(物理)物理相互作用练习题含答案含解析

（物理）物理相互作用练习题含答案含解析

一、高中物理精讲专题测试相互作用

1．如图所示，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）4

3

mg（2）

1

213

3

T mg

=，tanθ1=

2

3

；

2

5

3

T mg

=，tanθ2=

4

3

（3）4

3

mg，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/cosθ=5

3

mg，F=mgtanθ=

4

3

mg

（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=4

3

mg；T1y=2mg；

解得：T1=213

mg；tanθ1=

2

3

；

单独研究球A，T2x=F=4

3

mg；T2y=mg；

解得：T2=5

3

mg，tanθ2=

4

3

（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=4

3

mg，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．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

4．一架质量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。其中机翼升力与空气阻力均与飞机运动的速度平方成正比，即2

2

12,F k v F k v ==阻升，跑道的阻力与飞机对地面的压力成正比，比例系数为0k （012m k k k 、、、均为已知量），重力加速度为g 。

(1)飞机在滑行道上以速度0v 匀速滑向起飞等待区时，发动机应提供多大的推力？ (2)若将飞机在起飞跑道由静止开始加速运动直至飞离地面的过程视为匀加速直线运动，发动机的推力保持恒定，请写出012k k k 与、的关系表达式； (3)飞机刚飞离地面的速度多大？

【答案】(1)2

220

010

()F k v k mg k v =+-；(2)2202

1F k v ma

k mg k v --=-；(3)1mg v k =

【解析】 【分析】

（1）分析粒子飞机所受的5个力，匀速运动时满足'

F F F =+阻阻推，列式求解推力；（2）

根据牛顿第二定律列式求解k 0与k 1、k 2的关系表达式；（3）飞机刚飞离地面时对地面的压力为零.