物理相互作用練習題含答案

物理相互作用練習題含答案一、高中物理精講專題測試相互作用.如圖所示，質(zhì)量M=2kg的物塊A放在水平地面上，滑輪固定在天花板上，細繩跨過滑輪，一端與物塊A連接，另一端懸掛質(zhì)量m=1kg的物塊B,細繩豎直，A、B處于靜止狀態(tài)。現(xiàn)對物體A施加向左的水平外力F,使A沿水平面向左緩慢移動。物塊A剛開始移動時水平外力F1=3N,不計繩與滑輪間的摩擦，重力加速度g取10m/s2,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，求：另Q1B（1）物塊A與水平地面間的動摩擦因數(shù)出⑵當連接物塊A的細繩與豎直方向的夾角6=37°時，水平外力F2的大小。（已知sin37°=0.6,cos37°=0.8）【答案】（1）0.3（2）9.6N【解析】【分析】⑴活結(jié)繩豎直時張力相等，由平衡知識求解.（2）抓住兩物體的聯(lián)系點：傾斜的活結(jié)繩上的張力依然相等，由受力分析求外力.【詳解】⑴設物塊A剛開始移動時，繩子的拉力為T,地面對A的支持力為N1,由平衡條件得，對B：T=mg對A：Mg=N1+TFIf1=NN1代入數(shù)據(jù)得N=0.3

⑵設當細線與豎直方向夾角為37°時，地面對A的支持力為N2LXi 箱卜二T A/2owiwyzzzzz//a<vMg由平衡條件得：勺=從N2+TsinPN2+TcosP=Mg代入數(shù)據(jù)，得F2=9.6N【點睛】繩連接體的關(guān)鍵是掌握活結(jié)繩上的五同規(guī)律：沿繩張力相同，沿繩加速度相同，沿繩瞬時速度相等，沿繩的拉力功率相等；沿繩的拉力做功相等..輕繩下端懸掛200N的重物，用水平力-拉輕繩上的二點，使輕繩上部分偏離豎直方向（2）保持輕繩上部分與豎直方向的夾角二—。不變，改變力尸的方向，求力三的最小值及與水平方向的夾角。【答案】（1）,二二（2）「二二二jJJn,尸與水平方向夾角為T）【解析】試題分析：（1）對二點受力分析，可得，二二G?【聯(lián)上，解得二二二=二JTn（2）力F有最小值時.二=13-三皿3，解得‘二J?N,尸與水平方向夾角為?二二考點：考查了共點力平衡條件【名師點睛】在處理共點力平衡問題時，關(guān)鍵是對物體進行受力分析，然后根據(jù)正交分解法將各個力分解成兩個方向上的力，然后列式求解，如果物體受到三力處于平衡狀態(tài)，則可根據(jù)矢量三角形法，將三個力移動到一個三角形中，然后根據(jù)角度列式求解.將質(zhì)量m=0.1kg的圓環(huán)套在固定的水平直桿上，環(huán)的直徑略大于桿的截面直徑，環(huán)與桿的動摩擦因數(shù)N=0.8.對環(huán)施加一位于豎直平面內(nèi)斜向上與桿夾角。二53o的恒定拉力

