高考物理相互作用各地方試卷集合匯編含解析

1、高考物理相互作用各地方試卷集合匯編含解析一、高中物理精講專題測試相互作用1 質(zhì)量為 m 的木楔傾角為( 45 )，在水平面上保持靜止，當將一質(zhì)量為m 的木塊放在木楔斜面上時，它正好勻速下滑當用與木楔斜面成角的力 f 拉木塊，木塊勻速上升，如圖所示 (已知木楔在整個過程中始終靜止)(1)當 時，拉力f 有最小值，求此最小值；(2)求在 (1)的情況下木楔對水平面的摩擦力是多少？1【答案】 （1） fminmg sin 2（ 2）mg sin 4【解析】【分析】（ 1）對物塊進行受力分析，根據(jù)共點力的平衡，利用正交分解，在沿斜面和垂直斜面兩方向列方程，進行求解（ 2）采用整體法，對整體受力分析，根

2、據(jù)共點力的平衡，利用正交分解，分解為水平和豎直兩方向列方程，進行求解【詳解】木塊在木楔斜面上勻速向下運動時，有mgsin mgcos，即 tan(1)木塊在力 f 的作用下沿斜面向上勻速運動，則：fcos mgsin ffsin fn mgcosffn聯(lián)立解得：fmgsin2cos則當時， f 有最小值 ， fmin mgsin2(2)因為木塊及木楔均處于平衡狀態(tài)，整體受到地面的摩擦力等于f 的水平分力，即ffcos當 時， f mgsin2 cos21mgsin42【點睛】木塊放在斜面上時正好勻速下滑隱含動摩擦因數(shù)的值恰好等于斜面傾角的正切值，當有外力作用在物體上時，列平行于斜面方向的平衡方

3、程，求出外力f 的表達式，討論f 取最小值的條件2 如圖所示，豎直輕彈簧b 的下端固定于水平面上，上端與a 連接，開始時a 靜止。 a的質(zhì)量為 m 2kg，彈簧 b 的勁度系數(shù)為k1 200n/m 。用細繩跨過定滑輪將物體a 與另一根勁度系數(shù)為 k2 的輕彈簧 c 連接，當彈簧c處在水平位置且未發(fā)生形變時，其右端點位于a 位置，此時 a 上端輕繩恰好豎直伸直。將彈簧c 的右端點沿水平方向緩慢拉到b 位置時，彈簧 b 對物體 a 的拉力大小恰好等于a 的重力。已知ab 60cm，求：（1）當彈簧c 處在水平位置且未發(fā)生形變時，彈簧b 的形變量的大?。唬?）該過程中物體a 上升的高度及輕彈簧c 的

4、勁度系數(shù)k2?！敬鸢浮浚?1） 10cm；（ 2） 100n/m ?！窘馕觥俊驹斀狻浚?）彈簧 c 處于水平位置且沒有發(fā)生形變時，a 處于靜止，彈簧b 處于壓縮狀態(tài)；根據(jù)胡克定律有： k1x1 mg代入數(shù)據(jù)解得： x1 10cm（2）當 ab 60cm 時，彈簧b 處于伸長狀態(tài)，根據(jù)胡克定律有：k1x2 mg代入數(shù)據(jù)求得：x2 10cm故 a 上升高度為： h x1+x2 20cm由幾何關(guān)系可得彈簧 c 的伸長量為： x3 ab x1 x2 40cm 根據(jù)平衡條件與胡克定律有：mg+k1x2k2x3解得 k2 100n/m3 如圖所示 ，勁度系數(shù)為的輕質(zhì)彈簧b 的兩端分別與固定斜面上的擋板及物

5、體a 相連， a 的質(zhì)量為 m，光滑斜面傾角為用輕繩跨過定滑輪將物體a 與另一根勁度系數(shù)為的輕質(zhì)彈簧c 連接當彈簧c 處在水平位置且未發(fā)生形變時，其右端點位于a 位置現(xiàn)將彈簧 c 的右端點用力沿水平方向緩慢拉到b 位置時 ，彈簧 b 對物體 a 的拉力大小恰好等于 a 的重力求：當彈簧 c 處在水平位置且未發(fā)生形變時，彈簧 b 的形變量大小；在將彈簧的右端由a 緩慢拉到b 的過程中 ，物體 a 移動的距離；ab 間的距離【答案】 （1）（2）（ 3）【解析】【分析】（1）對 a 進行受力分析，根據(jù)平衡條件和胡克定律即可求出；（2）將彈簧c 的右端點用力沿水平方向緩慢拉到b 位置時，彈簧b 對物

