高中物理相互作用解题技巧及练习题一.docx

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1、高中物理相互作用解题技巧及练习题(1)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

2、两方向列方程，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

3、【点睛】木块放在斜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．如图所示，竖直轻弹簧B的下端固定于水平面上，上端与A连接，开始时A静止。A的质量为m＝2kg，弹簧B的劲度系数为k1＝200N/m。用细绳跨过定滑轮将物体A与另一根劲度系数为k2的轻弹簧C连接，当弹簧C处在水平位置且未发生形变时，其右端点位于a位置，此时A上端轻绳恰好竖直伸直。将弹簧C的右端点沿水平方向缓慢拉到b位置时，弹簧B对物体A的拉力

4、大小恰好等于A的重力。已知ab＝60cm，求：（1）当弹簧C处在水平位置且未发生形变时，弹簧B的形变量的大小；（2）该过程中物体A上升的高度及轻弹簧C的劲度系数k2。【答案】（1）10cm；（2）100N/m。【解析】【详解】（1）弹簧C处于水平位置且没有发生形变时，A处于静止，弹簧B处于压缩状态；根据胡克定律有：k1x1＝mg代入数据解得：x1＝10cm（2）当ab＝60cm时，弹簧B处于伸长状态，根据胡克定律有：k1x2＝mg代入数据求得：x2＝10cm故A上升高度为：h＝x1+x2＝20cm由几何关系可得弹簧

5、C的伸长量为：x3＝ab﹣x1﹣x2＝40cm根据平衡条件与胡克定律有：mg+k1x2＝k2x3解得k2＝100N/m3．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F1=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，

6、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μ=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

7、°（2）1.5m；3.75m/s（3）25N5【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yp50.80.8J1.6J12根据动能定理有W1m1vP21m1v02，解得vp5m/s22根据速度的合成与分解有v0vpcos，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h1gt2，解得t=0.4s2小球位移在水平面内投影lvpt2m设P点在地面的投影为P，则PML

8、yP2.5m由几何关系可得s2PM2l22lPMcos，解得s=1.5m滑块要与小球相遇，必须沿MN连线运动，由svt，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β，根据平衡条件水平方向有：F2cosf，其中fN，竖直方向有NF2sinm2g联立解得F2m2gcossin由数学知识可得F2m2g，其最小值F2minm2g25N