1、高考物理相互作用技巧( 很有用 ) 及练习题含解析一、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( 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 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？1【答案】 （1） Fminmg sin 2（ 2）mg sin 4【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
2、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，即 tan(1)木块在力 F 的作用下沿斜面向上匀速运动，则：Fcos mgsin fFsin FN mgcosfFN联立解得：Fmgsin2cos则当时， F 有最小值 ， Fmin mgsin2(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fFcos当 时， f mgsin2 cos21mgsin42【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
3、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 所示,在 角=30的斜面上放一木板A,重 GA=100N,板上放一重 GB=500N 的木箱 B,斜面上有一固定的 板 ,先用平行于斜面的 子把木箱与 板拉 平行斜面方向的拉力 F,使木板从木箱下匀速抽出此 , 子的拉力,然后在木板上施加一T=400N。 木板与斜面 的 摩擦因数,求：(1)A、 B 的摩擦力和摩擦因素；(2)拉力 F 的大小。【答案】 （1） A、 B 的摩擦力 f B为 150N；摩擦因数2；=（ 2）拉力 F 的大小 325N。【解析】【 解】（ 1） B 受力分析如 由平衡条件，沿斜面方向有 ：GBsin
4、 B+f=T代入数据，解得A、 B 摩擦力 ：f B=150N方向沿斜面向下，垂直斜面方向：NB B=250 N=G cos =500A、 B 摩擦因数 ：（2）以 AB 整体 研究 象，受力分析如 ，由平衡条件得：F=fA+T-（ GA+GB） sin NA=（GA+GB） cos fA=1NA 立解得：F=325 N【点睛】本 考 共点力平衡条件的 用，要注意在解 能正确 研究 象，作出受力分析即可求解，本 要注意 然两 A 运 B 静止，但由于二者加速度均零，因此可以看作整体 行分析。3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。
5、（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 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
6、动，拉力方向与水平成0=0.5，取重力=37，物块与水平面的动摩擦因数加速度 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 +FN=mg解得： FN=mg-Fsin37此物块所受到的滑动摩擦力为：f= FN=（ mg-Fsin37 ）代入数据解得：f=7N（3）根据牛顿第二定
7、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5水平传送带以 v=1.5m/s 速度匀速运动，传送带带的 A 端，它运动到传送带另一端 B 所需时间为AB 两端距离为6s，求：6.75m, 将物体轻放在传送（1）物块和传送带间的动摩擦因数？（2）若想使物体以最短时间到达B 端，则传送带的速度大小至少调为多少？（g=10m/s 2）【答案】（ 1）【解析】试题分析：（；（ 2）1）对物块由牛顿第二定律：，则经过时间的速度为：首先物块做匀加速然后做匀速则：由以上各式解得：（2）物块
8、做加速运动的加速度为：物体一直做匀加速直线运动到B 点的速度： v2=2ax解得：考点：牛顿运动定律综合【名师点睛】物体放上传送带先做匀加速直线运动，结合牛顿第二定律和运动学公式求出匀加速直线运动的时间和位移，当物体的速度达到传送带的速度时，一起做匀速直线运动根据时间求出匀速运动的位移，从而得出物体的总位移，即传送带AB 的长度；若想使物体以最短时间到达B 端，物体需一直做匀加速直线运动，则传送带的速度需大于等于物体从 A 点匀加速到B 点的速度。6 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
9、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2m，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 的质量范围。【答案】 (1) F拉11272mg ； (2) fmg，沿斜面向上； (3)m mBm 。2688【解析】【详
10、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 301mg；2(2)对物块 B 受力分析如图：竖直方向：2T cos45mB g0 ，已知 mB =2m ，解得：31T mg ，3在对物块 A 进行受力分析如图：因为 T1 mg mg 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 受到的静摩擦力大小为f1 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
