高中物理相互作用真題匯編(含答案)

高中物理相互作用真題匯編(含答案)一、高中物理精講專題測試相互作用如圖所示，傾角為&二30°、寬度為d二1m、長為L二4m的光滑傾斜導軌，導軌C1D1.C2D2頂端接有定值電阻R0=15Q,傾斜導軌置于垂直導軌平面斜向上的勻強磁場中，磁感應強度為B=5T,C]A]、C2A2是長為s二4.5m的粗糙水平軌道，Af】、A2B2是半徑為R二0.5m處于豎直平面內的1/4光滑圓環(huán)(其中B2為彈性擋板)，整個軌道對稱.在導軌頂端垂直于導軌放一根質量為m二2kg、電阻不計的金屬棒MN,當開關S閉合時，金屬棒從傾斜軌道頂端靜止釋放，已知金屬棒到達傾斜軌道底端前已達到最大速度，當金屬棒剛滑到傾斜導軌底端時斷開開關S，(不考慮金屬棒MN經(jīng)過C1、C2處和棒與B1、B2處彈性擋板碰撞時的機械能損失，整個運動過程中金屬棒始終保持水平，水平導軌與金屬棒MN之間的動摩擦因數(shù)為"二0.1,g=10m/s2).求：開關閉合時金屬棒滑到傾斜軌道底端時的速度大??；⑵金屬棒MN在傾斜導軌上運動的過程中，電阻R0上產生的熱量Q；(3)已知金屬棒會多次經(jīng)過圓環(huán)最低點A]A2,求金屬棒經(jīng)過圓環(huán)最低點A】A2時對軌道壓力的最小值．【答案】(1)6m/s；(2)4J；(3)56N【解析】試題分析：(1)開關閉時，金屬棒下滑時切割磁感線運動，產生感應電動勢，產生感應電流，受到沿斜面向上的安培力，做加速度逐漸減小的加速運動，當加速度為0時，速度最大.根據(jù)牛頓第二定律和安培力與速度的關系式結合，求解即可.下滑過程中，重力勢能減小，動能增加，內能增加，根據(jù)能量守恒求出整個電路產生的熱量，從而求出電阻上產生的熱量.由能量守恒定律求出金屬棒第三次經(jīng)過A1A2時速度，對金屬棒進行受力分析，由牛頓定律求解.金屬棒最大速度時,電動勢v電流’可,安培力■':丄:金屬棒最大速度時加速度為0，由牛頓第二定律得：“"『■■1所以最大速度’金屬棒MN在傾斜導軌上運動的過程中，由能量守恒定律得:代入數(shù)據(jù)，得I1;，金屬棒第三次經(jīng)過A]A2時速度為VA，由動能定理得:

金屬棒第三次經(jīng)過A1A2時，由牛頓第二定律得由牛頓第三定律得，金屬棒對軌道的壓力大??；■':,'N明理同學平時注意鍛煉身體，力量較大，最多能提起m=50kg的物體.一重物放置在傾角0=15。的粗糙斜坡上，重物與斜坡間的摩擦因數(shù)為’試求該同學向上拉動的重物質量M的最大值？【答案】【解析】【詳解】由題意可知，該同學的最大拉力：F=mg設該同學與斜面方向的夾角是B的時候拉動的物體的最大質量是M,對物體受力分析知:垂直于斜面的方向：FN+FsinB=Mgcos0沿斜面的方向：FcosB=f+Mgsin0若恰好拉動物體，則有：f=^FN令u=tana,代入上式可得：:1■'c：要使該同學向上拉動的物體的質量最大，上式分子取最大值，即：cos(P-a)=1由u=tana=：可得：a=30°聯(lián)立以上各式得：M丿血網(wǎng)+:皿)円max【點睛】該題中按照常規(guī)的步驟對物體進行受力分析即可，題目的難點是如何利用三角函數(shù)的關系，化簡并得出正確的結論.如圖所示，傾角為0=45。的粗糙平直導軌與半徑為R的光滑圓環(huán)軌道相切，切點為B,整個軌道處在豎直平面內.一質量為m的小滑塊從導軌上離地面高為h=3R的D處無初速下滑進入圓環(huán)軌道.接著小滑塊從圓環(huán)最高點C水平飛出，恰好擊中導軌上與圓心O等高的P點，不計空氣阻力.