6、體 a 的拉力大小恰好等于 a 的重力，說明a 受到彈簧b 的拉力，對a 進行受力分析，結(jié)合胡克定律和幾何關(guān)系即可求出；（3）先求出彈簧c 的力，由胡克定律求出彈簧c 的伸長量，最后求出【詳解】（1）當彈簧c 未發(fā)生形變時彈簧b 處于壓縮狀態(tài)，設(shè)彈簧b 對于物體ab 之間的距離a 而言的壓縮量為；根據(jù)平衡條件和胡克定律有：（2）當彈簧c 的右端點沿水平緩慢拉到，解得：b 位置時，因彈簧b 對物體；a 的拉力大小恰好等于 a 的重力，說明彈簧b 處于伸長狀態(tài)，且伸長量，所以物體a 上升的高度為；（3）由（ 2）問可得：繩中張力，則彈簧 c 的伸長量，故 ab 間的距離為 ：；4 如圖所示，質(zhì)量為

7、m 的物體放在一固定斜面上，當斜面傾角為30時恰能沿斜面勻速下滑對物體施加一大小為f、方向水平向右的恒力，物體可沿斜面勻速向上滑行設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，當斜面傾角增大并超過某一臨界角0 時，不論水平恒力f 多大，都不能使物體沿斜面向上滑行，試求：(1)物體與斜面間的動摩擦因數(shù)；(2)這一臨界角0 的大小【答案】（ 1）3 （ 2） 603【解析】試題分析：（ 1）斜面傾角為30時，物體恰能勻速下滑，滿足mg sin 30mg cos30解得33（2）設(shè)斜面傾角為，由勻速直線運動的條件： f cosmg sinf ffn mg cosf sin ， fffn解得： fmg sinmg c

8、oscossin當 cossin0 ，即 cot時， f，即“不論水平恒力f 多大 ”，都不能使物體沿斜面向上滑行此時，臨界角060考點：考查了共點力平衡條件的應用【名師點睛】本題是力平衡問題，關(guān)鍵是分析物體的受力情況，根據(jù)平衡條件并結(jié)合正交分解法列方程求解利用正交分解方法解體的一般步驟： 明確研究對象； 進行受力分析； 建立直角坐標系，建立坐標系的原則是讓盡可能多的力落在坐標軸上，將不在坐標軸上的力正交分解；x 方向， y 方向分別列平衡方程求解5 如圖所示，表面光滑的長方體平臺固定于水平地面上，以平臺外側(cè)的一邊為x 軸，在平臺表面建有平面直角坐標系xoy，其坐標原點o 與平臺右側(cè)距離為d=

9、1.2m 。平臺足夠?qū)?，高?h=0.8m ，長為 l=3.3m。一個質(zhì)量m1=0.2kg 的小球以v0=3m/s 的速度沿x 軸運動，到達 o 點時，給小球施加一個沿y 軸正方向的水平力 f1，且 f1=5y（ n）。經(jīng)一段時間，小球到達平臺上坐標為（1.2m ， 0.8m）的 p 點時，撤去外力 f1。在小球到達 p 點的同時，平臺與地面相交處最內(nèi)側(cè)的m 點，一個質(zhì)量 m2=0.2kg 的滑塊以速度 v 在水平地面上開始做勻速直線運動，滑塊與地面間的動摩擦因數(shù)=0.5，由于摩擦力的作用，要保證滑塊做勻速運動需要給滑塊一個外力f2，最終小球落在n 點時恰好與滑塊相遇，小球、滑塊均視為質(zhì)點，

10、g10m / s2 ， sin370.6， cos370.8 。求：（ 1）小球到達 p 點時的速度大小和方向；（ 2） m 、n 兩點間的距離 s 和滑塊速度 v 的大??；（ 3）外力 f2 最小值的大?。ńY(jié)果可用根式表示）【答案】（ 1） 5m/s 方向與 x 軸正方向成53（ 2）1.5m ； 3.75m/s （3） 2 5 n5【解析】（ 1）小球在平臺上做曲線運動，可分解為沿x 軸方向的勻速直線運動和沿y 軸方向的變加速運動，設(shè)小球在p 點受到 vp 與 x 軸夾角為50.80.8j1.6 j從 o 點到 p 點，變力 f1 做功 y p2根據(jù)動能定理有 w1m1vp21m1v02

11、，解得 vp5m/ s22根據(jù)速度的合成與分解有v0vp cos，得53 ，小球到達 p 點時速度與 x 軸正方向成53（2）小球離開 p 點后做平拋運動，根據(jù)平拋運動規(guī)律有h1 gt 2 ，解得 t=0.4s2小球位移在水平面內(nèi)投影l(fā)vp t2m設(shè) p 點在地面的投影為p ，則 p mlyp2.5m由幾何關(guān)系可得 s2p m 2l 22lp mcos，解得 s=1.5m滑塊要與小球相遇，必須沿mn 連線運動，由 s vt ，得 v3.75m / s（3）設(shè)外力 f2 的方向與滑塊運動方向（水平方向）的夾角為，根據(jù)平衡條件水平方向有：f2 cosf ，其中 fn ，豎直方向有 nf2sinm2

