高考物理相互作用提高训练及解析
人教版高考物理一轮总复习课后习题 小题增分特训(2)相互作用
小题增分特训(二)相互作用1.在城市楼房的建筑工地上经常见到塔吊,工人师傅在安装塔吊时,常在塔吊臂的未装滑轮端安装一个大的铁箱,并在铁箱内装入很重的沙子(如图所示),其主要目的是( )A.为了左右对称,美观B.增加塔吊重量,防止被风吹得左右摇摆C.防止沙子不够用,做临时补充D.使塔吊起吊建材时重心落在竖直固定架上,工作起来更加平衡、安全2.某次羽毛球比赛的情境如图所示,下列说法正确的是( )A.研究运动员回击羽毛球动作时,羽毛球可以看成质点B.运动员击球时,球拍对羽毛球的作用力大于羽毛球对球拍的作用力C.运动员击球时,球拍对羽毛球的弹力是因为球拍发生了形变D.运动员击球后,羽毛球在空中继续向前运动时受到重力、弹力和阻力3.舞蹈《锦绣》艺术地再现了古代戍边将士与西域各民族化干戈为玉帛并建立深厚友谊的动人故事。
图甲是一个优美且难度极大的后仰动作,人后仰平衡时,可粗略认为头受到重力G、肌肉拉力F2和颈椎支持力F1。
如图乙所示,若弯曲后的头颈与水平方向成60°角,F2与水平方向成45°角,则可估算出F1的大小为( )A.(√3+1)GB.(√3-1)GC.(√3+2)GD.(√3-2)G4.(浙江北斗星联盟高三选考模拟)如图所示,有两本书叠放在一起静止放置于倾角为θ的倾斜桌面上,上面书本质量为m0,下面书本质量为m,下面书本有二分之一伸出桌面,桌面与书本之间的动摩擦因数为μ1,书本与书本之间的动摩擦因数为μ2,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。
下列说法正确的是( )mgcos θ+m0gcos θA.下面书本受到的支持力大小为12B.桌面对上面书本的作用力方向一定竖直向上C.逐渐增大桌面倾斜的角度,上面书本一定比下面书本先滑动D.上面书本受到的摩擦力大小为m0gsin θ5.生活中常说有的弹簧“硬”,有的弹簧“软”,通常认为劲度系数k越小,弹簧越“软”。
已知弹簧a、b的弹力F与弹簧的伸长量x的关系图线分别如图中的两条直线所示,已知弹簧的弹性势能E p=1kx2,下列说法正确2的是( )A.弹簧a、b的劲度系数之比为2∶5B.弹簧a、b相比较,弹簧a是“软”弹簧C.若用弹簧a、b来制造缓冲装置,则弹簧a比弹簧b的缓冲效果好一些D.当弹簧a、b的弹力均为图中的F0时,弹簧a、b的弹性势能之比为2∶56.梅州的非物质文化遗产有不少,兴宁花灯就是其中一种,它与北京宫灯一脉相承,始于宋代,流行于明清,是传承了上千年的客家传统习俗,花灯用四根长度相同、承受能力相同的绳子高高吊起,如图所示,绳子与竖直方向夹角为θ,花灯质量为m,则下列说法正确的是( )A.每根绳子的拉力均相同B.增大绳子与竖直方向的夹角,花灯受的合外力增大C.绳子拉力的合力方向为竖直方向D.绳子长一些更易断7.两只完全相同的蚂蚁在轮胎内外表面爬,当两只蚂蚁爬到图示位置时保持静止,角α大于角β。
高考物理力学知识点之相互作用专项训练及解析答案(4)
高考物理力学知识点之相互作用专项训练及解析答案(4)一、选择题1．用斧头劈木柴的情景如图甲所示。
劈的纵截面是一个等腰三角形，劈背的宽度为d ，劈的侧面长为l ，当在劈背加一个力F 时的受力示意图如乙所示，若不计斧头的重力，则劈的侧面推压木柴的力F 1为（ ）A ．l F dB ．d F lC ．2l F dD ．2d F l2．如图所示，5月28日央视新闻报道：格鲁吉亚物理学家安德里亚仅靠摩擦力将25个网球垒成9层高的直立“小塔”。
网球A 位于“小塔”顶层，下面各层均有3个网球，网球B 位于“小塔”的第6层，已知每个网球质量均为m 。
下列说法正确的是（ ）A ．其他网球对B 球的作用力大于B 球的重力B ．将A 球拿走后，“小塔”仍能保持直立平衡C ．第8层的三个网球与A 球间的弹力大小各为mg/3D ．最底层的3个网球受到地板的支持力均为25mg/33．已知力F 的一个分力F 1跟F 成30°角，F 1大小未知，如图所示，则另一个分力F 2的最小值为：（ ）A ． 2FB ．3FC ．FD ．无法判断4．如图所示，质量为 m 的物体放在质量为 M 、倾角为 的斜面体上，斜面体置于粗糙的水 平地面上，用平行于斜面向下的力 F 拉物体 m 使其沿斜面向下匀速运动，斜面体始终静止， 重力加速度为 g ，则下列说法正确的是 ( )A ．地面对斜面体的摩擦力大小为 F cos θB ．地面对斜面体的支持力为 (M + m ) gC ．物体对斜面体的摩擦力的大小为 FD ．斜面体对物体的作用力竖直向上5．重为10N 的物体放在水平地面上，今用8N 的力竖直向上提物体，则物体所受到的合力为（ ）A ．2N 向下B ．2N 向上C ．18N 向上D ．06．如图，两个轻环a 和b 套在位于竖直面内的一段固定圆弧上；一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为m 的小球。
在a 和b 之间的细线上悬挂一小物块。
高考物理相互作用题20套(带答案)
高考物理相互作用题20套(带答案)一、高中物理精讲专题测试相互作用1．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：mg sinθ-f=0所以：f=mg sinθ=7×10×sin37°=42N(2)又：f=μmg cosθ解得：μ=tanθ=0.75(3)受推力后仍匀速运动则：沿斜面方向有：F cosθ-mg sinθ-μF N=0垂直斜面方向有：F N-mg cosθ-F sinθ=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．2．如图所示，用三根轻绳将质量均为m的A、B两小球以及水平天花板上的固定点O之间两两连接，然后用一水平方向的力F作用于A球上，此时三根轻绳均处于直线状态，且OB绳恰好处于竖直方向，两球均处于静止状态，轻绳OA与AB垂直且长度之比为3:4．试计算：（1）OA 绳拉力及F 的大小？（2）保持力F 大小方向不变，剪断绳OA ，稳定后重新平衡，求此时绳OB 及绳AB 拉力的大小和方向．（绳OB 、AB 拉力的方向用它们与竖直方向夹角的正切值表达） （3）欲使绳OB 重新竖直，需在球B 上施加一个力，求这个力的最小值和方向． 【答案】（1）43mg （2） 1133T mg =，tan θ1= 23；253T mg =，tanθ2= 43 （3）43mg ，水平向左 【解析】 【分析】 【详解】（1）OB 竖直，则AB 拉力为0，小球A 三力平衡，设OB 拉力为T ，与竖直方向夹角为θ,则T=mg/cos θ=53mg ，F=mgtan θ=43mg（2）剪断OA 绳，保持F 不变，最后稳定后，设OB 的拉力为T 1，与竖直方向夹角为θ1，AB 拉力为T 2，与竖直方向夹角为θ2，以球A 、球B 为整体，可得T 1x =F=43mg ；T 1y =2mg ； 解得：T 1213mg ；tan θ1=23；单独研究球A ，T 2x =F=43mg ；T 2y =mg ； 解得：T 2=53mg ，tanθ2=43（3）对球B 施加一个力F B 使OB 重新竖直，当F B 水平向左且等于力F 时是最小值，即F B =F=43mg ，水平向左 【点睛】本题采用整体和隔离法相结合进行分析，关键先对B 球受力分析，得到AB 绳子的拉力为零，然后对A 球受力分析，根据平衡条件并运用平行四边形法则求解未知力．3．将质量0.1m kg =的圆环套在固定的水平直杆上，环的直径略大于杆的截面直径，环与杆的动摩擦因数0.8μ=．对环施加一位于竖直平面内斜向上与杆夹角53θ=o 的恒定拉力F ，使圆环从静止开始运动，第1s 内前进了2.2m （取210/g m s =，sin530.8=o ，cos530.6=o ）．求：（1）圆环加速度a 的大小； （2）拉力F 的大小．【答案】（1）24.4m/s （2）1N 或9N 【解析】（1）小环做匀加速直线运动，由运动学公式可知：21x 2at = 解得：2a 4.4m /s =(2)令Fsin53mg 0︒-=，解得F 1.25N = 当F 1.25N <时，环与杆的上部接触，受力如图：由牛顿第二定律，Fcos θμN F ma -=，Fsin θN F mg += 联立解得：()F m a g cos sin μθμθ+=+代入数据得：F 1N =当F 1.25N >时，环与杆的下部接触，受力如图：由牛顿第二定律，Fcos θμN F ma -=，Fsin θN mg F =+ 联立解得：()F m a g cos sin μθμθ-=-代入数据得：F 9N =4．如图所示，m A =0.5kg ，m B =0.1kg ，两物体与地面间的动摩擦因数均为0.2，当大小为F=5N 水平拉力作用在物体A 上时，求物体A 的加速度。
高考物理相互作用解题技巧及经典题型及练习题(含答案)
高考物理相互作用解题技巧及经典题型及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试相互作用1．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 的质量分别为m A=5kg ，m B=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，注意正交分解法在解题中的应用。
