向 F2+FyG 其中 F2f 解得 FyGf 则 结合数学知识可知 F12表达式为开口向上，对称轴为G 的抛物线，即当G 时取得最小值，将其代入 F12表达式， 解得
12、，故 ABC 错误，D 正确 故选：D。 【点评】本题考查共点力平衡知识，要求学生运用力的分解，并结合数学知识解决问题，综 合性较强。 6. (2021河北石家庄一模)如图所示，物体甲放究在水平地面上，通过路过定滑轮的轻绳与 小球乙相连，整个系统处于静止状态。现对小球乙成加一个水平力 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，支持力为 N，则该过程 中下列判断正确的是（ ） A. f变大，F变大 B. f变小，F 变大 C. N 变小，F变小 D. N变大，F 变小 【答案】A 【解析】 以小球乙为研究对象受力分析，设绳与竖直方向的夹角为，根据平衡条
13、件可得，水平拉 力为tanFmg 可见水平拉力 F逐渐增大，绳子的拉力为 cos mg T 绳子的拉力也是逐渐减小，以物体甲为研究对象受力分析，根据平衡条件，物体甲受地面的 摩擦力与绳子的拉力的水平方向的分力 cos x TT + sin =N Tm g 甲 故摩擦力方向向左，不变，变大，N增大，则有 cos cos mg f 逐渐变大。 故选 A。 计算题计算题 7. (2021 河北石家庄一模)在竖直墙壁的左侧水平地面上， 放置一个边长为 a正方体 ABCD， 在墙壁和正方体之间放置一半径 R=1m。质量 m=1.5kg 的光滑球，正方体和球均保持静止， 如图所示。球的球心为 O，且 O、
14、B、D三点共线，正方体的边长 aR，正方体与水平地面 的动摩擦因数 3 = 4 ，已知重力加速度 g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 (1)求竖直墙壁对球的弹力大小； (2)改变正方体到墙壁之间的距离，当正方体的右侧面 AB到墙壁的距离小于某值 L时，则无 论球的质量是多少，球和正方体都始终处于静止状态，且球没有掉落地面，求距离 L。 【答案】(1) 15N；(2)1.6m 【解析】 (1)由几何关系得 tan1 以球为研究对象，受力如图，小球受力平衡，墙壁对球的弹力 2 tanNmg 解得 2 15NN (2)以正方体和球整体为研究对象竖直方向受重力（M+m）g 和地面的支持力 FN， 水平方向受墙壁的弹力 N2和地面的摩擦力 Ff，根据平衡条件有 N FMm g 2f NmgtanF fN FF 解得 ()3() tan 4 mMmM mm 无论球的质量是多少都必须满足以上条件，则 3 tan 4 最大为 m=37 ，此时 L=R+sinm 解得 L=16m
