1、（物理）物理相互作用练习题含答案含解析一、高中物理精讲专题测试相互作用1 如图所示，斜面倾角为=37， 一质量为 m=7kg 的木块恰能沿斜面匀速下滑，（ sin37 =0.6, cos37=0.8， g=10m/s 2）（ 1）物体受到的摩擦力大小（ 2）物体和斜面间的动摩擦因数？（3）若用一水平恒力F 作用于木块上，使之沿斜面向上做匀速运动，此恒力F 的大小【答案】 （1） 42N（ 2） 0.75（3） 240N【解析】【分析】【详解】(1)不受推力时匀速下滑，物体受重力，支持力，摩擦力，沿运动方向有：mgsin-f=0所以：f=mgsin=7 10 sin37=42N(2)又：f= m
2、gcos解得：=tan=0.75(3)受推力后仍匀速运动则：沿斜面方向有：Fcos-mg sin-FN=0垂直斜面方向有：FN-mgcos-Fsin=0解得：F=240N【点睛】本题主要是解决摩擦因数，依据题目的提示，其在不受推力时能匀速运动，由此就可以得到摩擦因数 =tan2 如图所示，用三根轻绳将质量均为m 的A、B 两小球以及水平天花板上的固定点O 之间两两连接，然后用一水平方向的力F 作用于A 球上，此时三根轻绳均处于直线状态，且OB 绳恰好处于竖直方向，两球均处于静止状态，轻绳OA 与AB 垂直且长度之比为3:4试计算：（1） OA 绳拉力及 F 的大小？（2）保持力 F 大小方向不
3、变，剪断绳 OA，稳定后重新平衡，求此时绳OB 及绳 AB 拉力的大小和方向（绳 OB、 AB 拉力的方向用它们与竖直方向夹角的正切值表达）（3）欲使绳 OB 重新竖直，需在球B 上施加一个力，求这个力的最小值和方向【答案】 （1） 4 mg （2） T12 13 mg ， tan1=2； T25mg ， tan 2=4333334（3） mg ，水平向左3【解析】【分析】【详解】（1） OB 竖直，则 AB 拉力为 0，小球 A 三力平衡，设OB 拉力为 T，与竖直方向夹角为 ,则 T=mg/cos= 5 mg，F=mgtan= 4 mg33（2）剪断 OA 绳，保持F 不变，最后稳定后，设
4、OB 的拉力为 T1，与竖直方向夹角为1，AB 拉力为T2，与竖直方向夹角为2，以球 A、球 B 为整体，可得4T1x=F=mg；T1y=2mg；3解得 ： T1= 2 13 mg；tan 1= 2 ；33单独研究球4mg；T2y=mg；A，T2x=F=3解得： T2=5243mg， tan =3（3）对球B施加一个力FB使 OB 重新竖直，当BF 时是最小值，即F 水平向左且等于力4FB=F=mg，水平向左3【点睛】本题采用整体和隔离法相结合进行分析，关键先对B 球受力分析，得到AB 绳子的拉力为零，然后对A 球受力分析，根据平衡条件并运用平行四边形法则求解未知力3轻绳下端悬挂200N 的重
5、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4 一架质量m 的飞机在水平跑道
6、上运动时会受到机身重力、竖直向上的机翼升力F升 、发动机推力、空气阻力F阻 、地面支持力和跑道的阻力f的作用。其中机翼升力与空气阻力均与飞机运动的速度平方成正比，即F升2k1v , F阻k2v2 ，跑道的阻力与飞机对地面的压力成正比，比例系数为k0 （ m、 k0、 k1、k2 均为已知量），重力加速度为g。(1)飞机在滑行道上以速度v0 匀速滑向起飞等待区时，发动机应提供多大的推力？(2)若将飞机在起飞跑道由静止开始加速运动直至飞离地面的过程视为匀加速直线运动，发动机的推力保持恒定，请写出k0与 k1、 k2 的关系表达式；(3)飞机刚飞离地面的速度多大？【答案】 (1) F k2v02k0
