高中物理二輪復(fù)習(xí)專項(xiàng)訓(xùn)練相互作用

1、高中物理二輪復(fù)習(xí)專項(xiàng)訓(xùn)練 相互作用一、高中物理精講專題測試相互作用1 一輕彈簧的一端固定在傾角為的固定光滑斜面的底部，另一端和質(zhì)量為m 的小物塊a 相連，如圖所示質(zhì)量為3m的小物塊 b 緊靠 a 靜止在斜面上，此時彈簧的壓縮量為5x0，從 t=0 時開始，對 b 施加沿斜面向上的外力，使b 始終做勻加速直線運(yùn)動經(jīng)過一段時間后，物塊 a、b 分離；再經(jīng)過同樣長的時間，b 距其出發(fā)點(diǎn)的距離恰好也為x0彈簧的形變始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度大小為g求 ：(1)彈簧的勁度系數(shù)；(2)物塊 b 加速度的大??；(3)在物塊 a、 b 分離前，外力大小隨時間變化的關(guān)系式8mg sin22（ 2） g sin

2、（ 3） f8 mg sin4mg sin【答案】 （1）5x052525x0【解析】【詳解】（1）對整體分析，根據(jù)平衡條件可知，沿斜面方向上重力的分力與彈簧彈力平衡，則有：3kx0=（ m+m） gsin 58mgsin解得： k=5x0（2）由題意可知，b 經(jīng)兩段相等的時間位移為x0；x11由勻變速直線運(yùn)動相鄰相等時間內(nèi)位移關(guān)系的規(guī)律可知：x04說明當(dāng)形變量為x1x0 x03x0時二者分離；44對 m 分析，因分離時ab 間沒有彈力，則根據(jù)牛頓第二定律可知：kx1-mgsin =ma聯(lián)立解得： a=1 gsin5（3）設(shè)時間為 t，則經(jīng)時間 t 時， ab 前進(jìn)的位移 x=1at2= gs

3、int 2210則形變量變?yōu)椋?x=x0-x對整體分析可知，由牛頓第二定律有：f+kx-（ m+ 3m） gsin =（m+3m） a55解得： f= 84mg2 sin2t 2mgsin +25x025因分離時位移 x= x0由 x= x0 =1at2 解得： t5x04422gsin故應(yīng)保證 0t5x0， f表達(dá)式才能成立2gsin點(diǎn)睛：本題考查牛頓第二定律的基本應(yīng)用，解題時一定要注意明確整體法與隔離法的正確應(yīng)用，同時注意分析運(yùn)動過程，明確運(yùn)動學(xué)公式的選擇和應(yīng)用是解題的關(guān)鍵2輕繩下端懸掛200n 的重物，用水平力拉輕繩上的點(diǎn)，使輕繩上部分偏離豎直方向= 角保持靜止，如圖所示。（1）求水平力

4、的大??；（2）保持輕繩上部分與豎直方向的夾角=不變，改變力的方向，求力的最小值及與水平方向的夾角?！敬鸢浮浚?1）（ 2），與水平方向夾角為【解析】試題分析：（1）對點(diǎn)受力分析，可得，解得（2）力有最小值時，解得，與水平方向夾角為考點(diǎn)：考查了共點(diǎn)力平衡條件【名師點(diǎn)睛】在處理共點(diǎn)力平衡問題時，關(guān)鍵是對物體進(jìn)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3如圖所示：一根光滑的絲帶兩端分別系住物塊a、c，絲帶繞過兩定滑輪，在兩滑輪之間的絲帶上放置了球b,d通過細(xì)繩跨過定滑輪

5、水平寄引c物體。整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知，b物體兩側(cè)絲帶間夾角為600 ，與 c物體連接絲帶與水平面夾角為300，此時 c恰能保持靜止?fàn)顟B(tài)。求：（g=10m/s2）（1）物體 b的質(zhì)量 m；（ 2）物體 c與地面間的摩擦力 f ；（ 3）物體 c與地面的摩擦系數(shù) （假設(shè)滑動摩擦力等于最大靜摩擦力）。【答案】（ 1） 3kg（2） f=10n（3）【解析】（1）對 b受力分析，受重力和兩側(cè)繩子的拉力，根據(jù)平衡條件，知解得： m=3kg對 c 受力分析，受重力、兩個細(xì)線的拉力、支持力和摩擦力，根據(jù)平衡條件，知水平方向受力平衡：解得： f=10n（ 3）對 c，豎直方向平衡，支持力：由 f= n，