求：(1)滑塊運動到圓環(huán)最高點C時的速度的大小滑塊運動到圓環(huán)最低點時對圓環(huán)軌道壓力的大小滑塊與斜軌之間的動摩擦因數(shù)．【答案】(1)v0JRg(2)6mg(3)0.18【解析】試題分析：對滑塊進行運動過程分析，要求滑塊運動到圓環(huán)最低點時對圓環(huán)軌道壓力的大小，我們要知道滑塊運動到圓環(huán)最低點時的速度大小，小滑塊從圓環(huán)最高點C水平飛出，恰好擊中導軌上與圓心O等高的P點，運用平拋運動規(guī)律結合幾何關系求出最低點時速度．在對最低點運用牛頓第二定律求解．從D到最低點過程中，再次運用動能定理求解山解：(1)小滑塊從C點飛出來做平拋運動，水平速度為v°.R=gt2-R=v0t解得：v0=_(2)小滑塊在最低點時速度為V由機械能守恒定律得mv2=mg?2R+mv02v=:::根據(jù)牛頓第二定律：Fn-mg=mFN=6mg根據(jù)牛頓第三定律得：FN'=6mg(3)DB之間長度L=(2+1)R從D到最低點過程中，由動能定理：mgh-|imgcos0L=mv2□二:卜=0.18答：(1)滑塊運動到圓環(huán)最高點C時的速度的大小為一；滑塊運動到圓環(huán)最低點時對圓環(huán)軌道壓力的大小為6mg；滑塊與斜軌之間的動摩擦因數(shù)為0.18．4.水平傳送帶以v=1.5m/s速度勻速運動，傳送帶AB兩端距離為6.75m,將物體輕放在傳送帶的A端，它運動到傳送帶另一端B所需時間為6s,求：物塊和傳送帶間的動摩擦因數(shù)？若想使物體以最短時間到達B端，則傳送帶的速度大小至少調為多少？(g=10m/s2)v=m/s【答案】(1)：：'：：，；(2)'【解析】試題分析：(1)對物塊由牛頓第二定律：="'，貝經(jīng)過'：時間的速度為：’首先物塊做勻加速然后做勻速則：「二-二=■■■由以上各式解得：■'「’八(2)物塊做加速運動的加速度為：-物體一直做勻加速直線運動到B點的速度：v2=2ax3沙v==m/s解得：■考點：牛頓運動定律綜合【名師點睛】物體放上傳送帶先做勻加速直線運動，結合牛頓第二定律和運動學公式求出勻加速直線運動的時間和位移，當物體的速度達到傳送帶的速度時，一起做勻速直線運動.根據(jù)時間求出勻速運動的位移，從而得出物體的總位移，即傳送帶AB的長度；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。質量為4kg的木塊放在傾角為30。長為15m的固定斜面上時，木塊恰好能沿斜面勻速下滑，若改用沿斜面向上的恒力F拉木塊，木塊從靜止開始沿斜面運動2.5m所用的時間為(2)要使物體能從斜面底端運動到頂端F至少要作用多長時間?【答案】(1)60N(2)2s【解析】1試題分析：(1)f=mgsin30=；mga】=2s/t2=5m/s2F=mgsin30+f+ma=mg+ma=60N(2)設拉力最小作用時間為t.X]=[屮v1=a1ta2=（mgsin30+f）/m=gx2=v12/2a2x1+x2=15mt=2s考點：牛頓第二定律的綜合應用在水平地面上有一質量為2kg的物體，在水平拉力F的作用下由靜止開始運動，10s后拉力大小減為零，該物體的運動速度隨時間t的變化規(guī)律如圖所示.（g取10m/s2）求：（1）前10s內物體的加速度和位移大小（2）物體與地面之間的動摩擦因數(shù)（3）物體受到的拉力F的大?。弧敬鸢浮浚?）0.8m/s2；40米（2）0.2（3）5.6牛Av8fll=—777—【解析】試題分析：（1）前10s內物體的加速度"■"ri--X10x8ni-40m前10s內物體的位移大小'：38□2-2m/*（2）撤去外力后的加速度1；11根據(jù)牛頓定律'''■解得|!=0.2（3）有拉力作用時，根據(jù)牛頓定律：：」*解得F=5.6N考點：牛頓第二定律的應用【名師點睛】此題是牛頓第二定律的應用問題；關鍵是知道v-t線的斜率等于加速度，"面積”表示物體的位移；能根據(jù)牛頓第二定律求出加速度的表達式.7.如圖，物體在有動物毛皮的斜面上運動。由于毛皮表面的特殊性，引起物體的運動有如下特點：①順著毛的生長方向運動時毛皮產生的阻力可以忽略；②逆著毛的生長方向運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動，求物體向上運動時的加速度(2)—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8=30。，過了t=1.2s物體回到出發(fā)點。若認為毛皮產生滑動摩擦力時，動摩擦因數(shù)卩為定值，試計算卩的數(shù)值。(g=10m/s2)【答案】(1)5m/s2(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，所以向上運動時可以忽略阻力，根據(jù)牛頓定律可知：mgsin0=ma，解得a=gsin0=5m/s2(2)對物體受力分析得，上滑時a=gsin8=5m/s2，上滑時間:=0.4m設上滑最大位移為S,上滑時間:=0.4m設上滑最大位移為S,有下滑時間：t=t-t=(1.2-0.4)s=0.8s，下上對物體受力分析可知，下滑的加速度，a=gsin30°-ugcos30°,下gsm-3^-a-f5-1.25申_“辭(T所以：考點：牛頓第二定律的應用8長L質量為M的長方形木板靜止在光滑的水平面上，一質量為m的物塊，以v0的水平速度從左端滑上木板，最后與木板保持相對靜止，H為物塊與木板間的動摩擦因數(shù)。求物塊在木板上滑行的時間t。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］⑴M耐陽(m+?h).(2)阿而7T顧殛【解析】試題分析：(1)設物塊與木板共同速度為v,以水平向右為正方向，根據(jù)動量守對物塊應用動量定理有：—；?；—，解得j—昭(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:并(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:并解得；=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：牛頓第二定律、動量守恒定律【名師點睛】本題關鍵是對兩個物體的運動情況分析清楚，然后根據(jù)牛頓第二定律列式求解出各個運動過程的加速度，最后根據(jù)運動學公式列式求解。