12、 g聯(lián)立解得 f2m2 gcossin由數(shù)學知識可得f2m2 g，其最小值 f2minm2 g2 52 sin1n 。1256 如圖所示，用兩根長度均為 l 的細線將質(zhì)量為 m 的小球懸掛在水平的天花板下面，輕繩與天花板的夾角為 將細線 bo 剪斷，小球由靜止開始運動不計空氣阻力，重力加速度為 g求：（ 1）剪斷細線前 ob 對小球拉力的大??；（ 2）剪斷細線后小球從開始運動到第一次擺到最高點的位移大??；（ 3）改變 b 點位置，剪斷 bo 后小球運動到最低點時細線oa 的拉力 f2 與未剪斷前細線的拉力 f1 之比f2的最大值f1mg（ 2） x 2l cos（ 3）f29【答案】 （1）

13、ff1 max42sin【解析】（1） f sin1 mg2mg得 f2sin（2）小球運動到左側(cè)最高點時繩與天花板夾角為mglsin=mglsin 得 =x=2lcos（3）小球運動到最低點時速度為vmgl (1sin )1mv22f2 mgm v2lf =f1得： f26sin4sin 2f1當 sin3f29時可得f1 max=447(14 分 )如圖所示，木板與水平地面間的夾角 可以隨意改變，當 =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，隨著的改變，小物塊沿木板滑行的距離x 將發(fā)生變化，重力加速

14、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 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 ， 木 受力分析：（ 2 分）（ 2 分） 摩擦因素：（ 2 分）（2）當 化 ，木 的加速度a ：（ 2 分）木 的位移s ：（ 2 分）則令， 當時 s 最小，即（ 2 分）s 最小 考點：考 了牛 第二定律的 用點 ：做本 的關(guān) 是 物體受力分析，找出 界狀 ， 8水平 送 以 v=1.5m/s 速度勻速運 ， 送 的 a 端，它運 到 送 另一端 b 所需 ab 兩端距離

15、 6s，求：6.75m, 將物體 放在 送（1）物 和 送 的 摩擦因數(shù)？（2）若想使物體以最短 到達b 端， 送 的速度大小至少 多少？（g=10m/s 2）【答案】（ 1）【解析】 分析：（；（ 2）1） 物 由牛 第二定律：， 的速度 ：首先物 做勻加速然后做勻速 ：由以上各式解得：（2）物 做加速運 的加速度 ：物體一直做勻加速直 運 到b 點的速度： v2=2ax解得：考點：牛 運 定律 合【名 點睛】物體放上 送 先做勻加速直 運 ， 合牛 第二定律和運 學公式求出勻加速直 運 的 和位移，當物體的速度達到 送 的速度 ，一起做勻速直 運 根據(jù) 求出勻速運 的位移，從而得出物體的

16、位移，即 送 ab 的 度；若想使物體以最短時間到達 b 端，物體需一直做勻加速直線運動，則傳送帶的速度需大于等于物體從 a 點勻加速到 b 點的速度。9 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，當木塊剛要運動時臺秤的讀數(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/s 2，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)?3，木塊能否被拉動，請通過計算說明原因？【答案】 （1） f=30n

17、（ 2） =0.75（ 3）不會被拉動【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=g水平方向： f=f

18、cos37 其中： f= n聯(lián)立解得： f=30n =0.75（ 3）拉力與水平方向的夾角變?yōu)?53，此時木塊受到重力、臺秤的支持力和摩擦力、手的拉力作用，采用正交分解法，有：fsin53 +n =gf = n 因為 f fcos53，所以木塊不會被拉動答：（ 1）拉力的大小為30 牛頓；（2）木塊與臺秤間的動摩擦因數(shù)為 0.75；（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)槿缟?3，木塊能被拉動，原因【點評】本題關(guān)鍵是對物體多次受力分析，根據(jù)平衡條件并結(jié)合正交分解法列式分析，要畫受力分析圖，不難10 足夠長的光滑細桿豎直固定在地面上，輕彈簧及小球ab均套在細桿上，彈簧下端、固定在地面上，上端和質(zhì)量為m1=50g 的小球 a 相連，質(zhì)量為m2=30g 的小球 b 放置在小球a 上，此時 a、 b 均處于靜止狀態(tài)，彈簧的壓縮量x =0.16m，如圖所示。從 t=0 時開始，對0小球 b 施加豎直向上的外力，使小球b 始終沿桿向上做勻加速直線運動。經(jīng)過一段時間后a、 b 兩球分離；再經(jīng)過同樣長的時間，b 球距其出發(fā)