高考物理相互作用专项训练及答案含解析.docx

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1、高考物理相互作用专项训练及答案含解析一、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．

2、【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

3、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：；2．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

4、）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

5、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．3．如图所示，粗糙的地面上放着一个质量M＝1.5kg的斜面，底面与地面的动摩擦因数μ＝0.2，倾角θ＝37°．用固定在斜面挡板上的轻质弹簧连接一质量m＝0.5kg的小球（不计小球与斜面之间的摩擦力），已知弹簧劲度系数k＝200N/m，现给斜面施加一水平向右的恒力F，使整体以a＝1m/s2的加速度向右匀加速运动．(已知sin37＝°0.6、cos37°＝0.8，g＝

6、10m/s2)(1)求F的大小；(2)求出弹簧的形变量及斜面对小球的支持力大小．【答案】（1）6N（2）0.017m；3.7N【解析】试题分析：（1）以整体为研究对象，列牛顿第二定律方程（2）对小球受力分析，水平方向有加速度，竖直方向受力平衡解：（1）整体以a匀加速向右运动，对整体应用牛顿第二定律：F﹣μ（M+m）g=（M+m）a得F=6N（2）设弹簧的形变量为x，斜面对小球的支持力为FN对小球受力分析：在水平方向：Kxcosθ﹣FNsinθ=ma在竖直方向：Kxsinθ+FNcosθ=mg解得：x=0.017mFN

7、=3.7N答：（1）F的大小6N；（2）弹簧的形变量0.017m斜面对小球的支持力大小3.7N【点评】对斜面问题通常列沿斜面方向和垂直于斜面方向的方程，但本题的巧妙之处在于对小球列方程时，水平方向有加速度，竖直方向受力平衡，使得解答更简便．4．明理同学平时注意锻炼身体，力量较大，最多能提起m=50kg的物体．一重物放置在倾角θ=15的°粗糙斜坡上，重物与斜坡间的摩擦因数为重物质量M的最大值？试求该同学向上拉动的【答案】【解析】【详解】由题意可知，该同学的最大拉力：F=mg设该同学与斜面方向的夹角是β的时候拉动的物体

8、的最大质量是M，对物体受力分析知：垂直于斜面的方向：FN+Fsinβ=Mgcosθ沿斜面的方向：Fcosβ=f+Mgsinθ若恰好拉动物体，则有：f=μFN联立解得：令μ=tanα，代入上式可得：要使该同学向上拉动的物体的质量最大，上式分子取最大值，即：cos（β﹣α）=1由μ=tanα=可得：α=30°联立以上各式得：Mmax=【点睛】该题中