高考物理相互作用的基本方法技巧及练习题及练习题(含答案).docx

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1、高考物理相互作用的基本方法技巧及练习题及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试相互作用1．如图所示，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

2、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/m2．一架质量m的飞机在水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

3、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2k1v,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的关系表达式；(3)飞机刚飞离地面的速度多大？【答案】(1)Fkv2k(mgkv2)；(2)kFk2v2ma；(3)vmg200100mgk1v2k1【解

4、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由飞机匀速运动得：FFF，推阻阻由以上公式得Fk2v02k0(mgk1v02)推（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)=ma解得：k0F推-k2v2mamgk1v2

5、（3）飞机离开地面时：mg=k1v2解得：vmgk13．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，有风时细绳将偏离竖直方向一定角度，求：（1）当细绳偏离竖直方向的角度为θ，且小球静止时，风力F及细绳对小球拉力T的大小．（设重力加速度为g）（2）若风向不变，随着风力的增大θ将增大，判断θ能否增大到90°且小球处于静止状态，说明理由．【答案】（1）Tmg90°且小球处于静止状态，F=mgtanθ（2）不可能达到cos【解析】【分析】【详解】（1）对小球受力分析如图所

6、示（正交分解也可以）应用三角函数关系可得：F=mgtanθ（2）假设θ=90，°对小球受力分析后发现合力不能为零，小球也就无法处于静止状态，故θ角不可能达到90°且小球处于静止状态．4．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θ时，不论水平恒力F多0大，都不能使物体沿斜面向上滑行，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°

7、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