F,使圓環(huán)從靜止開始運動，第1s內(nèi)前進了2.2m(取g=10m/s2,sin53o=0.8,cos53o=0.6).求：(1(1)圓環(huán)加速度a的大小；(2)拉力F的大小.【答案】(1)4.4m/s2⑵1N或9N【解析】，—一—八一，、一，…1 。(1)小環(huán)做勻加速直線運動，由運動學公式可知：x=--at2解得：a=4.4m/s2(2)令Fsin53。一mg=0，解得F=1.25N當F當F<1.25N時，環(huán)與桿的上部接觸，受力如圖:由牛頓第二定律，F(xiàn)cosO一四FN=ma,FsinO+FN=mgm(a+ug)聯(lián)立解得：F=一cos^+usin^J代入數(shù)據(jù)得：F代入數(shù)據(jù)得：F=1N當F>1.25N時，環(huán)與桿的下部接觸，受力如圖:Fsin0=mg+FN由牛頓第二定律，F(xiàn)cosO一四FN=mam m(a-Fsin0=mg+FN聯(lián)立解得：F=一cosJ-usinJ代入數(shù)據(jù)得：F=9N.如圖所示，水平面上有一個傾角為F-二小的斜劈，質(zhì)量為m.一個光滑小球，質(zhì)量也m,用繩子懸掛起來，繩子與斜面的夾角為「一：；。;整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài).（1）求出繩子的拉力T；（2）若地面對斜劈的最大靜摩擦力；等于地面對斜劈的支持力的k倍，為了使整個系統(tǒng)保持靜止，k值必須滿足什么條件？【答案】（【答案】（1）■（2 （2）三一【解析】【分析】【詳解】試題分析：（1）以小球為研究對象，根據(jù)平衡條件應用正交分解法求解繩子的拉力T；⑵對整體研究，根據(jù)平衡條件求出地面對斜劈的靜摩擦力f，當f<fm時，整個系統(tǒng)能始終保持靜止.解：（1）對小球：水平方向：N1sin30°=Tsin30°豎直方向：N1cos30°+Tcos30°=mg代入解得：’=.如:；⑵對整體：水平方向：f=Tsin30°豎直方向：N2+Tcos30°=2mg而由題意：fm=kN2為了使整個系統(tǒng)始終保持靜止，應該滿足：fm>f解得：?；?—?點晴：本題考查受力平衡的應用，小球靜止不動受力平衡，以小球為研究對象分析受力情況，建立直角坐標系后把力分解為水平和豎直兩個方向，寫x軸和y軸上的平衡式，可求得繩子的拉力大小，以整體為研究對象，受到重力、支持力、繩子的拉力和地面靜摩擦力的作用，建立直角坐標系后把力分解，寫出水平和豎直的平衡式，靜摩擦力小于等于最大靜摩擦力，利用此不等式求解.5.（10分）如圖所示，傾角。=30°、寬L=1m的足夠長的U形光滑金屬導軌固定在磁感應強度大小B=IT、范圍足夠大的勻強磁場中，磁場方向垂直導軌平面向上。一根質(zhì)量m=0.2kg,電阻R=l的金屬棒ab垂直于導軌放置?，F(xiàn)用一平行于導軌向上的牽引力F作用在棒上，使棒由靜止開始沿導軌向上運動，運動中 ab棒始終與導軌接觸良好，導軌電阻不計，重力加速度g取l0m/s2。求：⑵當ab棒沿導軌向上運動到某一速度時撤去牽引力，從撤去牽引力到ab棒的速度為零，通過ab棒的電量q=0.5C，則撤去牽引力后ab棒向上滑動的距離多大？【答案】（1）7m/s；（2）0.5m【解析】試題分析：⑴當以恒定功率牽引ab棒達到最大速度時：P=Fv，E=BLv，I=E/R，F(xiàn)要BILF一^mgsin0+F安）=0解得：v=7m/s⑵設撤去F后ab棒沿導軌向上運動到速度為零時滑動的距離為x，通過ab的電荷量，廣△①BLxr^BLxE=——= ，q=I-At= At At R、，、qR聯(lián)立解得：x————0.5mBL考點：本題考查電磁感應.（14分）如圖所示，木板與水平地面間的夾角e可以隨意改變，當e=30°時，可視為質(zhì)點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動，隨著e的改變，小物塊沿木板滑行的距離x將發(fā)生變（2）當e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。\,3 Y【答案】（1）, （2）e=60。；,m【解析】試題分析：（1）當「=二：’時，對木塊受力分析：F^—mgcos^mgsin6-11FnmgsinB+ 一ma*=tanJF^—mgcos^mgsin6-11FnmgsinB+ 一ma*=tanJ=tan3OQ=—則動摩擦因素： 1.（2分）（2）當變化時，木塊的加速度a為：則 令則當'一二七時s最小，木塊的位移S為："-二二（2分）vl拉雪橇，使雪橇沿水平地面以；,速度做勻速直線運動。已知雪橇與水平地面的動摩擦因數(shù)?=，」.拉雪橇，使雪橇沿水平地面以；,速度做勻速直線運動。已知雪橇與水平地面的動摩擦因數(shù)?=，」.二。（［.：；：_："心二時一）二，取1二門曠）求：s最小值為…考點：考查了牛頓第二定律的應用點評：做本題的關(guān)鍵是對物體受力分析，找出臨界狀態(tài)，較難.如圖所示小孩和雪橇的總質(zhì)量一?一「”色大人用與水平方向成6一 角斜向上拉力F豎直向上：????加=??；豎直向上：????加=??；「"，水平向上：:…=.（1）拉力F的大小；（2）拉力F撤消后雪橇還能滑行多遠？【答案】（1）"$（2）”如【解析】試題分析：（1）受力分析如圖所示，將F向水平方向和豎直方向分解，由平衡關(guān)系可知：

