高中物理相互作用的基本方法技巧及练习题及练习题(含答案)及解析

1、高中物理相互作用的基本方法技巧及练习题及练习题( 含答案 ) 及解析一、高中物理精讲专题测试相互作用1 如图所示，放在粗糙的固定斜面上的物块a 和悬挂的物体b 均处于静止状态轻绳ao绕过光滑的定滑轮与轻弹簧的右端及轻绳 bo 的上端连接于 o 点， 轻弹簧中轴线沿水平方向，轻绳的 oc 段与竖直方向的夹角 =53，斜面倾角 =37， 物块 a 和 b 的质量分别为 ma=5kg ， mb=1.5kg，弹簧的劲度系数 k=500n/m ，（ sin37 =0.6， cos37 =0.8，重力加速度 g=10m/s2 ），求：（ 1）弹簧的伸长量 x；（ 2）物块 a 受到的摩擦力【答案】 （1）

2、；（ 2） 5n，沿斜面向上【解析】（1）对结点o 受力分析如图所示：根据平衡条件，有：，且：，解得：；（2）设物体a 所受摩擦力沿斜面向下，对物体a 做受力分析如图所示：根据平衡条件，有：，解得：，即物体a 所受摩擦力大小为，方向沿斜面向上。点睛：本题主要考查了平衡条件和胡克定律得直接应用，要求同学们能选择合适的研究对象并能正确对物体受力分析，注意正交分解法在解题中的应用。2 如图所示 ,在倾角=30的斜面上放一木板a,重为 ga=100n,板上放一重为gb=500n 的木箱 b,斜面上有一固定的挡板,先用平行于斜面的绳子把木箱与挡板拉紧,然后在木板上施加一平行斜面方向的拉力f,使木板从木箱

3、下匀速抽出此时,绳子的拉力t=400n。设木板与斜面间的动摩擦因数,求：(1)a、 b 的摩擦力和摩擦因素；(2)拉力 f 的大小。【答案】 （1） a、 b 的摩擦力 f b为 150n；摩擦因数2；=（ 2）拉力 f 的大小 325n。【解析】【 解】（ 1） b 受力分析如 由平衡条件，沿斜面方向有 ：gbsin b+f=t代入数据，解得a、 b 摩擦力 ：f b=150n方向沿斜面向下，垂直斜面方向：nb b=250 n=g cos =500a、 b 摩擦因数 ：（2）以 ab 整体 研究 象，受力分析如 ，由平衡条件得：f=fa+t-（ ga+gb） sin na=（ga+gb） c

4、os fa=1na 立解得：f=325 n【点睛】本 考 共点力平衡条件的 用，要注意在解 能正确 研究 象，作出受力分析即可求解，本 要注意 然两 a 运 b 静止，但由于二者加速度均零，因此可以看作整体 行分析。3 如 所示，一 量 m 的金属球，固定在一 下端，能 挂点o 在 直平面内 整个装置能自 随着 的 向而 ，使 沿水平方向吹向小球无 自然下垂，有 将偏离 直方向一定角度，求：（1）当 偏离 直方向的角度 ，且小球静止 ， 力f 及 小球拉力t 的大小（设重力加速度为g）（2）若风向不变，随着风力的增大 将增大，判断 能否增大到 90 且小球处于静止状态，说明理由【答案】 （1）

5、 tmg90且小球处于静止状态， f=mgtan （ 2）不可能达到cos【解析】【分析】【详解】（1）对小球受力分析如图所示（正交分解也可以）应用三角函数关系可得：f=mgtan（ 2）假设 =90，对小球受力分析后发现合力不能为零，小球也就无法处于静止状态，故角不可能达到 90且小球处于静止状态4 如图所示，用两根长度均为 l 的细线将质量为 m 的小球悬挂在水平的天花板下面，轻绳与天花板的夹角为 将细线 bo 剪断，小球由静止开始运动不计空气阻力，重力加速度为 g求：（ 1）剪断细线前 ob 对小球拉力的大小；（ 2）剪断细线后小球从开始运动到第一次摆到最高点的位移大小；（ 3）改变 b

6、 点位置，剪断 bo 后小球运动到最低点时细线oa 的拉力 f2 与未剪断前细线的拉力 f1 之比f2的最大值f1mg（ 2） x 2l cos（ 3）f29【答案】 （1） ff1 max42sin【解析】（1） f sin1 mg2mg得 f2sin（2）小球运动到左侧最高点时绳与天花板夹角为mglsin=mglsin 得 =x=2lcos（3）小球运动到最低点时速度为vmgl (1sin )1mv22f2 mgm v2lf =f1得： f26sin4sin 2f1当 sin3f29时可得f1 max=445如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为l=0 2m，长为2d，d

7、=05m ，上半段d 导轨光滑，下半段d 导轨的动摩擦因素为3，导轨平面与水平6面的夹角为 =30匀强磁场的磁感应强度大小为 b=5t，方向与导轨平面垂直质量为m=0 2kg 的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在粗糙的下半段一直做匀速运动，导体棒始终与导轨垂直，接在两导轨间的电阻为r=3，导体棒的电阻为r=1 ，其他部分的电阻均不计，重力加速度取g=10m/s 2，求：（ 1）导体棒到达轨道底端时的速度大小；（ 2）导体棒进入粗糙轨道前，通过电阻r 上的电量 q；（ 3）整个运动过程中，电阻 r 产生的焦耳热 q【答案】（ 1） 2m/s（ 2） 0 125c（ 3） 0 2625j【解析】试题

