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1、物理试卷分类汇编物理相互作用( 及答案 ) 及解析一、高中物理精讲专题测试相互作用1如图所示，轻杆BC 的 C 点用光滑铰链与墙壁固定，杆的B 点通过水平细绳AB 使杆与竖直墙壁保持30的夹角若在B 点悬挂一个定滑轮(不计重力)，某人用它匀速地提起重物已知重物的质量m 30 kg，人的质量M 50kg， g 取10 m/s 2.试求：(1)此时地面对人的支持力的大小；(2)轻杆 BC 所受力的大小【答案】 （1） 200N（ 2） 4003 N 和 2003 N【解析】试题分析：（ 1）对人而言：.（2）对结点 B：滑轮对 B 点的拉力，由平衡条件知：考点：此题考查共点力的平衡问题及平行四边形
2、法则2将质量 m0.1kg 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53o 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 g10 m / s2 ， sin53 o0.8 ，cos53o0.6 ）求：（ 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：x1 at 22解得： a 4.4m / s2(2)令 Fsin53mg 0，解得 F1.25N当 F1.25N 时，环与杆的上部接触，
3、受力如图：由牛顿第二定律，Fcos ma ， Fsin FNmgFNm ag联立解得： Fcossin代入数据得：F1N当 F1.25N 时，环与杆的下部接触，受力如图：由牛顿第二定律，Fcos ma ， Fsin mg FNFNm ag联立解得： Fcossin代入数据得：F9N3 如图所示，用两根长度均为 l 的细线将质量为 m 的小球悬挂在水平的天花板下面，轻绳与天花板的夹角为 将细线 BO 剪断，小球由静止开始运动不计空气阻力，重力加速度为 g求：（ 1）剪断细线前 OB 对小球拉力的大小；（ 2）剪断细线后小球从开始运动到第一次摆到最高点的位移大小；（ 3）改变 B 点位置，剪断 B
4、O 后小球运动到最低点时细线OA 的拉力 F2 与未剪断前细线的F2拉力 F1 之比 F1 的最大值mg（ 2） x 2l cos（ 3）F29【答案】 （1） FF1 max42sin【解析】（1） F sin1 mg2mg得 F2sin（2）小球运动到左侧最高点时绳与天花板夹角为mglsin=mglsin 得 =X=2lcos（3）小球运动到最低点时速度为vmgl (1sin )1 mv22F2 mgv2mlF1=F得： F26sin4sin 2F1当 sin3F29时可得F1 max=444 如图所示，倾角为45的粗糙平直导轨与半径为R 的光滑圆环轨道相切，切点为B，整个轨道处在竖直平面
5、内一质量为m 的小滑块从导轨上离地面高为h 3R 的 D 处无初速下滑进入圆环轨道接着小滑块从圆环最高点C 水平飞出，恰好击中导轨上与圆心O等高的 P 点，不计空气阻力求：（ 1）滑块运动到圆环最高点C 时的速度的大小（ 2）滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小（ 3）滑块与斜轨之间的动摩擦因数【答案】（ 1）v0Rg （）6mg（ ）0.1823【解析】试题分析：对滑块进行运动过程分析，要求滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小，我 要知道滑 运 到 最低点 的速度大小，小滑 从 最高点C 水平 出，恰好 中 上与 心 O 等高的 P 点，运用平抛运 律 合几何关系求出最低点 速度