即咽F———?曰-SON解得：.「一、?— ；（2）F撤消后物體做勻減速運動，/芹mgu.=——= -UQ'?'；"'「：''、，由牛頓第二定律可得：‘小Wvjs= =16m由位移公式可得：?上；考點：共點力平衡的條件及其應用【名師點睛】以雪橇為研究對象，通過受力分析列出平衡方程即可求得拉力的大小；拉力撤去后，雪橇水平方向只受摩擦力，由牛頓第二定律可求得加速度，由運動學公式求得滑行距離；本題屬牛頓運動定律的基本題型，只要能掌握運動情景及正確受力分析即可順利求解。8.如圖所示，絕緣粗糙水平面處在水平向右的勻強電場中，場強大小E=1.6X10+4N/C。一個質(zhì)量為m=0.2kg,帶電量為q=2.0x10—4C的帶正電小物塊（可視為質(zhì)點），在水平面上以a=11m/s2的加速度向右做勻加速直線運動，小物塊到達O點時的速度為vo=4m/s。(g取10m/s2)（1）求小物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)；（2）若小物塊到達O點時，突然將該電場方向變?yōu)樨Q直向上且大小不變。求1秒后小物塊距O點間距離?！敬鸢浮浚?）0.5⑵5m【解析】試題分析：（1）F=Eq根據(jù)牛頓第二定律：F—^mg=ma解得中=0.5（2）根據(jù)牛頓第二定律：Eq—mg=ma、解得:a、=6m/s2平拋運動：x=vot=4m1 °y=at2=3mg=J：-:-=5m

考點：牛頓第二定律的綜合應用【名師點睛】此題是牛頓第二定律的綜合應用習題；關(guān)鍵是分析物塊的受力情況，搞清物體的運動情況，掌握類平拋運動的處理方法。9.如圖所示，物塊A懸掛在繩PO和PC的結(jié)點上，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M/4kg,木塊B靜止在水平面上，g取10m/s2.試求:(1)繩PO的拉力大??；⑵繩PC拉力的大??；⑶木塊B⑶木塊B與水平面間的摩擦力大小?！敬鸢浮?1)20N；(2)12N；(3)7.2N【解析】【分析】【詳解】(1)對P點受力分析如圖:由平衡條件得由平衡條件得FPOcos37。=MAg

FC=FPOsin37o解得FPOMAg

FPOMAg

cos37o16--N=20N0.8⑵繩PC拉力的大小Fc=FPOsin370=20義0.6N=12N⑶對B受力分析如圖:M喏水平方向根據(jù)共點力的平衡條件可得木塊B與水平面間的摩擦力大小f=FCcos53。=12義0.6N=7.2N10.一個底面粗糙、質(zhì)量為M=3m的劈放在粗糙水平面上，劈的斜面光滑且與水平面成30°角.現(xiàn)用一端固定的輕繩系一質(zhì)量為m的小球，小球放在斜面上，小球靜止時輕繩與豎直方向的夾角也為30°,如圖所示.(1)當劈靜止時，求繩子的拉力大小.(2)當劈靜止時，求地面對劈的摩擦力大小.(3)若地面對劈的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，為使整個系統(tǒng)靜止，動摩擦因素u最小值多大？【答案】(1)--mg(2)——mg(3)u>-—3 6 21【解析】【詳解】(1)