物理专题汇编物理相互作用(一).docx

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1、（物理）物理专题汇编物理相互作用(一)一、高中物理精讲专题测试相互作用1．如图所示，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

2、C的劲度系数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．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

3、绳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AOg=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：，（2）设物体A所受摩擦力沿斜面向下，对物体，且：，解得：A做受力分析如图所示：；根据平衡条件，有：

4、，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，注意正交分解法在解题中的应用。,M的A、B两滑块放在粗糙水平面上,3．如图所示质量均为滑块与粗糙水平面间的动摩擦因数为，两轻杆等长,且杆长为L,杆与滑块、杆与杆间均用光滑铰链连接,杆与水平面间的夹角为，在两杆铰合处悬挂一质量为m的重物C,整个装置处于静止状态。重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，试求:(1)地面对物体A的静摩擦力大小；(2)无论物块C的质量多大,都不能使物块A或B

5、沿地面滑动,则至少要多大?【答案】（1）mg12tan（2）tan【解析】【分析】先将C的重力按照作用效果分解，根据平行四边形定则求解轻杆受力；再隔离物体A受力分析，根据平衡条件并结合正交分解法列式求解滑块与地面间的摩擦力和弹力．要使得A不会滑动，则满足ffm，根据数学知识讨论。【详解】（1）将C的重力按照作用效果分解，如图所示：根据平行四边形定则，有：1mgmgF1＝F2＝2＝2sinsin对物体A水平方向：fF1cosmg2tan（2）当A与地面之间的摩擦力达到最大静摩擦力时：fm(MgF1sin)m=1且ffm联立解得：tan(2Mm)2M，ta

6、n(1)m11当m→∞时，2M1)tan，可知无论物块C的质量多大，都不能使物块A或tan(mB沿地面滑动,则μ至少等于1。tan4．一吊桥由六对钢杆对称悬吊着，六对钢杆在桥面上分列两排，其上端挂在两根钢缆上，．．图为其一截面图。已知图中相邻两杆距离相等，AA′=DD′，BB′=EE，′CC′=PP，′又已知两端钢缆与水平面成45°角，若吊桥总重为G，钢杆自重忽略不计，为使每根钢杆承受负荷相同，求：（1）作用在C．P两端与水平成45．钢缆的拉力大小？（2）CB钢缆的拉力大小和方向？【答案】（1）(2)；方向与水平方向的夹角为arctan斜向右下方【解析】【详

7、解】（1）对整体受力分析，整体受重力和两个拉力，设为F，根据平衡条件，有：2Fsin45=G°解得：F=G（2）对C点受力分析，受CC′的拉力、拉力杆F、BC钢缆的拉力，根据平衡条件，有：水平方向：Fcos45°=FBCcosθ1（θ1为FBC与水平方向的夹角）竖直方向：Fsin45°=+FBCsinθ1解得：FBC=mg，tanθ1=则θ=arctan1则CB钢缆的拉力大小为mg，方向与水平方向的夹角为arctan斜向右下方。【点睛】本题的关键要灵活选择研究对象，巧妙地选取受力分析的点和物体可简化解题过程，要注意整体法和隔离法的应用。解答时特别要注意每根钢

8、杆承受负荷相同。5．如图所示，一质量为m＝2kg的滑