高考物理力学知识点之相互作用经典测试题及答案解析(4)
高考物理相互作用题20套(带答案)及解析
高考物理相互作用题20套(带答案)及解析一、高中物理精讲专题测试相互作用1．如图所示，一质量为m 的金属球，固定在一轻质细绳下端，能绕悬挂点O 在竖直平面内转动．整个装置能自动随着风的转向而转动，使风总沿水平方向吹向小球．无风时细绳自然下垂，有风时细绳将偏离竖直方向一定角度，求：（1）当细绳偏离竖直方向的角度为θ，且小球静止时，风力F 及细绳对小球拉力T 的大小．（设重力加速度为g ）（2）若风向不变，随着风力的增大θ将增大，判断θ能否增大到90°且小球处于静止状态，说明理由．【答案】（1）cos mgT θ=，F=mgtanθ （2）不可能达到90°且小球处于静止状态 【解析】 【分析】 【详解】（1）对小球受力分析如图所示（正交分解也可以）应用三角函数关系可得：F=mgtanθ（2）假设θ=90°，对小球受力分析后发现合力不能为零，小球也就无法处于静止状态，故θ角不可能达到90°且小球处于静止状态．2．如图所示，表面光滑的长方体平台固定于水平地面上，以平台外侧的一边为x 轴，在平台表面建有平面直角坐标系xoy ，其坐标原点O 与平台右侧距离为d=1.2m 。
平台足够宽，高为h=0.8m ，长为L=3.3m 。
一个质量m 1=0.2kg 的小球以v0=3m/s 的速度沿x 轴运动，到达O 点时，给小球施加一个沿y 轴正方向的水平力F 1，且F 1=5y （N ）。
经一段时间，小球到达平台上坐标为（1.2m ，0.8m ）的P 点时，撤去外力F1。
在小球到达P 点的同时，平台与地面相交处最内侧的M 点，一个质量m2=0.2kg 的滑块以速度v 在水平地面上开始做匀速直线运动，滑块与地面间的动摩擦因数μ=0.5，由于摩擦力的作用，要保证滑块做匀速运动需要给滑块一个外力F2，最终小球落在N 点时恰好与滑块相遇，小球、滑块均视为质点， 210/g m s =， sin370.6cos370.8︒=︒=，。
高考物理新物理学史知识点经典测试题附答案解析(4)
高考物理新物理学史知识点经典测试题附答案解析(4)一、选择题1．关于物理学史，下列说法中正确的是A．安培认为磁化使铁质物体内部产生了分子电流B．奥斯特实验发现了电流的磁效应，即电流可以产生磁场C．库仑通过实验测出了引力常量G的大小D．密立根通过实验测得元电荷e的数值为1×10-19C2．第一个准确测量出万有引力常量的科学家是（）A．B．C．D．3．人类在对自然界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。
下列关于科学家和其实验的说法中正确的是A．伽利略通过“斜面实验”，证明了“力是维持物体运动的原因”B．牛顿通过实验证明了惯性定律的正确性C．密立根通过油滴实验测得了基本电荷的数值D．奥斯特通过实验证明了电流周围存在磁场，并由此得出了电磁感应定律4．下列说法正确的是A．伽利略的理想斜面实验说明了“力是维持物体运动的原因”B．采用比值定义法定义的物理量有：电场强度FEq=，电容QCU=，加速度Fam=C．库仑通过实验得出了库仑定律，并用扭秤实验最早测量出了元电荷e的数值D．放射性元素发生一次β衰变，新核原子序数比原来原子核序数增加15．许多科学家对物理学的发展做出了巨大贡献，下列选项中说法全部正确的是( )①牛顿发现了万有引力定律，他被誉为第一个“称出”地球质量的人②富兰克林通过油滴实验比较精确地测定了电荷量e的数值③法拉第提出了场的概念并用电场线形象地描述电场④麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在⑤汤姆孙根据α粒子散射实验现象提出了原子的核式结构模型⑥库仑利用扭秤测出了静电力常量k的数值A．①③④ B．②③⑥ C．④⑤⑥ D．③④⑥6．在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。
在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的说法是（）A．牛顿建立了狭义相对论B．哥白尼提出了“地心说”C．爱因斯坦测出了引力常量D．开普勒发现了太阳系行星运动三大定律7．瑞典皇家科学院2018年10月2日宣布，将2018年诺贝尔物理学奖授予美国科学家阿瑟•阿什金、法国科学家热拉尔•穆鲁以及加拿大科学家唐娜•斯特里克兰，以表彰他们在激光物理学领域的突破性贡献。
高考物理相互作用题20套(带答案)及解析