6、在 最低点运用牛 第二定律求解从 D 到最低点 程中，再次运用 能定理求解解：（ 1）小滑 从C 点 出来做平抛运 ，水平速度 v02R=v0t解得： v0=（2）小滑 在最低点 速度 V 由机械能守恒定律得mv2=mg?2R+ mv02v=根据牛 第二定律：FN mg=mFN=6mg根据牛 第三定律得：FN =6mg（ 3） DB 之 度 L=（ 2 +1）R从 D 到最低点 程中，由 能定理：mgh mgcos L=mv2= =0.18答：（ 1）滑 运 到 最高点C 的速度的大小 ；（2）滑 运 到 最低点 道 力的大小 6mg；（3）滑 与斜 之 的 摩擦因数 0.185(14分 )如
7、 所示，木板与水平地面 的 角可以随意改 ，当 =30 ，可 点的一小木 恰好能沿着木板匀速下滑。若 小木 从木板的底端以大小恒定的初速率v0=10m/s的速度沿木板向上运 ，随着的改 ，小物 沿木板滑行的距离x 将 生 化，重力加速度g=10m/s 2。 ( 果可用根号表示)（ 1）求小物 与木板 的 摩擦因数；（ 2）当 角 足什么条件 ，小物 沿木板滑行的距离最小，并求出此最小 。【答案】 （1）【解析】 分析：（ 1）当（ 2） 60；m ， 木 受力分析：（ 2 分）（ 2 分） 摩擦因素：（ 2 分）（ 2）当 化 ，木 的加速度 a ：（ 2 分）木 的位移S ：（ 2 分） 令
8、， 当时 s 最小，即（ 2 分）S 最小 考点：考 了牛 第二定律的 用点 ：做本 的关 是 物体受力分析，找出 界状 ， 6 如 所示，在一 角 302kg的小物 ，一 跨 两个 固定斜面上放一个 量 滑 一端固定在 壁上，一端 接在物 上，且物 上端 与斜面平行， 滑 下方 挂 量 3kg 的重物，整个装置 于静止状 。已知跨 滑 的 角 60，物 与斜面的 摩擦因数 3 ，已知最大静摩擦力等于滑 摩擦力，重力加速度g=10m/s 2。3求：（ 1）斜面上物 所受的静摩擦力大小；（ 2）若要使斜面上的物 滑 ， 滑 下 挂重物的 量 足什么条件？【答案】（ 1） (10310)N （ 2
9、） m22 3kg【解析】【分析】考 平衡状 的受力分析。【 解】（ 1） 斜面上物体 量 m1， 滑 下方 挂的物体 量 m2， 的拉力 T，斜面支持力 N，摩擦力 f，受力分析如 ： 滑 点受力平衡：1T cos30m2 g2解得 T103N斜面上的物体受力平衡：解得摩擦力大小为f（2）最大静摩擦力为：(10 3T m1g sin 10)NffmaxNm1 g cosl0N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，当摩擦力达到最大静摩擦时，物体开始向上滑动：Tm1 g sinf max1m2 gT cos302解得 m2 2 3kg即动滑轮下悬挂重物
10、的质量应满足m22 3kg 。7如图所示小孩和雪橇的总质量，大人用与水平方向成角斜向上拉力F拉雪橇，使雪橇沿水平地面以数 。（ ，速度做匀速直线运动。已知雪橇与水平地面的动摩擦因，取）求：（ 1）拉力 F 的大小；（ 2）拉力 F 撤消后雪橇还能滑行多远？【答案】（ 1）；（ 2）【解析】试题分析：（1）受力分析如图所示，将系可知：F 向水平方向和竖直方向分解，由平衡关竖直向上：，水平向上：解得：；（2） F 撤消后物体做匀减速运动，；，由牛顿第二定律可得：由位移公式可得：考点：共点力平衡的条件及其应用【名师点睛】以雪橇为研究对象，通过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
