相互作用力 高频考点梳理 专题练 2026届高考物理复习备考

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相互作用力 高频考点梳理 专题练
2026届高考物理复习备考
一、单选题
1．如图所示，半径为R的光滑圆环竖直固定，原长为的轻质弹簧一端固定在圆环的最高点A，另一端与套在环上的质量为m的小球相连。小球静止在B点时，弹簧与竖直方向夹角θ=30°，已知重力加速度大小为g，则（　　）
A．小球对圆环的弹力方向背离圆心
B．圆环对小球的弹力大小为
C．弹簧的劲度系数为
D．若换用原长相同，劲度系数更大的轻质弹簧，小球将在B点下方达到受力平衡
2．图甲是学校篮球存放架，支撑篮球的两个横杆一高一低，其右视图简化为图乙所示。若已知篮球重力大小为，较低的水平横杆a对篮球的支持力大小为，较高的水平横杆b对篮球的支持力大小为，a、b两杆的距离正好等于篮球半径的倍，忽略杆的粗细，不计一切摩擦，则、、的关系为（　　）
A． B． C． D．
3．如图，水平细杆上套一环A，环A与球B间用一轻绳相连，质量分别为、，由于球B受到水平风力作用，环A与球B一起向右匀速运动。已知细绳与竖直方向的夹角为θ，则（　　）
A．环A与水平细杆间的动摩擦因数为
B．若风力缓慢增大，杆对环A的作用力增大
C．若风力缓慢增大，杆对环A的支持力增大
D．若球B受到风力缓慢上升，细绳的拉力逐渐减小
4．如图所示质量为的物体A通过一轻绳跨过光滑定滑轮，轻绳另一端连接一质量为的物块B，现对A施加一水平力F，使物块A在轻绳与竖直方向成θ角状态下平衡，下列说法正确的是（ ）
A．此状态下，图中水平力
B．若只调整F的方向，物体A仍可平衡，F的方向可能竖直向上
C．若只调整F的大小和方向，使F逆时针缓慢旋转90°，物体A始终平衡，则需一直增大物块B的质量
D．若只调整F的大小和方向，使物块A始终平衡，当F取得最小值时，所挂物体B的质量为
5．如图所示，质量为的木块在水平拉力作用下向右滑行．木板处于静止状态，已知木块与木板间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数为，木板质量为。则下列说法错误的是（　　）
A．木块受到木板的摩擦力的大小为，方向水平向左
B．木板受到地面的摩擦力的大小为，方向水平向左
C．木板受到地面的摩擦力的大小为
D．无论怎样改变的大小，木板都不可能运动
6．将一个半球体置于水平地面上，半球的中央有一光滑小孔，上端有一光滑的小滑轮，柔软光滑的轻绳绕过滑轮，两端分别系有质量为、的物体（两物体均可看成质点，悬于空中）时，整个装置处于静止状态，如图所示。已知此时与半球的球心O的连线与水平线成角（，），与半球面的动摩擦因数为，并假设所受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。则在整个装置处于静止的前提下，下列说法正确的是（　　）
A．无论的比值如何，地面对半球体的摩擦力都不为零
B．当时，半球体对的摩擦力为零
C．当时，半球体对的摩擦力的方向垂直于图中的虚线向上
D．当时，半球体对的摩擦力的方向垂直于图中的虚线向下
7．如图所示，光滑圆环竖直固定，A为最高点，橡皮条上端固定在A点，下端连接一套在圆环上的轻质小环，小环位于B点，AB与竖直方向的夹角为30°，用光滑钩拉橡皮条中点，将橡皮条中点拉至C点时，钩的拉力大小为F，为保持小环静止于B点，需给小环施加一作用力F′，下列说法中正确的是（　　）
A．若F′沿水平方向，则F′＝F
B．若F′沿竖直方向，则F′＝F
C．F′的最小值为F
D．F′的最大值为F
二、多选题
