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最新高考物理试卷分类汇编物理相互作用( 及答案 )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) 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) cos 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) 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,表面光滑的长方体平台固定于水平地面上,以平台外侧的一边为x 轴,在平台表面建有平面直角坐标系xoy,其坐标原点O 与平台右侧距离为d=1.2m 。平台足够宽,高为 h=0.8m ,长为 L=3.3m。一个质量m1=0.2kg 的小球以v0=3m/s 的速度沿 x 轴运动,到达 O 点时,给小球施加一个沿y 轴正方向的水平力 F1,且1F =5y( N)。经一段时间,小球到达平台上坐标为(1.2m , 0.8m)的 P 点时,撤去外力 F1。在小球到达 P 点的同时,平台与地面相交处最内侧的M 点,一个质量m2=0.2kg 的滑块以速度 v 在水平地面上开始做匀速直线运动,滑块与地面间的动摩擦因数=0.5,由于摩擦力的作用,要保证滑块做匀速运动需要给滑块一个外力F2,最终小球落在N 点时恰好与滑块相遇,小球、滑块均视为质点, g10m / s2 , sin370.6, cos370.8 。求:( 1)小球到达 P 点时的速度大小和方向;( 2) M 、N 两点间的距离 s 和滑块速度 v 的大小;( 3)外力 F2 最小值的大小(结果可用根式表示)【答案】( 1) 5m/s 方向与 x 轴正方向成 53( 2)1.5m; 3.75m/s (3) 2 5 N5【解析】( 1)小球在平台上做曲线运动,可分解为沿x 轴方向的匀速直线运动和沿y 轴方向的变加速运动,设小球在P 点受到 vp 与 x 轴夹角为从 O 点到 P 点,变力 F 做功y p50.80.8J1.6 J12根据动能定理有 W1 m1vP21 m1v02 ,解得 vp5m / s22根据速度的合成与分解有v0vp cos,得53,小球到达 P 点时速度与 x 轴正方向成53(2)小球离开 P 点后做平抛运动,根据平抛运动规律有h1 gt 2 ,解得 t=0.4s2小球位移在水平面内投影lvp t2m设 P 点在地面的投影为P ,则 P MLyP2.5m由几何关系可得 s2P M 2l 22lP Mcos,解得 s=1.5m滑块要与小球相遇,必须沿MN 连线运动,由 s vt ,得 v3.75m / s(3)设外力 F2 的方向与滑块运动方向(水平方向)的夹角为,根据平衡条件水平方向有:F2 cosf ,其中 fN ,竖直方向有 NF2sinm2 g联立解得 F2m2 gcossin由数学知识可得F2m2 g,其最小值 F2minm2 g2 5 N 。12 sin1255 如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.4 m,金属导轨所在的平面与水平面夹角=37 ,在导轨所在空间内,分布着磁感应强度B=0.5 T、方向垂直于导轨平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=6.0 V、内阻 r=0.5 的直流电源。现把一个质量m=0.05kg 的导体棒 ab 垂直放在金属导轨上,导体棒静止。导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻 R0=2.5 ,金属导轨电阻不计,g 取 10 m/s 2。已知 sin37 =0.6, cos37=0.8,求:( 1)通过导体棒的电流大小;( 2)导体棒受到的安培力大小;( 3)导体棒受到的摩擦力大小。【答案】 (1) 1.5 A(2) 0.3 N( 3)0.06 N【解析】试题分析: 导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路,根据闭合电路欧姆定律有:=1.5A导体棒受到的安培力:F 安 =BIL=0.30N导体棒所受重力沿斜面向下的分力F1= mg sin37o=0.24N由于 F1 小于安培力,故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f,根据共点力平衡条件: mgsin37o+f=F 安解得: f =0.06N考点:本题考查电磁感应中的欧姆定律、物体的平衡等问题,意在考查学生的综合分析能力。6 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 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
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