11、平方向只受摩擦力，由牛顿第二定律可求得加速度，由运动学公式求得滑行距离；本题属牛顿运动定律的基本题型，只要能掌握运动情景及正确受力分析即可顺利求解。8如图所示，绝缘粗糙水平面处在水平向右的匀强电场中，场强大小+4E=16 10 N/C。一个质量为 m 0 2 kg，带电量为 q 2 010 4 C 的带正电小物块（可视为质点），在水平面上以 a=11m/s 2 的加速度向右做匀加速直线运动，小物块到达O 点时的速度为 vo=4m/s 。（g 取 10 m/s 2）（1）求小物块与水平面间的动摩擦因数；（2）若小物块到达O 点时，突然将该电场方向变为竖直向上且大小不变。求1 秒后小物块距 O 点
12、间距离。【答案】（ 1） 0 5（ 2）5m【解析】试题分析：（1） F=Eq根据牛顿第二定律：Fmg=ma解得 : =05（2）根据牛顿第二定律：Eq mg=ma、解得 :a、 =6m/s 2平抛运动： x= vot=4my= at2=3m=5m考点：牛顿第二定律的综合应用【名师点睛】此题是牛顿第二定律的综合应用习题；关键是分析物块的受力情况，搞清物体的运动情况，掌握类平抛运动的处理方法。9 如图所示，一轻弹簧一端固定在竖直放置光滑大圆环最高点，大圆环半径为R，另一端栓接一轻质小圆环，小圆环套在大圆环上，开始时弹簧与竖直方向成60，当在小圆环上挂一质量为m 的物体后使之缓慢下降，静止时弹簧与
13、竖直方向成45。求：(1)弹簧的劲度系数；(2)当在小圆环上挂多大质量的物体，静止时弹簧与竖直方向成37；(3)当在小圆环上挂的质量满足什么条件时，稳定后，小圆环处于最低位置。（弹簧始终在弹性限度内， sin37 =0.6， cos37=0.8）【答案】 (1)(22) mg； (2) m3(22) m ； (3)m1(22) mk =1822R【解析】【分析】【详解】(1)静止时弹簧与竖直方向成45，对圆环进行受力分析，如图所示：根据平衡条件，弹簧的弹力mgF2mgcos45根据几何关系，弹簧的伸长量x=（2 -1） R根据胡克定律F=kx联合上面各式解得k = (22) mgR(2)设静止
14、时弹簧与竖直方向成，小环上挂的物体的质量为m1 ，对圆环进行受力分析，受到重力 m1g、弹簧的拉力 F、大圆环的支持力 N，根据平衡条件，作出三个力的矢量三角形，如图所示：根据几何知识，力的矢量三角形和实物三角形AOB相似，而OA 和OB 都等于R，所以m1g和 N 始终相等AB=2Rcos F=2m1gcos 弹簧的伸长量x=2Rcos -R=（2cos -1）R根据胡克定律F=kx即2m1 gcos(22) mg（2cos1） R R当 =37时，代入式解得m132） m（28(3)小圆环恰好处于最低位置，此时=0，代入式解得m21 (22) m2所以小圆环所挂物体质量 m21 (22)
15、m 时，小圆环可以处于最低点。210 如图所示质量M=3kg 的木块套在固定的水平杆上，并用轻绳与小球相连，轻绳与杆的夹角为 30今用与水平方向成60角的力 F=103 N 拉着小球并带动木块一起向右匀速运动，运动过程中木块与小球的相对位置保持不变，g=10m/s 2求：(1)小球的质量m；(2)木块 M 与水平杆间的动摩擦因数【答案】（ 1） 1kg （2）35【解析】【分析】（ 1）先对小球 m 受力分析：已知力、重力、细线的拉力，根据平衡条件列式求小球的质量 m；（2）再对滑块M 和小球 m 整体受力分析，已知力平衡条件和摩擦力公式列式求动摩擦因数F、重力、弹力和摩擦力，根据共点力【详解】（ 1） m 受力平衡，合力为零，以小球为研究对象水平方向： Fcos60=FTcos30 竖直方向： Fsin60 =FTsin30 +mg所以小球质量： m=1kg（ 2）以 M 和 m 的整体为研究对象，受力平衡，合力为零水平方向， Fcos600 -FN=0竖直方向， FN+Fsin60 -Mg-mg=03联立解得：5【点睛】本题要灵活选择研究对象，注意应用整体法与隔离法，用整体法时一定要分清内力与外力，正确地进行受力分析