8．某飞行器安装了可提供任意方向推力的矢量发动机，总质量为M。飞行器飞行时受到的空气阻力大小与其速率成正比（即，k为常量）。当发动机以最大推力工作时，飞行器竖直下落，经过一段时间后，其匀速下落的速率为；当发动机以最大推力推动飞行器竖直向上运动，经过一段时间后，飞行器匀速向上的速率为。重力加速度大小为g，不考虑空气相对于地面的流动及飞行器质量的变化。下列说法正确的是（　　）
A．发动机的最大推力为
B．当发动机不工作时飞行器匀速下落速度为
C．发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时，飞行器速率为
D．发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时，飞行器速率为
9．如图所示，夹角θ＝30°的光滑三角杆水平固定悬放（两杆构成的面水平），两杆上分别穿有质量均为2kg的小球A、B，两球由一根轻绳连接。现在用沿着OB杆的力将小球B缓慢拉动，直到轻绳被拉直时，测出拉力F＝10N，g取10m/s2，则此时关于两个小球受到的力的说法正确的是（　　）
A．此时绳子与OA杆垂直，绳子张力大小为20N
B．小球B受到杆的弹力大小为
C．OA杆对小球A的弹力方向与轻绳共线
D．小球A受到OA杆的弹力大小为N
10．某班物理兴趣小组在研究三力作用下的平衡问题时，设计了如图所示的简单而常见的情景模型：将一可视为质点的质量为m的小球用轻质柔软的细线悬挂于天花板上的O点，在外力F、细线拉力FT和重力mg的作用下处于平衡状态。细线与竖直方向的夹角为，与F的夹角为，开始时F水平。小组成员经过讨论形成了如下结论，你认为正确的是（　　）

A．保持θ角及小球位置不变，逐渐缓慢减小角直至F竖直向上，则F、FT都逐渐减小
B．保持F水平，逐渐缓慢增大θ角，则F、FT都逐渐增大
C．保持角不变，逐渐缓慢增大θ角，直至悬线水平，则FT逐渐减小，F逐渐增大
D．只增加细线的长度，其他条件不变，F、FT都减小
11．一定质量的实心光滑大球半径为R，放置在固定斜面上（斜面倾角为30°），被一竖直挡板挡住，挡板可绕P点在竖直平面内转动，将一半径为r质量为m的光滑小球放置于大球与挡板之间，整体处于静止状态，如图所示，R=3r，现将竖直挡板顺时针缓慢放平(此过程中大球与挡板始终紧密接触)，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．当整体处于静止状态时小球受挡板的弹力大小为
B．挡板顺时针缓慢放平过程中大球对小球的弹力一直变小
C．挡板顺时针缓慢放平过程中挡板对小球的弹力先变大后变小
D．斜面体对大球的弹力逐渐变大
三、实验题
12．某同学利用如图甲所示装置做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。
实验步骤如下：
①将力传感器 P通过一根轻质细绳提起重物保持静止，记下 P的示数 F；
②将力传感器P、Q分别固定在左右两侧杆上，与 P、Q相连的两根轻质细绳OA、OB 连接的结点O处用轻绳OC系上同一重物。系统静止后，记下O点位置，P、Q的示数，及三细绳的方向OA、OB、OC；
③在白纸上从 O 点沿OC 反向延长做有向线段 ，以为对角线做平行四边形如图乙所示。用毫米刻度尺测出线段 、、的长度分别为
④调整力传感器 Q 的位置，重复以上步骤。
回答下列问题：
(1)下列做法有利于减小实验误差的是（ ）
A．调整力传感器 Q的位置时，必须保证结点 O 的位置不变
B．两侧杆必须用铅垂线调整为竖直放置，不能左右倾斜
C．记录细绳方向时，选取相距较远的两点
