(物理)高考物理相互作用试题(有答案和解析)含解析.docx

物理） 高考物理相互作用试题 ( 有答案和解析 ) 含解析一、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 θ=53，斜面倾角 α=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 ,质量均为 M 的 A、B 两滑块放在粗糙水平面上 ,滑块与粗糙水平面间的动摩擦因数为，,杆与水平面间的两轻杆等长 ,且杆长为 L,杆与滑块、杆与杆间均用光滑铰链连接夹角为，在两杆铰合处悬挂一质量为m 的重物 C,整个装置处于静止状态重力加速度为g，，试求:最大静摩擦力等于滑动摩擦力(1)地面对物体 A 的静摩擦力大小 ；(2)无论物块 C 的质量多大 ,都不能使物块 A 或 B 沿地面滑动 ,则 至少要多大 ?【答案】（ 1mg1）（ 2）2 tantan【解析】【分析】先将 C 的重力按照作用效果分解，根据平行四边形定则求解轻杆受力；再隔离物体A 受力分析，根据平衡条件并结合正交分解法列式求解滑块与地面间的摩擦力和弹力．要使得A不会滑动，则满足 ff m ，根据数学知识讨论详解】（1）将 C的重力按照作用效果分解，如图所示：1 mg＝ mg根据平行四边形定则，有：F1＝ F2＝ 2sin2sin对物体 A 水平方向：fF1 cosmg2 tan（2）当 A 与地面之间的摩擦力达到最大静摩擦力时：fm(Mg F1 sin )m1且 ff m 联立解得：tan(2 Mm)=2M1)，tan (m11当 m→∞时，2M1)tan，可知无论物块C 的质量多大，都不能使物块A 或tan (mB 沿地面滑动 ,则 μ 至少等于1。

tan3． 如图所示，用三根轻绳将质量均为 m 的 A、B 两小球以及水平天花板上的固定点 O 之间两两连接，然后用一水平方向的力 F 作用于 A 球上，此时三根轻绳均处于直线状态，且OB 绳恰好处于竖直方向，两球均处于静止状态，轻绳 OA 与 AB 垂直且长度之比为 3:4．试计算：（1） OA 绳拉力及 F 的大小？（2）保持力 F 大小方向不变，剪断绳OA，稳定后重新平衡，求此时绳OB 及绳 AB 拉力的大小和方向．（绳 OB、 AB 拉力的方向用它们与竖直方向夹角的正切值表达）（3）欲使绳 OB 重新竖直，需在球 B 上施加一个力，求这个力的最小值和方向．【答案】 （1）4213254mg （2） T1mg ， tanθ=；T2mg， tan θ=3132333（3）4 mg ，水平向左3【解析】【分析】【详解】（1） OB 竖直，则 AB 拉力为 0，小球 A 三力平衡，设OB 拉力为 T，与竖直方向夹角为 θ,则 T=mg/cosθ= 5 mg，F=mgtanθ= 4 mg3 3（2）剪断 OA 绳，保持 F 不变，最后稳定后，设θ1，AB 拉力为 T2，与竖直方向夹角为 θ2，以球OB 的拉力为 T1，与竖直方向夹角为A、球 B 为整体，可得4T1x=F= mg；T1y=2mg；3解得 ： T1= 2 13 mg；tan θ1= 2 ；3 3单独研究球4mg；T2y=mg；A，T2x=F=3解得： T2=5mg， tan θ2=433（3）对球 B 施加一个力 FB 使 OB 重新竖直，当FB 水平向左且等于力F 时是最小值，即4FB=F= mg，水平向左3【点睛】本题采用整体和隔离法相结合进行分析，关键先对 B 球受力分析，得到 AB 绳子的拉力为零，然后对 A 球受力分析，根据平衡条件并运用平行四边形法则求解未知力．4． 如图所示，倾角为 θ＝45的粗糙平直导轨与半径为 R 的光滑圆环轨道相切，切点为B，整个轨道处在竖直平面内．一质量为 m 的小滑块从导轨上离地面高为 h ＝3R 的 D 处无初速下滑进入圆环轨道．接着小滑块从圆环最高点C 水平飞出，恰好击中导轨上与圆心O等高的P 点，不计空气阻力．求：（1）滑块运动到圆环最高点C 时的速度的大小（ 2）滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小（ 3）滑块与斜轨之间的动摩擦因数．【答案】（ 1） v0 Rg （ 2） 6mg （ 3） 0.18【解析】试题分析：对滑块进行运动过程分析，要求滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小，我们要知道滑块运动到圆环最低点时的速度大小，小滑块从圆环最高点 C 水平飞出，恰好击中导轨上与圆心 O 等高的 P 点，运用平抛运动规律结合几何关系求出最低点时速度．在对最低点运用牛顿第二定律求解．从 D 到最低点过程中，再次运用动能定理求解 μ．解：（ 1）小滑块从 C 点飞出来做平抛运动，水平速度为 v0．2R=v0t解得： v0=（2）小滑块在最低点时速度为 V 由机械能守恒定律得mv2=mg?2R+ mv02v=根据牛顿第二定律： FN﹣ mg=mFN=6mg根据牛顿第三定律得： FN′ =6mg（ 3） DB 之间长度 L=（ 2 +1）R从 D 到最低点过程中，由动能定理：mgh﹣ μ mgcosθ L=mv2μ= =0.18答：（ 1）滑块运动到圆环最高点C 时的速度的大小为；（2）滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小为6mg；（3）滑块与斜轨之间的动摩擦因数为0.18．5． 如图所示，粗糙水平地面上放置一个截面为半圆的柱状物体AA与墙之间再放一光滑，圆球 B，整个装置处于静止状态。

已知A、 B 两物体的质量分别为M 和 m，光滑圆球 B 同半圆的柱状物体半径均为r，已知 A 的圆心到墙角距离为 2r ，重力加速度为 g求：(1)B 物体受到墙壁的弹力大小；(2)A 与地面间的动摩擦因数满足什么条件？（设A 与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力）(3)若 A 物体在水平外力作用下向右缓慢移动至B 即将落地，则A、 B 间作用力大小变化的范围答案】 (1) 3 mg (2)3m(3) 2 3mgN AB 2mg33(M m)3【解析】【详解】(1)对 B 受力分析：由几何关系：r 1sin2r 2解得：=30 o由平衡条件得：N AB cosmg0N AB sinN B0解得 B 物体受到墙壁的弹力大小为：N B mg tan3 mg3(2)对整体分析：可知地面对 A 的摩擦力大小为：f 3 mg3地面对 A 的支持力为：N A (M m)g要使 A 不滑动，则：N A( Mm) g33mg解得：3m3(M m)(3)对 B 受力分析如图：由图可知，开始时 AB 间的作用力最小，最小值为：N AB minmg2 3 mgcos30o3当 B 即将落地时， AB 间的作用力最大，由几何关系可得，AB 间的作用力与竖直方向的夹角有：r1cos2。