高考物理相互作用真题汇编(含答案)及解析

，在一倾角为 30°固定斜面上放一个质量为 2kg 的小物块，一轻绳跨过两个轻 滑轮一端固定在墙壁上，一端连接在物块上，且物块上端轻绳与斜面平行，动滑轮下方悬 挂质量为 3kg 的重物，整个装置处于静止状态。已知跨过动滑轮的轻绳夹角为 60°，物块与
斜面的动摩擦因数为 3 ，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度 g=10m/s2。 3
可得：
（3）小球不脱圆轨道分两种情况：
①要保证小球能达到 A 孔，设小球到达 A 孔的速度恰好为零，
由动能定理可得：
可得：μ1=05
若进入 A 孔的速度较小，那么将会在圆心以下做等幅摆动，不脱离轨道。其临界情况为到
达圆心等高处速度为零，由机械能守恒可得：
由动能定理可得：
可求得：μ2=035
②若小球能过圆轨道的最高点则不会脱离轨道，在圆周的最高点由牛顿第二定律可得：
【解析】试题分析：（1）前 10s 内物体的加速度
前 10s 内物体的位移大小
（2）撤去外力后的加速度
根据牛顿定律 解得 μ=0．2 （3）有拉力作用时，根据牛顿定律： 解得 F=5．6N 考点：牛顿第二定律的应用 【名师点睛】此题是牛顿第二定律的应用问题；关键是知道 v-t 线的斜率等于加速度，“面 积”表示物体的位移；能根据牛顿第二定律求出加速度的表达式．
（1）圆环加速度 a 的大小； （2）拉力 F 的大小．
【答案】（1） 4.4m/s2 （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： x 1 at2 2
解得： a 4.4m / s2 (2)令 Fsin53 mg 0 ，解得 F 1.25N 当 F 1.25N 时，环与杆的上部接触，受力如图：
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．将质量 m 0.1kg 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 0.8．对环施加一位于竖直平面内斜向上与杆夹角 53 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 g 10m / s2 ， sin 53 0.8 ， cos53 0.6 ）．求：
由牛顿第二定律， Fcosθ μFN ma ， Fsinθ FN mg
ma g
联立解得： F cos sin
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， Fcosθ μFN ma ， Fsinθ mg FN
联立解得： F m a g
【解析】 【分析】 【详解】 对结点 O 受力分析如图：
结点 O 始终处于平衡状态，所以 OB 绳和 OA 绳上的拉力的合力大小保持不变等于重力的 大小 10N，方向始终是竖直向上。 由图象知当 OB 垂直于 OA 时，OB 的拉力最小为
此时 OA 的拉力为
mg sin 30 10 1 N 5N 2
【答案】（1）
；（2）
【解析】试题分析：（1）设物块与木板共同速度为 v，以水平向右为正方向，根据动量守
恒定律有
对物块应用动量定理有：
，解得
。
（2）要使物块恰好不从木板上滑出，须使物块到木板最右端时与木板有共同的速度 ，
由功能关系有
解得 要使物块不从木板右端滑出，滑上木板左端速度不超过 考点：牛顿第二定律、动量守恒定律 【名师点睛】本题关键是对两个物体的运动情况分析清楚，然后根据牛顿第二定律列式求 解出各个运动过程的加速度，最后根据运动学公式列式求解。
4．如图所示，mA=0.5kg，mB=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。（忽略滑轮的质量以及滑轮和绳 的，取 g=10m/s2）
【答案】4m/s2 【解析】试题分析：对 A 由牛顿第二定律得 对 B 由牛顿第二定律得 根据题意有 解以上各式得 考点：牛顿第二定律 【名师点睛】此题是牛顿第二定律的应用问题；解题的关键是正确选择研究对象并且受力 分析，根据牛顿第二定律列得方程，注意两个物体的加速度及拉力的关联关系.