9.如圖所示，物塊A懸掛在繩PO和PC的結點上，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質量MA=1.6kg,B質量Me=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?。?3)木塊B與水平面間的摩擦力大小。答案】(1)20N；(2)12N；(3)7.2N解析】分析】詳解】⑴對P點受力分析如圖:⑴對P點受力分析如圖:由平衡條件得Fcos37°=MgPOAF二Fsin37°CPO解得繩PO的拉力大小POMg

APOMg

A-

cos37°N二20N0.8⑵繩PC拉力的大小Fc二Fsin37°=20x0.6N二12NPO(3)對B受力分析如圖：

NhNh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二Fcos53。二12x0.6N二7.2NC10.如圖所示，一本質量分布均勻的大字典置于水平桌面上，字典總質量M=1.5kg，寬L=16cm，高H=6cm.—張白紙（質量和厚度均可忽略不計，頁面大于字典頁面）夾在字典最深處，白紙離桌面的高度h=2cm.假設字典中同一頁紙上的壓力分布均勻，白紙上、下表面與字典書頁之間的動摩擦因數(shù)均為血，字典與桌面之間的動摩擦因數(shù)為均，且各接觸面的最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力，重力加速度g取10m/s2-⑴水平向右拉動白紙，要使字典能被拖動，求血與均滿足的關系；⑵若血=0.25,均=0.4,求將白紙從字典中水平向右抽出拉力至少做的功W.4【答案】⑴卩卩⑵0.4J231【解析】【分析】【詳解】22⑴白紙上字典的質量為3M，那么，白紙上下表面受到的正壓力都為3Mg，故白紙受到的最大靜摩擦力桌面對字典的最大靜摩擦力f=2卩--Mg=-卩Mg11331f尹2Mg所以水平向右拉動白紙，要