最新高考物理相互作用專項(xiàng)訓(xùn)練及答案

1、最新高考物理相互作用專項(xiàng)訓(xùn)練及答案一、高中物理精講專題測試相互作用1 如圖所示 ,質(zhì)量均為m 的 a、b 兩滑塊放在粗糙水平面上,滑塊與粗糙水平面間的動摩擦因數(shù)為，,桿與水平面間的兩輕桿等長 ,且桿長為 l,桿與滑塊、桿與桿間均用光滑鉸鏈連接夾角為，m 的重物 c,整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。重力加速度為在兩桿鉸合處懸掛一質(zhì)量為g，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，試求 :(1)地面對物體 a 的靜摩擦力大小 ；(2)無論物塊 c 的質(zhì)量多大 ,都不能使物塊a 或 b 沿地面滑動 ,則至少要多大 ?【答案】（ 1mg1）（ 2）2 tantan【解析】【分析】先將 c 的重力按照作用效果分解，根據(jù)平行四邊

2、形定則求解輕桿受力；再隔離物體a 受力分析，根據(jù)平衡條件并結(jié)合正交分解法列式求解滑塊與地面間的摩擦力和彈力要使得a不會滑動，則滿足 ff m ，根據(jù)數(shù)學(xué)知識討論?！驹斀狻浚?）將 c的重力按照作用效果分解，如圖所示：1 mg mg根據(jù)平行四邊形定則，有：f1 f2 2sin2sin對物體 a 水平方向：ff1 cosmg2 tan（2）當(dāng) a 與地面之間的摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力時：fm(mg f1 sin )m1且 ff m 聯(lián)立解得：tan(2 mm)=2m，tan (1)m11當(dāng) m時，2m1)tan，可知無論物塊c 的質(zhì)量多大，都不能使物塊a 或tan (mb 沿地面滑動 ,則 至少等于

3、1。tan2如圖所示，輕桿bc 的 c 點(diǎn)用光滑鉸鏈與墻壁固定，桿的b 點(diǎn)通過水平細(xì)繩ab 使桿與豎直墻壁保持30的夾角若在b 點(diǎn)懸掛一個定滑輪(不計(jì)重力 )，某人用它勻速地提起重物已知重物的質(zhì)量m 30 kg，人的質(zhì)量m 50kg， g 取 10 m/s 2.試求：(1)此時地面對人的支持力的大小；(2)輕桿 bc 所受力的大小【答案】 （1） 200n（ 2） 4003 n 和 2003 n【解析】試題分析：（ 1）對人而言：.（2）對結(jié)點(diǎn) b：滑輪對 b 點(diǎn)的拉力，由平衡條件知：考點(diǎn)：此題考查共點(diǎn)力的平衡問題及平行四邊形法則3如圖所示，在勻強(qiáng)磁場中有一傾斜的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為l=0

4、 2m，長為2d，d=05m ，上半段d 導(dǎo)軌光滑，下半段d 導(dǎo)軌的動摩擦因素為3，導(dǎo)軌平面與水平6面的夾角為=30勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b=5t，方向與導(dǎo)軌平面垂直質(zhì)量為m=0 2kg 的導(dǎo)體棒從導(dǎo)軌的頂端由靜止釋放，在粗糙的下半段一直做勻速運(yùn)動，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直，接在兩導(dǎo)軌間的電阻為r=3，導(dǎo)體棒的電阻為r=1 ，其他部分的電阻均不計(jì)，重力加速度取g=10m/s 2，求：（ 1）導(dǎo)體棒到達(dá)軌道底端時的速度大??；（ 2）導(dǎo)體棒進(jìn)入粗糙軌道前，通過電阻r 上的電量 q；（ 3）整個運(yùn)動過程中，電阻 r 產(chǎn)生的焦耳熱 q【答案】（ 1） 2m/s（ 2） 0 125c（ 3） 0 262

5、5j【解析】試題分析：（ 1）導(dǎo)體棒在粗糙軌道上受力平衡：mgsin = mgcos +bile=blv解得： v=2m/s（2）進(jìn)入粗糙導(dǎo)軌前：解得： q=0 125c（3）由動能定理得：考點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律；物體的平衡；動能定理【名師點(diǎn)睛】本題實(shí)質(zhì)是力學(xué)的共點(diǎn)力平衡與電磁感應(yīng)的綜合，都要求正確分析受力情況，運(yùn)用平衡條件列方程，關(guān)鍵要正確推導(dǎo)出安培力與速度的關(guān)系式，分析出能量是怎樣轉(zhuǎn)化的4(14分 )如圖所示，木板與水平地面間的夾角可以隨意改變，當(dāng) =30時，可視為質(zhì)點(diǎn)的一小木塊恰好能沿著木板勻速下滑。若讓該小木塊從木板的底端以大小恒定的初速率v0=10m/s的速度沿木板向上運(yùn)動，隨著的

