高中物理相互作用试题(有答案和解析).docx

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1、高中物理相互作用试题(有答案和解析)一、高中物理精讲专题测试相互作用1．质量为M的木楔倾角为θ(θ<45°)，在水平面上保持静止，当将一质量为m的木块放在木楔斜面上时，它正好匀速下滑．当用与木楔斜面成α角的力F拉木块，木块匀速上升，如图所示(已知木楔在整个过程中始终静止)．(1)当α＝θ时，拉力F有最小值，求此最小值；(2)求在(1)的情况下木楔对水平面的摩擦力是多少？1【答案】（1）Fminmgsin2（2）mgsin4【解析】【分析】（1）对物块进行受力分析，根据共点力的平衡，利用正交分解，在沿斜面和垂直斜面两方向列方

2、程，进行求解．（2）采用整体法，对整体受力分析，根据共点力的平衡，利用正交分解，分解为水平和竖直两方向列方程，进行求解．【详解】木块在木楔斜面上匀速向下运动时，有mgsin＝mgcos，即＝tan(1)木块在力F的作用下沿斜面向上匀速运动，则：Fcos＝mgsin＋fFsin＋FN＝mgcosf＝FN联立解得：Fmgsin2cos则当＝时，F有最小值，Fmin＝mgsin2(2)因为木块及木楔均处于平衡状态，整体受到地面的摩擦力等于F的水平分力，即fFcos当＝时，fmgsin2cos21mgsin42【点睛】木块放在斜

3、面上时正好匀速下滑隐含动摩擦因数的值恰好等于斜面倾角的正切值，当有外力作用在物体上时，列平行于斜面方向的平衡方程，求出外力F的表达式，讨论F取最小值的条件．2．质量m＝5kg的物体在20N的水平拉力作用下，恰能在水平地面上做匀速直线运动．若改用与水平方向成θ＝37°角的力推物体，仍要使物体在水平地面上匀速滑动，所需推力应为多大？（g＝10N/kg，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）【答案】35.7N；【解析】解：用水平力拉时，物体受重力、支持力、拉力和滑动摩擦力，根据平衡条件，有：fmgf20解得：0.4mg50

4、改用水平力推物体时，对物块受力分析，并建正交坐标系如图：由FX0得：Fcosf①由FY0得：NmgFsin②其中：fN③解以上各式得：F35.7N【点睛】本题关键是两次对物体受力分析，然后根据共点力平衡条件列方程求解，注意摩擦力是不同的，不变的是动摩擦因数．3．如图所示，质量为m的物体放在一固定斜面上，当斜面倾角为30°时恰能沿斜面匀速下滑．对物体施加一大小为F、方向水平向右的恒力，物体可沿斜面匀速向上滑行．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当斜面倾角增大并超过某一临界角θ0时，不论水平恒力F多大，都不能使物体沿斜面

5、向上滑行，试求：(1)物体与斜面间的动摩擦因数；(2)这一临界角θ0的大小．【答案】（1）3（2）60°3【解析】试题分析：（1）斜面倾角为30°时，物体恰能匀速下滑，满足mgsin30mgcos30解得33（2）设斜面倾角为α，由匀速直线运动的条件：FcosmgsinFfFNmgcosFsin，FfFN解得：Fmgsinmgcoscossin当cossin0，即cot时，F→∞，即“不论水平恒力F多大”，都不能使物体沿斜面向上滑行此时，临界角060考点：考查了共点力平衡条件的应用【名师点睛】本题是力平衡问题，关键是分析物

6、体的受力情况，根据平衡条件并结合正交分解法列方程求解．利用正交分解方法解体的一般步骤：①明确研究对象；②进行受力分析；③建立直角坐标系，建立坐标系的原则是让尽可能多的力落在坐标轴上，将不在坐标轴上的力正交分解；④x方向，y方向分别列平衡方程求解．4．如图所示，置于水平面上的木箱的质量为m=3.8kg，它与水平面间的动摩擦因数μ=0.25，在与水平方向成37°角的拉力F的恒力作用下从A点向B点做速度V1=2.0m／s匀速直线运动．（cos37°=0.8，sin37°=0.6，g取10N/kg）（1）求水平力F的大小；（2）当

7、木箱运动到B点时，撤去力F，木箱在水平面做匀减速直线运动，加速度大小为2.5m/s2，到达斜面底端C时速度大小为v2=1m/s，求木箱从B到C的位移x和时间t；（3）木箱到达斜面底端后冲上斜面，斜面质量M=5.32kg，斜面的倾角为37°．木箱与斜面的动摩擦因数μ=0.25，要使斜面在地面上保持静止．求斜面与地面的摩擦因数至少多大．、【答案】（1）10N（2）0.4s0.6m（3）1（答0.33也得分）3【解析】（1）由平衡知识：对木箱水平方向Fcosf，竖直方向：FsinFNmg且fFN，解得F=10N

8、（2）由v22v122ax，解得木箱从B到C的位移x=0.6m，tv2v112s0.1sa2.5（3）木箱沿斜面上滑的加速度a1mgsin37mgcos378m/s2m对木箱和斜面的整体，水平方向f1ma1cos37MmgFNma1sin37，其中f11竖直方向：1FN，解得13点睛：本题是力平衡问题，