6、知4將質(zhì)量 m0.1kg 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)0.8對環(huán)施加一位于豎直平面內(nèi)斜向上與桿夾角53o 的恒定拉力1s 內(nèi)前進(jìn)了 2.2m （取 g2o，f10 m / s ， sin530.8，使圓環(huán)從靜止開始運(yùn)動，第cos53o0.6 ）求：（ 1）圓環(huán)加速度 a 的大??；（ 2）拉力 f 的大小【答案】（ 1） 4.4m/s2（ 2） 1n或 9n【解析】（1）小環(huán)做勻加速直線運(yùn)動，由運(yùn)動學(xué)公式可知：x1at 22解得： a 4.4m / s2(2)令 fsin53 mg 0，解得 f1.25n當(dāng) f1.25n 時，環(huán)與桿的上部接觸，受力如

7、圖：由牛頓第二定律，fcos ma ， fsin fnmgfnm ag聯(lián)立解得： fcossin代入數(shù)據(jù)得：f1n當(dāng) f1.25n 時，環(huán)與桿的下部接觸，受力如圖：由牛頓第二定律，fcos ma ， fsin mg fnfnm ag聯(lián)立解得： fcossin代入數(shù)據(jù)得：f9n5 如圖所示，水平面上有一個傾角為的斜劈，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，整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(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】 （1）（2 ）【解析】【分析】【詳解】試題分析

8、： (1)以小球?yàn)檠芯繉ο?，根?jù)平衡條件應(yīng)用正交分解法求解繩子的拉力t；(2) 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(dāng) f f時，整個系統(tǒng)能始終m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：；(2) 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(yīng)該滿足：fmf解得 ：點(diǎn)晴：本題考查受力平衡的應(yīng)用，小球靜止不動受力平衡，以小球?yàn)檠芯繉ο蠓治鍪芰η闆r，建立直角坐標(biāo)系后把力分解為水平和豎直兩個方向，寫 x 軸和

9、 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(biāo)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 6 如圖所示，置于水平面上的木箱的質(zhì)量為m=3.8kg，它與水平面間的動摩擦因數(shù)=0.25 ，在與水平方向成 37角的拉力 f 的恒力作用下從 a 點(diǎn)向 b 點(diǎn)做速度 v1=2.0ms勻速直線運(yùn)動（ cos37=0.8 ，sin37 =0.6 ， g 取 10n/kg ）（ 1）求水平力 f 的大??；（ 2）當(dāng)木箱運(yùn)動到 b 點(diǎn)時，撤去力 f，木箱在水平面做勻減速直 線運(yùn)動，加速度大小為2

10、.5m/s 2 ，到達(dá)斜面底端c 時速度大小為v 2 =1m/s，求木箱從b 到 c的位移 x 和時間 t ；（3）木箱到達(dá)斜面底端后沖上斜面，斜面質(zhì)量m=5.32kg ，斜面的傾角為37木箱與斜面的動摩擦因數(shù)=0.25 ，要使斜面在地面上保持靜止求斜面與地面的摩擦因數(shù)至少多大、【答案】（ 1） 10n（2） 0.4s0.6m（ 3） 1（答 0.33 也得分）3【解析】（1）由平衡知識：對木箱水平方向f cosf ，豎直方向：且 ffn ，解得 f=10n（2）由 v22v122ax ，解得木箱從 b 到 c 的位移 x=0.6m，f sinfnmgtv2 v11 2 s 0.1sa2.5（

11、3）木箱沿斜面上滑的加速度a1mg sin 37mg cos378m / s2m對木箱和斜面的整體，水平方向f1ma1 cos37豎直方向： m m g fnma1 sin37 ，其中 f11 fn ，解得 113點(diǎn)睛：本題是力平衡問題，關(guān)鍵是靈活選擇研究對象進(jìn)行受力分析，根據(jù)平衡條件列式求解求解平衡問題關(guān)鍵在于對物體正確的受力分析，不能多力，也不能少力，對于三力平衡，如果是特殊角度，一般采用力的合成、分解法，對于非特殊角，可采用相似三角形法求解，對于多力平衡，一般采用正交分解法7 一吊橋由六對鋼桿對稱懸吊著，六對鋼桿在橋面上分列兩排，其上端掛在兩根鋼纜上，圖為其一截面圖。已知圖中相鄰兩桿距離

12、相等， aa=dd， bb=ee，cc=pp，又已知兩端鋼纜與水平面成 45角，若吊橋總重為 g，鋼桿自重忽略不計(jì)，為使每根鋼桿承受負(fù)荷相同，求：（ 1）作用在 c p 兩端與水平成 45鋼纜的拉力大??？（ 2） cb 鋼纜的拉力大小和方向？【答案】 （1）(2)；方向與水平方向的夾角為arctan斜向右下方【解析】【詳解】（1）對整體受力分析，整體受重力和兩個拉力，設(shè)為f，根據(jù)平衡條件，有：2fsin45 =g解得： f=g（ 2）對 c點(diǎn)受力分析，受 cc的拉力、拉力桿 f、 bc 鋼纜的拉力，根據(jù)平衡條件，有：水平方向： fcos45=fbccos 1（1 為 fbc 與水平方向的夾角）