6、改變，小物塊沿木板滑行的距離x 將發(fā)生變化，重力加速度g=10m/s 2。 (結(jié)果可用根號表示)（ 1）求小物塊與木板間的動摩擦因數(shù)；（ 2）當(dāng) 角滿足什么條件時，小物塊沿木板滑行的距離最小，并求出此最小值?！敬鸢浮?（1）（ 2） 60；m【解析】 分析：（ 1）當(dāng) ， 木 受力分析：（ 2 分）（ 2 分） 摩擦因素：（ 2 分）（2）當(dāng) 化 ，木 的加速度a ：（ 2 分）木 的位移s ：（ 2 分）則令， 當(dāng)時 s 最小，即（ 2 分）s 最小 考點(diǎn)：考 了牛 第二定律的 用點(diǎn) ：做本 的關(guān) 是 物體受力分析，找出 界狀 ， 5 如 所示， 量 m、 角 的斜面體（斜面光滑且足 ）放在

7、粗糙的水平地面上，底部與地面的 摩擦因數(shù) ，斜面 端與 度系數(shù) k、自然 度 l 的 簧相 ， 簧的另一端 接著 量 m的物 簧使其 度 3l /4 將物 由靜止開始 放，物 在斜面上做 運(yùn) 且物 在以后的運(yùn) 中，斜面體始 于靜止?fàn)?重力加速度 g（ 1）求物 于平衡位置 簧的伸 量；（ 2）求物 的振幅和 簧的最大伸 量；（3）使斜面始 于靜止?fàn)?， 摩擦因數(shù)大靜摩擦力）？ 足什么條件（假 滑 摩擦力等于最【答案】（mg sinl2mg sin1） lk（ 2）（ 3）4k( kl4mg sin)cos4mg4mg cos2kl sin【解析】（1） 物 于平衡位置 簧的伸 量 l， mg

8、sink l 0解得lmgsinklmg sinl（2）物塊做簡諧運(yùn)動的振幅為alk44: lmaxl2mgsin由簡諧運(yùn)動的對稱性可知，彈簧的最大伸長量為a lk4（3）以物塊的平衡位置為原點(diǎn)、沿斜面向下為位移正方向建立坐標(biāo)系，設(shè)某時刻物塊位移x 為正，斜面受到彈簧沿斜面向下的拉力f、地面的水平向右的摩擦力f，如圖所示由于斜面受力平衡，則有在水平方向上有：f cosfn1 sin0；在豎直方向上有：n 2f sinn1 cosmg0又 fk (xl )， n1mg cos聯(lián)立可得fkx cos， n 2mgmgkx sin為使斜面始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，結(jié)合牛頓第三定律，應(yīng)滿足fn2fk x co

9、s所以n2mgmgkxsin因-axa，所以當(dāng) -a 時，上式右端達(dá)到最大值，于是有kl4mgsincos4mg4mgcos2kl sin【另解】 對由斜面、物塊、彈簧組成的系統(tǒng)受力分析，受重力（m m） g、地面的支持力n 和水平方向的靜摩擦力f 作用，如圖所示建立圖示直角坐標(biāo)系，根據(jù)牛頓第二定律可知：在水平方向上有：f=m 0macos；在豎直方向上有：n（ m m） g=m0 masin其中，靜摩擦力ffm n，又因彈簧振子有kx=-ma 且 axa，kl4mgsincos聯(lián)立以上各式，解得：4mgcos2.4mgkl sin點(diǎn)睛：本題關(guān)鍵是先對滑塊受力分析，然后根據(jù)牛頓第二定律列式分析

10、；最后對斜面體受力分析，確定動摩擦因數(shù)的范圍 .6 如圖所示，一質(zhì)量為m 2kg 的滑塊從半徑為 r 0.2m 的光滑四分之一圓弧軌道的頂端a 處由靜止滑下， a 點(diǎn)和圓弧對應(yīng)的圓心o 點(diǎn)等高，圓弧的底端b 與水平傳送帶平滑相接已知傳送帶勻速運(yùn)行的速度為v0 4m/s ，b 點(diǎn)到傳送帶右端c 點(diǎn)的距離為 l 2m當(dāng)滑塊滑到傳送帶的右端c 時，其速度恰好與傳送帶的速度相同(g 10m/s2 )，求：(1)滑塊到達(dá)底端b 時對軌道的壓力；(2)滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)；(3)此過程中，由于滑塊與傳送帶之間的摩擦而產(chǎn)生的熱量q.【答案】（ 1） 60 n（2 ）0 3（ 3） 4 j【解析】試題分

11、析：（1）滑塊從a 運(yùn)動到 b 的過程中，由機(jī)械能守恒定律得mgr 1 mvb22解得 vb 2gr2m / s在 b 點(diǎn)： fn mg m vb2r代入解得， fn 60 n由牛頓第三定律可知，滑塊對軌道的壓力大小為fnn f 60 n，方向豎直向下。（2）滑塊從 b 運(yùn)動到 c 的過程中，根據(jù)牛頓第二定律得mg ma又 v02 vb2 2al，聯(lián)立以上兩式解得 0 3（ 3）設(shè)滑塊從 b 運(yùn)動到 c 的時間為 t，加速度a g 3 m/s 2。由 v0 vb at，得 t v0vb 2 sa3在這段時間內(nèi)傳送帶的位移為s 傳 v0t 8m3傳送帶與滑塊的相對位移為s s 傳 l 2m3故滑