D．两个细绳间夹角适当大一些
(2)在误差允许的范围内，若l1、l2、l与F1、F2、F满足关系式 ，则能够证明力的合成遵循平行四边形定则。
(3)某次实验中，若平衡时两细绳OA、OB 互相垂直，保持 OB 绳和结点O 的位置不动，取下力传感器P，将细绳 OA 绕O 点在纸面内顺时针转动一小角度，此过程中 OB绳的拉力 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
四、解答题
13．竖直墙壁的左侧水平地面上，放置一个质量为M的正方体，在墙壁和正方体之间放置一半径为R、质量为m的光滑球，正方体和球均保持静止，如图所示。球的球心为O，与竖直方向的夹角为，正方体与水平地面的动摩擦因数为。（g已知，取最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
（1）正方体和墙壁对球的支持力分别是多大；（用表示角度）
（2）若，保持正方体的质量M不变，增大球的质量，为了不让正方体出现滑动，则球的质量最大为多少。
14．如图所示，两根长度相同间距为R的直木棍AB和CD相互平行，斜靠在竖直墙壁上固定不动．一个重力为G、半径为R的圆柱工件架于两木棍之间，工件与木棍之间滑动摩擦因数为 (最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力)，求：
(1)若木棍与水平方向夹角为30°，试分析该工件的运动情况。
(2)若该工件做匀速直线运动，木棍与水平方向夹角为多少
15．水平面上固定着半径 R=60 cm的薄圆筒，筒中放置着两个圆柱，小圆柱半径 r1=10 cm、重力为 G1 =30 N，大圆柱半径 r2 =30 cm．圆筒和圆柱的中心轴均水平，且圆 筒的中心O与大、小圆柱的切点Q的连线恰好竖直，如图所示．不计一切摩擦，求
（1）筒对小圆柱的支持力 N1和大、小圆柱之间的压力 F；
（2）大圆柱所受重力 G2 ．
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C B A D C B C ABC AD BC
题号 11
答案 ABC
1．C
【详解】A．弹簧处于伸长状态，弹簧弹力F的方向如图所示
小球处于平衡状态，合力为0，故圆环对小球的弹力沿半径向外，由牛顿第三定律知小球对圆环的弹力方向指向圆心，故A错误；
B．由相似三角形法得
可得
故B错误；
C．弹簧的长度为
弹簧的形变量为
由胡克定律
F=kx
可得
解得
故C正确；
D．换用劲度系数更大的某轻质弹簧，若拉伸到同样的长度，小球将上移，则小球将在B点上方达到受力平衡，故D错误。
故选C。
2．B
【详解】由于a、b两杆的距离正好等于篮球半径的倍，可知，对篮球受力分析如图所示
可知与之间的夹角为，根据受力平衡可得
设与竖直方向的夹角为，与竖直方向的夹角为，根据受力平衡可得
，
由于
可得
故选B。
3．A
【分析】先对球B受力分析，受重力、风力和拉力，根据共点力平衡条件列式分析；
对A、B两物体组成的整体受力分析，受重力、支持力、风力和水平向左的摩擦力，再次根据共点力平衡条件列式分析各力的变化。
【详解】D．对球B受力分析，受重力、风力和绳对B球的拉力，如图：
则
若球B受到风力缓慢上升，增大，则T增大，选项D错误；
A．把环和球当作一个整体，对其受力分析，受重力、支持力N、风力F和向左的摩擦力f，如图：
得杆对A环的支持力大小
摩擦力
则A环与水平细杆间的动摩擦因数为
选项A正确；
BC．若风力缓慢增大，两个球整体在竖直方向受重力和支持力依然平衡，故支持力N不变，根据可知滑动摩擦力也不变，故杆对环A的作用力不变，选项BC错误。
