高考物理相互作用答题技巧及练习题(含答案)

高考物理相互作用答题技巧及练习题(含答案)

一、高中物理精讲专题测试相互作用

1．如图所示,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…②

A、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…③

N A=（G A+G B）cosθ…④

f 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，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F 2与未剪断前细线的拉力F 1之比

2

1

F F 的最大值． 【答案】（1）2sin mg F θ

=

（2）2cos x l θ= （3） 21max 94F F =

（1）1

sin 2

F mg θ= 得2sin mg

F 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v

2

1(1sin )2

mgl mv θ-=

2

2v F mg m l

-=

F 1=F

得： 22

1

6sin 4sin F F θθ=- 当3sin 4

θ=

时可得 21max 9

=4F F

4．如图甲所示，表面绝缘、倾角θ=30°的斜面固定在水平地面上，斜面所在空间有一宽度D=0.40m 的匀强磁场区域，其边界与斜面底边平行，磁场方向垂直斜面向上．一个质量m=0.10kg 、总电阻R=0.25W 的单匝矩形金属框abcd ，放在斜面的底端，其中ab 边与斜面底边重合，ab 边长L=0.50m ．从t=0时刻开始，线框在垂直cd 边沿斜面向上大小恒定的拉力作用下，从静止开始运动，当线框的ab 边离开磁场区域时撤去拉力，线框继续向上运动，线框向上运动过程中速度与时间的关系如图乙所示．已知线框在整个运动过程中始终未脱离斜面，且保持ab 边与斜面底边平行，线框与斜面之间的动摩擦因数，重力加

速度g 取10 m/s 2．求：

（1）线框受到的拉力F 的大小； （2）匀强磁场的磁感应强度B 的大小；

（3）线框在斜面上运动的过程中产生的焦耳热Q ． 【答案】（1）F="1.5" N （2）

（3）

试题分析：（1）由v-t图象可知，在0～0.4s时间内线框做匀加速直线运动，进入磁场时的速度为v1=2.0m/s，所以：

………………①

………………②

联解①②代入数据得：

F="1.5" N ………………③

（2）由v-t图象可知，线框进入磁场区域后以速度v1做匀速直线运动，由法拉第电磁感应定律和欧姆定律有：E=BLv1…④

由欧姆定律得：…⑤

对于线框匀速运动的过程，由力的平衡条件有：…⑥

联解④⑤⑥代入数据得：…⑦

（3）由v-t图象可知，线框进入磁场区域后做匀速直线运动，并以速度v1匀速穿出磁场，说明线框的宽度等于磁场的宽度，即为：⑧

线框在减速为零时，有：

所以线框不会下滑，设线框穿过磁场的时间为t，则：…⑨

…⑩

联解④⑤⑥代人数据得： (11)

考点：导体切割磁感线时的感应电动势；力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用；闭合电路的欧姆定律．

5．如图所示，一块足够大的光滑平板能绕水平固定轴MN调节其与水平面所成的倾角．板上一根长为L=0.50m的轻细绳，它的一端系住一质量为的小球，另一端固定在板上的O 点．当平板的倾角固定为时，先将轻绳平行于水平轴MN拉直，然后给小球一沿着平板并与轻绳垂直的初速度v 0＝3.0m/s。若小球能保持在板面内作圆周运动，求倾角的最大值？（取重力加速度g=10m/s2，）

【答案】370

【解析】试题分析：小球通过最高点时，若绳子拉力T=0，倾角α有最大值

研究小球从释放到最高点的过程，据动能定理