8、分析：（ 1）导体棒在粗糙轨道上受力平衡：mgsin = mgcos +bile=blv解得： v=2m/s（2）进入粗糙导轨前：解得： q=0 125c（3）由动能定理得：考点：法拉第电磁感应定律；物体的平衡；动能定理【名师点睛】本题实质是力学的共点力平衡与电磁感应的综合，都要求正确分析受力情况，运用平衡条件列方程，关键要正确推导出安培力与速度的关系式，分析出能量是怎样转化的6 在建筑装修中，工人用质量为4.0 kg 的磨石对水平地面和斜壁进行打磨，已知磨石与水平地面、斜壁之间的动摩擦因数相同， g 取 10 m/s 2（1）当磨石受到水平方向的推力f1=20n 打磨水平地面时，恰好做匀速直

9、线运动，求动摩擦因数 ；（2）若用磨石对=370 的斜壁进行打磨（如图所示），当对磨石施加竖直向上的推力f2=60n 时，求磨石从静止开始沿斜壁向上运动0.8 m 所需的时间（斜壁足够长 ,sin370=0.6， cos370 =0.8）【答案】（ 1）（ 2） 0 8s【解析】（1）磨石在水平地面上恰好做匀速直线运动1mg ，解得0.5f（2）磨石与斜壁间的正压力fn f2mg sin根据牛顿第二定律有 （ f2mg)cosfn ma解得 a2.5m / s2根据匀变速直线运动规律x1 at 22解得 t2x0.8sa7在水平地面上有一质量为2kg 的物体，在水平拉力f 的作用下由静止开始运

10、动，10s 后拉力大小减为零，该物体的运动速度随时间t 的变化规律如图所示（g 取10m/s 2）求：（ 1）前 10s 内物体的加速度和位移大小（ 2）物体与地面之间的动摩擦因数（ 3）物体受到的拉力 f 的大小；【答案】（ 1） 0 8 m/s2； 40 米 （ 2） 0 2 （ 3） 5 6 牛【解析】试题分析：（1）前 10s 内物体的加速度前 10s 内物体的位移大小（2）撤去外力后的加速度根据牛顿定律解得 =0 2（ 3）有拉力作用时，根据牛顿定律：解得 f=5 6n考点：牛顿第二定律的应用【名师点睛】此题是牛顿第二定律的应用问题；关键是知道 v-t 线的斜率等于加速度， “面积”

11、表示物体的位移；能根据牛顿第二定律求出加速度的表达式8如图所示小孩和雪橇的总质量，大人用与水平方向成角斜向上拉力f拉雪橇，使雪橇沿水平地面以数 。（ ，速度做匀速直线运动。已知雪橇与水平地面的动摩擦因，取）求：（ 1）拉力 f 的大小；（ 2）拉力 f 撤消后雪橇还能滑行多远？【答案】（ 1）；（ 2）【解析】试题分析：（1）受力分析如图所示，将系可知：f 向水平方向和竖直方向分解，由平衡关竖直向上：，水平向上：解得：；（2） f 撤消后物体做匀减速运动，；，由牛顿第二定律可得：由位移公式可得：考点：共点力平衡的条件及其应用【名师点睛】以雪橇为研究对象，通过受力分析列出平衡方程即可求得拉力的大

12、小；拉力撤去后，雪橇水平方向只受摩擦力，由牛顿第二定律可求得加速度，由运动学公式求得滑行距离；本题属牛顿运动定律的基本题型，只要能掌握运动情景及正确受力分析即可顺利求解。9长 l 质量为 m 的长方形木板静止在光滑的水平面上，一质量为m 的物块，以 v0 的水平速度从左端滑上木板，最后与木板保持相对静止，为物块与木板间的动摩擦因数。（1）求物块在木板上滑行的时间t 。（2）要使物块不从木板右端滑出，物块滑上木板左端的速度v不超过多少 ?【答案】（ 1）；（ 2）【解析】试题分析：（ 1）设物块与木板共同速度为v，以水平向右为正方向，根据动量守恒定律有对物块应用动量定理有：，解得。（2）要使物块

13、恰好不从木板上滑出，须使物块到木板最右端时与木板有共同的速度，由功能关系有解得要使物块不从木板右端滑出，滑上木板左端速度不超过考点：牛顿第二定律、动量守恒定律【名师点睛】本题关键是对两个物体的运动情况分析清楚，然后根据牛顿第二定律列式求解出各个运动过程的加速度，最后根据运动学公式列式求解。10 如图所示质量m=3kg 的木块套在固定的水平杆上，并用轻绳与小球相连，轻绳与杆的夹角为 30今用与水平方向成60角的力 f=103 n 拉着小球并带动木块一起向右匀速运动，运动过程中木块与小球的相对位置保持不变，g=10m/s 2求：(1)小球的质量m；(2)木块 m 与水平杆间的动摩擦因数【答案】（ 1） 1kg （2）35【解析】【分析】（ 1）先对小球 m 受力分析：已知力、重力、细线的拉力，根据平衡条件列式求小球的质量 m；（2）再对滑块m 和小球 m 整体受力分析，已知力f、重力、弹力和摩擦力，根据共点力平衡条件和摩擦力公式列式求动摩擦因数【详解】（ 1）