7、(mg k1v02 )kF k2v2ma ； (3) vmg； (2) 0mgk1v2k1【解析】【分析】（1）分析粒子飞机所受的5 个力，匀速运动时满足F推F阻F阻 ，列式求解推力；（2）根据牛顿第二定律列式求解k0 与 k1、 k2的关系表达式；（3）飞机刚飞离地面时对地面的压力为零 .【 解】（ 1）当物体做匀速直 运 ，所受合力 零，此 有空气阻力 F阻 k2v02 机升力 F升 k1v02 机 地面 力 N ， NmgF升地面 机的阻力 ：F阻k0 N由 机匀速运 得：F推F阻 F阻，由以上公式得 F推k2v02k0 (mgk1v02 )（2） 机匀加速运 ，加速度 a，某 刻 机的
8、速度 v， 由牛 第二定律：F推 -k2v2k0 (mgk1v2 )= ma解得： k0F推 -k2 v2mamgk1v2（3） 机离开地面 ：mg=k1v2解得： vmgk15(14 分 )如 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
9、）（ 2） 60；m【解析】 分析：（ 1）当 ， 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）则令， 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水平 送 以v=1.5m/s 速度匀速运 ， 送 的 A 端，它运 到 送 另一端B 所需 AB 两端距离 6s，求：6.75m, 将物体 放在 送（1）物 和 送 的 摩擦因数？（2）若想使物体以最短 到达B 端， 送 的速度大小至少 多少？（g=10m/s 2）【答案】（
10、 1）【解析】 分析：（；（ 2）1） 物 由牛 第二定律：， 的速度 ：首先物 做匀加速然后做匀速 ：由以上各式解得：（2）物 做加速运 的加速度 ：物体一直做匀加速直 运 到B 点的速度： v2=2ax解得：考点：牛 运 定律 合【名 点睛】物体放上 送 先做匀加速直 运 ， 合牛 第二定律和运 学公式求出匀加速直 运 的 和位移，当物体的速度达到 送 的速度 ，一起做匀速直 运 根据 求出匀速运 的位移，从而得出物体的 位移，即 送 AB 的 度；若想使物体以最短 到达 B 端，物体需一直做匀加速直 运 ， 送 的速度需大于等于物体从 A 点匀加速到B 点的速度。7如 所示， 量 板 A
11、 与地面 的 摩擦因数 在足 的木板A 静止在水平地面上，其上表面水平，木，一个 量 的小物 B（可 点）A、 B 的总位移大小。静止于 A 的左端，小物块B 与木板 A 间的动摩擦因数为向右的初速度，大小为。求：木板A 与小物块比（最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力的大小，取。现给小物块B 一个水平B 在整个运动过程中位移大小之）。【答案】【解析】试题分析：分别以A、 B 为研究对象，受力分析，木板和物块的加速度大小分别为，由牛顿第二定律得：，假设经过秒 A、 B 共速，共同速度设为，由匀变速直线运动的规律得：，解得：。共速过程中， A 的位移大小设为， B 的位移大小设为，则，解得：，。假设
12、共速之后，A、 B 一起向右匀减速运动，木板和物块间的静摩擦力大小为块的加速度大小分别为，由牛顿第二定律得：，木板和物解得：设共速之后至，假设成立，A、 B 均静止， A 的位移设为， B 的位移设为。，则。整个过程中A 的位移大小则。， B 的位移大小考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系【名师点睛】根据牛顿第二定律分别求出 A、 B 的加速度，结合运动学公式求出速度相同时， A、 B 的位移大小，然后 A、 B 保持相对静止，一起做匀减速运动，再根据速度位移公式求出一起匀减速运动的位移，从而得出8 如图所示，固定在水平地面上的斜面倾角为30，
13、物块 A 与斜面间的动摩擦因数为3 ，轻绳一端通过两个滑轮与物块A 相连，另一端固定于天花板上，不计轻绳与滑轮的4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 =1 ， cos30=3 ， sin45 =2 ， cos45=2 。2222(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2 m，求物块 A 受到的摩擦力的大小和方向；3(3)为保持物块 A 处于静止状态，求物块B