高考物理相互作用题20套(带答案)及解析一、高中物理精讲专题测试相互作用1．如图所示，两个正三棱柱A、B紧靠着静止于水平地面上，三棱柱的中间有一个半径为R的光滑圆柱C，C的质量为2m，A、B的质量均为m.A、B与地面的动摩擦因数为μ.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.(1)三者均静止时A对C的支持力为多大？(2)A、B若能保持不动，μ应该满足什么条件？(3)若C受到经过其轴线竖直向下的外力而缓慢下降到地面，求该过程中摩擦力对A做的功【答案】(1) F N＝2mg. (2)μ≥3. (3)－3μ-.【解析】【分析】（1）对C进行受力分析，根据平衡求解A对C的支持力；（2）A保持静止，则地面对A的最大静摩擦力要大于等于C对A的压力在水平方向的分力，据此求得动摩擦因数μ应该满足的条件；（3）C缓慢下落同时A、B也缓慢且对称地向左右分开，A受力平衡，根据平衡条件求解滑动摩擦力大小，根据几何关系得到A运动的位移，再根据功的计算公式求解摩擦力做的功．【详解】(1) C受力平衡，2F N cos60°＝2mg解得F N＝2mg(2) 如图所示，A受力平衡F地＝F N cos60°＋mg＝2mgf＝F N sin60°＝3mg因为f≤μF地，所以μ≥3(3) C缓慢下降的同时A、B也缓慢且对称地向左右分开．A的受力依然为4个，如图所图，但除了重力之外的其他力的大小发生改变，f也成了滑动摩擦力．A受力平衡知F′地＝F′N cos60°＋mgf′＝F′N sin60°＝μF′地解得f′＝33mg μμ- 即要求3－μ>0，与本题第(2)问不矛盾．由几何关系知：当C 下落地地面时，A 向左移动的水平距离为x ＝3R 所以摩擦力的功W ＝－f′x ＝－3μ- 【点睛】 本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答．2．如图所示，两足够长的平行光滑的金属导轨MN 、PQ 相距为1L =m ，导轨平面与水平面夹角30α=︒，导轨电阻不计，磁感应强度为12T B =的匀强磁场垂直导轨平面向上，长为1L =m 的金属棒ab 垂直于MN 、PQ 放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为12m =kg 、电阻为11R =Ω，两金属导轨的上端连接右侧电路，电路中通过导线接一对水平放置的平行金属板，两板间的距离和板长均为0.5d =m ，定值电阻为23R =Ω，现闭合开关S 并将金属棒由静止释放，取10g =m/s 2，求：（1）金属棒下滑的最大速度为多大？（2）当金属棒下滑达到稳定状态时，整个电路消耗的电功率υ为多少？（3）当金属棒稳定下滑时，在水平放置的平行金属板间加一垂直于纸面向里的匀强磁场，在下板的右端且非常靠近下板的位置处有一质量为4110q -=-⨯kg 、所带电荷量为C 的液滴以初速度υ水平向左射入两板间，该液滴可视为质点，要使带电粒子能从金属板间射出，初速度υ应满足什么条件？【答案】（1）10m/s （2）100W （3）v≤0.25m/s 或v≥0.5m/s【解析】试题分析：（1）当金属棒匀速下滑时速度最大，设最大速度v m ，则有1sin m g F α=安F 安=B 1IL112m B Lv I R R =+所以() 112221sinmm g R RvB Lα+=代入数据解得：v m=10m/s(2)金属棒匀速下滑时，动能不变，重力势能减小，此过程中重力势能转化为电能，重力做功的功率等于整个电路消耗的电功率P=m1gsinαv m=100W (或)（3）金属棒下滑稳定时，两板间电压U=IR2=15V因为液滴在两板间有2Um g qd=所以该液滴在两平行金属板间做匀速圆周运动当液滴恰从上板左端边缘射出时：2112m vr dB q==所以v1=0.5m/s当液滴恰从上板右侧边缘射出时：22222m vdrB q==所以v2=0.25m/s初速度v应满足的条件是：v≤0.25m/s或v≥0.5m/s考点：法拉第电磁感应定律；物体的平衡；带电粒子在匀强磁场中的运动.视频3．如图所示，倾角为θ＝30°、宽度为d＝1 m、长为L＝4 m的光滑倾斜导轨，导轨C1D1、C2D2顶端接有定值电阻R0＝15 Ω，倾斜导轨置于垂直导轨平面斜向上的匀强磁场中，磁感应强度为B＝5 T，C1A1、C2A2是长为s＝4.5 m的粗糙水平轨道，A1B1、A2B2是半径为R＝0.5 m处于竖直平面内的1/4光滑圆环(其中B1、B2为弹性挡板)，整个轨道对称．在导轨顶端垂直于导轨放一根质量为m＝2 kg、电阻不计的金属棒MN，当开关S闭合时，金属棒从倾斜轨道顶端静止释放，已知金属棒到达倾斜轨道底端前已达到最大速度，当金属棒刚滑到倾斜导轨底端时断开开关S，(不考虑金属棒MN经过C1、C2处和棒与B1、B2处弹性挡板碰撞时的机械能损失，整个运动过程中金属棒始终保持水平，水平导轨与金属棒MN之间的动摩擦因数为μ＝0.1，g＝10 m/s2)．求：(1)开关闭合时金属棒滑到倾斜轨道底端时的速度大小；(2)金属棒MN在倾斜导轨上运动的过程中，电阻R0上产生的热量Q；(3)已知金属棒会多次经过圆环最低点A1A2，求金属棒经过圆环最低点A1A2时对轨道压力的最小值．【答案】（1）6m/s；（2）4J；（3）56N【解析】试题分析：（1）开关闭时，金属棒下滑时切割磁感线运动，产生感应电动势，产生感应电流，受到沿斜面向上的安培力，做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度为0时，速度最大．根据牛顿第二定律和安培力与速度的关系式结合，求解即可．（2）下滑过程中，重力势能减小，动能增加，内能增加，根据能量守恒求出整个电路产生的热量，从而求出电阻上产生的热量． （3）由能量守恒定律求出金属棒第三次经过A 1A 2时速度，对金属棒进行受力分析，由牛顿定律求解． （1）金属棒最大速度时,电动势,电流,安培力 金属棒最大速度时加速度为0，由牛顿第二定律得： 所以最大速度（2）金属棒MN 在倾斜导轨上运动的过程中，由能量守恒定律得：代入数据，得（3）金属棒第三次经过A 1A 2时速度为V A ，由动能定理得：金属棒第三次经过A 1A 2时，由牛顿第二定律得由牛顿第三定律得，金属棒对轨道的压力大小4．如图所示，水平面上有两根相距0.5m 的足够长的光滑平行金属导轨MN 和PQ ，之间有一导体棒ab ，导轨和导体棒的电阻忽略不计，在M 和P 之间接有阻值为R=2Ω的定值电阻。