13、豎直方向： fsin45 = +fbcsin 1解得： fbc=mg， tan 1=則 1=arctan則 cb鋼纜的拉力大小為 mg，方向與水平方向的夾角為 arctan 斜向右下方?！军c(diǎn)睛】本題的關(guān)鍵要靈活選擇研究對象，巧妙地選取受力分析的點(diǎn)和物體可簡化解題過程，要注意整體法和隔離法的應(yīng)用。解答時特別要注意每根鋼桿承受負(fù)荷相同。8 在建筑裝修中，工人用質(zhì)量為4.0 kg 的磨石對水平地面和斜壁進(jìn)行打磨，已知磨石與水平地面、斜壁之間的動摩擦因數(shù)相同， g 取 10 m/s 2（1）當(dāng)磨石受到水平方向的推力f1=20n 打磨水平地面時，恰好做勻速直線運(yùn)動，求動摩擦因數(shù) ；（2）若用磨石對 =3

14、70 的斜壁進(jìn)行打磨（如圖所示），當(dāng)對磨石施加豎直向上的推力f =60n 時，求磨石從靜止開始沿斜壁向上運(yùn)動0.8 m 所需的時間（斜壁足夠2長 ,sin370=0.6， cos370 =0.8）【答案】（ 1）（ 2） 0 8s【解析】（1）磨石在水平地面上恰好做勻速直線運(yùn)動f1mg ，解得0.5（2）磨石與斜壁間的正壓力fn f2mg sin根據(jù)牛頓第二定律有 （ f2mg)cosfn ma解得 a2.5m / s2根據(jù)勻變速直線運(yùn)動規(guī)律x1 at 22解得 t2x0.8sa9 質(zhì)量m=3kg的長木板放在水平光滑的平面上，在水平恒力f=11n 作用下由靜止開始向右運(yùn)動，如圖所示，當(dāng)速度達(dá)到

15、1m/s時，將質(zhì)量m=4kg的物體輕輕放到木板的右端，已知物塊與木板間動摩擦因數(shù)=0.2,g 取10m/s 2，求：(1)物體經(jīng)多長時間才與木板保持相對靜止；(2）物塊與木板相對靜止后，物塊受到的摩擦力大小【答案】（ 1） 1s（ 2） 6.29n【解析】試題分析：（ 1）放上物體后，由牛頓第二定律可知：物體加速度a1g2m / s2板的加速度 a2fmg1m / s2m當(dāng)兩物體達(dá)速度相等后保持相對靜止，故a1t v a2 t，解得 t 1s（2）相對靜止后，對整體f （ mm）a ，對物體有f ma解得 f 6.28n考點(diǎn)：考查了牛頓第二定律的應(yīng)用【名師點(diǎn)睛】物體與木板均做勻變速直線運(yùn)動，由

16、牛頓第二定律可求得二者的加速度，由速度公式可求得二者相對靜止的時間；相對靜止后，物體的靜摩擦力充當(dāng)合外力，由牛頓第二定律可求得物體受到的摩擦力10 如圖，將一木塊置于電子平臺秤上，臺秤的讀數(shù)如圖甲所示然后用一個斜向上的拉力作用于木塊上，當(dāng)木塊剛要運(yùn)動時臺秤的讀數(shù)如圖乙所示，已知拉力與水平方向的夾角為 37，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力sin37 =0.6， cos37=0.8， g=10m/s2，求：（1）拉力的大小為多少牛頓？（2）木塊與臺秤間的動摩擦因數(shù)（3）如果保持拉力的大小不變，將拉力與水平方向的夾角變?yōu)檎埻ㄟ^計(jì)算說明原因？【答案】 （1） f=30n（ 2） =0.75（ 3）不會被拉動53，木塊能否被拉動，【解析】試題分析：（ 1）（ 2）在圖甲中，物體受重力和支持力，處于平衡狀態(tài)，故臺秤讀數(shù)等于質(zhì)量；圖乙中，物體受重力、拉力、支持力和靜摩擦力，根據(jù)平衡條件列式求解靜摩擦力和拉力；（ 3）受力分析后采用正交分解法求解支持力，根據(jù) f= n求解最大靜摩擦力，與拉力的水平分力比較來判斷是否能夠拉動物體解：（ 1）（ 2）根據(jù)甲圖中臺秤的讀數(shù)可知木塊的質(zhì)量為5.00kg；用與水平方向的夾角為 37的力拉木塊時，木塊受到重力、臺秤的支持力和摩擦力、手的拉力作用處于平衡狀態(tài)，如圖所示：根據(jù)平衡條件，采用正交分解法，有：豎直方向： fsin37 +n=