12、塊與傳送帶之間的摩擦而產(chǎn)生的熱量q mgs4 j?？键c(diǎn)：牛頓第二定律的綜合應(yīng)用7 如圖所示，粗糙水平地面上放置一個截面為半圓的柱狀物體a， a 與墻之間再放一光滑圓球 b，整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知a、 b 兩物體的質(zhì)量分別為m 和 m，光滑圓球b 同半圓的柱狀物體半徑均為r，已知 a 的圓心到墻角距離為2r ，重力加速度為g。求：(1)b 物體受到墻壁的彈力大??；(2)a 與地面間的動摩擦因數(shù)滿足什么條件？（設(shè)a 與地面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）(3)若 a 物體在水平外力作用下向右緩慢移動至b 即將落地，則a、 b 間作用力大小變化的范圍?！敬鸢浮?(1) 3 mg (2)3m(3)

13、 2 3mgn ab 2mg33(m m)3【解析】【詳解】(1)對 b 受力分析：由幾何關(guān)系：r1sin2r2解得：=30 o由平衡條件得：n ab cosmg0n ab sinn b0解得 b 物體受到墻壁的彈力大小為：n b mg tan3 mg3(2)對整體分析：可知地面對a 的摩擦力大小為：f 3 mg3地面對 a 的支持力為：n a(mm)g要使 a 不滑動，則：n a( mm) g3 mg3解得：3m3(mm)(3)對 b 受力分析如圖：由圖可知，開始時ab 間的作用力最小，最小值為：n ab minmg2 3 mgcos30o3當(dāng) b 即將落地時， ab 間的作用力最大，由幾何

14、關(guān)系可得，ab 間的作用力與豎直方向的夾角有：r1cos22r解得：=60o此時 ab 間的作用力為：n ab maxmg2mgcos60o所以 a、 b 間作用力大小變化的范圍為：2 3mg2mg 。n ab38如圖，物體在有動物毛皮的斜面上運(yùn)動。由于毛皮表面的特殊性，引起物體的運(yùn)動有如下特點(diǎn)： 順著毛的生長方向運(yùn)動時毛皮產(chǎn)生的阻力可以忽略； 逆著毛的生長方向運(yùn)動時會受到來自毛皮的滑動摩擦力。（1）物體上滑時，是順著毛的生長方向運(yùn)動，求物體向上運(yùn)動時的加速度（2）一物體自斜面底端以初速度v0=2m/s 沖上足夠長的斜面，斜面的傾角o，過了 =30t=1 2s 物體回到出發(fā)點(diǎn)。若認(rèn)為毛皮產(chǎn)生滑

15、動摩擦力時，動摩擦因數(shù)為定值，試計(jì)算 的數(shù)值。（ g=10m/s2）【答案】（ 1） 5m/s 2（ 2）0 433【解析】試題分析：（1）由圖可以發(fā)現(xiàn)，動物的毛是向上的，所以向上運(yùn)動時可以忽略阻力，根據(jù)牛頓定律可知：2mgsin=ma，解得 a=gsin =5m/s（2）對物體受力分析得，上滑時2a=gsin =5m/s，設(shè)上滑最大位移為 s，有，上滑時間：，下滑時間： t 下=t-t 上 =（ 12-0 4） s=08s，下滑加速度：，對物體受力分析可知，下滑的加速度，a 下=gsin30 -gcos30，所以：考點(diǎn)：牛頓第二定律的應(yīng)用9長 l 質(zhì)量為 m 的長方形木板靜止在光滑的水平面上

16、，一質(zhì)量為m 的物塊，以 v 的水平0速度從左端滑上木板，最后與木板保持相對靜止，為物塊與木板間的動摩擦因數(shù)。（1）求物塊在木板上滑行的時間t 。（2）要使物塊不從木板右端滑出，物塊滑上木板左端的速度v不超過多少 ?【答案】（ 1）；（ 2）【解析】試題分析：（ 1）設(shè)物塊與木板共同速度為v，以水平向右為正方向，根據(jù)動量守恒定律有對物塊應(yīng)用動量定理有：，解得。（2）要使物塊恰好不從木板上滑出，須使物塊到木板最右端時與木板有共同的速度，由功能關(guān)系有解得要使物塊不從木板右端滑出，滑上木板左端速度不超過考點(diǎn)：牛頓第二定律、動量守恒定律【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵是對兩個物體的運(yùn)動情況分析清楚，然后根據(jù)牛頓第二定律列式求解出各個運(yùn)動過程的加速度，最后根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式列式求解。10 如圖所示，物塊a 懸掛在繩po 和pc的結(jié)點(diǎn)上，po 偏離豎直方向37角， pc水平，且經(jīng)光滑定滑輪與木塊b 相連，連接b 的繩與水平方向的夾角為53。已知a 質(zhì)量ma=1.6kg， b 質(zhì)量 mb=4kg，木塊 b 靜止在水平面上，g 取 10m/s 2.試求：(1)繩 po