高考物理相互作用试题(有答案和解析)及解析
高考物理相互作用试题(有答案和解析)及解析一、高中物理精讲专题测试相互作用1．如图所示，A、B都是重物，A被绕过小滑轮P的细线悬挂，B放在粗糙的水平桌面上，滑轮P被一根斜短线系于天花板上的O点，O′是三根细线的结点，细线bO′水平拉着物体B，cO′沿竖直方向拉着弹簧．弹簧、细线、小滑轮的重力不计，细线与滑轮之间的摩擦力可忽略，整个装置处于静止状态．若重物A的质量为2kg，弹簧的伸长量为5cm，∠cO′a=120°，重力加速度g取10m/s2，求：（1）桌面对物体B的摩擦力为多少？（2）弹簧的劲度系数为多少？（3）悬挂小滑轮的斜线中的拉力F的大小和方向？【答案】（1）103N（2）200N/m（3）203N，方向在O′a与竖直方向夹角的角平分线上.【解析】【分析】（1）对结点O′受力分析，根据共点力平衡求出弹簧的弹力和bO′绳的拉力，通过B平衡求出桌面对B的摩擦力大小．（2）根据胡克定律求弹簧的劲度系数．（3）悬挂小滑轮的斜线中的拉力F与滑轮两侧绳子拉力的合力等大反向．【详解】（1）重物A的质量为2kg，则O′a绳上的拉力为 F O′a=G A=20N对结点O′受力分析，如图所示，根据平行四边形定则得：水平绳上的力为：F ob=F O′a sin60°=103N物体B静止，由平衡条件可得，桌面对物体B的摩擦力 f=F ob=103N（2）弹簧的拉力大小为 F弹=F O′a cos60°=10N．根据胡克定律得 F弹=kx得 k=Fx弹=100.05=200N/m（3）悬挂小滑轮的斜线中的拉力F与滑轮两侧绳子拉力的合力等大反向，则悬挂小滑轮的斜线中的拉力F的大小为：F=2F O′a cos30°=2×20×32N=203N方向在O′a与竖直方向夹角的角平分线上2．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/s2.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）4003N和2003N【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法则．3．在建筑装修中，工人用质量为4.0 kg的磨石对水平地面和斜壁进行打磨，已知磨石与水平地面、斜壁之间的动摩擦因数μ相同，g取10 m/s2．（1）当磨石受到水平方向的推力F1=20N打磨水平地面时，恰好做匀速直线运动，求动摩擦因数μ；（2）若用磨石对θ=370的斜壁进行打磨（如图所示），当对磨石施加竖直向上的推力F2=60N时，求磨石从静止开始沿斜壁向上运动0.8 m所需的时间（斜壁足够长,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匀速直线运动1F mg μ=，解得0.5μ= （2）磨石与斜壁间的正压力()2sin N F F mg θ=-根据牛顿第二定律有2)cos N F mg F ma θμ--=（ 解得22.5m /s a = 根据匀变速直线运动规律212x at = 解得20.8s xt a==4．如图，将一木块置于电子平台秤上，台秤的读数如图甲所示．然后用一个斜向上的拉力作用于木块上，当木块刚要运动时台秤的读数如图乙所示，已知拉力与水平方向的夹角为37°，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s 2，求：（1）拉力的大小为多少牛顿？ （2）木块与台秤间的动摩擦因数μ（3）如果保持拉力的大小不变，将拉力与水平方向的夹角变为53°，木块能否被拉动，请通过计算说明原因？【答案】（1）F=30N （2）μ=0.75（3）不会被拉动【解析】试题分析：（1）（2）在图甲中，物体受重力和支持力，处于平衡状态，故台秤读数等于质量；图乙中，物体受重力、拉力、支持力和静摩擦力，根据平衡条件列式求解静摩擦力和拉力；（3）受力分析后采用正交分解法求解支持力，根据f=μN 求解最大静摩擦力，与拉力的水平分力比较来判断是否能够拉动物体．解：（1）（2）根据甲图中台秤的读数可知木块的质量为5.00kg ；用与水平方向的夹角为37°的力拉木块时，木块受到重力、台秤的支持力和摩擦力、手的拉力作用处于平衡状态，如图所示： 根据平衡条件，采用正交分解法，有： 竖直方向：Fsin37°+N=G 水平方向：f=Fcos37° 其中：f="μ" N 联立解得：F=30N μ=0.75（3）拉力与水平方向的夹角变为53°，此时木块受到重力、台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′="μ" N′因为f′＞Fcos53°，所以木块不会被拉动．答：（1）拉力的大小为30牛顿；（2）木块与台秤间的动摩擦因数μ为0.75；（3）如果保持拉力的大小不变，将拉力与水平方向的夹角变为53°，木块能被拉动，原因如上．