高考物理相互作用试题经典含解析.docx

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1、高考物理相互作用试题经典含解析一、高中物理精讲专题测试相互作用1．一轻弹簧的一端固定在倾角为θ的固定光滑斜面的底部，另一端和质量为m的小物块3a相连，如图所示．质量为m的小物块b紧靠a静止在斜面上，此时弹簧的压缩量为5x0，从t=0时开始，对b施加沿斜面向上的外力，使b始终做匀加速直线运动．经过一段时间后，物块a、b分离；再经过同样长的时间，b距其出发点的距离恰好也为x0．弹簧的形变始终在弹性限度内，重力加速度大小为g．求：(1)弹簧的劲度系数；(2)物块b加速度的大小；(3)在物块a、b分离前，外力大小随时间变化的关系式．8mgsin22（2）gsin（3）F8

2、mgsin4mgsin【答案】（1）5x052525x0【解析】【详解】（1）对整体分析，根据平衡条件可知，沿斜面方向上重力的分力与弹簧弹力平衡，则有：3kx0=（m+m）gsinθ58mgsin解得：k=5x0（2）由题意可知，b经两段相等的时间位移为x0；x11由匀变速直线运动相邻相等时间内位移关系的规律可知：x04说明当形变量为x1x0x03x0时二者分离；44对m分析，因分离时ab间没有弹力，则根据牛顿第二定律可知：kx1-mgsinθ=ma联立解得：a=1gsin5（3）设时间为t，则经时间t时，ab前进的位移x=1at2=gsint2210则形变量变为

3、：△x=x0-x对整体分析可知，由牛顿第二定律有：F+k△x-（m+3m）gsinθ=（m+3m）a55解得：F=84mg2sin2t2mgsinθ+25x025因分离时位移x=x0由x=x0=1at2解得：t5x04422gsin故应保证0≤t＜5x0，F表达式才能成立．2gsin点睛：本题考查牛顿第二定律的基本应用，解题时一定要注意明确整体法与隔离法的正确应用，同时注意分析运动过程，明确运动学公式的选择和应用是解题的关键．2．如图所示,质量的木块A套在水平杆上,并用轻绳将木块与质量的小球B相连.今用跟水平方向成角的力,拉着球带动木块一起向右匀速运动,运动中M、

4、m相对位置保持不变,取.求:(1)运动过程中轻绳与水平方向夹角;(2)木块与水平杆间的动摩擦因数为.(3)当为多大时,使球和木块一起向右匀速运动的拉力最小?【答案】（1）30°（2）μ=（3）α=arctan．【解析】【详解】（1）对小球B进行受力分析，设细绳对N的拉力为T由平衡条件可得：Fcos30°=TcosθFsin30°+Tsinθ=mg代入数据解得：T=10，tanθ=，即：θ=30°（2）对M进行受力分析，由平衡条件有FN=Tsinθ+Mgf=Tcosθf=μFN解得：μ＝（3）对M、N整体进行受力分析，由平衡条件有：FN+Fsinα=（M+m）gf=

5、Fcosα=NμF联立得：Fcosα=μ（M+m）g-μFsinα解得：F＝令：sinβ＝，cosβ=，即：tanβ=则：所以：当α+β=90时°F有最小值．所以：tanα=μ=时F的值最小．即：α=arctan【点睛】本题为平衡条件的应用问题，选择好合适的研究对象受力分析后应用平衡条件求解即可，难点在于研究对象的选择和应用数学方法讨论拉力F的最小值，难度不小，需要细细品味．3．如图所示，斜面倾角为θ=37，°一质量为m=7kg的木块恰能沿斜面匀速下滑，（sin37°=0.6,cos37°=0.8，g=10m/s2）（1）物体受到的摩擦力大小（2）物体和斜面间的动

6、摩擦因数？（3）若用一水平恒力F作用于木块上，使之沿斜面向上做匀速运动，此恒力F的大小．【答案】（1）42N（2）0.75（3）240N【解析】【分析】【详解】(1)不受推力时匀速下滑，物体受重力，支持力，摩擦力，沿运动方向有：mgsinθ-f=0所以：f=mgsinθ=7×10×sin37=42N°(2)又：f=μmgcosθ解得：μ=tanθ=0.75(3)受推力后仍匀速运动则：沿斜面方向有：Fcosθ-mgsinθ-μFN=0垂直斜面方向有：FN-mgcosθ-Fsinθ=0解得：F=240N【点睛】本题主要是解决摩擦因数，依据题目的提示，其在不受推力时能匀

7、速运动，由此就可以得到摩擦因数μ=tanθ．4．如图所示，两个正三棱柱A、B紧靠着静止于水平地面上，三棱柱的中间有一个半径为R的光滑圆柱C，C的质量为2m，A、B的质量均为m.A、B与地面的动摩擦因数为μ.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.(1)三者均静止时A对C的支持力为多大？(2)A、B若能保持不动，μ应该满足什么条件？(3)若C受到经过其轴线竖直向下的外力而缓慢下降到地面，求该过程中摩擦力对A做的功【答案】(1)FN＝2mg.(2)3mgRμ≥.(3)－.23【解析】【分析】（1）对C进行受力分析，根据平衡求解A对C的支持力；（2）A保持静止，则

8、地面对A的