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1、高中物理相互作用解析版汇编一、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
2、】(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:,(2)设物体A所受摩擦力沿斜面向下,对物体,且:,解得: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,两条间距定放置,磁感应强度mab0.1kg、mcdL=0.5m且足够长的平行光滑金属直导轨,与水平地
3、面成30B=0.4T的匀强磁场方向垂直导轨所在的斜面向上,质量0.2kgabcd角固r=0.2Ω,导轨电阻不计.ab在沿导轨所在斜面向上的外力F作用下,沿该斜面以v2m/s的恒定速度向上运动.某时刻释放cd,cd向下运动,经过一段时间其速度达到最大.已知重力加速度g=10m/s2,求在cd速度最大时,(1)abcd回路的电流强度I以及F的大小;(2)abcd回路磁通量的变化率以及cd的速率.【答案】(1)I=5A,=1.5N(2)1.0Wb/s,vm3m/sFt【解析】【详解】(1)以cd
4、为研究对象,当cd速度达到最大值时,有:mcdgsinBIL①代入数据,得:I=5A由于之后两棒均沿斜面方向做匀速运动,可将两棒看作整体,作用在ab上的外力:F(mabmcd)gsin②(或对ab:FmabgsinBIL)代入数据,得:F=1.5N(2)设cd达到最大速度时abcd回路产生的感应电动势为E,根据法拉第电磁感应定律,有:Et③由闭合电路欧姆定律,有:E④Ir联立③④并代入数据,得:=1.0Wb/st设cd的最大速度为vm,cd达到最大速度后的一小段时间t内,abcd回路磁通量的变化
5、量:BSBL(vmv)t⑤回路磁通量的变化率:BL(vmv)⑥t联立⑤⑥并代入数据,得:vm3m/s【点睛】本题是电磁感应中的力学问题,综合运用电磁学知识和力平衡知识;分析清楚金属棒的运动过程与运动性质是解题的前提,应用平衡条件、欧姆定律即可解题.3.如图所示,劲度系数为的轻质弹簧B的两端分别与固定斜面上的挡板及物体A相连,A的质量为m,光滑斜面倾角为θ.用轻绳跨过定滑轮将物体A与另一根劲度系数为的轻质弹簧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.现将弹簧C的右端点用力沿水
6、平方向缓慢拉到b位置时,弹簧B对物体A的拉力大小恰好等于A的重力.求:⑴当弹簧C处在水平位置且未发生形变时,弹簧B的形变量大小;⑵在将弹簧的右端由a缓慢拉到b的过程中,物体A移动的距离;⑶ab间的距离.【答案】(1)(2)(3)【解析】【分析】(1)对A进行受力分析,根据平衡条件和胡克定律即可求出;(2)将弹簧C的右端点用力沿水平方向缓慢拉到恰好等于A的重力,说明A受到弹簧B的拉力,对关系即可求出;b位置时,弹簧B对物体A的拉力大小A进行受力分析,结合胡克定律和几何(3)先求出弹簧c的力,由胡
7、克定律求出弹簧c的伸长量,最后求出ab之间的距离.【详解】(1)当弹簧C未发生形变时弹簧B处于压缩状态,设弹簧B对于物体A而言的压缩量为;根据平衡条件和胡克定律有:,解得:;(2)当弹簧C的右端点沿水平缓慢拉到b位置时,因弹簧B对物体A的拉力大小恰好等于A的重力,说明弹簧B处于伸长状态,且伸长量,所以物体A上升的高度为;(3)由(2)问可得:绳中张力,则弹簧C的伸长量,故ab间的距离为:;4.将质量m0.1kg的圆环套在固定的水平直杆上,环的直径略大于杆的截面直径,环与杆的动摩擦因数0.8.对环
8、施加一位于竖直平面内斜向上与杆夹角53o的恒定拉力1s内前进了2.2m(取g2o,F10m/s,sin530.8,使圆环从静止开始运动,第cos53o0.6).求:(1)圆环加速度a的大小;(2)拉力F的大小.【答案】(1)4.4m/s2(2)1N或9N【解析】(1)小环做匀加速直线运动,由运动学公式可知:x1at22解得:a4.4m/s2(2)令Fsin53mg0,解得F1.25N当F1.25N时,环与杆的上部接触,受力如图:由牛顿第二定律,Fcosθμma,FsinθFNmgFNmag联立解
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