(物理)物理相互作用练习题及答案
高中物理相互作用题20套(带答案)及解析
高中物理相互作用题20套(带答案)及解析一、高中物理精讲专题测试相互作用1．质量为M 的木楔倾角为θ (θ < 45°)，在水平面上保持静止，当将一质量为m 的木块放在木楔斜面上时，它正好匀速下滑．当用与木楔斜面成α角的力F 拉木块，木块匀速上升，如图所示(已知木楔在整个过程中始终静止)．(1)当α＝θ时，拉力F 有最小值，求此最小值； (2)求在(1)的情况下木楔对水平面的摩擦力是多少？ 【答案】（1）min sin 2F mg θ= （2）1sin 42mg θ 【解析】 【分析】（1）对物块进行受力分析，根据共点力的平衡，利用正交分解，在沿斜面和垂直斜面两方向列方程，进行求解．（2）采用整体法，对整体受力分析，根据共点力的平衡，利用正交分解，分解为水平和竖直两方向列方程，进行求解． 【详解】木块在木楔斜面上匀速向下运动时，有mgsin mgcos θμθ＝，即tan μθ＝ (1)木块在力F 的作用下沿斜面向上匀速运动，则：Fcos mgsin f αθ＝＋N Fsin F mgcos αθ＋＝N f F μ＝联立解得：()2mgsin F cos θθα=-则当＝αθ时，F 有最小值，2min F mgsin ＝θ(2)因为木块及木楔均处于平衡状态，整体受到地面的摩擦力等于F 的水平分力，即()f Fcos αθ='+当＝αθ时，12242f mgsin cos mgsin θθθ='= 【点睛】木块放在斜面上时正好匀速下滑隐含动摩擦因数的值恰好等于斜面倾角的正切值，当有外力作用在物体上时，列平行于斜面方向的平衡方程，求出外力F 的表达式，讨论F 取最小值的条件．2．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．3．如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN 、PQ 相距为L ，导轨平面与水平面夹角θ=30°，导轨电阻不计．磁感应强度为B=2T 的匀强磁场垂直导轨平面向上，长为L=0.5m 的金属棒ab 垂直于MN 、PQ 放置在导轨上，且始终与导轨电接触良好，金属棒ab 的质量m=1kg 、电阻r=1Ω．两金属导轨的上端连接右端电路，灯泡电阻R L =4Ω，定值电阻R 1=2Ω，电阻箱电阻R2=12Ω，重力加速度为g=10m/s2，现闭合开关，将金属棒由静止释放，下滑距离为s0=50m时速度恰达到最大，试求：（1）金属棒下滑的最大速度v m；（2）金属棒由静止开始下滑2s0的过程中整个电路产生的电热Q．【答案】（1）30m/s（2）50J【解析】解：（1）由题意知，金属棒匀速下滑时速度最大，设最大速度为v m，则有：mgsinθ=F安又 F安=BIL，即得mgsinθ=BIL…①ab棒产生的感应电动势为 E=BLv m…②通过ab的感应电流为 I=…③回路的总电阻为 R=r+R1+…④联解代入数据得：v m=30m/s…⑤（2）由能量守恒定律有：mg•2s0sinθ=Q+…⑥联解代入数据得：Q=50J…⑦答：（1）金属棒下滑的最大速度v m是30m/s．（2）金属棒由静止开始下滑2s0的过程中整个电路产生的电热Q是50J．【点评】本题对综合应用电路知识、电磁感应知识和数学知识的能力要求较高，但是常规题，要得全分．4．明理同学平时注意锻炼身体，力量较大，最多能提起m=50kg的物体．一重物放置在倾角θ=15°的粗糙斜坡上，重物与斜坡间的摩擦因数为试求该同学向上拉动的重物质量M的最大值？【答案】【解析】【详解】由题意可知，该同学的最大拉力：F=mg设该同学与斜面方向的夹角是β的时候拉动的物体的最大质量是M，对物体受力分析知：垂直于斜面的方向：F N+Fsinβ=Mgcosθ沿斜面的方向：Fcosβ=f+Mgsinθ若恰好拉动物体，则有：f=μF N联立解得：令μ=tanα，代入上式可得：要使该同学向上拉动的物体的质量最大，上式分子取最大值，即：cos（β﹣α）=1由μ=tanα=可得：α=30°联立以上各式得：M max=【点睛】该题中按照常规的步骤对物体进行受力分析即可，题目的难点是如何利用三角函数的关系，化简并得出正确的结论．5．如图所示，用内壁光滑的薄壁细管弯成的“S”形轨道固定于竖直平面内，弯曲部分是由两个半径均为R＝0.2 m的半圆平滑对接而成(圆的半径远大于细管内径)。
高中物理题型分类汇总含详细答案-----相互作用
高中物理题型分类汇总含详细答案-----相互作用一、单选题1.如图，物块放在倾斜的木板上，改变木板与水平面之间的夹角为θ，当＝30°和37°时物块所受的摩擦力大小恰好相等，求物块与木板之间的动摩擦因数()A.0.577B.0.75C.0.625D.0.8332.如图所示，漂亮的磁性冰箱贴吸在冰箱门上，可以起到装饰的作用，下列关于冰箱贴的说法正确的是（）A.冰箱门对冰箱贴的磁吸引力大于冰箱门对冰箱贴的弹力B.冰箱门对冰箱贴的摩擦力大于冰箱贴的重力C.冰箱贴共受到四个力的作用D.冰箱门对冰箱贴的弹力是由冰箱贴形变引起的3.如图所示，物块在静止的传送带上匀速下滑时，传送带突然顺时针（图中箭头所示）转动起来，则传送带转动后，下列说法正确的是（）A.受的摩擦力不变B.受到的摩擦力变大C.可能减速下滑D.可能减速上滑4.某电视台每周都有棋类节目，铁制的棋盘竖直放置，每个棋子都是一个小磁铁，能吸在棋盘上，如图所示。
不计棋子间的相互作用力，下列说法正确的是（）A.棋子在两个力的作用下静止在棋盘上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.相同质量的棋子所受的摩擦力相同5.关于重力、重心，下列说法中正确的是（）A.重力的方向总是垂直于地面B.质量分布均匀、形状规则的物体的重心一定在物体上C.风筝升空后，越升越高，说明风筝的重心相对风筝的位置也越来越高D.舞蹈演员在做各种优美动作的时候，其重心相对身体的位置不断变化6.如图所示，图中的物体A均处于静止状态，下列关于受到弹力作用的说法不正确的是（）A.图甲中地面是光滑水平的，A与B间存在弹力B.图乙中两光滑斜面与水平地面的夹角分别为α、β，A对两斜面均有压力的作用C.图丙中地面光滑且水平，A与竖直墙壁有压力的作用D.图丁中A受到斜面B对它的支持力的作用7.如图所示，质量为m的木块，被垂直于墙面的推力F紧压在倾角为θ的墙面上并保持静止。
高中物理必修一 第三章。相互作用《重力 基本相互作用》练习题(含答案)
高中物理必修一第三章。
相互作用《重力基本相互作用》练习题(含答案)1.下列说法正确的是：A。
拳击手一拳击出，没有击中对方，这时只有施力物体，没有受力物体；B。
力离不开受力物体，但可以没有施力物体。
例如：向上抛出的小球在上升过程中受到向上的力，但找不到施力物体；C。
只有相互接触的物体间才会有力的作用；2.在世界壮汉大赛上有拉汽车前进的一项比赛，如图1是某壮汉正通过绳索拉汽车运动。
则汽车所受拉力的施力物体和受力物体分别是：A。
壮汉、汽车；B。
壮汉、绳索；C。
绳索、汽车；3.一个物体所受的重力在下列情形下要发生变化的有：A。
把它从赤道拿到南极；B。
把它送到月球上去；C。
把它从地面上浸入水中；4.关于物体的重心，下列说法正确的是：A。
物体的重心一定在物体上；B。
用线竖直悬挂的物体静止时，线的方向一定通过重心；C。
一块砖平放、侧放或立放时，其重心在砖内的位置不变；5.关于如图2所示的两个力的图示，下列说法正确的是：A。
F1=F2，因为表示两个力的线段一样长；B。
F1>F2，因为表示F1的标度大于表示F2的标度；C。
F1<F2，因为F1只有两个标度，而F2有三个标度；8.如果一切物体的重力都消失了，则将会发生的情况有：A。
天不会下雨，也不会刮风；B。
一切物体都没有质量；C。