故选A。
4．D
【详解】A．由力的合成的知识可得，，A错误；
B．F竖直向上时，物体A的合外力不可能为0，故不能平衡，B错误；
C．由下图可知，当F逆时针旋转时，绳的拉力逐渐减小，所以应该减小物体B的质量，C错误；
D．由力的三角形可知，F取最小值时，其垂直于倾斜绳，此时，D正确。
故选D。
5．C
【详解】A．木块在水平拉力F作用下向右滑行，木块受到木板的摩擦力的大小为μ1mg，方向水平向左，故A正确；
B．以木板为研究对象，木板水平方向两个力：m的向右的滑动摩擦力，大小为
和地面向左的静摩擦力f2，根据平衡条件得
方向水平向左，故B正确；
C．地面对木板的最大静摩擦力为
而题中条件不足，无法判断木板所受的静摩擦力是否达到最大值，所以木板受到地面的摩擦力的大小不一定是μ2(m+M)g，故C错误；
D．无论怎样改变F的大小，木块对木板的滑动摩擦力大小不变，不会大于地面对木板的最大静摩擦力，木板不可能运动，故D正确。
故选C。
6．B
【详解】A．对半球体m1、m2整体受力分析，只受重力和支持力这一对平衡力，相对地面并无运动趋势，故不受摩擦力，故A错误；
B．若半球体对m1的摩擦力为零，对m1受力分析，如图
将重力正交分解，根据共点力平衡条件得到：x方向
T-m1gcos53°=0y方向
N-m1gsin53°=0
据题意
T=m2g
解得
故B正确；
C．当时，有
T=m2g＞mgsin53°
即拉力大于重力的下滑分量，m2有上滑趋势，摩擦力沿切线向下，故C错误；
D．当时，有
T=m2g＜mgsin53°
即拉力小于重力的下滑分量，m2有下滑趋势，摩擦力沿切线向上，故D错误；
故选B。
点睛：隔离法与整体法，不是相互对立的，一般问题的求解中，随着研究对象的转化，往往两种方法交叉运用，相辅相成；所以，两种方法的取舍，并无绝对的界限，必须具体分析，灵活运用；无论哪种方法均以尽可能避免或减少非待求量。
7．C
【详解】A．设橡皮条的拉力大小为T，对C有
2Tcos30°=F
可知
T=F
若F′沿水平方向，小环只受橡皮条的拉力和F′，由平衡条件知
F′=T=F
A错误；
B．若F′沿竖直方向，则有
F′=Ttan30°=F
B错误；
CD．作出小环的受力图，如图所示
由几何知识知，当F′⊥N时，F′有最小值，且最小值为
Fmin′=Tsin30°=F
C正确；
D．根据平行四边形定则可知F′无最大值，D错误。
故选C。
8．ABC
【详解】A．当飞行器匀速向上飞行时，根据受力平衡可知，发动机的最大推力为
故A正确；
B．当飞行器匀速向下运动时，根据受力平衡可得
当飞行器匀速向上飞行时，有
联立可得
当发动机不工作时飞行器达到最大速度为，有
则有
故B正确；
CD．当飞行器水平飞行时，则有
联立可得
解得
故C正确，D错误。
故选ABC。
9．AD
【详解】光滑三角杆水平固定悬放，两球受力立体图如下
AB．此时绳子与OA杆垂直，对B小球水平方向受力分析如图所示
由平衡可得
解得
故A正确；
B．由受力分析图可得，小球B受到杆的弹力与小球B的重力和绳垂直OB方向的分力的合力等大反向，则小球B受到杆的弹力大小为
N
故B错误。
C．由受力分析可知：小球A受重力、绳子拉力、杆对A的作用力，由三力平衡条件可知，OA杆对小球A的弹力与绳的拉力和A的重力的合力等大反向，故OA杆对小球A的弹力方向与轻绳不共线，故C错误；
D．由平行四边形可知，GA与T的合力大小为
NOA杆对小球A的弹力与绳的拉力和A的重力的合力等大反向,故小球A受到OA杆的弹力大小为N，故D正确。
故选AD。
10．BC
【详解】A．如图所示