14、的质量范围。【答案】 (1) F拉1 mg ； (2) f1 mg，沿斜面向上； (3)2 m mB7 2 m 。2688【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：F拉mg sin 300 ，解得：F拉 mg sin 301 mg ；2(2)对物块 B 受力分析如图：竖直方向：2T cos45mB g0 ，已知 mB =2 m ，解得：3T 1 mg ，3在对物块 A 进行受力分析如图：因为T1 mgmg sin30， A 有向下运动的趋势，故A 受到的静摩擦力f 沿斜面向上。3沿斜面方向：Tfmg sin300 ，解得A
15、受到的静摩擦力大小为1f mg ；6(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M 1，此时对物块A、 B 进行受力分析如图：沿斜面向上：T mgsin30 f0 ，垂直斜面方向：Nmg cos300 ，且 fN ，联立解得T mg sin 30mg cos301 mg3 mg37 mg2428此时 B 竖直方向：2T cos45M 1g0 ，代入数据解得2T cos 4527 mg27 2；82M 1g8mg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：Tfmg sin300垂直斜面方向：Nmg cos300 ，且 fN
16、 ，联立解得Tmg sin 30mg cos301 mg3 mg31 mg ，2428此时 B 竖直方向：2T cos45M 1g0 ，代入数据解得2T cos4521 mg2，822M 1g8mg所以为保持物块A 处于静止状态，求物块B 的质量范围为：2 mmB7 2 m 。889 如图所示，AB是倾角为=37BCD是光滑的圆弧轨道，AB恰好在B点的粗糙直轨道，与圆弧相切，圆弧的半径为R=1m，一个质量为m=0.5kg 的物体（可以看做质点）从直轨道上的 P 点由静止释放，结果它能在两轨道间做往返运动已知P 点与圆弧的圆心 O 等高，物体与轨道AB 间的动摩擦因数为 =0.2求：（1）物体做
17、往返运动的整个过程中在AB 轨道上通过的总路程；（2）为使物体能顺利到达圆弧轨道的最高点D，释放点 P 距 B 点的距离至少多大？【答案】 (1)5m(2)m【解析】试题分析：（1）因摩擦力始终对物体做负功，所以物体最终在圆心为2的圆弧上往复运动对整体应用动能定理得：mgRcos-mgS cos=0所以总路程为（ 2）设物体刚好到 D 点，则由向心力公式得：对全过程由动能定理得： mgLsin-mgL cos-mgR（ 1+cos） = mvD2得最小距离为考点：动能定理的应用【名师点睛】本题综合应用了动能定理求摩擦力做的功、圆周运动及圆周运动中能过最高点的条件，对动能定理、圆周运动部分的内容
18、考查的较全，是圆周运动部分的一个好题。10 半圆形支架BADOA和OB结于圆心O10 N的物体，OA与水，两细绳，下端悬挂重为平成 60 ，使 OA 绳固定不动，将OB 绳的 B 端沿半圆支架从水平位置逐渐向竖直的位置C移动的过程中，如图所示，请画出 OB 绳上拉力最小时 O 点的受力示意图，并标明各力的大小。【答案】【解析】【分析】【详解】对结点 O 受力分析如图：结点 O 始终处于平衡状态，所以OB 绳和 OA 绳上的拉力的合力大小保持不变等于重力的大小 10N，方向始终是竖直向上。由图象知当OB 垂直于 OA 时， OB 的拉力最小为mg sin30 101 N 5N2此时 OA 的拉力为mg cos305 3N因此 OB 绳上拉力最小时O 点的受力示意图如图：