【点评】本题关键是对物体多次受力分析，根据平衡条件并结合正交分解法列式分析，要画受力分析图，不难．5．如图所示，一小滑块静止在倾角为370的斜面底端，滑块受到外力冲击后，获得一个沿斜面向上的速度v0=4m/s，斜面足够长，滑块与斜面之间的动摩擦因数为μ=0.25，已知sin370=0.60，cos370=0.80，g取10m/s2，求：（1）滑块沿斜面上滑过程中的加速度的大小；（2）滑块沿斜面上滑的最大距离；【答案】（1）（2）1．0m【解析】试题分析：（1）设滑块质量为m，上滑过程的加速度大小为a，根据牛顿第二定律，有所以，（2）滑块上滑做匀减速运动，根据位移与速度的关系公得最大距离考点：考查了牛顿第二定律与运动学公式的应用【名师点睛】连接牛顿第二定律与运动学公式的纽带就是加速度，所以在做这一类问题时，特别又是多过程问题时，先弄清楚每个过程中的运动性质，根据牛顿第二定律求加速度然后根据加速度用运动学公式解题或者根据运动学公式求解加速度然后根据加速度利用牛顿第二定律求解力6．质量m=20kg的物体，在大小恒定的水平外力F的作用下，在水平面上做直线运动。
高考物理物理学史知识点经典测试题附解析(4)
高考物理物理学史知识点经典测试题附解析(4)一、选择题1．物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展．下列说法不符合事实的是A．爱因斯坦为了解释黑体辐射，提出了能量量子假说，把物理学带进了量子世界B．汤姆孙利用阴极射线管发现了电子，说明原子可分，有复杂内部结构，并提出了原子的枣糕模型，从而敲开了原子的大门C．贝克勒尔发现了天然放射性现象，说明原子核有复杂结构D．卢瑟福通过α粒子的散射实验，提出了原子核式结构模型2．在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程．以下有关物理学史的说法中正确的是 ( )A．伽利略总结并得出了惯性定律B．地心说的代表人物是哥白尼，日心说的代表人物是托勒密C．出色的天文观测家第谷通过观测积累的大量资料，为开普勒的研究及开普勒最终得到行星运动的三大定律提供了坚实的基础Ｄ．英国物理学家牛顿发现了万有引力定律并通过实验的方法测出万有引力常量G的值3．电闪雷鸣是自然界常见的现象，古人认为那是“天神之火”，是天神对罪恶的惩罚，下面哪位科学家（）冒着生命危险在美国费城进行了著名的风筝实验，把天电引了下来，才使人类摆脱了对雷电现象的迷信。
A．库仑 B．安培 C．富兰克林 D．伏打4．下列有关物理常识的说法中正确的是A．牛顿的经典力学理论不仅适用于宏观、低速运动的物体，也适用于微观、高速运动的物体B．力的单位“N”是基本单位，加速度的单位“m/s2”是导出单位C．库仑在前人工作的基础上提出了库仑定律，并利用扭秤实验较准确地测出了静电力常量kD．沿着电场线方向电势降低，电场强度越大的地方电势越高5．以下说法符合历史事实的是（）A．伽利略总结了导师第谷留下的大量天文观测数据，发现了行星三大定律B．库仑采用放大法，利用扭秤装置测出了万有引力常量．因此被誉为第一个称量地球质量的人C．法拉第首先提出了电场的概念，而且为了形象地描述电场，他又引入了电场线的概念D．牛顿对自由落体运动进行了深入仔细的研究，将理想斜面实验的结论合理外推，得出自由落体运动是匀变速运动6．下列说法错误的是A．安培发现了通电导线周围存在磁场B．法拉第发现了电磁感应现象及其规律C．库仑通过扭秤实验研究发现了库仑定律D．洛伦兹研究发现了运动电荷在磁场中受到的磁场力的规律7．科学发现或发明是社会进步的强大推动力，青年人应当崇尚科学在下列关于科学发现或发明的叙述中，存在错误的是A．安培提出“分子电流假说”揭示了磁现象的电本质B．库仑发明了“扭秤”，准确的测量出了带电物体间的静电力C．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电与磁的联系D．法拉第经历了十年的探索，实现了“电生磁”的理想8．以下物理学史正确的是（）A．卡文迪许总结出了点电荷间相互作用的规律B．伽利略首创将实验和逻辑推理相结合的物理学研究方法C．开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律并发现了万有引力定律D．牛顿将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动时匀变速直线运动9．理想实验有时更能深刻地反映自然规律。
高考物理力学知识点之相互作用专项训练及解析答案(4)
高考物理力学知识点之相互作用专项训练及解析答案(4)一、选择题1．用斧头劈木柴的情景如图甲所示。
劈的纵截面是一个等腰三角形，劈背的宽度为d ，劈的侧面长为l ，当在劈背加一个力F 时的受力示意图如乙所示，若不计斧头的重力，则劈的侧面推压木柴的力F 1为（ ）A ．l F dB ．d F lC ．2l F dD ．2d F l2．如图所示，5月28日央视新闻报道：格鲁吉亚物理学家安德里亚仅靠摩擦力将25个网球垒成9层高的直立“小塔”。
网球A 位于“小塔”顶层，下面各层均有3个网球，网球B 位于“小塔”的第6层，已知每个网球质量均为m 。