河水不会流动；9.一人站在体重计上称体重，保持立正姿势时称得体重为G，当其缓慢地将一条腿平直伸出台面，体重计指针稳定后读数为G′，则G>G′。
10.当将一根直木棒的中点推出桌边时，是否会翻倒？11.在图5中，如何表示分别用150N和20N的力施加在木箱P和木块Q上？12.如图6所示，分别画出各物体所受重力的示意图。
13.(1) 当将一条长为L的匀质链条向上拉直时，它的重心位置会升高多少？重心位置会升高L/2.2) 当边长为L的匀质立方体绕bc棱边翻倒，使对角面AbcD处于竖直位置时，它的重心位置会升高多少？。
高中物理第三章相互作用-力考点题型与解题方法(带答案)
高中物理第三章相互作用-力考点题型与解题方法单选题1、如图所示，水平地面上放着一个画架，它的前支架是固定而后支架可前后移动，画架上静止放着一幅重为G的画。
下列说法正确的是（）A．画架对画的作用力大于GB．画架对画的作用力小于GC．若后支架缓慢向后退则画架对画作用力变大D．若后支架缓慢向后退则画架对画作用力不变答案：DAB．画处于静止状态，受到重力和画架对画的作用力，受力平衡，所以画架对画的作用力大小等于重力G，故AB错误；CD．若后支架缓慢向后退，画仍然处于平衡状态，画架对画的作用力大小仍然等于重力G，不变，故C错误，D正确。
故选D。
2、质量分别为2kg、1kg、2kg的三个木块a、b、c和两个劲度系数均为500N/m的相同轻弹簧p、q用轻绳连接如图，其中a放在光滑水平桌面上。
开始时p弹簧处于原长，木块都处于静止，现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端，直到c木块刚好离开水平地面为止，g取10m/s2，该过程p弹簧的左端向左移动的距离是（）A．6cmB．8cmC．10cmD．12cm答案：D当F=0时，对b，根据受力平衡得kx1=m b g解得x1=2cm当c木块刚好离开水平地面时，对c根据平衡条件得kx2=m c g解得x2=4cm当c木块刚好离开水平地面时，对b根据平衡条件得kx3=(m b+m c)g解得x3=6cm该过程p弹簧的左端向左移动的距离为x=x1+x2+x3=12cm故选D。
3、一只鱼鹰发现河中的鱼，假设其沿图中虚线斜向下匀速俯冲。
则空气对鱼鹰的作用力可能是（）A．F1B．F2C．F3D．F4答案：C由题知鱼鹰沿图中虚线斜向下匀速俯冲，即处于平衡状态，所以合外力为零，所以空气对鱼鹰的作用力与其重力等大反向。
故选C。
4、如图所示，将一小球用细绳系住，绳的另一端固定于O点，小球可在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于绷紧状态，现用水平力F缓慢将斜面体向左推动少许（细绳与斜面末到平行状态），此过程中斜面对小球的支持力F N以及绳对小球的拉力F T的变化情况是（）A．F N增大，F T减小B．F N增大，F T增大C．F N保持不变，F T先增大后减小D．F N保持不变，F T不断增大答案：A先对小球进行受力分析，重力、支持力F N、拉力F T组成一个闭合的矢量三角形，由于重力不变、支持力F N方向不变，斜面向左移动的过程中，拉力F T与水平方向的夹角β减小，当β=θ时，F T⊥F N，细绳与斜面末到平行状态时细绳的拉力F T最小，由图可知，随β的减小，斜面的支持力F N不断增大。
【物理】物理高考物理相互作用练习题含解析
【物理】物理高考物理相互作用练习题含解析一、高中物理精讲专题测试相互作用1．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︒=︒=，。
求：（1）小球到达P 点时的速度大小和方向； （2）M 、N 两点间的距离s 和滑块速度v 的大小； （3）外力F 2最小值的大小（结果可用根式表示）【答案】（1）5m/s 方向与x 轴正方向成53°（2）1.5m ；3.75m/s （325N 【解析】（1）小球在平台上做曲线运动，可分解为沿x 轴方向的匀速直线运动和沿y 轴方向的变加速运动，设小球在P 点受到p v 与x 轴夹角为α 从O 点到P 点，变力1F 做功50.80.8 1.62p y J J ⨯=⨯= 根据动能定理有221101122P W m v m v =-，解得5/p v m s = 根据速度的合成与分解有0cos p v v α=，得53α=︒，小球到达P 点时速度与x 轴正方向成53︒（2）小球离开P 点后做平抛运动，根据平抛运动规律有212h gt =，解得t=0.4s 小球位移在水平面内投影2p l v t m ==设P 点在地面的投影为P '，则 2.5P P M L y m ='=-由几何关系可得2222cos s P M l l P M θ=+-⋅⋅''，解得s=1.5m滑块要与小球相遇，必须沿MN 连线运动，由s vt =，得 3.75/v m s = （3）设外力2F 的方向与滑块运动方向（水平方向）的夹角为β，根据平衡条件 水平方向有： 2cos F f β=，其中f N μ=，竖直方向有22sin N F m g β+= 联立解得22cos sin m gF μβμβ=+由数学知识可得()2221sin F μβθ=++，其最小值22min 2251F N μ==+。
2025届高考物理复习：历年优质真题专项(相互作用)阶梯练习(附答案)
2025届高考物理复习：历年优质真题专项（相互作用）阶梯练习1．[2024ꞏ吉林卷]如图(a )，将一弹簧振子竖直悬挂，以小球的平衡位置为坐标原点 O ，竖直向上为正方向建立 x 轴．若将小球从弹簧原长处由静止释放，其在地球与某球状天体表面做简谐运动的图像如图(b )所示(不考虑自转影响).设地球、该天体的平均密度分别为 ρ1 和ρ2，地球半径是该天体半径的n 倍．ρ1ρ2 的值为()A ．2nB ．n 2C ．2nD ．12n2．[2022ꞏ广东卷]如图是可用来制作豆腐的石磨．木柄AB 静止时，连接AB 的轻绳处于绷紧状态．O 点是三根轻绳的结点，F 、F 1和F 2分别表示三根绳的拉力大小，F 1＝F 2且∠AOB＝60°.下列关系式正确的是( )A ．F ＝F 1B ．F ＝2F 1C ．F ＝3F 1D ．F ＝ 3 F 13．[2024ꞏ吉林卷]利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”．如图，在研磨过程中，砚台始终静止在水平桌面上．当墨条的速度方向水平向左时( )A ．砚台对墨条的摩擦力方向水平向左B ．桌面对砚台的摩擦力方向水平向左C ．桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力D ．桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力4．[2023ꞏ江苏卷]如图所示，“嫦娥五号”探测器静止在月球平坦表面处．已知探测器质量为m ，四条腿与竖直方向的夹角均为θ，月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度g 的16 .每条腿对月球表面压力的大小为( )A ．mg 4B ．mg 4cos θC ．mg 6cos θD ．mg 245．[2021ꞏ广东卷]唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力．设牛用大小相等的拉力F 通过耕索分别拉两种犁，F 与竖直方向的夹角分别为α和β，α<β，如图所示．忽略耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是( )A ．耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大B.耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大C.曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力D ．直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力6．[2021ꞏ湖南卷]质量为M 的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，A 为半圆的最低点，B 为半圆水平直径的端点．凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为m 的小滑块．用推力F 推动小滑块由A 点向B 点缓慢移动，力F 的方向始终沿圆弧的切线方向，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是() A．推力F先增大后减小B．凹槽对滑块的支持力先减小后增大C．墙面对凹槽的压力先增大后减小D．水平地面对凹槽的支持力先减小后增大参考答案1．[2024ꞏ吉林卷]如图(a )，将一弹簧振子竖直悬挂，以小球的平衡位置为坐标原点O ，竖直向上为正方向建立x 轴．若将小球从弹簧原长处由静止释放，其在地球与某球状天体表面做简谐运动的图像如图(b )所示(不考虑自转影响).设地球、该天体的平均密度分别为ρ1和ρ2，地球半径是该天体半径的n 倍．ρ1ρ2的值为( )A ．2nB ．n 2C ．2nD ．12n答案：C答案解析：设地球表面的重力加速度为g ，某球状天体表面的重力加速度为g′，弹簧的劲度系数为k.根据简谐运动的对称性有kꞏ4A －mg ＝mg ，kꞏ2A －mg′＝mg′，可得g ＝2kA m ，g′＝kA m ，可得g g′ ＝2，设该球状天体的半径为R ，在星球表面，有G ρ2ꞏ43πR 3ꞏm R 2＝mg′，在地球表面有G ρ1ꞏ43π()nR 3ꞏm ()nR 2＝mg ，联立可得ρ1ρ2 ＝2n ，故选C .2．[2022ꞏ广东卷]如图是可用来制作豆腐的石磨．木柄AB 静止时，连接AB 的轻绳处于绷紧状态．O 点是三根轻绳的结点，F 、F 1和F 2分别表示三根绳的拉力大小，F 1＝F 2且∠AOB ＝60°.下列关系式正确的是( )A ．F ＝F 1B ．F ＝2F 1C ．F ＝3F 1D ．F ＝ 3 F 1答案：D答案解析：以结点O 为研究对象，进行受力分析，由平衡条件可得F ＝2F 1cos 30°＝3 F 1，选项D 正确．3．[2024ꞏ吉林卷]利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”．如图，在研磨过程中，砚台始终静止在水平桌面上．当墨条的速度方向水平向左时( )A ．砚台对墨条的摩擦力方向水平向左B ．桌面对砚台的摩擦力方向水平向左C ．桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力D ．桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力答案：C答案解析：当墨条速度方向水平向左时，墨条相对于砚台向左运动，故砚台对墨条的摩擦力方向水平向右，故A 错误；根据牛顿第三定律结合A 项分析可知，墨条对砚台的摩擦力方向水平向左，由于砚台处于静止状态，故桌面对砚台的摩擦力方向水平向右，故B 错误；由于砚台处于静止状态，水平方向桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力，故C 正确；桌面对砚台的支持力大小等于砚台的重力加上墨条对砚台的压力，故桌面对砚台的支持力大于墨条对砚台的压力，故D 错误．故选C .4．[2023ꞏ江苏卷]如图所示，“嫦娥五号”探测器静止在月球平坦表面处．已知探测器质量为m ，四条腿与竖直方向的夹角均为θ，月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度g 的16 .每条腿对月球表面压力的大小为( )A．mg4B．mg4cos θC．mg6cos θD．mg24答案：D答案解析：对“嫦娥五号”探测器受力分析，可得月球表面对四条腿的支持力F N＝mg 月则对一条腿有F N1＝14mg月＝mg 24根据牛顿第三定律可知每条腿对月球表面的压力为mg 24.故选D.5．[2021ꞏ广东卷]唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力．设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁，F与竖直方向的夹角分别为α和β，α<β，如图所示．忽略耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是()A．耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大B.耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大C.曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力D．直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力答案：B答案解析：曲辕犁耕索的拉力在水平方向上的分力为F sin α，直辕犁耕索的拉力在水平方向上的分力为F sin β，由于α<β，则F sin β>F sin α，A错误；曲辕犁耕索的拉力在竖直方向上的分力为F cos α，直辕犁耕索的拉力在竖直方向上的分力为F cos β，由于α<β，故F cos α>F cos β，B正确；作用力与反作用力大小相等，耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对作用力与反作用力，故耕索对犁的拉力等于犁对耕索的拉力，C、D错误．6．[2021ꞏ湖南卷]质量为M的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，A为半圆的最低点，B为半圆水平直径的端点．凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为m 的小滑块．用推力F推动小滑块由A点向B点缓慢移动，力F的方向始终沿圆弧的切线方向，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是()A．推力F先增大后减小B．凹槽对滑块的支持力先减小后增大C．墙面对凹槽的压力先增大后减小D．水平地面对凹槽的支持力先减小后增大答案：C答案解析：小滑块从A到B缓慢移动过程中，始终受力平衡，对小滑块受力分析如图1所示，根据平行四边行定则可得推力F＝mg sin θ，凹槽对滑块的支持力F N＝mg cos θ，滑块上移时夹角θ从零逐渐增大至90°，由数学知识可知推力F一直增大，凹槽对滑块的支持力F N一直减小，A、B错误；滑块和凹槽系统始终处于平衡状态，对整体受力分析如图2所示，由平行四边形定则可得地面对凹槽的支持力N1＝G－F sin θ＝G－mg sin2θ，墙面对凹槽的压力N2＝F cos θ＝mg sin θcos θ＝12 mg sin 2θ，随着滑块缓慢由A到B，夹角θ从零逐渐增大至90°，由三角函数知识可知水平地面对凹槽的支持力N1逐渐减小，墙面对凹槽的压力N2先增大后减小，C正确，D错误．。
人教版高一物理必修一第三章 相互作用练习(附)答案