对小球受力分析，小球受重力、拉力F和细线的拉力FT作用，角不变，角减小到90°时，F最小，因此角减小的过程中，逐渐减小，F先减小后增大，故A错误；
B．保持F水平，则
，角增大时F、都逐渐增大，故B正确；
C．保持角不变，增大角，细线和拉力F的方向都逆时针转动，如图
F水平时最大，水平时F最大，所以逐渐减小，F逐渐增大，故C正确；
D．只增加细线的长度，对F、没有影响，故D错误。
故选BC。
11．ABC
【详解】A．当整体处于静止状态时，对小球进行受力分析，小球受到重力竖直向下，挡板的弹力水平向左，以及实心大球对它的弹力，斜向右上方，与水平方向呈60°夹角，可得小球受挡板的弹力大小为
A正确；
BC．缓慢放平挡板的过程，对小球进行受力分析，大球对小球的弹力，小球的重力和挡板对小球的弹力符合力的矢量三角形，重力不变，大小球对小球的弹力和挡板对小球的弹力夹角不变（挡板水平前），重力方向与大球对小球的弹力之间的夹角逐渐增大，挡板对小球的弹力与重力方向的夹角逐渐减小。由正弦定理
、不变，增大（由60°逐渐增大变为钝角），减小，则大球对小球的弹力先增大后减小，挡板对小球的弹力逐渐减小，直至挡板水平，挡板的弹力等于重力，BC正确；
D．大球与挡板始终接触，最终大球应该在挡板上，此时重力和挡板对它的弹力平衡，不受斜面体的力的作用，故D错误。
故选ABC。
12．(1)CD
(2)
(3)变小
【详解】（1）A．因为两次在结点的下面挂同一质量的物体，则调整力传感器Q的位置时，改变结点O的位置对实验无影响，故A错误；
B．两侧杆左右倾斜，对实验无影响，故B错误；
C．记录绳子方向时，选用较远的两点，这样可减小记录力的方向时产生的误差，故C正确；
D．为了减小误差，拉橡皮条的夹角可以适当大一些，故D正确。
故选CD。
（2）根据力的平衡，可以得到几何三角形和力的三角形会相似
则有
（3）由图可知
稳定时两绳互相垂直，现保持右侧绳和结点O的位置不动，即两个力的合力不变，方向不变，将细绳OA绕O点在纸面内顺时针转动一小角度，OB绳子上拉力变小。
13．（1），；（2）
【详解】（1）对球受力分析，如图所示
根据平衡条件得
，
解得
，
则正方体和墙壁对球的支持力分别是，；
（2）正方体与球组成的系统受力如图所示
由平衡条件得
正方体受到的最大静摩擦力为
正方体不滑动，需要满足
即
若，解得
球的最大质量为为。
14．（1）工件处于静止状态；（2）
【详解】（1）如图情况下，AC间距为R，圆柱工件的半径为R，由几何关系可知，两杆对圆柱体弹力的方向的夹角为60°，则两杆对圆柱体弹力与竖直方向的夹角为30°，重力在平行于杆方向的分力为
G1=Gsin30°=G
最大静摩擦力
因为f>G1，所以工件处于静止状态；
（2）工件做匀速运动，受力平衡
则垂直斜面方向
沿斜面方向
解得
tanθ=1
则
θ=45°
15．（1） ，（2）
【详解】（1）分析小圆柱的受力，如图，平移F、N1、G1，三力首尾相连构成的封闭矢量三角形与△OQO2相似，有
① 其中OO2=50cm，OQ=30cm
解得②
又③
解得④
（2）分析大圆柱的受力，如图，平移F′、N2、G2，三力首尾相连构成的封闭矢量三角形与△OQO1相似，有
⑤
解得
【点睛】三力平衡的基本解题方法：①力的合成、分解法：即分析物体的受力，把某两个力进行合成，将三力转化为二力，构成一对平衡力，二是把重力按实际效果进行分解，将三力转化为四力，构成两对平衡力．②相似三角形法：利用矢量三角形与几何三角形相似的关系，建立方程求解力的方法．应用这种方法，往往能收到简捷的效果．
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