高考物理相互作用解题技巧讲解及练习题(含答案).docx

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1、高考物理相互作用解题技巧讲解及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试相互作用1.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

2、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b位置时,弹簧B对物体A的拉力大小恰好等于A的重力,说明A受到弹簧B的拉力,对A进行受力分析,结合胡克定律和几何关系即可求出;(3)先求出弹簧c的力,由胡克定律求出弹簧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)

3、问可得:绳中张力,则弹簧C的伸长量,故ab间的距离为:;2.如图所示,质量为M=5kg的物体放在倾角为θ=30o的斜面上,与斜面间的动摩擦因数为/5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,M用平行于斜面的轻绳绕过光滑的定滑轮与不计质量的吊盘连接,两个劲度系数均为k=1000N/m的轻弹簧和两个质量都是m的物体均固连,M刚好不上滑,取g=10m/s2。问:(1)m的质量是多大?(2)现将上面的m物体向上提,使M刚要开始下滑,上面的m物体向上提起的高度是多少?(吊盘架足够高)【答案】(1)m=2kg;(2)h=0.06m【解析】【详解】(1)对M和m的系统,由平衡知识可知:(2)

4、使M刚要开始下滑时,则绳的拉力为T:解得T=10N;此时吊盘中下面弹簧的弹力应为10N,因开始时下面弹簧的弹力为解得2mg=40N,m=2kg;可知下面弹簧伸长了;对中间的物体m受力分析可知,上面的弹簧对之间物体应该是向上的拉力,大小为10N,即上面的弹簧应该处于拉长状态,则上面弹簧的伸长量应该是;可知上面的m物体向上提起的高度是.【点睛】此题的难点在第2问;关键是通过分析两部分弹簧弹力的变化(包括伸长还是压缩)求解弹簧的长度变化,从而分析上面物体提升的高度.3.如图所示,两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L1m,导轨平面与水平面夹角30,导轨电阻不计,磁感

5、应强度为B12T的匀强磁场垂直导轨平面向上,长为L1m的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为m12kg、电阻为R11Ω,两金属导轨的上端连接右侧电路,电路中通过导线接一对水平放置的平行金属板,两板间的距离和板长均为d0.5m,定值电阻为R23Ω,现闭合开关S并将金属棒由静止释放,取g10m/s2,求:(1)金属棒下滑的最大速度为多大?(2)当金属棒下滑达到稳定状态时,整个电路消耗的电功率为多少?(3)当金属棒稳定下滑时,在水平放置的平行金属板间加一垂直于纸面向里的匀强磁场,在下板的右端且非常靠近下板的位置处有一质量为q1104kg、所带

6、电荷量为C的液滴以初速度水平向左射入两板间,该液滴可视为质点,要使带电粒子能从金属板间射出,初速度应满足什么条件?【答案】(1)10m/s(2)100W(3)v≤0.25m/s或v≥0.5m/s【解析】试题分析:(1)当金属棒匀速下滑时速度最大,设最大速度vm,则有m1gsinF安F安=B1ILIB1LvmR1R2所以vmm1gsinR1R2代入数据解得:vm=10m/sB12L2(2)金属棒匀速下滑时,动能不变,重力势能减小,此过程中重力势能转化为电能,重力做功的功率等于整个电路消耗的电功率P=m1m)gsinαv=100W(或(3)金属棒下滑稳定时,两板间电压U=IR2=

7、15V因为液滴在两板间有m2gqU所以该液滴在两平行金属板间做匀速圆周运动d当液滴恰从上板左端边缘射出时:r1dm2v1所以v1=0.5m/sB2q当液滴恰从上板右侧边缘射出时:r2dm2v222B2q所以v=0.25m/s初速度v应满足的条件是:v≤0.25m/s或v≥0.5m/s考点:法拉第电磁感应定律;物体的平衡;带电粒子在匀强磁场中的运动.视频4.如图所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角θ=30,°导轨电阻不计.磁感应强度为B=2T的匀强磁场垂直导轨平面向上,

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