2020—2021人教物理必修一第三章相互作用练习（附）答案人教必修一第三章相互作用一、选择题1、如图所示，物体A、B叠放在水平地面上，水平力F作用在A上，使二者一起向左做匀速直线运动，下列说法正确的是()A．A、B之间无摩擦力B．A受到B的摩擦力水平向左C．B受到A的摩擦力水平向左D．地面对B的摩擦力为静摩擦力，水平向右2、如图所示是小车所受外力F的图示，所选标度都相同，则对于小车的运动，作用效果相同的是()A．F1和F2B．F1和F4C．F1和F3、F4D．都不相同3、在2016年里约奥运会上，中国代表团的施廷懋夺得跳水女子三米板金牌．如图是运动员踩下跳板的图片，下列说法正确的是()A．跳板面受到弹力的作用，是因为运动员的脚发生了形变B．跳板面受到弹力的作用，是因为跳板发生了形变C．运动员踩跳板，跳板先发生形变，运动员的脚后发生形变D．运动员受向上的弹力，是因为运动员的脚发生了形变4、(双选)如图所示，有一刚性方形容器被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态；现缓慢地向容器内注水，直到注满为止，在此过程中容器始终保持静止，下列说法中正确的是()A．容器受到的摩擦力逐渐增大B．容器受到的摩擦力不变C．水平力F可能不变D．水平力F必须逐渐增大5、(双选)如图甲中，在半球形的碗中放一木杆，碗的A、B两点对杆的支持力分别为F1和F2；图乙中杆的一端用铰链O固定在墙上，另一端A处用竖直向上的力F将杆拉住，以下说法中正确的是()甲乙A．图甲中F1与F2没有作用在同一点，不是共点力B．图甲中F1与F2的作用线的延长线交于一点，这两个力是共点力C．图乙中力F与杆的重力G没有作用于一点且作用线的延长线不可能相交，不是共点力D．图乙中若F垂直于杆向上，则F与G也不是共点力6、(双选)如图所示，在斜面上静止着一个物块，斜面对物块的支持力和摩擦力分别为F N和F f.如果增大斜面的倾角θ，而物块仍能在斜面上保持静止，则这一过程中()A．F N增大B．F N减小C．F f增大D．F f减小7、关于重心及重力，下列说法正确的是()A．一个物体放于水中称量时弹簧测力计的示数小于物体在空气中称量时弹簧测力计的示数，因此物体在水中受到的重力小于在空气中受到的重力B．据G＝mg可知，两个物体相比较，质量较大的物体的重力不一定较大C．物体放于水平面上时，重力方向垂直于水平面向下，当物体静止于斜面上时，其重力方向垂直斜面向下D．物体的形状改变后，其重心位置不会改变8、如图所示，轻弹簧的劲度系数为k，小球的质量为m，平衡时小球在A位置．今用力F将小球向下压缩x至新的平衡位置B，则此时弹簧的弹力大小为()A．kx B．mg＋kxC．F D．mg－kx9、如图所示，两个物体A、B的质量均为1 kg，各接触面间的动摩擦因数均为0.3，同时用F＝1 N的两个水平力分别作用在A、B上，则地面对物体B、B对物体A的摩擦力分别为(g取10 m/s2)()A．6 N 3 N B．1 N 1 NC．0 1 N D．0 2 N10、如图所示，大小分别为F1、F2、F3的三个力恰好围成一个闭合的三角形，且三个力的大小关系是F1＜F2＜F3，则下列四个选项中，这三个力的合力最大的是()A B C D11、(双选)如图所示，甲、乙、丙三个物体质量相同，与地面的动摩擦因数相同，受到三个大小相同的作用力F，当它们滑动时，下列说法正确的是()甲乙丙A．甲、乙、丙所受摩擦力相同B．甲受到的摩擦力最小C．乙受到的摩擦力最大D．丙受到的摩擦力最大二、非选择题12、思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)力可以离开施力物体或受力物体单独存在．( )(2)只有相互接触的物体间才有力的作用．()(3)重力就是地球对物体的吸引力．()(4)重力的方向也可以表述为指向地心．()(5)重心是物体重力的作用点，重心一定在物体上． ()13、如图所示，在粗糙水平面上有两个质量分别为m1、m2的木块1和2，中间用一原长为L、劲度系数为k的轻弹簧连接起来，木块与地面间的动摩擦因数为μ，现用一水平力向右拉木块2，当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是多少？14、如图所示，一个重为100 N的小球被夹在竖直的墙壁和A点之间，已知球心O与A点的连线与竖直方向成θ角，且θ＝60°，所有接触点和面均不计摩擦．试求小球对墙面的压力F1和对A点压力F2.2020—2021人教物理必修一第三章相互作用练习（附）答案人教必修一第三章相互作用一、选择题1、如图所示，物体A、B叠放在水平地面上，水平力F作用在A上，使二者一起向左做匀速直线运动，下列说法正确的是()A．A、B之间无摩擦力B．A受到B的摩擦力水平向左C．B受到A的摩擦力水平向左D．地面对B的摩擦力为静摩擦力，水平向右【答案】C[对A物体，由于A匀速运动，由水平方向二力平衡可知，B对A 的摩擦力必与F等值反向，故选项A、B错误；对B物体，由力的作用的相互性可知，A对B的摩擦力一定与B对A的摩擦力反向，故B受到A的摩擦力水平向左，选项C正确；对A、B整体分析，由于A、B一起向左匀速运动，则地面对B的摩擦力为滑动摩擦力，且水平向右，故选项D错误．]2、如图所示是小车所受外力F的图示，所选标度都相同，则对于小车的运动，作用效果相同的是()A．F1和F2B．F1和F4C．F1和F3、F4D．都不相同【答案】B[判断作用效果是否相同，应从力的三要素，即大小、方向和作用点去考虑，可知F1和F2，F1和F3，F3和F4明显效果不同，F1和F4的作用效果相同，选项B正确．]3、在2016年里约奥运会上，中国代表团的施廷懋夺得跳水女子三米板金牌．如图是运动员踩下跳板的图片，下列说法正确的是()A．跳板面受到弹力的作用，是因为运动员的脚发生了形变B．跳板面受到弹力的作用，是因为跳板发生了形变C．运动员踩跳板，跳板先发生形变，运动员的脚后发生形变D．运动员受向上的弹力，是因为运动员的脚发生了形变【答案】A[跳板面受到弹力的作用，是因为运动员的脚发生了形变，从而产生对跳板面的弹力作用，选项A正确，B错误；板对人的作用力与人对板的作用力是相互作用力，同时产生，一起发生形变，选项C错误；跳水运动员受到弹力是由于跳板发生了弹性形变，从而对与跳板接触的人产生了力的作用，选项D错误．]4、(双选)如图所示，有一刚性方形容器被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态；现缓慢地向容器内注水，直到注满为止，在此过程中容器始终保持静止，下列说法中正确的是()A．容器受到的摩擦力逐渐增大B．容器受到的摩擦力不变C．水平力F可能不变D．水平力F必须逐渐增大【答案】AC[由题知容器始终保持静止状态，受力平衡，所受的摩擦力等于容器和水的总重力，所以容器受到的摩擦力逐渐增大，故A正确，B错误；水平方向上受力平衡，若最大静摩擦力大于重力时，力F可能不变，若最大静摩擦力小于等于重力时F要增大，故C正确，D错误．]5、(双选)如图甲中，在半球形的碗中放一木杆，碗的A、B两点对杆的支持力分别为F1和F2；图乙中杆的一端用铰链O固定在墙上，另一端A处用竖直向上的力F将杆拉住，以下说法中正确的是()甲乙A．图甲中F1与F2没有作用在同一点，不是共点力B．图甲中F1与F2的作用线的延长线交于一点，这两个力是共点力C．图乙中力F与杆的重力G没有作用于一点且作用线的延长线不可能相交，不是共点力D．图乙中若F垂直于杆向上，则F与G也不是共点力【答案】BC[根据共点力的定义可知，图甲中F1与F2不平行，作用线的延长线一定交于一点，故F1、F2是共点力，选项A错，B对；图乙中F竖直向上，与G平行，则不是共点力，若F垂直杆向上，则作用线的延长线必与重力G的作用线的延长线相交，此时F与G就是共点力，选项C对，D错．]