高考物理相互作用专项训练及答案.docx

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1、高考物理相互作用专项训练及答案一、高中物理精讲专题测试相互作用1．如图所示：一根光滑的丝带两端分别系住物块A、C，丝带绕过两定滑轮，在两滑轮之间的丝带上放置了球B,D通过细绳跨过定滑轮水平寄引C物体。整个系统处于静止状态。已知，，，B物体两侧丝带间夹角为600，与C物体连接丝带与水平面夹角为300，此时C恰能保持静止状态。求：（g=10m/s2）（1）物体B的质量m；（2）物体C与地面间的摩擦力f；（3）物体C与地面的摩擦系数μ（假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力）。【答案】（1）3kg（2）f=10N（3）【解析】（1）对B受力分析，受重力和两侧绳子的拉力，根据平衡条件，知解

2、得：m=3kg对C受力分析，受重力、两个细线的拉力、支持力和摩擦力，根据平衡条件，知水平方向受力平衡：解得：f=10N（3）对C，竖直方向平衡，支持力：由f=μN，知2．如图所示，水平面上有一个倾角为的斜劈，质量为m．一个光滑小球，质量也m，用绳子悬挂起来，绳子与斜面的夹角为，整个系统处于静止状态．（1）求出绳子的拉力T；（2）若地面对斜劈的最大静摩擦力等于地面对斜劈的支持力的k倍，为了使整个系统保持静止，k值必须满足什么条件？【答案】（1）（2）【解析】【分析】【详解】试题分析：(1)以小球为研究对象，根据平衡条件应用正交分解法求解绳子的拉力T；(2)对整体研究，根据平衡

3、条件求出地面对斜劈的静摩擦力f，当f≤fm时，整个系统能始终保持静止．解：(1)对小球：水平方向：N1sin30=Tsin30°°竖直方向：N1cos30+Tcos30°=mg°代入解得：；(2)对整体：水平方向：f=Tsin30°竖直方向：N2+Tcos30=2mg°而由题意：fm=kN2为了使整个系统始终保持静止，应该满足：fm≥f解得：．点晴：本题考查受力平衡的应用，小球静止不动受力平衡，以小球为研究对象分析受力情况，建立直角坐标系后把力分解为水平和竖直两个方向，写x轴和y轴上的平衡式，可求得绳子的拉力大小，以整体为研究对象，受到重力、支持力、绳子的拉力和地面静摩擦

4、力的作用，建立直角坐标系后把力分解，写出水平和竖直的平衡式，静摩擦力小于等于最大静摩擦力，利用此不等式求解．3．质量为4kg的木块放在倾角为300长为15m的固定斜面上时，木块恰好能沿斜面匀速下滑，若改用沿斜面向上的恒力F拉木块，木块从静止开始沿斜面运动2．5m所用的时间为1s（g取10m/s2）求：（1）恒力F的大小（2）要使物体能从斜面底端运动到顶端F至少要作用多长时间？【答案】（1）60N（2）2s【解析】试题分析：（1）f=mgsin30=mga1=2s/t2=5m/s２F=mgsin30+f+ma=mg+ma=60N（2）设拉力最小作用时间为t．x1=a1t2v1

5、=a1ta2=（mgsin30+f）/m=g2x1+x2=15mt＝2s考点：牛顿第二定律的综合应用4．如图所示，粗糙水平地面上放置一个截面为半圆的柱状物体A，A与墙之间再放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态。已知A、B两物体的质量分别为M和m，光滑圆球B同半圆的柱状物体半径均为r，已知A的圆心到墙角距离为2r，重力加速度为g。求：(1)B物体受到墙壁的弹力大小；(2)A与地面间的动摩擦因数满足什么条件？（设A与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力）(3)若A物体在水平外力作用下向右缓慢移动至B即将落地，则A、B间作用力大小变化的范围。【答案】(1)3mg(2)3m(3)23

6、mgNAB2mg33(Mm)3【解析】【详解】(1)对B受力分析：由几何关系：sinr12r2解得：=30o由平衡条件得：NABcosmg0NABsinNB0解得B物体受到墙壁的弹力大小为：NBmgtan33mg(2)对整体分析：可知地面对A的摩擦力大小为：3fmg3地面对A的支持力为：NA(Mm)g要使A不滑动，则：NA(Mm)g33mg解得：3m3(Mm)(3)对B受力分析如图：由图可知，开始时AB间的作用力最小，最小值为：NABminmgo23mgcos303当B即将落地时，AB间的作用力最大，由几何关系可得，AB间的作用力与竖直方向的夹角有：r1co

7、s2r2解得：=60o此时AB间的作用力为：NABmaxmg2mgcos60o所以A、B间作用力大小变化的范围为：23mg2mg。NAB35．如图所示，AB是倾角为θ=37的°粗糙直轨道，BCD是光滑的圆弧轨道，AB恰好在B点与圆弧相切，圆弧的半径为R=1m，一个质量为m=0.5kg的物体（可以看做质点）从直轨道上的P点由静止释放，结果它能在两轨道间做往返运动．已知P点与圆弧的圆心O等高，物体与轨道AB间的动摩擦因数为μ=0.2．求：（1）物体做往返运动的整个过程中在AB轨道上通过的总路程；（