下列说法正确的是（ ）A ．其他网球对B 球的作用力大于B 球的重力B ．将A 球拿走后，“小塔”仍能保持直立平衡C ．第8层的三个网球与A 球间的弹力大小各为mg/3D ．最底层的3个网球受到地板的支持力均为25mg/33．已知力F 的一个分力F 1跟F 成30°角，F 1大小未知，如图所示，则另一个分力F 2的最小值为：（ ）A ． 2FB ．3FC ．FD ．无法判断4．如图所示，质量为 m 的物体放在质量为 M 、倾角为 的斜面体上，斜面体置于粗糙的水 平地面上，用平行于斜面向下的力 F 拉物体 m 使其沿斜面向下匀速运动，斜面体始终静止， 重力加速度为 g ，则下列说法正确的是 ( )A ．地面对斜面体的摩擦力大小为 F cos θB ．地面对斜面体的支持力为 (M + m ) gC ．物体对斜面体的摩擦力的大小为 FD ．斜面体对物体的作用力竖直向上5．重为10N 的物体放在水平地面上，今用8N 的力竖直向上提物体，则物体所受到的合力为（ ）A ．2N 向下B ．2N 向上C ．18N 向上D ．06．如图，两个轻环a 和b 套在位于竖直面内的一段固定圆弧上；一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为m 的小球。
在a 和b 之间的细线上悬挂一小物块。
(物理) 高考物理相互作用试题(有答案和解析)含解析
（物理） 高考物理相互作用试题(有答案和解析)含解析一、高中物理精讲专题测试相互作用1．轻绳下端悬挂200N 的重物，用水平力拉轻绳上的点，使轻绳上部分偏离竖直方向=角保持静止，如图所示。
（1）求水平力的大小；（2）保持轻绳上部分与竖直方向的夹角=不变，改变力的方向，求力的最小值及与水平方向的夹角。
【答案】（1）（2），与水平方向夹角为【解析】试题分析：（1）对点受力分析，可得，解得 （2）力有最小值时，解得，与水平方向夹角为考点：考查了共点力平衡条件【名师点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解，如果物体受到三力处于平衡状态，则可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据角度列式求解2．将质量0.1m kg =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0.8μ=．对环施加一位于竖直平面内斜向上与杆夹角53θ=o 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210/g m s =，sin530.8=o ，cos530.6=o ）．求：（1）圆环加速度a 的大小； （2）拉力F 的大小．【答案】（1）24.4m/s （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：21x 2at = 解得：2a 4.4m /s =(2)令Fsin53mg 0︒-=，解得F 1.25N =当F 1.25N <时，环与杆的上部接触，受力如图：由牛顿第二定律，Fcos θμN F ma -=，Fsin θN F mg += 联立解得：()F m a g cos sin μθμθ+=+代入数据得：F 1N =当F 1.25N >时，环与杆的下部接触，受力如图：由牛顿第二定律，Fcos θμN F ma -=，Fsin θN mg F =+ 联立解得：()F m a g cos sin μθμθ-=-代入数据得：F 9N =3．如图所示，一质量为m 的金属球，固定在一轻质细绳下端，能绕悬挂点O 在竖直平面内转动．整个装置能自动随着风的转向而转动，使风总沿水平方向吹向小球．无风时细绳自然下垂，有风时细绳将偏离竖直方向一定角度，求：（1）当细绳偏离竖直方向的角度为θ，且小球静止时，风力F 及细绳对小球拉力T 的大小．（设重力加速度为g ）（2）若风向不变，随着风力的增大θ将增大，判断θ能否增大到90°且小球处于静止状态，说明理由．【答案】（1）cos mgT θ=，F=mgtanθ （2）不可能达到90°且小球处于静止状态 【解析】【分析】【详解】（1）对小球受力分析如图所示（正交分解也可以）应用三角函数关系可得：F=mgtanθ（2）假设θ=90°，对小球受力分析后发现合力不能为零，小球也就无法处于静止状态，故θ角不可能达到90°且小球处于静止状态．4．如图所示，质量M＝10 kg、上表面光滑、下表面粗糙的足够长木板在F="50" N的水平拉力作用下，以初速度v0＝5 m/s沿水平地面向右做匀速直线运动。
高中物理相互作用试题(有答案和解析)