动滑轮节点受力平衡：
T
cos 30
1 2
m2 g
解得T 10 3N
斜面上的物体受力平衡：
T m1g sin f
解得摩擦力大小为 f (10 3 10)N
（2）最大静摩擦力为：
fmax N m1g cos l 0N
当绳的拉力等于 0 时，物体刚好保持静止，所以不可能往下运动，则只能是拉力足够大，
10．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。
【答案】
由动能定理可得：
解得：μ3=0125
综上所以摩擦因数 μ 的范围为：035≤μ≤05 或者 μ≤0125 考点：考查了动能定理，牛顿第二定律，圆周运动，机械能守恒 名师点睛：本题关键是不能漏解，要知道摆球能进入圆轨道不脱离轨道，有两种情况，再 根据牛顿第二定律、机械能守恒和动能定理结合进行求解．
9．长 L 质量为 M 的长方形木板静止在光滑的水平面上，一质量为 m 的物块，以 v0 的水平 速度从左端滑上木板，最后与木板保持相对静止，μ 为物块与木板间的动摩擦因数。 （1）求物块在木板上滑行的时间 t。 （2）要使物块不从木板右端滑出，物块滑上木板左端的速度 v′不超过多少?
cos sin 代入数据得： F 9N
2．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．
解得： 对 B 有： 解得：
由运动学公式： 解得：t2=0.5s 或 t2=1.5s（舍去）
故当 B 从木板上滑落时，A 的速度分别为：
所求小物体 A 的位移：
， 方向水平向右
考点：考查牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．
【名师点睛】本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合运用，关键理清放上木块后木
（1）当 A、B 之间的相互作用力刚刚等于零时，A、B 的速度.
（2）从开始到 B 从木板上滑落，小物体 A 的位移.
【答案】（1）vA=2m/s,方向水平向右；vB=4m/s，方向水平向左 （2） 向右
，方向水平
【解析】试题分析: （1）当 A、B 之间存在相互作用力时,对 A 和木板，由牛顿第二定律
mg cos 30 5 3N
因此 OB 绳上拉力最小时 O 点的受力示意图如图：
此时电动机输出功率与拉力功率应相等，
即 Tv=UI/-I/2r（2 分），
（U、I/、r 是电动机的电压、电流和电阻），化简并代入数据得 v=2m/s（1 分）．
（2）从开始达匀速运动时间为 t，此过程由能量守恒定律，
UI/t-I/2rt=mgh+ mv2+Q（4 分），
代入数据得 t=1s（2 分）．
有：
得：a1＝2m/s2 对 B，由牛顿第二定律有： 得：a2＝4m/s2
由运动学公式： 得：t1=1s 故当 A、B 之间的相互作用力刚刚等于零时，A、B 的速度分别为：vA=a1t1=2×1=2m/s,方向 水平向右； vB=a2t1=4×1=4m/s，方向水平向左 （2）当 A、B 间的作用力为零后，对 A 和木板，由牛顿第二定律有：
求： （1）斜面上物块所受的静摩擦力大小； （2）若要使斜面上的物块滑动，动滑轮下悬挂重物的质量应该满足什么条件？
【答案】（1） (10 3 10)N （2） m2 2 3kg
【解析】 【分析】 考查平衡状态的受力分析。 【详解】 （1）设斜面上物体质量为 m1，动滑轮下方悬挂的物体质量为 m2，绳的拉力为 T，斜面支 持力为 N，摩擦力为 f，受力分析如图：
板和木块的运动情况，抓住临界状态，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解．
7．在水平地面上有一质量为 2kg 的物体，在水平拉力 F 的作用下由静止开始运动，10s 后 拉力大小减为零，该物体的运动速度随时间 t 的变化规律如图所示．（g 取 10m/s2）
求：（1）前 10s 内物体的加速度和位移大小 （2）物体与地面之间的动摩擦因数 （3）物体受到的拉力 F 的大小； 【答案】（1）0．8 m/s2；40 米 （2）0．2 （3）5．6 牛
表、电流表的读数分别为 7V 和 1A，电动机的内阻 r=1Ω，不计一切摩擦，g=10m/s2，求：
（1）导体棒所达到的稳定速度是多少？
（2）导体棒从静止到达稳定速度的时间是多少？
【答案】（1）
m/s （2） s
【解析】
：
（1）导体棒匀速运动时，绳拉力 T，有 T-mg-F=0（2 分），
其中 F=BIL，I=ε/R, ε=BLv，(3 分)
，试求：
（1）小球摆到最低点时的速度； （2）求摆线能承受的最大拉力 ； （3）要使摆球能进入圆轨道并且不脱离轨道，求粗糙水平面摩擦因数的范围。
【答案】（1）
（2） （3）035≤μ≤05 或者 μ≤0125
【解析】试题分析：（1）当摆球由 C 到 D 运动机械能守恒： 得出：
（2）由牛顿第二定律可得：
【答案】（1）T mg ，F=mgtanθ （2）不可能达到 90°且小球处于静止状态 cos