6、(双选)如图所示，在斜面上静止着一个物块，斜面对物块的支持力和摩擦力分别为F N和F f.如果增大斜面的倾角θ，而物块仍能在斜面上保持静止，则这一过程中()A．F N增大B．F N减小C．F f增大D．F f减小【答案】BC[根据平衡条件和重力的作用效果，斜面对物块的支持力F N＝mgcos θ，摩擦力F f＝mgsin θ，由于倾角θ增大，故F N减小，F f增大．]7、关于重心及重力，下列说法正确的是()A ．一个物体放于水中称量时弹簧测力计的示数小于物体在空气中称量时弹簧测力计的示数，因此物体在水中受到的重力小于在空气中受到的重力B ．据G ＝mg 可知，两个物体相比较，质量较大的物体的重力不一定较大C ．物体放于水平面上时，重力方向垂直于水平面向下，当物体静止于斜面上时，其重力方向垂直斜面向下D ．物体的形状改变后，其重心位置不会改变【答案】B [由于物体浸没于水中时，受到向上的浮力，弹簧测力计的拉力减小了，但物体的重力并不改变，选项A 错误；当两物体所处的地理位置相同时，g 值相同，质量大的物体的重力必定大，但当两物体所处的地理位置不同时，如质量较小的物体放在地球上，质量较大的物体放在月球上，由于月球上g 值较小，而使质量较大的物体的重力不一定较大，选项B 正确；重力的方向是竖直向下的，而不是垂直向下的，选项C 错误；物体的重心位置由物体的形状和质量分布情况共同决定，当物体的形状改变时，其重心可能发生改变，故选项D 错误．]8、如图所示，轻弹簧的劲度系数为k ，小球的质量为m ，平衡时小球在A 位置．今用力F 将小球向下压缩x 至新的平衡位置B ，则此时弹簧的弹力大小为( )A ．kxB ．mg ＋kxC ．FD ．mg －kx【答案】B [当弹簧处于平衡位置A 时：设弹簧的形变量为x 1，由胡克定律得：mg ＝kx 1，解得x 1＝mg k .将小球向下压缩x 至B 位置时，弹簧的形变量x 2＝mg k ＋x.由胡克定律得：F 弹＝kx 2，即：F 弹＝k ×⎝ ⎛⎭⎪⎫mg k ＋x ＝mg ＋kx ，故选B.] 9、如图所示，两个物体A 、B 的质量均为1 kg ，各接触面间的动摩擦因数均为0.3，同时用F ＝1 N 的两个水平力分别作用在A 、B 上，则地面对物体B 、B 对物体A 的摩擦力分别为(g 取10 m/s 2)( )A．6 N 3 N B．1 N 1 NC．0 1 N D．0 2 N【答案】C[以A、B整体为研究对象进行受力分析，可知地面对B的摩擦力为零；再以A为研究对象进行受力分析，F f＝μmg＝3 N>1 N，可知B对A的摩擦力与力F大小相等、方向相反，即为1 N，所以选项C正确．]10、如图所示，大小分别为F1、F2、F3的三个力恰好围成一个闭合的三角形，且三个力的大小关系是F1＜F2＜F3，则下列四个选项中，这三个力的合力最大的是()A B C D【答案】C[根据平行四边形定则可知，A项中三个力的合力为2F1，B项中三个力的合力为0，C项中三个力的合力为2F3，D项中三个力的合力为2F2，由于三个力的大小关系是F1＜F2＜F3，所以C项合力最大．故C正确．]11、(双选)如图所示，甲、乙、丙三个物体质量相同，与地面的动摩擦因数相同，受到三个大小相同的作用力F，当它们滑动时，下列说法正确的是()甲乙丙A．甲、乙、丙所受摩擦力相同B．甲受到的摩擦力最小C．乙受到的摩擦力最大D．丙受到的摩擦力最大【答案】BC[图中三个物体对地面的压力分别为F N甲＝mg－Fsin θ，F N乙＝mg＋Fsin θ，F N丙＝mg，因它们均相对地面滑动，由摩擦力F f＝μF N知，F f乙>F f丙>F f，B、C正确．]甲二、非选择题12、思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)力可以离开施力物体或受力物体单独存在．( )(2)只有相互接触的物体间才有力的作用．()(3)重力就是地球对物体的吸引力．()(4)重力的方向也可以表述为指向地心．()(5)重心是物体重力的作用点，重心一定在物体上． ()【答案】（1）×（2）×（3）×（4）×（5）×13、如图所示，在粗糙水平面上有两个质量分别为m1、m2的木块1和2，中间用一原长为L、劲度系数为k的轻弹簧连接起来，木块与地面间的动摩擦因数为μ，现用一水平力向右拉木块2，当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是多少？[解析]以木块1为研究对象，它所受到的摩擦力为F＝μF N＝μm1g，根据二力平衡条件，弹簧弹力T＝F＝μm1g，而根据胡克定律T＝k(d－L)所以两木块之间的距离d＝μm1gk＋L.[答案]μm1gk＋L14、如图所示，一个重为100 N的小球被夹在竖直的墙壁和A点之间，已知球心O与A点的连线与竖直方向成θ角，且θ＝60°，所有接触点和面均不计摩擦．试求小球对墙面的压力F1和对A点压力F2.[解析]小球的重力产生两个作用效果：压紧墙壁和A点，作出重力及它的两个分力F1′和F2′，构成的平行四边形，如图所示．小球对墙面的压力F1＝F1′＝mgtan 60°＝100 3 N，方向垂直墙壁向右；小球对A点的压力F2＝F2′＝mgcos 60°＝200 N，方向沿OA方向．[答案]见解析。
高一物理研究物体间的相互作用试题答案及解析
高一物理研究物体间的相互作用试题答案及解析1.有两个大小不变的共点力，它们的合力大小F随两力夹角变化情况如图所示，则两力大小分别为多少？【答案】8 N 4 N【解析】设两力大小分别为F1、F2，且F1＞F2由题中图线知，θ＝180°时，有F1－F2＝4 N①当θ＝0°时，有F1＋F2＝12 N②由①②式可得F1＝8 N，F2＝4 N。
思路分析：从图中可知当两力夹角为零度时，合力为12N，当两力夹角为180°时，合力为4N，所以可列方程，求解试题点评：本题考查了通过合力大小F随两力夹角变化情况的图像考查了对力的合成与分解的理解，关键是从图像中找出两力同向时的关系，反向时的关系，列方程求解2.水平桌面上一重为200 N的物体，与桌面间的动摩擦因数为0.2，当依次用15 N、30 N、80 N 的水平力拉此物体时，物体受到的摩擦力依次为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（）A．15 N、30 N、40 N B．15 N、30 N、80 NC．0、0、40 N D．40 N、40 N、40 N【答案】A【解析】物体要在水平桌面上运动，受到的滑动摩擦力为，所以当用15N的外力推物体时，物体达不到静摩擦力，所以物体保持静止，受到静摩擦力大小为15N,当用30N的外力推物体时，物体受到的力达不到最大静摩擦力，所以物体保持静止，故受到静摩擦力大小为30N, 当用80N的外力推物体时，物体受到的力达不到最大静摩擦力，所以物体保持静止，故受到静摩擦力大小为40N,思路分析：.先判断滑动摩擦力多大，为，然后根据外力判断试题点评：首先确定摩擦力的种类，静摩擦力用平衡知识求解，滑动摩擦力用F=μFN求解3.如图所示，位于斜面上的物块M在沿斜面向上的力F作用下，处于静止状态，则斜面作用于物体的静摩擦力（）A．方向可能沿斜面向上B．方向可能沿斜面向下C．大小可能等于零D．大小可能等于F【答案】. ABCD【解析】当时，物体有上滑的趋势，静摩擦力方向沿斜面向下．当F=mgsinθ时，静摩擦力为零．当时，物体有下滑的趋势，静摩擦力方向沿斜面向上．当F=mgsinθ时，静摩擦力为零．当时，静摩擦力为零．当，静摩擦力，所以ABCD正确，思路分析：物体受到重力、斜面的支持力，推力F，根据推力F与重力沿斜面向下的分力的大小关系，确定物体受不受静摩擦力，由平衡条件研究静摩擦力的大小和方向．试题点评：本题考查分析和理解静摩擦力的能力．静摩擦力的产生取决于物体有没有相对运动趋势，可运用平衡条件加深理解．