高中物理相互作用试题(有答案和解析)一、高中物理精讲专题测试相互作用1．如图所示，两个正三棱柱A、B紧靠着静止于水平地面上，三棱柱的中间有一个半径为R的光滑圆柱C，C的质量为2m，A、B的质量均为m.A、B与地面的动摩擦因数为μ.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.(1)三者均静止时A对C的支持力为多大？(2)A、B若能保持不动，μ应该满足什么条件？(3)若C受到经过其轴线竖直向下的外力而缓慢下降到地面，求该过程中摩擦力对A做的功【答案】(1) F N＝2mg. (2)μ≥3. (3)－3μ-.【解析】【分析】（1）对C进行受力分析，根据平衡求解A对C的支持力；（2）A保持静止，则地面对A的最大静摩擦力要大于等于C对A的压力在水平方向的分力，据此求得动摩擦因数μ应该满足的条件；（3）C缓慢下落同时A、B也缓慢且对称地向左右分开，A受力平衡，根据平衡条件求解滑动摩擦力大小，根据几何关系得到A运动的位移，再根据功的计算公式求解摩擦力做的功．【详解】(1) C受力平衡，2F N cos60°＝2mg解得F N＝2mg(2) 如图所示，A受力平衡F地＝F N cos60°＋mg＝2mgf＝F N sin60°＝3mg因为f≤μF地，所以μ≥3(3) C缓慢下降的同时A、B也缓慢且对称地向左右分开．A的受力依然为4个，如图所图，但除了重力之外的其他力的大小发生改变，f也成了滑动摩擦力．A受力平衡知F′地＝F′N cos60°＋mgf′＝F′N sin60°＝μF′地解得f′＝33mgμμ- 即要求3－μ>0，与本题第(2)问不矛盾．由几何关系知：当C 下落地地面时，A 向左移动的水平距离为x ＝3R 所以摩擦力的功W ＝－f′x ＝－3μ- 【点睛】本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答．2．如图所示，质量为m 的物体放在一固定斜面上，当斜面倾角为30°时恰能沿斜面匀速下滑．对物体施加一大小为F 、方向水平向右的恒力，物体可沿斜面匀速向上滑行．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当斜面倾角增大并超过某一临界角θ0时，不论水平恒力F 多大，都不能使物体沿斜面向上滑行，试求：(1)物体与斜面间的动摩擦因数； (2)这一临界角θ0的大小． 【答案】（132）60° 【解析】试题分析：（1）斜面倾角为30°时，物体恰能匀速下滑，满足sin 30cos30mg mg μ︒=︒ 解得3μ=（2）设斜面倾角为α，由匀速直线运动的条件：cos sin f F mg F αα=+cos sin N F mg F αα=+，f N F F μ=解得：sin cos cos sin mg mg F αμααμα+=-当cos sin 0αμα-=，即cot αμ=时，F→∞，即“不论水平恒力F 多大”，都不能使物体沿斜面向上滑行此时，临界角060θα==︒ 考点：考查了共点力平衡条件的应用【名师点睛】本题是力平衡问题，关键是分析物体的受力情况，根据平衡条件并结合正交分解法列方程求解．利用正交分解方法解体的一般步骤：①明确研究对象；②进行受力分析；③建立直角坐标系，建立坐标系的原则是让尽可能多的力落在坐标轴上，将不在坐标轴上的力正交分解；④x 方向，y 方向分别列平衡方程求解．3．如图所示，置于水平面上的木箱的质量为m=3.8kg ，它与水平面间的动摩擦因数μ=0.25，在与水平方向成37°角的拉力F 的恒力作用下从A 点向B 点做速度V 1=2.0m ／s 匀速直线运动．（cos37°=0.8，sin37°=0.6，g 取10N/kg ） （1）求水平力F 的大小；（2）当木箱运动到B 点时，撤去力F ，木箱在水平面做匀减速直线运动，加速度大小为2.5m/s 2，到达斜面底端C 时速度大小为v 2=1m/s ，求木箱从B 到C 的位移x 和时间t ； （3）木箱到达斜面底端后冲上斜面，斜面质量M=5.32kg ，斜面的倾角为37°．木箱与斜面的动摩擦因数μ=0.25，要使斜面在地面上保持静止．求斜面与地面的摩擦因数至少多大．、【答案】（1）10N （2）0.4s 0.6m （3）13（答0.33也得分） 【解析】（1）由平衡知识：对木箱水平方向cos F f θ=，竖直方向：sin N F F mg θ+= 且N f F μ=， 解得F=10N（2）由22212v v ax -=，解得木箱从B 到C 的位移x=0.6m ，21120.12.5v v t s s a --===- （3）木箱沿斜面上滑的加速度21sin 37cos378/mg mg a m s mμ︒+︒==对木箱和斜面的整体，水平方向11cos37f ma =︒竖直方向：()1sin37N M m g F ma +-=︒，其中11N f F μ=，解得113μ=点睛：本题是力平衡问题，关键是灵活选择研究对象进行受力分析，根据平衡条件列式求解．求解平衡问题关键在于对物体正确的受力分析，不能多力，也不能少力，对于三力平衡，如果是特殊角度，一般采用力的合成、分解法，对于非特殊角，可采用相似三角形法求解，对于多力平衡，一般采用正交分解法．4．如图所示，粗糙水平地面上放置一个截面为半圆的柱状物体A ，A 与墙之间再放一光滑圆球B ，整个装置处于静止状态。
