高考物理 模拟新题特快专递(第四期)专题二 相互作用
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2022高考物理复习冲刺压轴题精练力学部分专题2相互作用一、选择题(1-11题为单项选择题,12-16为多项选择题)1.如图所示,在高度不同的两水平台阶上放有质量分别为m 1、m 2的两物体A 、B ,物体间用轻弹簧相连,弹簧与竖直方向夹角为θ.在物体A 左端施加水平拉力F ,使A 、B 均处于静止状态,已知物体A 表面光滑,重力加速度为g ,则下列说法正确的是()A .弹簧弹力的大小为1cos m g θB .m 1与m 2一定相等C .地面对B 的支持力可能为零D .地面对B 的摩擦力大小为F2.如图甲所示,一轻质弹簧的下端固定在水平面上,上端叠放两个质量均为M 的物体A 、B (B 物体与弹簧连接),弹簧的劲度系数为k ,初始时物体处于静止状态.现用竖直向上的拉力F 作用在物体A 上,使物体A 开始向上做加速度为a 的匀加速运动,测得两个物体的v —t 图像如图乙所示(重力加速度为g ),则()A .施加外力前,弹簧的形变量为2gkB .外力施加的瞬间A 、B 间的弹力大小为M (g -a )C .A 、B 在t 1时刻分离,此时弹簧弹力恰好为零D .弹簧恢复到原长时,物体B 的速度达到最大值3.如图、在竖直墙壁的A 点处有一根水平轻杆a ,杆的左端有一个轻滑轮O .一根细线上端固定在该天花板的B 点处,细线跨过滑轮O ,下端系一个重为G 的物体,开始时BO 段细线与天花板的夹角为θ=30︒.系统保持静止,当轻杆a 缓慢向下移动的过程中,不计一切摩擦,下列说法中正确的是()A .细线BO 对天花板的拉力不变B .a 杆对滑轮的作用力的方向沿杆水平向右C .a 杆对滑轮的作用力逐渐减小D .开始时绳对滑轮的作用力大小大于G4.如图所示,一个质量为m 的滑块静止置于倾角为30°的粗糙斜面上,一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P 点,另一端系在滑块上,弹簧与竖直方向的夹角为30°。
【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==+。
(新高考专用)2024届高考物理易错题真题分层训练——相互作用易错点一:.对摩擦力的方向及突变性认识不足1.在分析摩擦力的方向时,一定要注意摩擦力方向的可变性,尤其是在分析静摩擦力的时候,二者共速(转折点)的时刻往往是摩擦力方向发生突变的关键时刻。
2.摩擦力的的突变问题(1)“静→静”突变:物体受到静摩擦力和其他力的共同作用,当其他力的合力发生变化时,如果仍保持相对静止,则静摩擦力的大小和(或)方向可能发生突变。
(2)“静→动”突变:物体受到静摩擦力和其他力的共同作用,当其他力变化时,如果发生相对滑动,则静摩擦力可能突变为滑动摩擦力。
(3)“动→静”突变:物体受到滑动摩擦力和其他力的共同作用,当相对滑动突然停止时,滑动摩擦力可能突变为静摩擦力。
(4)“动→动”突变:物体受到滑动摩擦力和其他力的共同作用,当两物体间的正压力发生变化时,滑动摩擦力的大小随之而变;或两物体达到共同速度时相对滑动方向发生变化,滑动摩擦力的方向也会随之而变对摩擦力的方向及突变性认识不足易错点二:混淆“死结”和“活结”和“轻杆、轻绳”连接体1.“死结”模型与“活结”模型2.“动杆”模型与“定杆”模型易错点三:不会分析求解共点力的平衡1.平衡状态(1)物体处于静止或匀速直线运动的状态.(2)对“平衡状态”的理解不管是静止还是匀速直线运动,速度保持不变,所以Δv=0,a=,对应加速度为零,速度为零不代表a=0.例如,竖直上抛的物体运动到最高点时,这一瞬间速度为零,但这一状态不可能保持,因而上抛物体在最高点不能称为静止,即速度为零不等同于静止.2.共点力平衡的条件(1)共点力平衡的条件是合力为0.(2)表示为:F合=0;或将各力分解到x轴和y轴上,满足Fx合=0,且Fy合=0.①二力平衡:若物体在两个力作用下处于平衡状态,则这两个力一定等大、反向、共线.②三力平衡:若物体在三个共点力作用下处于平衡状态,则其中任意两个力的合力与第三个力等大、反向、共线.③多力平衡:若物体在多个共点力作用下处于平衡状态,则其中任意一个力与其余所有力的合力等大、反向、共线.(3)当物体受三个力平衡,将表示这三个力的有向线段依次首尾相连,则会构成一个矢量三角形,表示合力为0.2.动态力的平衡(1)解决动态平衡问题的一般思路:化“动”为“静”,“静”中求“动”。
2020衡水名师原创物理专题卷专题二相互作用考点04 弹力和摩擦力的分析与计算 (4、7、8、9、12)考点05 力的合成和分解 (10、13、14、16、18)考点06 受力分析 共点力平衡 (1、2、3、5、6、11、15、17、19)第I 卷(选择题 68分)一、选择题(本题共17个小题,每题4分,共68分。