4.如图所示，在粗糙的水平面上放一三角形木块a，物体b在a的斜面上匀速下滑，则（）A．a保持静止，而且没有相对水平面运动的趋势B．a保持静止，但有相对水平面向右运动的趋势C．a保持静止，但有相对水平面向左运动的趋势D．因未给出所需数据，无法对a是否运动或有无运动作出判断【答案】A【解析】对物体B受力分析，受重力G、支持力N、滑动摩擦力f，再对A物体受力分析，受重力Mg、地面的支持力F、B对A的压力N′，B对A的摩擦力f′，地N面对A可能有静摩擦力f，先假设有且向右，静当物体B匀速下滑时，根据共点力平衡条件，有由于物体A保持静止，根据共点力平衡条件，有根据牛顿第三定律当物体匀速下降时，由上式得到，故A正确思路分析：a不受水平面给的摩擦力的作用，没有相对水平面的运动趋势试题点评：本题考查了对摩擦力的求解，关键是一定要先明确是属于滑动摩擦力还是静摩擦力，再分别根据滑动摩擦及静摩擦力的求解方法进行求解5.如图所示，杆的上端用细绳吊在天花板上的O点，下端放在水平面上，且杆都处于静止状态，则杆对地面的摩擦力方向分别为（）A．A图中向左，B图中向左B．A图中向左，B图中向右C．A图中向右，B图中向右D．A图中向右，B图中没有摩擦力【答案】D【解析】A杆受到的绳子的拉力是斜向右的，即在水平向右的方向上有分力，所以A受到向左的静摩擦力，B图中杆受到绳子竖直向上的拉力，相对地面没有运动趋势，所以不受摩擦力，思路分析：假设法和状态法是判断静摩擦力方向的有效方法试题点评：先弄清物体相对运动或者相对运动趋势的方向是关键，6.产生弹力的条件是______________.【答案】接触并且有形变【解析】物体发生弹性形变后，要恢复原状，对与它接触的物体有力的作用，这就是弹力；由此可见弹力是物体发生弹性形变而产生的，两个物体间弹力产生的条件是：物体直接接触并发生形变．思路分析：要解答此题需掌握：弹力的产生条件．两物体要直接接触且发生弹性形变才能产生弹力．试题点评：此题考查了有关弹力的产生条件，要注意辨别和运用7.除拉伸或缩短形变外，还有______形变和_______形变。
高中物理相互作用(受力分析)相关八大题型整理及专项练习(带答案)
高中物理相互作用(受力分析)相关八大题型整理及专项练习(带答案)相互作用（受力分析）专项练相互作用八种题型：1.摩擦力判断；2.力的合成；3.力的分解；4.常见力的分解；5.正交分解法的步骤；6.受力分析；7.共点力静态平衡；8.动态平衡。
一、摩擦力的判断：1.如图所示，轻绳跨过两定滑轮，两端分别与A、C两物体相连，物体A、B、C间及C与地面间的动摩擦因数均为μ=0.1，A、B、C的质量分别为 mA =1 kg，mB =2 kg，mC =3 kg，轻绳与滑轮间的摩擦忽略不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
若要用力将C拉动，则作用在 C2 上水平向左的拉力至少为 8 N。
（重力加速度 g=10 m/s）2.如图甲、乙所示，图乙中斜面体固定不动，物体 P、Q 在力 F 作用下一起以相同速度沿 F 方向匀速运动，关于物体 P 所受的摩擦力，下列说法正确的是：A。
图甲、乙中物体 P 均受摩擦力，且方向均与 F 相同；B。
图甲、乙中物体 P 均受摩擦力，且方向均与 F 相反；C。
图甲、乙中物体 P 均不受摩擦力；D。
图甲中物体 P 不受摩擦力，图乙中物体 P 受摩擦力，方向与 F 相同。
答案：D。
3.如图，人重 600 N，木块 A 重 400 N，人与 A、A 与地面间的动摩擦因数均为 0.2.现用水平力拉绳，使他与木块一起向右做匀速直线运动，滑轮摩擦不计，求：1）人对绳的拉力；2）人脚对 A 的摩擦力。
参考答案：（1）100 N，水平向右；（2）100 N，水平向右。
巩固题：1.（2016·海南卷）如图，在水平桌面上放置一斜面体 P，两长方体物块 a 和 b 叠放在 P 的斜面上，整个系统处于静止状态。
若将 a 和 b、b 与 P、P 与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2 和 f3 表示，则：A。
f1=0，f2≠，f3≠0；B。
f1≠，f2=0，f3=0；C。
f1≠，f2≠，f3=0；D。
f1≠，f2≠，f3≠。
高考物理相互作用题20套(带答案)含解析
高考物理相互作用题20套(带答案)含解析一、高中物理精讲专题测试相互作用1．如图所示,质量的木块A套在水平杆上,并用轻绳将木块与质量的小球B相连.今用跟水平方向成角的力,拉着球带动木块一起向右匀速运动,运动中M、m相对位置保持不变,取.求:(1)运动过程中轻绳与水平方向夹角;(2)木块与水平杆间的动摩擦因数为.(3)当为多大时,使球和木块一起向右匀速运动的拉力最小?【答案】（1）30°（2）μ=（3）α=arctan．【解析】【详解】（1）对小球B进行受力分析，设细绳对N的拉力为T由平衡条件可得：Fcos30°=TcosθFsin30°+Tsinθ=mg代入数据解得：T=10，tanθ=，即：θ=30°（2）对M进行受力分析，由平衡条件有F N=Tsinθ+Mgf=Tcosθf=μF N解得：μ＝（3）对M、N整体进行受力分析，由平衡条件有：F N+Fsinα=（M+m）gf=Fcosα=μF N联立得：Fcosα=μ（M+m）g-μFsinα解得：F＝令：sinβ＝，cosβ=，即：tanβ=则：所以：当α+β=90°时F有最小值．所以：tanα=μ=时F的值最小．即：α=arctan【点睛】本题为平衡条件的应用问题，选择好合适的研究对象受力分析后应用平衡条件求解即可，难点在于研究对象的选择和应用数学方法讨论拉力F的最小值，难度不小，需要细细品味．2．如图，两条间距L =0.5m 且足够长的平行光滑金属直导轨，与水平地面成30α=︒角固定放置，磁感应强度B =0.4T 的匀强磁场方向垂直导轨所在的斜面向上，质量0.1kg ab m =、0.2kg cd m =的金属棒ab 、cd 垂直导轨放在导轨上，两金属棒的总电阻r =0.2Ω，导轨电阻不计．ab 在沿导轨所在斜面向上的外力F 作用下，沿该斜面以2m/s v =的恒定速度向上运动．某时刻释放cd ， cd 向下运动，经过一段时间其速度达到最大．已知重力加速度g =10m/s 2，求在cd 速度最大时，（1）abcd 回路的电流强度I 以及F 的大小； （2）abcd 回路磁通量的变化率以及cd 的速率． 【答案】(1) I =5A ,F =1.5N (2)Δ 1.0Wb/s ΔtΦ=,m 3m/s v = 【解析】 【详解】（1）以cd 为研究对象，当cd 速度达到最大值时，有：sin cd m g BIL α=①代入数据，得： I =5A由于之后两棒均沿斜面方向做匀速运动，可将两棒看作整体，作用在ab 上的外力：()sin ab cd F m m g α=+②（或对ab ：sin ab F m g BIL α=+） 代入数据，得： F =1.5N（2） 设cd 达到最大速度时abcd 回路产生的感应电动势为E ，根据法拉第电磁感应定律，有：ΔΔE tΦ=③ 由闭合电路欧姆定律，有：EI r=④ 联立③④并代入数据，得：ΔΔtΦ=1.0Wb/s 设cd 的最大速度为v m ，cd 达到最大速度后的一小段时间t ∆内， abcd 回路磁通量的变化量：ΔΔ()Δm B S BL v v t Φ=⋅=+⋅⑤ 回路磁通量的变化率：Δ()Δm BL v v tΦ=+⑥v m/s联立⑤⑥并代入数据，得：m3【点睛】本题是电磁感应中的力学问题，综合运用电磁学知识和力平衡知识；分析清楚金属棒的运动过程与运动性质是解题的前提，应用平衡条件、欧姆定律即可解题．3．