高考物理专题汇编相互作用(一).docx

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1、高考物理专题汇编相互作用(一)一、高中物理精讲专题测试相互作用1．如图所示,质量的木块A套在水平杆上,并用轻绳将木块与质量的小球B相连.今用跟水平方向成角的力,拉着球带动木块一起向右匀速运动,运动中M、m相对位置保持不变,取.求:(1)运动过程中轻绳与水平方向夹角;(2)木块与水平杆间的动摩擦因数为.(3)当为多大时,使球和木块一起向右匀速运动的拉力最小?【答案】（1）30°（2）μ=（3）α=arctan．【解析】【详解】（1）对小球B进行受力分析，设细绳对N的拉力为T由平衡条件可得：Fcos30°=TcosθFsin30°

2、+Tsinθ=mg代入数据解得：T=10，tanθ=，即：θ=30°（2）对M进行受力分析，由平衡条件有FN=Tsinθ+Mgf=Tcosθf=μFN解得：μ＝（3）对M、N整体进行受力分析，由平衡条件有：FN+Fsinα=（M+m）gf=Fcosα=NμF联立得：Fcosα=μ（M+m）g-μFsinα解得：F＝令：sinβ＝，cosβ=，即：tanβ=则：所以：当α+β=90°时F有最小值．所以：tanα=μ=时F的值最小．即：α=arctan【点睛】本题为平衡条件的应用问题，选择好合适的研究对象受力分析后应用平衡条件求解即可，难点在于研究对象的选

3、择和应用数学方法讨论拉力F的最小值，难度不小，需要细细品味．2．如图所示，斜面倾角为θ=37，°一质量为m=7kg的木块恰能沿斜面匀速下滑，（sin37°=0.6,cos37°=0.8，g=10m/s2）（1）物体受到的摩擦力大小（2）物体和斜面间的动摩擦因数？（3）若用一水平恒力F作用于木块上，使之沿斜面向上做匀速运动，此恒力F的大小．【答案】（1）42N（2）0.75（3）240N【解析】【分析】【详解】(1)不受推力时匀速下滑，物体受重力，支持力，摩擦力，沿运动方向有：mgsinθ-f=0所以：f=mgsinθ=7×10×sin37=42N°(2

4、)又：f=μmgcosθ解得：μ=tanθ=0.75(3)受推力后仍匀速运动则：沿斜面方向有：Fcosθ-mgsinθ-μFN=0垂直斜面方向有：FN-mgcosθ-Fsinθ=0解得：F=240N【点睛】本题主要是解决摩擦因数，依据题目的提示，其在不受推力时能匀速运动，由此就可以得到摩擦因数μ=tanθ．3．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

5、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】（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：，，且：，解得：；（2）设物体A所受摩擦力沿斜面向下，对物体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

6、，注意正交分解法在解题中的应用。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，长为L=0.5m的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨电接触良好，金属棒ab的质量m=1kg、电阻r=1Ω．两金属导轨的上端连接右端电路，灯泡电阻R=4Ω，定值电阻R=2Ω，L1电阻箱电阻R2Ω，重力加速度为g=10m/s2，现闭合开关，将金属棒由静止释放，下滑距=12离为s0=50m时速度恰达到最大，试求：（1）金属棒下滑的最大速度vm；（2）金属棒由

7、静止开始下滑2s0的过程中整个电路产生的电热Q．【答案】（1）30m/s（2）50J【解析】解：（1）由意知，金属棒匀速下滑速度最大，最大速度vm，有：mgsinθ=F安又F安=BIL，即得mgsinθ=BIL⋯①ab棒生的感E=BLvm⋯②通ab的感流I=⋯③回路的阻R=r+R1+⋯④解代入数据得：vm=30m/s⋯⑤（2）由能量守恒定律有：mg?2s0sinθ=Q+⋯⑥解代入数据得：Q=50J⋯⑦答：（1）金属棒下滑的最大速度vm是30m/s．（2）金属棒由静止开始下滑2s0的程中整个路生的Q是50J．【点】本合用路知、磁感知和数学知的能力要求高，

8、但是常，要得全分．5．如所示，粗糙的地面上放着一个量M＝1.5kg的斜面，底面与地面的摩擦因数