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θ0时，不论水平恒力F多大，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 3（2）60°【解析】试题分析：（1）斜面倾角为30°时，物体恰能匀速下滑，满足sin30cos30mg mgμ︒=︒解得3μ=（2）设斜面倾角为α，由匀速直线运动的条件：cos sin fF mg Fαα=+cos sinNF mg Fαα=+，f NF Fμ=解得：sin coscos sinmg mgFαμααμα+=-当cos sin0αμα-=，即cotαμ=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060θα==︒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，用两根长度均为l的细线将质量为m的小球悬挂在水平的天花板下面，轻绳与天花板的夹角为θ．将细线BO剪断，小球由静止开始运动．不计空气阻力，重力加速度为g．求：（1）剪断细线前OB对小球拉力的大小；（2）剪断细线后小球从开始运动到第一次摆到最高点的位移大小；（3）改变B点位置，剪断BO后小球运动到最低点时细线OA的拉力F2与未剪断前细线的拉力F1之比21FF的最大值．【答案】（1）2sinmgFθ=（2）2cosx lθ=（3）21max94FF=【解析】（1）1sin 2F mg θ=得2sin mgF θ=（2）小球运动到左侧最高点时绳与天花板夹角为α mglsin α=mglsin θ 得α=θ X=2lcos θ（3）小球运动到最低点时速度为v21(1sin )2mgl mv θ-=22v F mg m l-=F 1=F得： 2216sin 4sin F F θθ=- 当3sin 4θ=时可得21max 9 =4F F4．(14分)如图所示，木板与水平地面间的夹角θ可以随意改变，当θ=30°时，可视为质点的一小木块恰好能沿着木板匀速下滑。
高考物理相互作用真题汇编(含答案)及解析
高考物理相互作用真题汇编(含答案)及解析一、高中物理精讲专题测试相互作用1．如图，两条间距L =0.5m 且足够长的平行光滑金属直导轨，与水平地面成30α=︒角固定放置，磁感应强度B =0.4T 的匀强磁场方向垂直导轨所在的斜面向上，质量0.1kg ab m =、0.2kg cd m =的金属棒ab 、cd 垂直导轨放在导轨上，两金属棒的总电阻r =0.2Ω，导轨电阻不计．ab 在沿导轨所在斜面向上的外力F 作用下，沿该斜面以2m/s v =的恒定速度向上运动．某时刻释放cd ， cd 向下运动，经过一段时间其速度达到最大．已知重力加速度g =10m/s 2，求在cd 速度最大时，（1）abcd 回路的电流强度I 以及F 的大小； （2）abcd 回路磁通量的变化率以及cd 的速率． 【答案】(1) I =5A ,F =1.5N (2)Δ 1.0Wb/s ΔtΦ=,m 3m/s v = 【解析】 【详解】（1）以cd 为研究对象，当cd 速度达到最大值时，有：sin cd m g BIL α=①代入数据，得： I =5A由于之后两棒均沿斜面方向做匀速运动，可将两棒看作整体，作用在ab 上的外力：()sin ab cd F m m g α=+②（或对ab ：sin ab F m g BIL α=+） 代入数据，得： F =1.5N（2） 设cd 达到最大速度时abcd 回路产生的感应电动势为E ，根据法拉第电磁感应定律，有：ΔΔE tΦ=③ 由闭合电路欧姆定律，有：EI r=④ 联立③④并代入数据，得：ΔΔtΦ=1.0Wb/s 设cd 的最大速度为v m ，cd 达到最大速度后的一小段时间t ∆内， abcd 回路磁通量的变化量：ΔΔ()Δm B S BL v v t Φ=⋅=+⋅⑤回路磁通量的变化率：Δ()Δm BL v v tΦ=+⑥ 联立⑤⑥并代入数据，得：m 3v =m/s 【点睛】本题是电磁感应中的力学问题，综合运用电磁学知识和力平衡知识；分析清楚金属棒的运动过程与运动性质是解题的前提，应用平衡条件、欧姆定律即可解题．2．如图所示，一质量为m ＝2kg 的滑块从半径为R ＝0.2m 的光滑四分之一圆弧轨道的顶端A 处由静止滑下，A 点和圆弧对应的圆心O 点等高，圆弧的底端B 与水平传送带平滑相接．已知传送带匀速运行的速度为v 0＝4m/s ，B 点到传送带右端C 点的距离为L ＝2m ．当滑块滑到传送带的右端C 时，其速度恰好与传送带的速度相同．(g ＝10m/s 2)，求：(1)滑块到达底端B 时对轨道的压力； (2)滑块与传送带间的动摩擦因数μ；(3)此过程中，由于滑块与传送带之间的摩擦而产生的热量Q . 【答案】（1）60 N （2）0．3（3）4 J【解析】试题分析：（1）滑块从A 运动到B 的过程中，由机械能守恒定律得 mgR ＝12mv B 2 解得22/B v gR m s ＝＝在B 点： 2BN v F mg m R－＝代入解得，F N ＝60 N由牛顿第三定律可知，滑块对轨道的压力大小为F N ′＝F N ＝60 N ，方向竖直向下。
高考物理力学知识点之相互作用专项训练及答案
高考物理力学知识点之相互作用专项训练及答案一、选择题1．互成角度的两个共点力，其中一个力保持恒定，另一个力从零开始逐渐增大，且方向保持不变。
则这两个共点力的合力A ．一定逐渐增大B ．一定逐渐减小C ．可能先增大后减小D ．可能先减小后增大 2．已知相互垂直的两个共点力合力的大小为40 N ，其中一个力的大小为20 N ，则另一个力的大小为（ ）A ．10 NB ．20NC ．203 ND ．60N 3．某小孩在广场游玩时，将一氢气球系在了水平地面上的砖块上，在水平 风力的作用下，处于如图所示的静止状态．若水平风速缓慢增大，不考虑气球体积及空气密度的变化，则下列说法中正确的是A ．细绳受到拉力逐渐减小B ．砖块受到的摩擦力可能为零C ．砖块一定不可能被绳子拉离地面D ．砖块受到的摩擦力一直不变4．如图，两个轻环a 和b 套在位于竖直面内的一段固定圆弧上；一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为m 的小球。
在a 和b 之间的细线上悬挂一小物块。
平衡时，a 、b 间的距离恰好等于圆弧的半径。
不计所有摩擦。
小物块的质量为A ．2mB ．32mC ．mD ．2m5．如图所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于O 点，现用水平F 缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力F N ，以及绳对小球的拉力F T 的变化情况是（ ）A ．F N 保持不变，F T 不断增大B ．F N 不断增大，F T 不断减小C ．F N 保持不变，F T 先增大后减小D ．F N 不断增大，F T 先减小后增大6．如图，在挪威的两座山峰间夹着一块岩石，吸引了大量游客前往观赏。
该景观可简化成如图所示的模型，右壁竖直，左壁稍微倾斜。
设左壁与竖直方向的夹角为θ，由于长期的风化，θ将会减小。
石头与山崖间的摩擦很小，可以忽略不计。
若石头质量一定，θ减小，石头始终保持静止，下列说法正确的是A ．山崖左壁对石头的作用力将增大B ．山崖右壁对石头的作用力不变C ．山崖对石头的作用力减小D ．石头受到的合力将增大7．春节期间有挂灯笼的传统习俗。
高考物理相互作用技巧和方法完整版及练习题含解析
高考物理相互作用技巧和方法完整版及练习题含解析一、高中物理精讲专题测试相互作用1．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：mg sinθ-f=0所以：f=mg sinθ=7×10×sin37°=42N(2)又：f=μmg cosθ解得：μ=tanθ=0.75(3)受推力后仍匀速运动则：沿斜面方向有：F cosθ-mg sinθ-μF N=0垂直斜面方向有：F N-mg cosθ-F sinθ=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．2．质量m＝5kg的物体在20N的水平拉力作用下，恰能在水平地面上做匀速直线运动．若改用与水平方向成θ＝37°角的力推物体，仍要使物体在水平地面上匀速滑动，所需推力应为多大？（g＝10N/kg，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）【答案】35.7N ； 【解析】解：用水平力拉时，物体受重力、支持力、拉力和滑动摩擦力， 根据平衡条件，有：f mg μ= 解得：200.450f mg μ=== 改用水平力推物体时，对物块受力分析，并建正交坐标系如图：由0X F =得：cos F f θ= ① 由0Y F =得：sin N mg F θ=+ ② 其中：f N μ= ③ 解以上各式得：35.7F N =【点睛】本题关键是两次对物体受力分析，然后根据共点力平衡条件列方程求解，注意摩擦力是不同的，不变的是动摩擦因数．3．一架质量m 的飞机在水平跑道上运动时会受到机身重力、竖直向上的机翼升力F 升、发动机推力、空气阻力F 阻、地面支持力和跑道的阻力f 的作用。
高考物理相互作用真题汇编(含答案)含解析
高考物理相互作用真题汇编(含答案)含解析一、高中物理精讲专题测试相互作用1．如图所示，轻杆BC的C点用光滑铰链与墙壁固定，杆的B点通过水平细绳AB使杆与竖直墙壁保持30°的夹角．若在B点悬挂一个定滑轮(不计重力)，某人用它匀速地提起重物．已知重物的质量m＝30 kg，人的质量M＝50kg，g取10 m/s2.试求：(1)此时地面对人的支持力的大小；(2)轻杆BC所受力的大小．【答案】（1）200N（2）4003N和2003N【解析】试题分析：（1）对人而言：.（2）对结点B：滑轮对B点的拉力，由平衡条件知：考点：此题考查共点力的平衡问题及平行四边形法则．2．如图所示,在倾角=30°的斜面上放一木板A,重为G A=100N,板上放一重为G B=500N的木箱B,斜面上有一固定的挡板,先用平行于斜面的绳子把木箱与挡板拉紧,然后在木板上施加一平行斜面方向的拉力F,使木板从木箱下匀速抽出此时,绳子的拉力T=400N。