如下图，水平细杆上套有一质量为M的小环A，用轻绳将质量为m=1.0kg的小球B与A相连，B受到始终与水平成53o角的风力作用，与A一起向右匀速运动，此时轻绳与水平方向的夹角为37o，运动过程中B球始终在水平细杆的正下方，且与A的相对位置不变．已知细杆与环A间的动摩擦因数为，（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：（1）B对绳子的拉力大小（2）A环的质量．【答案】（1）6.0N；（2）1.08kg【解析】【详解】（1）对小球B受力分析如图，得：F T=mgsin37°代入数据解得：F T=6.0N（2）环A做匀速直线运动，受力如图，有：F T cos37°-f=0F N=Mg+F T sin37°又：f=μF N代入数据解得：M=1.08kg4．如图所示，质量为M、倾角为α的斜面体（斜面光滑且足够长）放在粗糙的水平地面上，底部与地面的动摩擦因数为μ，斜面顶端与劲度系数为k、自然长度为l的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着质量为m的物块．压缩弹簧使其长度为3l/4时将物块由静止开始释放，物块在斜面上做简谐运动且物块在以后的运动中，斜面体始终处于静止状态．重力加速度为g．（1）求物块处于平衡位置时弹簧的伸长量；（2）求物块的振幅和弹簧的最大伸长量；（3）使斜面始终处于静止状态，动摩擦因数μ应满足什么条件（假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力）？【答案】（1）sinmglkα∆=（2）2sin4l mgkα+（3）2(4sin)cos44cos sinkl mgMg mg klααμαα+≥+-【解析】（1）设物块处于平衡位置时弹簧的伸长量为Δl，则sin0mg k lα-∆=解得sinmglkα∆=（2）物块做简谐运动的振幅为sin44l mg lA lkα=∆+=+由简谐运动的对称性可知，弹簧的最大伸长量为:max2sin4l mgl A lkα∆=+∆=+（3）以物块的平衡位置为原点、沿斜面向下为位移正方向建立坐标系，设某时刻物块位移x为正，斜面受到弹簧沿斜面向下的拉力F、地面的水平向右的摩擦力f，如图所示．由于斜面受力平衡，则有在水平方向上有：1cos sin0F f Nαα--=；在竖直方向上有：21sin cos0N F N Mgαα---=又()F k x l=+∆，1cosN mgα=联立可得cosf kxα=，2sinN Mg mg kxα=++为使斜面始终处于静止状态，结合牛顿第三定律，应满足2f Nμ≤所以2cossinf k xN Mg mg kxαμα≥=++因-A ≤x ≤A ，所以当-A 时，上式右端达到最大值，于是有()24sin cos 44cos sin kl mg Mg mg kl ααμαα+≥+-【另解】 对由斜面、物块、弹簧组成的系统受力分析，受重力（M ＋m ）g 、地面的支持力N 和水平方向的静摩擦力f 作用，如图所示．建立图示直角坐标系，根据牛顿第二定律可知： 在水平方向上有：f =M ×0＋ma cos α； 在竖直方向上有：N －（M ＋m ）g =M ×0＋ma sin α 其中，静摩擦力f ≤f m ＝μN ， 又因弹簧振子有kx=-ma 且－A ≤x ≤A ，联立以上各式，解得：()24sin cos44cos sin kl mg Mg mg kl ααμαα+≥+-.点睛：本题关键是先对滑块受力分析，然后根据牛顿第二定律列式分析；最后对斜面体受力分析，确定动摩擦因数的范围.5．为了研究过山车的原理，某物理小组提出了下列的设想：取一个与水平方向夹角为，长为的倾斜轨道AB ，通过微小圆弧与长为的水平轨道BC 相连，然后在C 处设计一个竖直完整的光滑圆轨道，出口为水平轨道D ，如图所示．现将一个小球从距A 点高为的水平台面上以一定的初速度水平弹出，到A 点时速度方向恰沿AB 方向，并沿倾斜轨道滑下．已知小球与AB 和BC 间的动摩擦因数均为．取．求：（1）小球初速度的大小；（2）小球滑过C点时的速率；（3）要使小球不离开轨道，则竖直圆弧轨道的半径R应该满足什么条件．【答案】（1）；（2）；（3）．【解析】试题分析：（1）小球离开弹簧后做平抛运动到达A点，竖直方向：由可知在A点的速度v A恰好沿AB方向，由几何关系可知：水平方向分速度即小球的初速度:（2）从A经B到C点的过程，由动能定理得：小球滑过C点时的速率:（3）①若小球能通过圆形轨道的最高点，做完整的圆周运动，则其不脱离轨道．小球刚能通过最高点时，小球在最高点与轨道没有相互作用，重力提供向心力．根据牛顿第二定律：小球由C运动到圆形轨道的最高点，机械能守恒：得：，即轨道半径不能超过1．08m．②若小球没有到达圆形轨道的与圆心等高处速度就减小到零，此后又沿轨道滑下，则其也不脱离轨道．此过程机械能守恒，小球由C到达刚与圆心等高处，有：得：，即轨道半径不能小于2．7m．③若圆形轨道半径太大，就会与倾斜轨道相交，故圆形轨道半径最大时恰遇倾斜轨道相切．当圆轨道与AB相切时，由几何关系得：，即圆轨道的半径不能超过1．5m．综上所述，要使小球不离开轨道，R应该满足的条件是：．考点：平抛运动，圆周运动，动能定理，机械能守恒定律．【名师点睛】从抛出点到A点做平抛运动，根据平抛运动的规律可解得落到A点时竖直方向的速度v y，根据竖直方向速度v y与水平方向速度v x的夹角之间的关系，可以解得水平速度v0；要求小物块沿倾斜轨道AB滑动经C点的速率，可利用动能定律列式求解；小球不离开轨道，一种情况是到与圆心等高前返回，另一种情况是完成完整的圆周运动，就要根据在圆周最高点重力提供向心力求解．6．长L质量为M的长方形木板静止在光滑的水平面上，一质量为m的物块，以v0的水平速度从左端滑上木板，最后与木板保持相对静止，μ为物块与木板间的动摩擦因数。
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（物理）物理相互作用练习题及答案一、高中物理精讲专题测试相互作用1．如图所示，放在粗糙的固定斜面上的物块 A 和悬挂的物体 B 均处于静止状态．轻绳 AO 绕过光滑的定滑轮与轻弹簧的右端及轻绳 BO 的上端连接于 O 点，轻弹簧中轴线沿水平方向，轻绳的 OC 段与竖直方向的夹角θ=53°，斜面倾角α=37°，物块 A 和 B 的质量分别为m A=5kg ，m B=1.5kg，弹簧的劲度系数 k=500N/m ，（sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2），求：（1）弹簧的伸长量 x；（2）物块 A 受到的摩擦力．【答案】（1）；（2）5N，沿斜面向上【解析】（1）对结点O受力分析如图所示：根据平衡条件，有：，，且：，解得：；（2）设物体A所受摩擦力沿斜面向下，对物体A做受力分析如图所示：根据平衡条件，有：，解得：，即物体A所受摩擦力大小为，方向沿斜面向上。
点睛：本题主要考查了平衡条件和胡克定律得直接应用，要求同学们能选择合适的研究对象并能正确对物体受力分析，注意正交分解法在解题中的应用。