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高考物理力学知识点之相互作用经典测试题及答案解析(4)一、选择题1．如图所示，物块A放在直角三角形斜面体B上面，B放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁，初始时A、B静止，现用力F沿斜面向上推A，但A、B仍未动．则施加力F后，下列说法正确的是()A．A、B之间的摩擦力一定变大B．B与墙面间的弹力可能不变C．B与墙之间可能没有摩擦力D．弹簧弹力一定不变2．下列关于四项运动的解释，说法正确的是（）A．蹦床运动员在空中上升到最高点时处于完全失重状态B．跳高运动员在越杆时处于平衡状态C．举重运动员在举铃过头停在最高点时，铃处于超重状态D．跳远运动员助跑是为了增加自己的惯性，以便跳得更远3．某小孩在广场游玩时，将一氢气球系在了水平地面上的砖块上，在水平风力的作用下，处于如图所示的静止状态．若水平风速缓慢增大，不考虑气球体积及空气密度的变化，则下列说法中正确的是A．细绳受到拉力逐渐减小B．砖块受到的摩擦力可能为零C．砖块一定不可能被绳子拉离地面D．砖块受到的摩擦力一直不变4．如图所示，细绳MO与NO所能承受的最大拉力相同，长度MO＞NO，则在不断增加重物G的重力过程中（绳OC不会断）（）A．绳ON先被拉断B．绳OM先被拉断C．绳ON和绳OM同时被拉断D．条件不足，无法判断5．如图所示，质量为m的小球用水平轻质弹簧系住，并用倾角θ＝37°的木板托住，小球处于静止状态，弹簧处于压缩状态，则( )A．小球受木板的摩擦力一定沿斜面向上B．弹簧弹力不可能为34 mgC．小球可能受三个力作用D．木板对小球的作用力有可能小于小球的重力mg6．如图所示，铁质的棋盘竖直固定，每个棋子都是一个小磁铁，能吸在棋盘上保持静止，不计棋子间的相互作用力，下列说法正确的是A．小棋子共受三个力作用B．棋子对棋盘的压力大小等于重力C．磁性越强的棋子所受的摩擦力越大D．棋子质量不同时，所受的摩擦力不同7．木块沿粗糙斜面(斜面相对地面静止)运动，下列对木块的受力分析正确的是（G是重力，N是支持力，f是摩擦力）A． B． C． D．8．一物体m受到一个撞击力后沿不光滑斜面向上滑动，如图所示，在滑动过程中，物体m受到的力是（）A．重力、沿斜面向上的冲力、斜面的支持力B．重力、沿斜面向下的滑动摩擦力、斜面的支持力C．重力、沿斜面向上的冲力、沿斜面向下的滑动摩擦力D．重力、沿斜面向上的冲力、沿斜面向下的摩擦力、斜面的支持力9．如图所示，物体甲放置在水平地面上，通过跨过定滑轮的轻绳与小球乙相连，整个系统处于静止状态。
现对小球乙施加一个水平力F，使小球乙缓慢上升一小段距离，整个过程中物体甲保持静止，甲受到地面的摩擦力为f，则该过程中A．f变小，F变大B．f变小，F变小C．f变大，F变小D．f变大，F变大10．如图所示，物块A放在木板上处于静止状态，现将木块B略向右移动一些使倾角 减小，则下列结论正确的是（）A．木板对A的作用力不变B．木板对A的作用力减小C．物块A与木板间的正压力减小D．物块A所受的摩擦力不变11．如图，某人在粗糙水平地面上用水平力F推一购物车沿直线前进，已知推力大小是80N，购物车的质量是20kg，购物车与地面间的动摩擦因数，g取，下列说法正确的是（）A．购物车受到地面的支持力是40NB．购物车受到地面的摩擦力大小是40NC．购物车沿地面将做匀速直线运动D．购物车将做加速度为的匀加速直线运动12．如图所示，一木块放在水平桌面上，受水平方向的推力1F和2F的作用，木块处于匀速直线运动状态，1F＝10N，2F＝2N，若撤去1F的瞬间，则木块受到合力F和摩擦力f 的大小、方向是（）A．F＝0；f＝2N，方向向右B．F＝10N，方向向左；f＝8N，方向向左C．F＝10N，方向向左；f＝8N，方向向右D．F＝0，f＝013．把一个重为G的物体，用一个水平力F=kt(k为恒量，t为时间)压在竖直的足够高的平整的墙上，如下图所示，从t=0开始物体所受的摩擦力F f随t的变化关系是（）A．B．C．D．14．一物块m在水平力拉动下，沿静止的水平传送带由A端运动到B端，如图甲所示，这时所受摩擦力为F1；现开动机械让传送带向左匀速传动，再次将同样的物块m由传送带的左端匀速拉动到右端，这时所受摩擦力大小为F2，如图乙所示．则F1， F2的大小关系满足（）A．F1=F2B．F1＜F2C．F1＞F2D．上述三种情况都有可能15．如图所示，A、B两物体叠放在一起，在竖直向上的推力F作用下，一起沿粗糙的竖直墙壁向上匀速移动，下列说法中正确的是A．物体A与B之间一定有摩擦力B．物体B一定受4个力C．物体A与墙壁之间一定有弹力和摩擦力D．物体A一定受6个力16．固定的粗糙斜面上有一个静止的木箱，某同学用平行于斜面向上的力F推木箱，但没有推动．则木箱受到的摩擦力A．方向一定平行于斜面向上B．方向一定平行于斜面向下C．大小一定为零D．大小可能为零17．我们手握着竖直的保温杯子时，会用力握紧它，以免它掉下去，这样做的主要目的是（）A．增大杯子所受的合外力B．增大手对杯子的摩擦力C．增大手与杯子间的动摩擦因数D．增大手对杯子的最大静摩擦力18．关于重力、弹力和摩擦力的说法中正确的是（）A．在空中飘落的树叶，其重力方向总是竖直向下的B．弹簧的弹力大小F与弹簧长度x满足关系式F=kxC．运动的物体不可能受到静摩擦力作用D．滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反19．如图所示，将一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器底部O′处(O 为球心)，弹簧另一端与质量为m的小球相连，小球静止于P点．已知容器半径为R，与水平面间的动摩擦因数为μ，OP与水平方向的夹角为θ＝30°．下列说法正确的是()A．容器相对于水平面有向左运动的趋势3B．