设木板与斜面间的动摩擦因数,求：(1)A、B间的摩擦力和摩擦因素；(2)拉力F的大小。
【答案】（1）A、B间的摩擦力f B为150N；摩擦因数μ2=；（2）拉力F的大小为325N。
【解析】【详解】（1）对B受力分析如图由平衡条件，沿斜面方向有为：G B sinθ+f B=T…①代入数据，解得A、B间摩擦力为：f B=150N方向沿斜面向下，垂直斜面方向：N B=G B cosθ=500×=250N…②A、B动摩擦因数为：（2）以AB整体为研究对象，受力分析如图，由平衡条件得：F=f A+T-（G A+G B）sinθ…③N A=（G A+G B）co sθ…④f A=μ1N A…⑤联立③④⑤解得：F=325 N【点睛】本题考查共点力平衡条件的应用，要注意在解题时能正确选择研究对象，作出受力分析即可求解，本题要注意虽然两A运动B静止，但由于二者加速度均零，因此可以看作整体进行分析。
2024年高考真题和模拟题物理分类汇编专题02 相互作用(解析版)
专题02相互作用1.(2024年辽宁卷考题)3.利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”，如图，在研磨过程中，砚台始终静止在水平桌面上。
当墨条的速度方向水平向左时，（）A.砚台对墨条的摩擦力方向水平向左B.桌面对砚台的摩擦力方向水平向左C.桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力D.桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力【答案】C【解析】A．当墨条速度方向水平向左时，墨条相对于砚台向左运动，故砚台对墨条的摩擦力方向水平向右，故A错误；B．根据牛顿第三定律，墨条对砚台的摩擦力方向水平向左，由于砚台处于静止状态，故桌面对砚台的摩擦力方向水平向右，故B错误；C．由于砚台处于静止状态，水平方向桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力，故C正确；D．桌面对砚台的支持力大小等于砚台的重力加上墨条对其的压力，故桌面对砚台的支持力大于墨条对砚台的压力，故D错误。
故选C。
2.(2024年湖北考题)6.如图所示，两拖船P、Q拉着无动力货船S一起在静水中沿图中虚线方向匀速前进，两根水平缆绳与虚线的夹角均保持为30°。
假设水对三艘船在水平方向的作用力大小均为f，方向与船的运动方向相反，则每艘拖船发动机提供的动力大小为（）A.3fB.3fC.2fD.3f【答案】B【解析】根据题意对S 受力分析如图正交分解可知2cos30T f = ，所以有3T f =对P 受力分析如图则有()()222sin 30cos30T f T F ++= ，解得3F =故选B 。
3.(2024河北卷考题) 5.如图，弹簧测力计下端挂有一质量为0.20kg 的光滑均匀球体，球体静止于带有固定挡板的斜面上，斜面倾角为30︒，挡板与斜面夹角为60︒．若弹簧测力计位于竖直方向，读数为1.0N,g 取210m/s ,挡板对球体支持力的大小为（）A.3N 3B.1.0NC.23N 3D.2.0N【答案】A 【解析】对小球受力分析如图所示由几何关系易得力F 与力N F 与竖直方向的夹角均为30︒，因此由正交分解方程可得sin 30sin 30N F F ︒=︒，cos30cos30N F F T mg ︒+︒+=解得3N F F ==故选A 。
高考物理相互作用技巧和方法完整版及练习题含解析
高考物理相互作用技巧和方法完整版及练习题含解析一、高中物理精讲专题测试相互作用1．质量m ＝5kg 的物体在20N 的水平拉力作用下，恰能在水平地面上做匀速直线运动．若改用与水平方向成θ＝37°角的力推物体，仍要使物体在水平地面上匀速滑动，所需推力应为多大？（g ＝10N/kg ，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）【答案】35.7N ； 【解析】解：用水平力拉时，物体受重力、支持力、拉力和滑动摩擦力， 根据平衡条件，有：f mg μ= 解得：200.450f mg μ=== 改用水平力推物体时，对物块受力分析，并建正交坐标系如图：由0X F =得：cos F f θ= ① 由0Y F =得：sin N mg F θ=+ ② 其中：f N μ= ③ 解以上各式得：35.7F N =【点睛】本题关键是两次对物体受力分析，然后根据共点力平衡条件列方程求解，注意摩擦力是不同的，不变的是动摩擦因数．2．如图，两条间距L =0.5m 且足够长的平行光滑金属直导轨，与水平地面成30α=︒角固定放置，磁感应强度B =0.4T 的匀强磁场方向垂直导轨所在的斜面向上，质量0.1kg ab m =、0.2kg cd m =的金属棒ab 、cd 垂直导轨放在导轨上，两金属棒的总电阻r =0.2Ω，导轨电阻不计．ab 在沿导轨所在斜面向上的外力F 作用下，沿该斜面以2m/s v =的恒定速度向上运动．某时刻释放cd ， cd 向下运动，经过一段时间其速度达到最大．已知重力加速度g =10m/s 2，求在cd 速度最大时，（1）abcd 回路的电流强度I 以及F 的大小； （2）abcd 回路磁通量的变化率以及cd 的速率． 【答案】(1) I =5A ,F =1.5N (2)Δ 1.0Wb/s ΔtΦ=,m 3m/s v = 【解析】 【详解】（1）以cd 为研究对象，当cd 速度达到最大值时，有：sin cd m g BIL α=①代入数据，得： I =5A由于之后两棒均沿斜面方向做匀速运动，可将两棒看作整体，作用在ab 上的外力：()sin ab cd F m m g α=+②（或对ab ：sin ab F m g BIL α=+） 代入数据，得： F =1.5N（2） 设cd 达到最大速度时abcd 回路产生的感应电动势为E ，根据法拉第电磁感应定律，有：ΔΔE tΦ=③ 由闭合电路欧姆定律，有：EI r=④ 联立③④并代入数据，得：ΔΔtΦ=1.0Wb/s 设cd 的最大速度为v m ，cd 达到最大速度后的一小段时间t ∆内， abcd 回路磁通量的变化量：ΔΔ()Δm B S BL v v t Φ=⋅=+⋅⑤ 回路磁通量的变化率：Δ()Δm BL v v tΦ=+⑥ 联立⑤⑥并代入数据，得：m 3v =m/s 【点睛】本题是电磁感应中的力学问题，综合运用电磁学知识和力平衡知识；分析清楚金属棒的运动过程与运动性质是解题的前提，应用平衡条件、欧姆定律即可解题．3．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θ0时，不论水平恒力F 多大，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】（132）60° 【解析】试题分析：（1）斜面倾角为30°时，物体恰能匀速下滑，满足sin 30cos30mg mg μ︒=︒ 解得3μ=（2）设斜面倾角为α，由匀速直线运动的条件：cos sin f F mg F αα=+cos sin N F mg F αα=+，f N F F μ=解得：sin cos cos sin mg mg F αμααμα+=-当cos sin 0αμα-=，即cot αμ=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060θα==︒ 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．4．如图所示，倾角为θ＝30°、宽度为d ＝1 m 、长为L ＝4 m 的光滑倾斜导轨，导轨C 1D 1、C 2D 2顶端接有定值电阻R 0＝15 Ω，倾斜导轨置于垂直导轨平面斜向上的匀强磁场中，磁感应强度为B ＝5 T ，C 1A 1、C 2A 2是长为s ＝4.5 m 的粗糙水平轨道，A 1B 1、A 2B 2是半径为R ＝0.5 m 处于竖直平面内的1/4光滑圆环(其中B 1、B 2为弹性挡板)，整个轨道对称．在导轨顶端垂直于导轨放一根质量为m ＝2 kg 、电阻不计的金属棒MN ，当开关S 闭合时，金属棒从倾斜轨道顶端静止释放，已知金属棒到达倾斜轨道底端前已达到最大速度，当金属棒刚滑到倾斜导轨底端时断开开关S ，(不考虑金属棒MN 经过C 1、C 2处和棒与B 1、B 2处弹性挡板碰撞时的机械能损失，整个运动过程中金属棒始终保持水平，水平导轨与金属棒MN 之间的动摩擦因数为μ＝0.1，g ＝10 m/s 2)．求：(1)开关闭合时金属棒滑到倾斜轨道底端时的速度大小；(2)金属棒MN在倾斜导轨上运动的过程中，电阻R0上产生的热量Q；(3)已知金属棒会多次经过圆环最低点A1A2，求金属棒经过圆环最低点A1A2时对轨道压力的最小值．【答案】（1）6m/s；（2）4J；（3）56N【解析】试题分析：（1）开关闭时，金属棒下滑时切割磁感线运动，产生感应电动势，产生感应电流，受到沿斜面向上的安培力，做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度为0时，速度最大．根据牛顿第二定律和安培力与速度的关系式结合，求解即可．（2）下滑过程中，重力势能减小，动能增加，内能增加，根据能量守恒求出整个电路产生的热量，从而求出电阻上产生的热量．（3）由能量守恒定律求出金属棒第三次经过A1A2时速度，对金属棒进行受力分析，由牛顿定律求解．（1）金属棒最大速度时,电动势,电流,安培力金属棒最大速度时加速度为0，由牛顿第二定律得：所以最大速度（2）金属棒MN在倾斜导轨上运动的过程中，由能量守恒定律得：代入数据，得（3）金属棒第三次经过A1A2时速度为V A，由动能定理得：金属棒第三次经过A1A2时，由牛顿第二定律得由牛顿第三定律得，金属棒对轨道的压力大小5．