每题给出的四个选项中,有的只有一个选项符合题意,有的有多个选项符合题意,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)1.【广东省肇庆市2017届高三第二次模拟考试】考点06易设雨点下落过程中受到的空气阻力与雨点(可看成球形)的横截面积S 成正比,与下落速度v 的二次方成正比,即f =kSv 2,其中k 为比例常数,且雨点最终都做匀速运动.已知球的体积公式为V =43πr 3(r 为半径).若两个雨点的半径之比为1∶2,则这两个雨点的落地速度之比为( )A .1∶2B .1∶2C .1∶4D .1∶82.【2017·天津市五区县高三上学期期末考试】考点06难如图所示,高空作业的工人被一根绳索悬在空中,已知工人及其身上装备的总质量为m ,绳索与竖直墙壁的夹角为α,悬绳上的张力大小为F 1,墙壁与工人之间的弹力大小为F 2,重力加速度为g ,不计人与墙壁之间的摩擦,则( )A .1sin mgF α= B .2tan mgF α= C .若缓慢增大悬绳的长度,F 1与F 2都变小D .若缓慢增大悬绳的长度,F 1减小,F 2增大3.【2017年全国普通高等学校招生统一考试物理(全国3卷正式版)】考点06 中一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm 的两点上,弹性绳的原长也为80cm 。
将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100cm ;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)A .86cmB . 92cmC . 98cmD . 104cm4.【2017·河南省中原名校豫南九校高三上学期第四次质量考评】考点04 难如图所示,重6 N 的木块静止在倾角 030=θ的斜面上,若用平行于斜面大小等于4N 的水平力推木块,木块仍保持静止,则木块所受的摩擦力大小是( )A .3 NB .4NC .5 ND .6N5.【2017·开封市高三第一次模拟】考点06难在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A ,A 与竖直墙之间放另一截面也为半圆的柱状物体B ,整个装置处于静止状态,截面如图所示.设墙对B 的作用力为F 1,B对A的作用力为F2,地面对A的作用力为F3.在B上加一物体C,整个装置仍保持静止,则()A.F1保持不变,F3增大B.F1增大,F3保持不变C.F2增大,F3增大D.F2增大,F3保持不变6.【2017·山西省重点中学协作体高三上学期期末联考】考点06难如图所示,将一长方形木块锯开为A、B两部分后,静止放置在水平地面上.则()A.B受到四个力作用B.B受到五个力作用C.A对B的作用力方向竖直向下D.A对B的作用力方向垂直于它们的接触面向下7.【2017·重庆市高三上学期(一诊)期末测试】考点04 难如图所示,有8个完全相同的长方体木板叠放在一起,每个木板的质量为100g,某人用手在这叠木板的两侧加一水平压力F,使木板水平静止。
专题2 相互作用 专题训练一、单选题1.(2022·北京丰台·一模)纳米微吸材料是一种新型材料。
如图所示,一手机被吸附在由纳米微吸材料制成的手机支架上,此时手机处于静止状态。
若手机质量为m ,手机和水平面的夹角为θ,重力加速度为g ,手机支架对手机的作用力大小为( )A .mgB .sin mg θC .cos mg θD .tan mg θ2.(2022·四川遂宁·二模)如图,木板AB 上固定一垂直于板面的挡板,小球紧靠挡板静止在木板上,不计球与木板和挡板间的摩擦。
现保持木板A 端的位置不变,缓慢抬高木板B 端,则在该过程中( )A .木板和挡板对球作用力的合力增大B .球对木板的压力减小C .球对挡板的压力先增大后减小D .球对挡板的压力大小不变3.(2022·辽宁·模拟预测)如图所示,悬挂在O 点的三个小球a 、b 、c 由轻细线相连,它们的重力大小均为G 。
当大小为G 的水平拉力作用在b 上时,a 、b 间的细线与水平方向的夹角为1θ;当大小为G 的水平拉力作用在c 上时,a 、b 间的细线与水平方向的夹角为2θ,则12tan :tan θθ为( )A .1:1B .1:2C .1:3D .2:14.(2022·安徽马鞍山·一模)如图所示,半径为R 的光滑半圆形支架竖直固定在水平地面上,套在支架上的两小球a 和b 用轻绳连接,处于静止状态。
小球a 和b 距地面的高度分别为0.8R 、0.6R 。
则( )A .两小球质量之比:3:4a b m m =B .两小球质量之比:4:3a b m m =C .支架对两小球的弹力之比:3:4a b F F =D .支架对两小球的弹力之比:4:5a b F F =5.(2022·江苏·模拟预测)如图所示,滑块M 与重物m 通过轻绳跨过定滑轮相连,M 放在水平地面的长木板上,当长木板在外力的作用下向右运动时,M 静止不动。