轻弹簧对小球的作用力大小为C．容器对小球的作用力竖直向上D．弹簧原长为R＋mg k20．在下列各图中，a、b均处于静止状态，且接触面均光滑，a、b间一定有弹力的是()A．B．C．D．21．如图所示，在两块相同的竖直木板之间，有质量均为m的4块相同的砖，用两个大小均为F的水平力压木板，使砖块静止不动，则第2块砖对第3块砖的摩擦力大小是（）A．0B．mg C．12mg D．2mg22．如图所示，两个等大、反向的水平力F分别作用在物体A和B上，A、B两物体均处于静止状态．若各接触面与水平地面平行，则A、B两物体各受几个力？（）A．3个、4个B．4个、4个C．4个、5个D．4个、6个23．大小分别为30N和25N的两个力同时作用在同一物体上，则这两个力的合力大小不可能等于（）A．5N B．10N C．45N D．60N24．我国国家大剧院外部呈椭球型．假设国家大剧院的屋顶为半球形，一警卫人员为执行特殊任务，必须冒险在半球形屋顶上向上缓慢爬行(如图所示)，他在向上爬的过程中()A．屋顶对他的支持力不变B．屋顶对他的支持力变小C．屋顶对他的摩擦力变大D．屋顶对他的摩擦力变小25．如图所示，两个质量均为m的物体分别挂在支架上的B点(如图甲所示)和跨过滑轮的轻绳BC上(如图乙所示)，图甲中轻杆AB可绕A点转动，图乙中水平轻杆一端A插在墙壁内，已知θ＝30°，则图甲中轻杆AB受到绳子的作用力F1和图乙中滑轮受到绳子的作用力F2分别为()A．F1＝mg、23F mg=B．13F mg =、23F mgC．13F=、F2＝mgD．13F mg=、F2＝mg【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、选择题1．D解析：D【解析】【详解】对物块A，开始受重力、B对A的支持力和静摩擦力平衡，当施加F后，仍然处于静止，若F<mgsinθ,摩擦力变小，故A错误；以A、B整体为对象，没有外力F时，墙壁与B之间没有弹力，有了F之后，墙壁与B之间有弹力，故B错误；对整体分析，由于AB不动，弹簧的形变量不变，则弹簧的弹力不变，开始弹簧的弹力等于A、B的总重力，施加F后，弹簧的弹力不变，总重力不变，根据平衡知，则B与墙之间一定有摩擦力．故C错误，D正确；故选BD．【点睛】最初A. B之间的静摩擦力沿斜面向上，施力F后，摩擦力可能变小，可能不变，可能变大；将A. B整体分析，力F有水平向左的分力，所以B与墙面的弹力变大，力F有竖直向上的分力，所以B与墙之间有静摩擦力；由于弹簧的形变没有变化，所以弹簧的弹力一定不变．2．A解析：A【解析】【分析】【详解】A．蹦床运动员在空中上升到最高点时只受到重力的作用，加速度为重力加速度，处于失重状态，故A正确；B ．平衡状态指的是物体处于静止或者是匀速直线运动状态，跳高运动员在越杆时，受到重力的作用，不是受力平衡状态，故B 错误；C ．举重运动员在举铃过头停在最高点时，铃处于静止状态，受力平衡，不超重也不失重，故C 错误；D ．惯性的大小只与物体的质量有关，跳远运动员助跑不是在增加自己的惯性，故D 错误。
故选A 。
3．C解析：C【解析】【分析】【详解】A ．对气球受力分析，受到重力、风的推力、拉力、浮力，如图根据共点力平衡条件，有：Tsin F θ=Tcos mg F θ+=浮解得：22()T F F mg =+-浮当风力增大时，绳子的拉力T 也增大，故A 错误；BCD ．再对气球和木块整体受力分析，平衡时，受总重力、地面支持力、浮力、风的推力和地面对物块的摩擦力，根据共点力平衡条件，有：N F M m g +=+浮（）f F =当风力增大时，地面支持力不变，与风力无关，木块不可能脱离水平面；木块滑动前受到地面施加的摩擦力与风力平衡，故其随风力的增大而逐渐增大，但滑动后受滑动摩擦力，而支持力不变，故滑动摩擦力不变，故摩擦力先增加后不变，故C 正确，BD 错误． 故选C 。
4．A【解析】【详解】物体对O点拉力等于物体重力，此力有两个效果：一是使NO绳拉紧，二是使OM绳拉紧。
按效果把物体对O点的拉力分解，如图所示：由此可知NO绳受的力大于MO绳受的力。
当重力逐渐增大，NO绳先达到最大拉力，NO 绳先断。
A正确，BCD错误。
故选A。
5．C解析：C【解析】【分析】滑块可能受重力、支持力、弹力三个力处于平衡，根据共点力平衡判断，根据平行四边形定则可知，小球重力和弹力的合力肯定大于重力．【详解】A、C项：小球处于静止状态，受力平衡，对小球受力分析，如图所示：当重力、弹簧弹力以及木板的支持力的合力为零时，小球不受摩擦力，即小球可以受到3个力作用，故A错误，C正确；B项：若小球不受摩擦力，根据平衡条件得：tan37°=mgF，解得：34F mg=，故B错误；D项：无论小球受不受到摩擦力作用，由平衡条件可知，木板对小球的作用力与重力和弹22()mg F+D错误．【点睛】解决本题的关键能够正确地受力分析，运用共点力平衡进行求解，注意弹簧的弹力方向是水平向左的，难度适中．6．D【解析】小棋子受到重力G、棋盘面的吸引力F、弹力N和静摩擦力f，共四个力作用，如图所示重力竖直向下，摩擦力竖直向上，且重力和摩擦力是一对平衡力；支持力和引力为一对平衡力；棋子掉不下来的原因是因为受到棋盘对它向上的摩擦力和它的重力大小相等，即棋子受棋盘的摩擦力与棋子的重力是一对平衡力，故选项D正确。