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 L=4Ω，定值电阻R1=2Ω，电阻箱电阻R2=12Ω，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v m；（2）金属棒由静止开始下滑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）由题意知，金属棒匀速下滑时速度最大，设最大速度为v m，则有：mgsinθ=F安又 F安=BIL，即得mgsinθ=BIL…①ab棒产生的感应电动势为 E=BLv m…②通过ab的感应电流为 I=…③回路的总电阻为 R=r+R1+…④联解代入数据得：v m=30m/s…⑤（2）由能量守恒定律有：mg•2s0sinθ=Q+…⑥联解代入数据得：Q=50J…⑦答：（1）金属棒下滑的最大速度v m是30m/s．（2）金属棒由静止开始下滑2s0的过程中整个电路产生的电热Q是50J．【点评】本题对综合应用电路知识、电磁感应知识和数学知识的能力要求较高，但是常规题，要得全分．6．如图所示，粗糙的地面上放着一个质量M＝1.5 kg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＝0.5 kg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＝200 N/m，现给斜面施加一水平向右的恒力F，使整体以a＝1 m/s2的加速度向右匀加速运动．(已知sin 37°＝0.6、cos37°＝0.8，g＝10 m/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F N对小球受力分析：在水平方向：Kxcosθ﹣F N sinθ=ma在竖直方向：Kxsinθ+F N cosθ=mg解得：x=0.017mF N=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．7．如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距lm，导轨平面与水平面成θ=37°角，下端连接阻值为R的电阻．匀强磁场方向与导轨平面垂直．质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25．求：(1)金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；(2)当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R消耗的功率为8W，求该速度的大小；(3)在上问中，若R＝2Ω，金属棒中的电流方向由a到b，求磁感应强度的大小与方向．(g=10rn／s2，sin37°＝0.6， cos37°＝0.8)【答案】（1）4m／s2（2）10m/s（3）0.4T，方向垂直导轨平面向上【解析】试题分析：（1）金属棒开始下滑的初速为零，根据牛顿第二定律：①由①式解得＝10×（O.6－0.25×0.8）m／s2=4m／s2②（2）设金属棒运动达到稳定时，速度为，所受安培力为F，棒在沿导轨方向受力平衡③此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻消耗的电功率：④由③、④两式解得⑤（3）设电路中电流为I，两导轨间金属棒的长为l，磁场的磁感应强度为B⑥⑦由⑥、⑦两式解得⑧磁场方向垂直导轨平面向上考点： 导体切割磁感线时的感应电动势；牛顿第二定律【名师点睛】本题主要考查了导体切割磁感线时的感应电动势、牛顿第二定律 。
高考物理相互作用技巧和方法完整版及练习题含解析
高考物理相互作用技巧和方法完整版及练习题含解析一、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°+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F N=Tsinθ+Mgf=Tcosθf=μF N解得：μ＝（3）对M、N整体进行受力分析，由平衡条件有：F N+Fsinα=（M+m）gf=Fcosα=μF N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，A、B都是重物，A被绕过小滑轮P的细线悬挂，B放在粗糙的水平桌面上，滑轮P被一根斜短线系于天花板上的O点，O′是三根细线的结点，细线bO′水平拉着物体B，cO′沿竖直方向拉着弹簧．弹簧、细线、小滑轮的重力不计，细线与滑轮之间的摩擦力可忽略，整个装置处于静止状态．若重物A的质量为2kg，弹簧的伸长量为5cm，∠cO′a=120°，重力加速度g取10m/s2，求：（1）桌面对物体B的摩擦力为多少？（2）弹簧的劲度系数为多少？（3）悬挂小滑轮的斜线中的拉力F的大小和方向？【答案】（1）103N（2）200N/m（3）203N，方向在O′a与竖直方向夹角的角平分线上.【解析】【分析】（1）对结点O′受力分析，根据共点力平衡求出弹簧的弹力和bO′绳的拉力，通过B平衡求出桌面对B的摩擦力大小．（2）根据胡克定律求弹簧的劲度系数．（3）悬挂小滑轮的斜线中的拉力F与滑轮两侧绳子拉力的合力等大反向．【详解】（1）重物A的质量为2kg，则O′a绳上的拉力为 F O′a=G A=20N对结点O′受力分析，如图所示，根据平行四边形定则得：水平绳上的力为：F ob=F O′a sin60°=103N物体B静止，由平衡条件可得，桌面对物体B的摩擦力 f=F ob=103N（2）弹簧的拉力大小为 F弹=F O′a cos60°=10N．根据胡克定律得 F弹=kx得 k=Fx弹=100.05=200N/m（3）悬挂小滑轮的斜线中的拉力F与滑轮两侧绳子拉力的合力等大反向，则悬挂小滑轮的斜线中的拉力F的大小为：F=2F O′a cos30°=2×20×3 2N=203N方向在O′a与竖直方向夹角的角平分线上3．如图所示,质量均为M的A、B两滑块放在粗糙水平面上,滑块与粗糙水平面间的动摩擦因数为μ，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θ，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。
高考物理相互作用提高训练含解析
高考物理相互作用提高训练含解析一、高中物理精讲专题测试相互作用1．（18分）如图所示，金属导轨MNC和PQD，MN与PQ平行且间距为L，所在平面与水平面夹角为α，N、Q连线与MN垂直，M、P间接有阻值为R的电阻；光滑直导轨NC 和QD在同一水平面内，与NQ的夹角都为锐角θ。
均匀金属棒ab和ef质量均为m，长均为L，ab棒初始位置在水平导轨上与NQ重合；ef棒垂直放在倾斜导轨上，与导轨间的动摩擦因数为μ（μ较小），由导轨上的小立柱1和2阻挡而静止。
空间有方向竖直的匀强磁场（图中未画出）。
两金属棒与导轨保持良好接触。
不计所有导轨和ab棒的电阻，ef 棒的阻值为R，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，忽略感应电流产生的磁场，重力加速度为g。
（1）若磁感应强度大小为B，给ab棒一个垂直于NQ、水平向右的速度v1，在水平导轨上沿运动方向滑行一段距离后停止，ef棒始终静止，求此过程ef棒上产生的热量；（2）在（1）问过程中，ab棒滑行距离为d，求通过ab棒某横截面的电荷量；（3）若ab棒以垂直于NQ的速度v2在水平导轨上向右匀速运动，并在NQ位置时取走小立柱1和2，且运动过程中ef棒始终静止。
求此状态下最强磁场的磁感应强度及此磁场下ab棒运动的最大距离。
【答案】（1）Q ef＝；（2）q＝；（3）B m＝，方向竖直向上或竖直向下均可，x m＝【解析】解：（1）设ab棒的初动能为E k，ef棒和电阻R在此过程产生热量分别为Q和Q1，有Q+Q1=E k①且Q=Q1 ②由题意 E k=③得 Q=④（2）设在题设的过程中，ab棒滑行的时间为△t，扫过的导轨间的面积为△S，通过△S的磁通量为△Φ，ab棒产生的电动势为E，ab棒中的电流为I，通过ab棒某截面的电荷量为q，则E=⑤且△Φ=B△S ⑥电流 I=⑦又有 I=⑧由图所示，△S=d（L﹣dcotθ）⑨联立⑤～⑨，解得：q=（10）（3）ab棒滑行距离为x时，ab棒在导轨间的棒长L x为：L x=L﹣2xcotθ （11）此时，ab棒产生的电动势E x为：E=Bv2L x （12）流过ef棒的电流I x为 I x=（13）ef棒所受安培力F x为 F x=BI x L （14）联立（11）～（14），解得：F x=（15）有（15）式可得，F x在x=0和B为最大值B m时有最大值F1．由题意知，ab棒所受安培力方向必水平向左，ef棒所受安培力方向必水平向右，使F1为最大值的受力分析如图所示，图中f m为最大静摩擦力，有：F1cosα=mgsinα+μ（mgcosα+F1sinα）（16）联立（15）（16），得：B m=（17）B m就是题目所求最强磁场的磁感应强度大小，该磁场方向可竖直向上，也可竖直向下．有（15）式可知，B为B m时，F x随x增大而减小，x为最大x m时，F x为最小值，如图可知F2cosα++μ（mgcosα+F2sinα）=mgsinα （18）联立（15）（17）（18），得x m=答：（1）ef棒上产生的热量为；（2）通过ab棒某横截面的电量为．（3）此状态下最强磁场的磁感应强度是，磁场下ab棒运动的最大距离是．【点评】本题是对法拉第电磁感应定律的考查，解决本题的关键是分析清楚棒的受力的情况，找出磁感应强度的关系式是本题的重点．2．如图所示，用三根轻绳将质量均为m的A、B两小球以及水平天花板上的固定点O之间两两连接，然后用一水平方向的力F作用于A球上，此时三根轻绳均处于直线状态，且OB绳恰好处于竖直方向，两球均处于静止状态，轻绳OA与AB垂直且长度之比为3:4．试计算：（1）OA绳拉力及F的大小？