物理高考相互作用练习题及解析.docx

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1、【物理】物理高考相互作用练习题及解析一、高中物理精讲专题测试相互作用1．一轻弹簧的一端固定在倾角为θ的固定光滑斜面的底部，另一端和质量为m的小物块3a相连，如图所示．质量为m的小物块b紧靠a静止在斜面上，此时弹簧的压缩量为5x0，从t=0时开始，对b施加沿斜面向上的外力，使b始终做匀加速直线运动．经过一段时间后，物块a、b分离；再经过同样长的时间，b距其出发点的距离恰好也为x0．弹簧的形变始终在弹性限度内，重力加速度大小为g．求：(1)弹簧的劲度系数；(2)物块b加速度的大小；(3)在物块a、b分离前，外

2、力大小随时间变化的关系式．8mgsin22（2）gsin（3）F8mgsin4mgsin【答案】（1）5x052525x0【解析】【详解】（1）对整体分析，根据平衡条件可知，沿斜面方向上重力的分力与弹簧弹力平衡，则有：3kx0=（m+m）gsinθ58mgsin解得：k=5x0（2）由题意可知，b经两段相等的时间位移为x0；x11由匀变速直线运动相邻相等时间内位移关系的规律可知：x04说明当形变量为x1x0x03x0时二者分离；44对m分析，因分离时ab间没有弹力，则根据牛顿第二定律可知：kx1-mgsi

3、nθ=ma联立解得：a=1gsin5（3）设时间为t，则经时间t时，ab前进的位移x=1at2=gsint2210则形变量变为：△x=x0-x对整体分析可知，由牛顿第二定律有：F+k△x-（m+3m）gsinθ=（m+3m）a55解得：F=84mg2sin2t2mgsinθ+25x025因分离时位移x=x0由x=x0=1at2解得：t5x04422gsin故应保证0≤t＜5x0，F表达式才能成立．2gsin点睛：本题考查牛顿第二定律的基本应用，解题时一定要注意明确整体法与隔离法的正确应用，同时注意分析运动

4、过程，明确运动学公式的选择和应用是解题的关键．2．质量为M的木楔倾角为θ(θ<45°)，在水平面上保持静止，当将一质量为m的木块放在木楔斜面上时，它正好匀速下滑．当用与木楔斜面成α角的力F拉木块，木块匀速上升，如图所示(已知木楔在整个过程中始终静止)．(1)当α＝θ时，拉力F有最小值，求此最小值；(2)求在(1)的情况下木楔对水平面的摩擦力是多少？【答案】（1）Fminmgsin21（2）mgsin42【解析】【分析】（1）对物块进行受力分析，根据共点力的平衡，利用正交分解，在沿斜面和垂直斜面两

5、方向列方程，进行求解．（2）采用整体法，对整体受力分析，根据共点力的平衡，利用正交分解，分解为水平和竖直两方向列方程，进行求解．【详解】木块在木楔斜面上匀速向下运动时，有mgsin＝mgcos，即＝tan(1)木块在力F的作用下沿斜面向上匀速运动，则：Fcos＝mgsin＋fFsin＋FN＝mgcosf＝FNmgsin2联立解得：Fcos则当＝时，F有最小值，Fmin＝mgsin2(2)因为木块及木楔均处于平衡状态，整体受到地面的摩擦力等于F的水平分力，即fFcos当＝时，fmgsin2cos2

6、1mgsin42【点睛】木块放在斜面上时正好匀速下滑隐含动摩擦因数的值恰好等于斜面倾角的正切值，当有外力作用在物体上时，列平行于斜面方向的平衡方程，求出外力F的表达式，讨论F取最小值的条件．3．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）

7、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)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．4．如图所示，一质量为m

8、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．mg【答案】（1）T，F=mgtanθ（2