11、受力分析如图：沿斜面向上：Tmgsin30f0 ，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 452 7 mg272 ；82M 1mgg8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 ，联立解得Tmg sin 30mg cos301 mg3 mg31 mg ，2428此时 B 竖直方向：2T cos45M 1g
12、0 ，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 。88+47如图所示，绝缘粗糙水平面处在水平向右的匀强电场中，场强大小E=16 10 N/C。一个质量为 m 0 2 kg，带电量为4 C 的带正电小物块（可视为质点），在水平q 2 010面上以 a=11m/s 2 的加速度向右做匀加速直线运动，小物块到达O 点时的速度为 vo=4m/s 。（ g 取 10 m/s 2）（ 1）求小物块与水平面间的动摩擦因数；（2）若小物块到达O 点时，突然将该电场方向变为竖直向上且大小不变。求块距 O 点间距离。
13、【答案】（ 1） 0 5（ 2）5m【解析】试题分析：（1） F=Eq1 秒后小物根据牛顿第二定律：Fmg=ma解得 : =05（2）根据牛顿第二定律：Eq mg=ma、解得 :a、 =6m/s 2平抛运动： x= vot=4my= at2=3m=5m考点：牛顿第二定律的综合应用【名师点睛】此题是牛顿第二定律的综合应用习题；关键是分析物块的受力情况，搞清物体的运动情况，掌握类平抛运动的处理方法。8 如图所示，物块 A 悬挂在绳 PO 和 PC的结点上， PO 偏离竖直方向 37角， PC水平，且经光滑定滑轮与木块 B 相连，连接 B 的绳与水平方向的夹角为 53。已知 A 质量MA=1.6kg
14、， B 质量 MB=4kg，木块 B 静止在水平面上，g 取 10m/s 2.试求：(1)绳 PO 的拉力大小；(2)绳 PC拉力的大小；(3)木块 B 与水平面间的摩擦力大小。【答案】 (1) 20N ； (2)12N ； (3) 7.2N【解析】【分析】【详解】(1)对 P 点受力分析如图：由平衡条件得FPO cos37M A gFCFPO sin 37解得绳 PO 的拉力大小FPOM A g16cos37N 20N0.8(2)绳 PC拉力的大小FcFPO sin 37200.6N12N(3)对 B 受力分析如图：水平方向根据共点力的平衡条件可得木块B 与水平面间的摩擦力大小fFC cos
15、53120.6N7.2N9 一个底面粗糙、质量为M=3m 的劈放在粗糙水平面上，劈的斜面光滑且与水平面成30角现用一端固定的轻绳系一质量为m 的小球，小球放在斜面上，小球静止时轻绳与竖直方向的夹角也为30，如图所示（ 1）当劈静止时，求绳子的拉力大小（ 2）当劈静止时，求地面对劈的摩擦力大小（3）若地面对劈的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，为使整个系统静止，动摩擦因素u 最小值多大？【答案】 （1）3 mg （2）3 mg （ 3） u33621【解析】【详解】（1）以小球为研究对象，受力分析如图所示，对T 和 mg 进行正交分解由平衡条件有Tcos 30 =mgsin 30 得 T=3 mg3（
16、2）以劈和小球整体为研究对象，受力情况如图所示由平衡条件可得f=Tcos 60 =3 mg6（3）为使整个系统静止，必须满足 f max=uFNTcos 60 且有 FN+Tsin 60 =(M +m)g联立解得u 321【点睛】当一个题目中有多个物体时，一定要灵活选取研究对象，分别作出受力分析，即可由共点力的平衡条件得出正确的表达式10 如图所示，一本质量分布均匀的大字典置于水平桌面上，字典总质量 M=1.5kg，宽L=16cm，高 H=6cm一张白纸（质量和厚度均可忽略不计，页面大于字典页面）夹在字典最深处，白纸离桌面的高度h=2cm假设字典中同一页纸上的压力分布均匀，白纸上、下表面与字典
17、书页之间的动摩擦因数均为，字典与桌面之间的动摩擦因数为1，且各接触2面的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，重力加速度g 取10m/ s2(1)水平向右拉动白纸，要使字典能被拖动，求 与 满足的关系；12(2)若 =0.25， =0.4，求将白纸从字典中水平向右抽出拉力至少做的功W12【答案】 (1) 24(2) 0.4J13【解析】【分析】【详解】(1) 白纸上字典的质量为22M ，那么，白纸上下表面受到的正压力都为Mg ，故白纸受33到的最大静摩擦力f12 12 Mg41Mg33桌面对字典的最大静摩擦力f2=2Mg所以水平向右拉动白纸，要使字典能被拖动，那么f1 f2421 ；3(2) 若 1=0.25， 2=0.4，那么，将白纸从字典中水平向右抽出时字典保持静止；白纸向右运动过程只有拉力和摩擦力做功，故由动能定理可知：将白纸从字典中水平向右抽出拉力至少做的功 W 等于克服摩擦力做的功；当白纸向右运动x（0 x 0.16m）时，白纸上下表面受到的正压力都为L x2 Mg ，故L3摩擦力f2Lx 11MgL3故由 f 和 x 呈线性关系可得：克服摩擦力做的功W11 MgL1 MgL 0.4J236故将白纸从字典中水平向右抽出拉力至少做的功W 为 0.4J.