（2）保持力F大小方向不变，剪断绳OA，稳定后重新平衡，求此时绳OB及绳AB拉力的大小和方向．（绳OB、AB拉力的方向用它们与竖直方向夹角的正切值表达）（3）欲使绳OB重新竖直，需在球B上施加一个力，求这个力的最小值和方向．【答案】（1）43mg（2）1213T=，tanθ1=23；253T mg=，tanθ2=43（3）43mg，水平向左【分析】【详解】（1）OB竖直，则AB拉力为0，小球A三力平衡，设OB拉力为T，与竖直方向夹角为θ,则T=mg/cosθ=53mg，F=mgtanθ=43mg（2）剪断OA绳，保持F不变，最后稳定后，设OB的拉力为T1，与竖直方向夹角为θ1，AB拉力为T2，与竖直方向夹角为θ2，以球A、球B为整体，可得T1x=F=43mg；T1y=2mg；解得：T1=2133mg；tanθ1=23；单独研究球A，T2x=F=43mg；T2y=mg；解得：T2=53mg，tanθ2=43（3）对球B施加一个力F B使OB重新竖直，当F B水平向左且等于力F时是最小值，即F B=F=43mg，水平向左【点睛】本题采用整体和隔离法相结合进行分析，关键先对B球受力分析，得到AB绳子的拉力为零，然后对A球受力分析，根据平衡条件并运用平行四边形法则求解未知力．3．如图所示，质量为M=5kg的物体放在倾角为θ=30º的斜面上，与斜面间的动摩擦因数为/5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，M用平行于斜面的轻绳绕过光滑的定滑轮与不计质量的吊盘连接，两个劲度系数均为k=1000N/m的轻弹簧和两个质量都是m的物体均固连，M刚好不上滑，取g=10m/s2。
【物理】高考必备物理相互作用技巧全解及练习题(含答案)
【物理】高考必备物理相互作用技巧全解及练习题(含答案)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°+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F N=Tsinθ+Mgf=Tcosθf=μF N解得：μ＝（3）对M、N整体进行受力分析，由平衡条件有：F N+Fsinα=（M+m）gf=Fcosα=μF N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,在倾角=30°的斜面上放一木板A,重为G A=100N,板上放一重为G B=500N的木箱B,斜面上有一固定的挡板,先用平行于斜面的绳子把木箱与挡板拉紧,然后在木板上施加一平行斜面方向的拉力F,使木板从木箱下匀速抽出此时,绳子的拉力T=400N。
设木板与斜面间的动摩擦因数,求：(1)A、B间的摩擦力和摩擦因素；(2)拉力F的大小。
【答案】（1）A、B间的摩擦力f B为150N；摩擦因数μ2=；（2）拉力F的大小为325N。
高考物理相互作用解题技巧和训练方法及练习题(含答案)
高考物理相互作用解题技巧和训练方法及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试相互作用1．如图所示，一质量为m 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．【答案】（1）cos mgT θ=，F=mgtanθ （2）不可能达到90°且小球处于静止状态 【解析】 【分析】 【详解】（1）对小球受力分析如图所示（正交分解也可以）应用三角函数关系可得：F=mgtanθ（2）假设θ=90°，对小球受力分析后发现合力不能为零，小球也就无法处于静止状态，故θ角不可能达到90°且小球处于静止状态．2．如图所示，一质量m=4．0kg 的小球在轻质弹簧和细线的作用下处于静止状态，细线AO 与竖直方向的夹角θ=370，弹簧BO 水平并处于压缩状态，小球与弹簧接触但不粘连，已知弹簧的劲度系数k=100N/m ，取sin370=0．6，cos370=0．8，求：（1）小球静止时，细线中的拉力T 和弹簧的压缩量x ； （2）剪断细线AB 瞬间，小球的加速度a 。
【答案】（1）50N ， 0．3m （2）12．5m/s 2【解析】试题分析：（1）小球的受力图如图，根据平衡条件可知：弹簧的弹力F=mgtanθcos mgT θ=而F=kx解得：T=50N ，x=0．3m（2）剪断细线的瞬间，小球受到重力、弹力不变；合力与原细线中的拉力T 等大反向，则212.5/Ta m s m==方向与竖直方向成角370，斜向下沿原细线AB 方向。
考点：胡克定律；牛顿第二定律的应用【名师点睛】本题考查了共点力平衡和牛顿第二定律的基本运用，知道剪断细线的瞬间，弹簧的弹力不变。
高考物理相互作用提高训练含解析
高考物理相互作用提高训练含解析一、高中物理精讲专题测试相互作用1．如图所示，AB、BC、CD和DE为质量可忽略的等长细线，长度均为5m，A、E两端悬挂在水平天花板上，AE＝14m，B、D是质量均为m＝7kg的相同小球，质量为M的重物挂于C点，平衡时C点离天花板的垂直距离为7m，试求重物质量M．【答案】18kg【解析】【分析】分析几何关系根据给出的长度信息可求得两绳子的夹角；再分别对整体和B、C进行受力分析，根据共点力的平衡条件分别对竖直方向和水平方向分析，联立即可求得M．【详解】设AB与竖直方向的夹角为θ，则由几何关系可知：（7﹣5sinθ）2+（7﹣5cosθ）2＝52解得：sinθ+cosθ＝解得：sinθ＝0.6；或sinθ＝0.8由图可知，夹角应小于45°，故0.8舍去；则由几何关系可知，BC与水平方向的夹角也为θ；设AB绳的拉力为T，则对整体分析可知：2Tcos37°＝Mg+2mg设BC绳的拉力为N；则有：对B球分析可知：Tsinθ＝Ncosθ联立解得：M＝18Kg；【点睛】本题为较复杂的共点力的平衡条件问题，解题的关键在于把握好几何关系，正确选择研究对象，再利用共点力的平衡条件进行分析即可求解．2．如图，两条间距L =0.5m 且足够长的平行光滑金属直导轨，与水平地面成30α=︒角固定放置，磁感应强度B =0.4T 的匀强磁场方向垂直导轨所在的斜面向上，质量0.1kg ab m =、0.2kg cd m =的金属棒ab 、cd 垂直导轨放在导轨上，两金属棒的总电阻r =0.2Ω，导轨电阻不计．ab 在沿导轨所在斜面向上的外力F 作用下，沿该斜面以2m/s v =的恒定速度向上运动．某时刻释放cd ， cd 向下运动，经过一段时间其速度达到最大．已知重力加速度g =10m/s 2，求在cd 速度最大时，（1）abcd 回路的电流强度I 以及F 的大小； （2）abcd 回路磁通量的变化率以及cd 的速率． 【答案】(1) I =5A ,F =1.5N (2)Δ 1.0Wb/s ΔtΦ=,m 3m/s v = 【解析】 【详解】（1）以cd 为研究对象，当cd 速度达到最大值时，有：sin cd m g BIL α=①代入数据，得： I =5A由于之后两棒均沿斜面方向做匀速运动，可将两棒看作整体，作用在ab 上的外力：()sin ab cd F m m g α=+②（或对ab ：sin ab F m g BIL α=+） 代入数据，得： F =1.5N（2） 设cd 达到最大速度时abcd 回路产生的感应电动势为E ，根据法拉第电磁感应定律，有：ΔΔE tΦ=③ 由闭合电路欧姆定律，有：EI r=④ 联立③④并代入数据，得：ΔΔtΦ=1.0Wb/s 设cd 的最大速度为v m ，cd 达到最大速度后的一小段时间t ∆内， abcd 回路磁通量的变化量：ΔΔ()Δm B S BL v v t Φ=⋅=+⋅⑤回路磁通量的变化率：Δ()ΔmBL v vtΦ=+⑥联立⑤⑥并代入数据，得：m3v=m/s【点睛】本题是电磁感应中的力学问题，综合运用电磁学知识和力平衡知识；分析清楚金属棒的运动过程与运动性质是解题的前提，应用平衡条件、欧姆定律即可解题．3．如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距lm，导轨平面与水平面成θ=37°角，下端连接阻值为R的电阻．匀强磁场方向与导轨平面垂直．质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25．求：(1)金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；(2)当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R消耗的功率为8W，求该速度的大小；(3)在上问中，若R＝2Ω，金属棒中的电流方向由a到b，求磁感应强度的大小与方向．(g=10rn／s2，sin37°＝0.6， cos37°＝0.8)【答案】（1）4m／s2（2）10m/s（3）0.4T，方向垂直导轨平面向上【解析】试题分析：（1）金属棒开始下滑的初速为零，根据牛顿第二定律：①由①式解得＝10×（O.6－0.25×0.8）m／s2=4m／s2②（2）设金属棒运动达到稳定时，速度为，所受安培力为F，棒在沿导轨方向受力平衡③此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻消耗的电功率：④由③、④两式解得⑤（3）设电路中电流为I，两导轨间金属棒的长为l，磁场的磁感应强度为B⑥⑦由⑥、⑦两式解得⑧磁场方向垂直导轨平面向上考点：导体切割磁感线时的感应电动势；牛顿第二定律【名师点睛】本题主要考查了导体切割磁感线时的感应电动势、牛顿第二定律。
高考物理相互作用提高训练含解析
高考物理相互作用提高训练含解析一、高中物理精讲专题测试相互作用1．如图所示,在倾角=30°的斜面上放一木板A,重为G A=100N,板上放一重为G B=500N的木箱B,斜面上有一固定的挡板,先用平行于斜面的绳子把木箱与挡板拉紧,然后在木板上施加一平行斜面方向的拉力F,使木板从木箱下匀速抽出此时,绳子的拉力T=400N。
