物理相互作用练习题及答案.docx

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1、物理相互作用练习题及答案一、高中物理精讲专题测试相互作用1．如图所示，A、B都是重物，A被绕过小滑轮P的细线悬挂，B放在粗糙的水平桌面上，滑轮P被一根斜短线系于天花板上的O点，O′是三根细线的结点，细线bO′水平拉着物体B，cO′沿竖直方向拉着弹簧．弹簧、细线、小滑轮的重力不计，细线与滑轮之间的摩擦力可忽略，整个装置处于静止状态．若重物A的质量为2kg，弹簧的伸长量为5cm，∠cO′a=120，°重力加速度g取10m/s2，求：（1）桌面对物体B的摩擦力为多少？（2）弹簧的劲度系数为多少？（3）悬挂

2、小滑轮的斜线中的拉力F的大小和方向？【答案】（1）103N（2）200N/m（3）203N，方向在O′a与竖直方向夹角的角平分线上.【解析】【分析】（1）对结点O′受力分析，根据共点力平衡求出弹簧的弹力和bO′绳的拉力，通过B平衡求出桌面对B的摩擦力大小．（2）根据胡克定律求弹簧的劲度系数．（3）悬挂小滑轮的斜线中的拉力F与滑轮两侧绳子拉力的合力等大反向．【详解】（1）重物A的质量为2kg，则O′a绳上的拉力为FO′a=GA=20N对结点O′受力分析，如图所示，根据平行四边形定则得：水平绳上的力为：

3、Fob=FO′asin60=10°3N物体B静止，由平衡条件可得，桌面对物体B的摩擦力f=Fob=103N（2）弹簧的拉力大小为F弹=FO′acos60°=10N．根据胡克定律得F弹=kxF弹10得k===200N/mx0.05（3）悬挂小滑轮的斜线中的拉力F与滑轮两侧绳子拉力的合力等大反向，则悬挂小滑轮的FF=2F′a3N=203N斜线中的拉力的大小为：Ocos30=2°×20×2方向在O′a与竖直方向夹角的角平分线上,M的A、B两滑块放在粗糙水平面上,2．如图所示质量均为滑块与粗糙水平面间的动摩

4、擦因数为，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,杆与水平面间的夹角为，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，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，试求:(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】（1）mg12tan（2）tan【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

5、地面间的摩擦力和弹力．要使得A不会滑动，则满足ffm，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：根据平行四边形定则，有：1mgmgF1＝F2＝2＝2sinsin对物体A水平方向：fF1cosmg2tan（2）当A与地面之间的摩擦力达到最大静摩擦力时：fm(MgF1sin)m=1且ffm联立解得：tan(2Mm)2M，tan(1)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(m1B沿地面滑动,则μ至少等于。tan3．一架质量m的飞机在水

6、平跑道上运动时会受到机身重力、竖直向上的机翼升力F升、发动机推力、空气阻力F阻、地面支持力和跑道的阻力f的作用。其中机翼升力与空气阻力均与飞机运动的速度平方成正比，即F升k1v2,F阻k2v2，跑道的阻力与飞机对地面的压力成正比，比例系数为k0（m、k0、k1、k2均为已知量），重力加速度为g。(1)飞机在滑行道上以速度v0匀速滑向起飞等待区时，发动机应提供多大的推力？(2)若将飞机在起飞跑道由静止开始加速运动直至飞离地面的过程视为匀加速直线运动，发动机的推力保持恒定，请写出k0与k1、k2的关系表

7、达式；(3)飞机刚飞离地面的速度多大？【答案】(1)Fk2v02k0(mgk1v02)；(2)k0Fk2v2ma；(3)vmgmgk1v2k1【解析】【分析】（1）分析粒子飞机所受的5个力，匀速运动时满足F推F阻F阻'，列式求解推力；（2）根据牛顿第二定律列式求解k0与k1、k2的关系表达式；（3）飞机刚飞离地面时对地面的压力为零.【详解】（1）当物体做匀速直线运动时，所受合力为零，此时有空气阻力F阻k2v02飞机升力F升k1v02飞机对地面压力为N，NmgF升地面对飞机的阻力为：F阻'k0N由飞机

8、匀速运动得：FFF，推阻阻由以上公式得F推k2v02k0(mgk1v02)（2）飞机匀加速运动时，加速度为a，某时刻飞机的速度为v，则由牛顿第二定律：F推-k2v2k0(mgk1v2)=maF推-k2v2ma解得：k02mgk1v（3）飞机离开地面时：mg=k1v2解得：vmgk14．如图所示，一质量为m的金属球，固定在一轻质细绳下端，能绕悬挂点O在竖直平面内转动．整个装置能自动随着风的转向而转动，使风总沿水平方向吹向小球．无风时细绳自然下垂，有风时细绳将偏离