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．如图，两条间距L =0.5m 且足够长的平行光滑金属直导轨，与水平地面成30α=︒角固定放置，磁感应强度B =0.4T 的匀强磁场方向垂直导轨所在的斜面向上，质量0.1kg ab m =、0.2kg cd m =的金属棒ab 、cd 垂直导轨放在导轨上，两金属棒的总电阻r =0.2Ω，导轨电阻不计．ab 在沿导轨所在斜面向上的外力F 作用下，沿该斜面以2m/s v =的恒定速度向上运动．某时刻释放cd ， cd 向下运动，经过一段时间其速度达到最大．已知重力加速度g =10m/s 2，求在cd 速度最大时，（1）abcd 回路的电流强度I 以及F 的大小； （2）abcd 回路磁通量的变化率以及cd 的速率． 【答案】(1) I =5A ,F =1.5N (2)Δ 1.0Wb/s ΔtΦ=,m 3m/s v = 【解析】 【详解】（1）以cd 为研究对象，当cd 速度达到最大值时，有：sin cd m g BIL α=①代入数据，得： I =5A由于之后两棒均沿斜面方向做匀速运动，可将两棒看作整体，作用在ab 上的外力：()sin ab cd F m m g α=+②（或对ab ：sin ab F m g BIL α=+） 代入数据，得： F =1.5N（2） 设cd 达到最大速度时abcd 回路产生的感应电动势为E ，根据法拉第电磁感应定律，有：ΔΔE tΦ=③ 由闭合电路欧姆定律，有：EI r=④ 联立③④并代入数据，得：ΔΔtΦ=1.0Wb/s 设cd 的最大速度为v m ，cd 达到最大速度后的一小段时间t ∆内， abcd 回路磁通量的变化量：ΔΔ()Δm B S BL v v t Φ=⋅=+⋅⑤ 回路磁通量的变化率：Δ()Δm BL v v tΦ=+⑥ 联立⑤⑥并代入数据，得：m 3v =m/s 【点睛】本题是电磁感应中的力学问题，综合运用电磁学知识和力平衡知识；分析清楚金属棒的运动过程与运动性质是解题的前提，应用平衡条件、欧姆定律即可解题．4．如图所示，B 、C 两小球的重力均为G ，用细线悬挂于A 、D 两点，系统处于静止状态．求：（1）AB 和CD 两根细线的拉力各为多大？ （2）细线BC 与竖直方向的夹角是多大？ 【答案】（1）13F G 、2F G =（2）060θ= 【解析】 【分析】 【详解】（1）对B 、C 整体研究，如图所示：由图可得AB线的拉力为：，CD线的拉力为：（2）对C球研究，如图所示：，可得：，．【考点定位】考查了共点力平衡条件的应用【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，5．如图所示，电动机通过其转轴上的绝缘细绳牵引一根原来静止的长为L=1m，质量m=0.1㎏的导体棒ab，导体棒紧贴在竖直放置、电阻不计的金属框架上，导体棒的电阻R=1Ω，磁感强度B=1T的匀强磁场方向垂直于导体框架所在平面，当导体棒在电动机牵引下上升h=3.8m时，获得稳定速度，此过程导体棒产生热量Q=2J．电动机工作时，电压表、电流表的读数分别为7V和1A，电动机的内阻r=1Ω，不计一切摩擦，g=10m/s2，求：（1）导体棒所达到的稳定速度是多少？（2）导体棒从静止到达稳定速度的时间是多少？【答案】（1）m/s （2）s【解析】：（1）导体棒匀速运动时，绳拉力T，有T-mg-F=0（2分），其中F=BIL，I=ε/R, ε=BLv，(3分)此时电动机输出功率与拉力功率应相等，即Tv=UI/-I/2r（2分），（U、I/、r是电动机的电压、电流和电阻），化简并代入数据得v=2m/s（1分）．（2）从开始达匀速运动时间为t，此过程由能量守恒定律，UI/t-I/2rt=mgh+mv2+Q（4分），代入数据得t=1s（2分）．6．如图所示，一个质量为m=2kg的物块，在F=10N的拉力作用下，从静止开始沿水平面做匀加速直线运动，拉力方向与水平成θ=370，物块与水平面的动摩擦因数μ=0.5，取重力加速度g=10 m/s2，sin370=0.6，cos37°= 0.8．（1）画出物块的受力示意图；（2）此物块所受到的滑动摩擦力为多大；（3）求此物块在2s末的速度．【答案】（1）物块的受力示意图如下（2）7N（2）1m/s【解析】试题分析：（1）物块受到重力、拉力、支持力和滑动摩擦力，物块的受力示意图如下．（2）物块竖直方向受力平衡，则有：Fsin37°+F N=mg解得：F N=mg-Fsin37°此物块所受到的滑动摩擦力为：f=μF N =μ（mg-Fsin37°） 代入数据解得：f=7N （3）根据牛顿第二定律，有： Fcos37°-f=ma代入数据解得：a=0．5m/s 2 所以物块在2s 末的速度为： v=at=0．5×2=1m/s考点：牛顿第二定律；力的合成与分解的运用．7．质量 M=3kg 的长木板放在水平光滑的平面上，在水平恒力F=11N 作用下由静止开始向右运动，如图所示，当速度达到1m/s 时，将质量m=4kg 的物体轻轻放到木板的右端，已知物块与木板间动摩擦因数μ=0.2,g 取10m/s 2，求：(1)物体经多长时间才与木板保持相对静止；(2）物块与木板相对静止后，物块受到的摩擦力大小． 【答案】（1）1s （2）6.29N 【解析】试题分析：（1）放上物体后，由牛顿第二定律可知：物体加速度212/a g m s μ==板的加速度221/F mga m s Mμ-== 当两物体达速度相等后保持相对静止，故12a t v a t =+，解得t 1s = （2）相对静止后，对整体F M m a =+（），对物体有=f ma 解得 6.28N f =考点：考查了牛顿第二定律的应用【名师点睛】物体与木板均做匀变速直线运动，由牛顿第二定律可求得二者的加速度，由速度公式可求得二者相对静止的时间；相对静止后，物体的静摩擦力充当合外力，由牛顿第二定律可求得物体受到的摩擦力8．如图所示，固定在水平地面上的斜面倾角为30°，物块A 与斜面间的动摩擦因数为3A 相连，另一端固定于天花板上，不计轻绳与滑轮的摩擦及滑轮的质量。
已知物块A 的质量为m ，连接物块A 的轻绳与斜面平行，挂上物块B 后，滑轮两边轻绳的夹角为90°，物块A 、B 都保持静止，重力加速度为g ，假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知：sin30°=12，cos30°3sin45°2，cos45°2。
(1)若挂上物块B 后，物块A 恰好不受摩擦力作用，求轻绳的拉力F 拉的大小；(2)若物块B 的质量为23m ，求物块A 受到的摩擦力的大小和方向； (3)为保持物块A 处于静止状态，求物块B 的质量范围。
【答案】(1)12拉=F mg ；(2)16f mg =，沿斜面向上；(3)27288B m m m ≤≤。
【解析】 【详解】(1)由滑轮相连轻绳的拉力处处相等，对物块A 受力分析，A 恰好不受摩擦力作用有： 沿斜面方向：sin 300F mg -︒=拉，解得：1sin 302F mg mg =︒=拉；(2)对物块B 受力分析如图：竖直方向：2cos 450B T m g ︒-=，已知2=B m m ，解得： 13T mg =，在对物块A 进行受力分析如图：因为1sin303T mg mg=<︒，A有向下运动的趋势，故A受到的静摩擦力f沿斜面向上。
沿斜面方向：sin300T f mg+-︒=，解得A受到的静摩擦力大小为16f mg=；(3)设物块A刚好要沿斜面向上滑动时，物块B的质量最大为M1，此时对物块A、B进行受力分析如图：沿斜面向上：sin300T mg f-︒-=，垂直斜面方向：cos300N mg-︒=，且f Nμ=，联立解得1337sin30cos302428T mg mg mg mg mgμ=︒+︒=+⨯=此时B竖直方向：12cos450T M g︒-=，代入数据解得17222cos457282mgTM mg g⨯⨯︒===；设物块A刚好要沿斜面向下滑动时，物块B的质量最小为M2，此时对物块A、B进行受力分析如图：sin300T f mg+-︒=垂直斜面方向：cos300N mg-︒=，且f N μ=，联立解得1331sin 30cos302428T mgmg mg mg mg μ=︒-︒=-⨯=， 此时B 竖直方向：12cos 450T M g ︒-=，代入数据解得11222cos 452828mg T M m g g ⨯⨯︒===， 所以为保持物块A 处于静止状态，求物块B 的质量范围为：27288B m m m ≤≤。