设木板与斜面间的动摩擦因数,求：(1)A、B间的摩擦力和摩擦因素；(2)拉力F的大小。
【答案】（1）A、B间的摩擦力f B为150N；摩擦因数μ2=；（2）拉力F的大小为325N。
【解析】【详解】（1）对B受力分析如图由平衡条件，沿斜面方向有为：G B sinθ+f B=T…①代入数据，解得A、B间摩擦力为：f B=150N方向沿斜面向下，垂直斜面方向：N B=G B cosθ=500×=250N…②A、B动摩擦因数为：（2）以AB整体为研究对象，受力分析如图，由平衡条件得：F=f A+T-（G A+G B）sinθ…③N A=（G A+G B）cosθ…④f A=μ1N A…⑤联立③④⑤解得：F=325 N【点睛】本题考查共点力平衡条件的应用，要注意在解题时能正确选择研究对象，作出受力分析即可求解，本题要注意虽然两A 运动B 静止，但由于二者加速度均零，因此可以看作整体进行分析。
2．轻绳下端悬挂200N 的重物，用水平力拉轻绳上的点，使轻绳上部分偏离竖直方向=角保持静止，如图所示。
（1）求水平力的大小；（2）保持轻绳上部分与竖直方向的夹角=不变，改变力的方向，求力的最小值及与水平方向的夹角。
【答案】（1）（2），与水平方向夹角为【解析】试题分析：（1）对点受力分析，可得，解得 （2）力有最小值时，解得，与水平方向夹角为考点：考查了共点力平衡条件【名师点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解，如果物体受到三力处于平衡状态，则可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据角度列式求解3．如图所示，表面光滑的长方体平台固定于水平地面上，以平台外侧的一边为x 轴，在平台表面建有平面直角坐标系xoy ，其坐标原点O 与平台右侧距离为d=1.2m 。
高考物理相互作用解题技巧和训练方法及练习题(含答案)
高考物理相互作用解题技巧和训练方法及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试相互作用1．如图所示，质量M =2kg 的物块A 放在水平地面上，滑轮固定在天花板上，细绳跨过滑轮，一端与物块A 连接，另一端悬挂质量m =1kg 的物块B ，细绳竖直，A 、B 处于静止状态。
现对物体A 施加向左的水平外力F ，使A 沿水平面向左缓慢移动。
物块A 刚开始移动时水平外力F 1＝3N ，不计绳与滑轮间的摩擦，重力加速度g 取10 m/s 2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：(1)物块A 与水平地面间的动摩擦因数μ；(2)当连接物块A 的细绳与竖直方向的夹角β=37°时，水平外力F 2的大小。
(已知sin37°=0.6，cos37°=0.8) 【答案】（1）0.3（2）9.6N 【解析】 【分析】(1)活结绳竖直时张力相等，由平衡知识求解.(2)抓住两物体的联系点：倾斜的活结绳上的张力依然相等，由受力分析求外力. 【详解】(1)设物块A 刚开始移动时，绳子的拉力为T ，地面对A 的支持力为1N ，由平衡条件得,对B ：T mg = 对A ：1Mg N T =+111F f N μ==代入数据得0.3 μ=(2)设当细线与竖直方向夹角为37°时，地面对A 的支持力为2N由平衡条件得：22sin F N T μβ=+2cos N T Mg β+= 代入数据，得29.6?F N = 【点睛】绳连接体的关键是掌握活结绳上的五同规律：沿绳张力相同，沿绳加速度相同，沿绳瞬时速度相等，沿绳的拉力功率相等；沿绳的拉力做功相等.2．如图，两条间距L =0.5m 且足够长的平行光滑金属直导轨，与水平地面成30α=︒角固定放置，磁感应强度B =0.4T 的匀强磁场方向垂直导轨所在的斜面向上，质量0.1kg ab m =、0.2kg cd m =的金属棒ab 、cd 垂直导轨放在导轨上，两金属棒的总电阻r =0.2Ω，导轨电阻不计．ab 在沿导轨所在斜面向上的外力F 作用下，沿该斜面以2m/s v =的恒定速度向上运动．某时刻释放cd ， cd 向下运动，经过一段时间其速度达到最大．已知重力加速度g =10m/s 2，求在cd 速度最大时，（1）abcd 回路的电流强度I 以及F 的大小； （2）abcd 回路磁通量的变化率以及cd 的速率． 【答案】(1) I =5A ,F =1.5N (2)Δ 1.0Wb/s ΔtΦ=,m 3m/s v = 【解析】 【详解】（1）以cd 为研究对象，当cd 速度达到最大值时，有：sin cd m g BIL α=①代入数据，得： I =5A由于之后两棒均沿斜面方向做匀速运动，可将两棒看作整体，作用在ab 上的外力：()sin ab cd F m m g α=+②（或对ab ：sin ab F m g BIL α=+） 代入数据，得： F =1.5N（2） 设cd 达到最大速度时abcd 回路产生的感应电动势为E ，根据法拉第电磁感应定律，有：ΔΔE tΦ=③ 由闭合电路欧姆定律，有：EI r=④ 联立③④并代入数据，得：ΔΔtΦ=1.0Wb/s 设cd 的最大速度为v m ，cd 达到最大速度后的一小段时间t ∆内， abcd 回路磁通量的变化量：ΔΔ()Δm B S BL v v t Φ=⋅=+⋅⑤ 回路磁通量的变化率：Δ()Δm BL v v tΦ=+⑥ 联立⑤⑥并代入数据，得：m 3v =m/s 【点睛】本题是电磁感应中的力学问题，综合运用电磁学知识和力平衡知识；分析清楚金属棒的运动过程与运动性质是解题的前提，应用平衡条件、欧姆定律即可解题．3．如图所示，质量为M 、倾角为α的斜面体（斜面光滑且足够长）放在粗糙的水平地面上，底部与地面的动摩擦因数为μ，斜面顶端与劲度系数为k 、自然长度为l 的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着质量为m 的物块．压缩弹簧使其长度为3l /4时将物块由静止开始释放，物块在斜面上做简谐运动且物块在以后的运动中，斜面体始终处于静止状态．重力加速度为g ．（1）求物块处于平衡位置时弹簧的伸长量； （2）求物块的振幅和弹簧的最大伸长量；（3）使斜面始终处于静止状态，动摩擦因数μ应满足什么条件（假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力）？ 【答案】（1）sin mg l k α∆=（2）2sin 4l mg kα+（3）2(4sin )cos 44cos sin kl mg Mg mg kl ααμαα+≥+-【解析】（1）设物块处于平衡位置时弹簧的伸长量为Δl ，则sin 0mg k l α-∆=解得sinmg l kα∆=（2）物块做简谐运动的振幅为sin 44l mg l A l k α=∆+=+ 由简谐运动的对称性可知，弹簧的最大伸长量为: max 2sin 4l mg l A l kα∆=+∆=+ （3）以物块的平衡位置为原点、沿斜面向下为位移正方向建立坐标系，设某时刻物块位移x 为正，斜面受到弹簧沿斜面向下的拉力F 、地面的水平向右的摩擦力f ，如图所示．由于斜面受力平衡，则有在水平方向上有：1cos sin 0F f N αα--= ； 在竖直方向上有：21sin cos 0N F N Mg αα---= 又()F k x l =+∆ ，1cos N mg α=联立可得cos f kx α= ， 2sin N Mg mg kx α=++为使斜面始终处于静止状态，结合牛顿第三定律，应满足2f N μ≤ 所以 2cos sin f k x N Mg mg kx αμα≥=++因-A ≤x ≤A ，所以当-A 时，上式右端达到最大值，于是有()24sin cos 44cos sin kl mg Mg mg kl ααμαα+≥+-【另解】 对由斜面、物块、弹簧组成的系统受力分析，受重力（M ＋m ）g 、地面的支持力N 和水平方向的静摩擦力f 作用，如图所示．建立图示直角坐标系，根据牛顿第二定律可知： 在水平方向上有：f =M ×0＋ma cos α；在竖直方向上有：N －（M ＋m ）g =M ×0＋ma sin α 其中，静摩擦力f ≤f m ＝μN ， 又因弹簧振子有kx=-ma 且－A ≤x ≤A ，联立以上各式，解得：()24sin cos44cos sin kl mg Mg mg kl ααμαα+≥+-.点睛：本题关键是先对滑块受力分析，然后根据牛顿第二定律列式分析；最后对斜面体受力分析，确定动摩擦因数的范围.4．在建筑装修中，工人用质量为4.0 kg 的磨石对水平地面和斜壁进行打磨，已知磨石与水平地面、斜壁之间的动摩擦因数μ相同，g 取10 m/s 2．（1）当磨石受到水平方向的推力F 1=20N 打磨水平地面时，恰好做匀速直线运动，求动摩擦因数μ；（2）若用磨石对θ=370的斜壁进行打磨（如图所示），当对磨石施加竖直向上的推力F 2=60N 时，求磨石从静止开始沿斜壁向上运动0.8 m 所需的时间（斜壁足够长,sin370=0.6，cos370=0.8）． 【答案】（1）（2）0．8s’【解析】（1）磨石在水平地面上恰好做匀速直线运动1F mg μ=，解得0.5μ= （2）磨石与斜壁间的正压力()2sin N F F mg θ=-根据牛顿第二定律有2)cos N F mg F ma θμ--=（ 解得22.5m /s a = 根据匀变速直线运动规律212x at = 解得20.8s xt a==5．如图所示，固定在水平地面上的斜面倾角为30°，物块A 与斜面间的动摩擦因数为3A 相连，另一端固定于天花板上，不计轻绳与滑轮的摩擦及滑轮的质量。
专题03相互作用——力(解析版)-2022年高考物理一轮复习提升练
一、单选题1.质量为M的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，A为半圆的最低点，B为半圆水平直径的端点。
凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为m的小滑块。
用推力F推动小滑块由A点向B点缓慢移动，力F的方向始终沿圆弧的切线方向，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是（）A. 推力F先增大后减小B. 凹槽对滑块的支持力先减小后增大C. 墙面对凹槽的压力先增大后减小D. 水平地面对凹槽的支持力先减小后增大【答案】C【解析】AB ．已知滑块从A点向B点进行缓慢移动，所以滑块受力平衡，对滑块受力分析，根据牛顿第一定律有F=mgsinθN=mgcosθ；由于滑块移动的过程其θ越来越大，则推力F越来越大，支持力N越来越小，所以AB不符合题意；C．由于凹槽处于静止，以凹槽与滑块整体分析，整体处于受力平衡；设墙面对凹槽的压力为F N；根据水mgsin(2θ)；θ=450时，F N出现最大值；所平方向的平衡方程可以得出：F N=Fcosθ=mgsinθcosθ=12以θ越来越大时，墙面对凹槽的压力先增大后减小，所以C符合题意；D．整体处于受力平衡；设水平地面对凹槽的支持力为N地；根据竖直方向的平衡方程可以得出：水平地面=(M+m)g−Fsinθ=(M+m)g−mgsin2θ对凹槽的支持力为N地从表达式可以得出当θ越来越大时，水平地面对凹槽的支持力越来越小，所以D不符合题意；故答案为：C。
2.唐代《来耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力，设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁，F与竖直方向的夹角分别为α和β，α<β，如图所示，忽略耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是（）A. 耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大B. 耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大C. 曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力D. 直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力【答案】B【解析】A．将拉力F正交分解如下图所示则在x方向可得出Fx曲=FsinαFx直=Fsinβ在y方向可得出Fy曲=FcosαFy直=Fcosβ由题知α<β则sinα<sinβcosα>cosβ则可得到Fx曲<Fx直Fy曲>Fy直A不符合题意、B符合题意；CD．耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对相互作用力，它们大小相等，方向相反，无论是加速还是匀速，则CD不符合题意。
高考物理相互作用解题技巧和训练方法及练习题(含答案)含解析
高考物理互相作用解题技巧和训练方法及练习题( 含答案 ) 含分析一、高中物理精讲专题测试互相作用1．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，如下图 (已知木楔在整个过程中一直静止)．(1)当α＝θ时，拉力F 有最小值，求此最小值；(2)求在 (1)的状况下木楔对水平面的摩擦力是多少？1【答案】（1）F min mg sin 2（2）mg sin 4【分析】【剖析】（1）对物块进行受力剖析，依据共点力的均衡，利用正交分解，在沿斜面和垂直斜面双方向列方程，进行求解．（2）采纳整体法，对整体受力剖析，依据共点力的均衡，利用正交分解，分解为水平易竖直双方向列方程，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 ＋ F N＝ mgcosf＝F N联立解得：Fmgsin2cos则当＝时，F有最小值，F min＝mgsin2(2)由于木块及木楔均处于均衡状态，整体遇到地面的摩擦力等于 F 的水均分力，即f Fcos当＝时， f mgsin2 cos21mgsin4 2【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巧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均衡方程，求出外力 F 的表达式，议论 F 取最小值的条件．2．轻绳下端悬挂200N 的重物，用水平力拉轻绳上的点，使轻绳上部分偏离竖直方向=角保持静止，如下图。
（1）求水平力的大小；（2）保持轻绳上部分与竖直方向的夹角=不变，改变力的方向，求力的最小值及与水平方向的夹角。
【答案】（1）（ 2），与水平方向夹角为【分析】试题剖析：（1）对点受力剖析，可得，解得（2）力有最小值时，解得，与水平方向夹角为考点：考察了共点力均衡条件【名师点睛】在办理共点力均衡问题时，重点是对物体进行受力剖析，而后依据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，而后列式求解，假如物体遇到三力处于均衡状态，则可依据矢量三角形法，将三个力挪动到一个三角形中，而后依据角度列式求解3．如下图：一根圆滑的丝带两头分别系住物块A、C，丝带绕过两定滑轮，在两滑轮之间的丝带上搁置了球知，带与水平面夹角为B,D经过细绳越过定滑轮水平寄引C物体。
高考物理相互作用解题技巧和训练方法及练习题(含答案)
高考物理相互作用解题技巧和训练方法及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试相互作用1．如图所示，轻杆BC 的C 点用光滑铰链与墙壁固定，杆的B 点通过水平细绳AB 使杆与竖直墙壁保持30°的夹角．若在B 点悬挂一个定滑轮(不计重力)，某人用它匀速地提起重物．已知重物的质量m ＝30 kg ，人的质量M ＝50kg ，g 取10 m/s 2.试求：(1)此时地面对人的支持力的大小； (2)轻杆BC 所受力的大小．【答案】（1）200N （2）4003N 和2003N 【解析】试题分析：（1）对人而言：.（2）对结点B ：滑轮对B 点的拉力，由平衡条件知：考点：此题考查共点力的平衡问题及平行四边形法则．2．如图，两条间距L =0.5m 且足够长的平行光滑金属直导轨，与水平地面成30α=︒角固定放置，磁感应强度B =0.4T 的匀强磁场方向垂直导轨所在的斜面向上，质量0.1kg ab m =、0.2kg cd m =的金属棒ab 、cd 垂直导轨放在导轨上，两金属棒的总电阻r =0.2Ω，导轨电阻不计．ab 在沿导轨所在斜面向上的外力F 作用下，沿该斜面以2m/s v =的恒定速度向上运动．某时刻释放cd ， cd 向下运动，经过一段时间其速度达到最大．已知重力加速度g =10m/s 2，求在cd 速度最大时，（1）abcd 回路的电流强度I 以及F 的大小； （2）abcd 回路磁通量的变化率以及cd 的速率． 【答案】(1) I =5A ,F =1.5N (2)Δ 1.0Wb/s ΔtΦ=,m 3m/s v =【详解】（1）以cd 为研究对象，当cd 速度达到最大值时，有：sin cd m g BIL α=①代入数据，得： I =5A由于之后两棒均沿斜面方向做匀速运动，可将两棒看作整体，作用在ab 上的外力：()sin ab cd F m m g α=+②（或对ab ：sin ab F m g BIL α=+） 代入数据，得： F =1.5N（2） 设cd 达到最大速度时abcd 回路产生的感应电动势为E ，根据法拉第电磁感应定律，有：ΔΔE tΦ=③ 由闭合电路欧姆定律，有：EI r=④ 联立③④并代入数据，得：ΔΔtΦ=1.0Wb/s 设cd 的最大速度为v m ，cd 达到最大速度后的一小段时间t ∆内， abcd 回路磁通量的变化量：ΔΔ()Δm B S BL v v t Φ=⋅=+⋅⑤ 回路磁通量的变化率：Δ()Δm BL v v tΦ=+⑥ 联立⑤⑥并代入数据，得：m 3v =m/s 【点睛】本题是电磁感应中的力学问题，综合运用电磁学知识和力平衡知识；分析清楚金属棒的运动过程与运动性质是解题的前提，应用平衡条件、欧姆定律即可解题．3．如下图，水平细杆上套有一质量为M 的小环A ，用轻绳将质量为m=1.0kg 的小球B 与A 相连，B 受到始终与水平成53o 角的风力作用，与A 一起向右匀速运动，此时轻绳与水平方向的夹角为37o ，运动过程中B 球始终在水平细杆的正下方，且与A 的相对位置不变．已知细杆与环A 间的动摩擦因数为，（g=10m/s 2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：（1）B 对绳子的拉力大小 （2）A 环的质量．【答案】（1）6.0N ；（2）1.08kg【详解】（1）对小球B受力分析如图，得：F T=mgsin37°代入数据解得：F T=6.0N（2）环A做匀速直线运动，受力如图，有：F T cos37°-f=0F N=Mg+F T sin37°又：f=μF N代入数据解得：M=1.08kg4．如图所示，质量M＝10 kg、上表面光滑、下表面粗糙的足够长木板在F="50" N的水平拉力作用下，以初速度v0＝5 m/s沿水平地面向右做匀速直线运动。
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高考物理相互作用提高训练及解析一、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a相连，如图所示．质量为35m 的小物块b 紧靠a 静止在斜面上，此时弹簧的压缩量为x 0，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x 0．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，外力大小随时间变化的关系式．【答案】（1）08sin 5mg x θ （2）sin 5g θ（3）22084sin sin 2525mg F mg x θθ=+【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：kx 0=（m+35m ）gsinθ 解得：k=8 5mgsin x θ（2）由题意可知，b 经两段相等的时间位移为x 0；由匀变速直线运动相邻相等时间内位移关系的规律可知：1014x x = 说明当形变量为0010344x x x x =-=时二者分离； 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：kx 1-mgsinθ=ma 联立解得：a=15gsin θ（3）设时间为t ，则经时间t 时，ab 前进的位移x=12at 2=210gsin t θ则形变量变为：△x=x 0-x对整体分析可知，由牛顿第二定律有：F+k △x-（m+35m ）gsinθ=（m+35m ）a解得：F=825mgsinθ+220425mg sin x θt 2 因分离时位移x=04x 由x=04x =12at 2解得：052x t gsin θ=故应保证0≤t ＜52x gsin θ，F 表达式才能成立．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，同时注意分析运动过程，明确运动学公式的选择和应用是解题的关键．2．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°+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F N=Tsinθ+Mgf=Tcosθf=μF N解得：μ＝（3）对M、N整体进行受力分析，由平衡条件有：F N+Fsinα=（M+m）gf=Fcosα=μF N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．3．如图所示，质量M =2kg 的物块A 放在水平地面上，滑轮固定在天花板上，细绳跨过滑轮，一端与物块A 连接，另一端悬挂质量m =1kg 的物块B ，细绳竖直，A 、B 处于静止状态。
现对物体A 施加向左的水平外力F ，使A 沿水平面向左缓慢移动。
物块A 刚开始移动时水平外力F 1＝3N ，不计绳与滑轮间的摩擦，重力加速度g 取10 m/s 2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：(1)物块A 与水平地面间的动摩擦因数μ；(2)当连接物块A 的细绳与竖直方向的夹角β=37°时，水平外力F 2的大小。
(已知sin37°=0.6，cos37°=0.8) 【答案】（1）0.3（2）9.6N 【解析】 【分析】(1)活结绳竖直时张力相等，由平衡知识求解.(2)抓住两物体的联系点：倾斜的活结绳上的张力依然相等，由受力分析求外力. 【详解】(1)设物块A 刚开始移动时，绳子的拉力为T ，地面对A 的支持力为1N ，由平衡条件得,对B ：T mg = 对A ：1Mg N T =+111F f N μ==代入数据得0.3 μ=(2)设当细线与竖直方向夹角为37°时，地面对A 的支持力为2N由平衡条件得：22sin F N T μβ=+2cos N T Mg β+= 代入数据，得29.6?F N = 【点睛】绳连接体的关键是掌握活结绳上的五同规律：沿绳张力相同，沿绳加速度相同，沿绳瞬时速度相等，沿绳的拉力功率相等；沿绳的拉力做功相等.4．如图所示，轻杆BC 的C 点用光滑铰链与墙壁固定，杆的B 点通过水平细绳AB 使杆与竖直墙壁保持30°的夹角．若在B 点悬挂一个定滑轮(不计重力)，某人用它匀速地提起重物．已知重物的质量m ＝30 kg ，人的质量M ＝50kg ，g 取10 m/s 2.试求：(1)此时地面对人的支持力的大小； (2)轻杆BC 所受力的大小．【答案】（1）200N （2）4003N 和2003N 【解析】试题分析：（1）对人而言：.（2）对结点B ：滑轮对B 点的拉力，由平衡条件知：考点：此题考查共点力的平衡问题及平行四边形法则．5．如图所示，AB、BC、CD和DE为质量可忽略的等长细线，长度均为5m，A、E两端悬挂在水平天花板上，AE＝14m，B、D是质量均为m＝7kg的相同小球，质量为M的重物挂于C点，平衡时C点离天花板的垂直距离为7m，试求重物质量M．【答案】18kg【解析】【分析】分析几何关系根据给出的长度信息可求得两绳子的夹角；再分别对整体和B、C进行受力分析，根据共点力的平衡条件分别对竖直方向和水平方向分析，联立即可求得M．【详解】设AB与竖直方向的夹角为θ，则由几何关系可知：（7﹣5sinθ）2+（7﹣5cosθ）2＝52解得：sinθ+cosθ＝解得：sinθ＝0.6；或sinθ＝0.8由图可知，夹角应小于45°，故0.8舍去；则由几何关系可知，BC与水平方向的夹角也为θ；设AB绳的拉力为T，则对整体分析可知：2Tcos37°＝Mg+2mg设BC绳的拉力为N；则有：对B球分析可知：Tsinθ＝Ncosθ联立解得：M＝18Kg；【点睛】本题为较复杂的共点力的平衡条件问题，解题的关键在于把握好几何关系，正确选择研究对象，再利用共点力的平衡条件进行分析即可求解．6．(10分)如图所示，倾角θ=30°、宽L=1m 的足够长的U 形光滑金属导轨固定在磁感应强度大小B=IT 、范围足够大的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上。
一根质量m=0.2kg ，电阻R=l Ω的金属棒ab 垂直于导轨放置。
现用一平行于导轨向上的牵引力F 作用在棒上，使棒由静止开始沿导轨向上运动，运动中ab 棒始终与导轨接触良好，导轨 电阻不计，重力加速度g 取l0m/s 2。
求：(1)若牵引力的功率P 恒为56W ，则ab 棒运动的最终速度为多大?(2)当ab 棒沿导轨向上运动到某一速度时撤去牵引力，从撤去牵引力到ab 棒的速度为零，通过ab 棒的电量q=0.5C ，则撤去牵引力后ab 棒向上滑动的距离多大? 【答案】（1）7 m/s ；（2）0.5m 【解析】试题分析：（1）当以恒定功率牵引ab 棒达到最大速度时：P=Fv ，E=BLv ，I=E/R ，F 安=BIL()0sin =+-安F mg F θ解得：v=7 m/s(2)设撤去F 后ab 棒沿导轨向上运动到速度为零时滑动的距离为x ，通过ab 的电荷量，t BLx t E ∆=∆∆Φ=，RBLxt I q =∆⋅= 联立解得：m BLqRx 5.0==考点：本题考查电磁感应7．如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距lm ，导轨平面与水平面成θ=37°角，下端连接阻值为R 的电阻．匀强磁场方向与导轨平面垂直．质量为0.2kg 、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25．求：(1)金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；(2)当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R消耗的功率为8W，求该速度的大小；(3)在上问中，若R＝2Ω，金属棒中的电流方向由a到b，求磁感应强度的大小与方向．(g=10rn／s2，sin37°＝0.6， cos37°＝0.8)【答案】（1）4m／s2（2）10m/s（3）0.4T，方向垂直导轨平面向上【解析】试题分析：（1）金属棒开始下滑的初速为零，根据牛顿第二定律：①由①式解得＝10×（O.6－0.25×0.8）m／s2=4m／s2②（2）设金属棒运动达到稳定时，速度为，所受安培力为F，棒在沿导轨方向受力平衡③此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻消耗的电功率：④由③、④两式解得⑤（3）设电路中电流为I，两导轨间金属棒的长为l，磁场的磁感应强度为B⑥⑦由⑥、⑦两式解得⑧磁场方向垂直导轨平面向上考点：导体切割磁感线时的感应电动势；牛顿第二定律【名师点睛】本题主要考查了导体切割磁感线时的感应电动势、牛顿第二定律。
属于中等难度的题目，解这类问题的突破口为正确分析安培力的变化，根据运动状态列方程求解。
开始下滑时，速度为零，无感应电流产生，因此不受安培力，根据牛顿第二定律可直接求解加速度的大小；金属棒下滑速度达到稳定时，金属棒所受合外力为零，根据平衡条件求出安培力。
视频8．(14分)如图所示，木板与水平地面间的夹角θ可以随意改变，当θ=30°时，可视为质点的一小木块恰好能沿着木板匀速下滑。
若让该小木块从木板的底端以大小恒定的初速率v0=10m/s的速度沿木板向上运动，随着θ的改变，小物块沿木板滑行的距离x将发生变化，重力加速度g=10m/s2。
(结果可用根号表示)（1）求小物块与木板间的动摩擦因数；（2）当θ角满足什么条件时，小物块沿木板滑行的距离最小，并求出此最小值。
【答案】（1）（2）θ＝60°；m【解析】试题分析：（1）当时，对木块受力分析：…（2分）……（2分）则动摩擦因素：…（2分）（2）当变化时，木块的加速度a为：…（2分）木块的位移S为：…（2分）则令，则当时s最小，即…（2分）S最小值为考点：考查了牛顿第二定律的应用点评：做本题的关键是对物体受力分析，找出临界状态，较难9．半圆形支架BAD，两细绳OA和OB结于圆心O，下端悬挂重为10 N的物体，OA与水平成60 ，使OA绳固定不动，将OB绳的B端沿半圆支架从水平位置逐渐向竖直的位置C 移动的过程中，如图所示，请画出OB绳上拉力最小时O点的受力示意图，并标明各力的大小。