(物理)物理相互作用专项习题及答案解析及解析一、高中物理精讲专题测试相互作用1.一架质量m 的飞机在水平跑道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2212,F k v F k v ==阻升,跑道的阻力与飞机对地面的压力成正比,比例系数为0k (012m k k k 、、、均为已知量),重力加速度为g 。
(1)飞机在滑行道上以速度0v 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012k k k 与、的关系表达式; (3)飞机刚飞离地面的速度多大?【答案】(1)222010()F k v k mg k v =+-;(2)22021F k v mak mg k v --=-;(3)1mg v k = 【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 F F =+阻阻推,列式求解推力;(2)根据牛顿第二定律列式求解k 0与k 1、k 2的关系表达式;(3)飞机刚飞离地面时对地面的压力为零. 【详解】(1)当物体做匀速直线运动时,所受合力为零,此时有空气阻力 220F k v 阻=飞机升力 210F k v =升飞机对地面压力为N ,N mg F =-升地面对飞机的阻力为:'0F k N =阻 由飞机匀速运动得:F F F =+,阻阻推 由以上公式得 2220010()F k v k mg k v =+-推(2)飞机匀加速运动时,加速度为a ,某时刻飞机的速度为v ,则由牛顿第二定律:22201-()=F k v k mg k v ma --推解得:22021-F k v mak mg k v -=-推(3)飞机离开地面时:21=mg k v解得:1mgv k =2.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.3.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】(1)3(2)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33μ=(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.4.如图所示,水平面上有一个倾角为的斜劈,质量为m .一个光滑小球,质量也m ,用绳子悬挂起来,绳子与斜面的夹角为,整个系统处于静止状态.(1)求出绳子的拉力T ; (2)若地面对斜劈的最大静摩擦力等于地面对斜劈的支持力的k 倍,为了使整个系统保持静止,k 值必须满足什么条件? 【答案】(1) (2)【解析】 【分析】【详解】试题分析:(1) 以小球为研究对象,根据平衡条件应用正交分解法求解绳子的拉力T ; (2) 对整体研究,根据平衡条件求出地面对斜劈的静摩擦力f ,当f≤f m 时,整个系统能始终保持静止. 解:(1) 对小球: 水平方向:N 1sin30°=Tsin30° 竖直方向:N 1cos30°+Tcos30°=mg 代入解得:;(2) 对整体: 水平方向:f=Tsin30° 竖直方向:N 2+Tcos30°=2mg 而由题意:f m =kN 2为了使整个系统始终保持静止,应该满足:f m ≥f 解得:.点晴:本题考查受力平衡的应用,小球静止不动受力平衡,以小球为研究对象分析受力情况,建立直角坐标系后把力分解为水平和竖直两个方向,写x 轴和y 轴上的平衡式,可求得绳子的拉力大小,以整体为研究对象,受到重力、支持力、绳子的拉力和地面静摩擦力的作用,建立直角坐标系后把力分解,写出水平和竖直的平衡式,静摩擦力小于等于最大静摩擦力,利用此不等式求解.5.用质量为m 、总电阻为R 的导线做成边长为l 的正方形线框MNPQ ,并将其放在倾角为θ的平行绝缘导轨上,平行导轨的间距也为l ,如图所示,线框与导轨之间是光滑的,在导轨的下端有一宽度为l (即ab l =)、磁感应强度为B 的有界匀强磁场,磁场的边界'aa 、'bb 垂直于导轨,磁场的方向与线框平面垂直,线框从图示位置由静止释放,恰能匀速穿过磁场区域,重力加速度为g ,求:(1)线框通过磁场时的速度v ;(2)线框MN 边运动到'aa 的过程中通过线框导线横截面的电荷量q ; (3)通过磁场的过程中,线框中产生的热量Q 。
高考物理新力学知识点之相互作用专项训练及答案一、选择题1.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 .2.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3.两个物体相互接触,关于接触处的弹力和摩擦力,以下说法正确的是 ( ) A .一定有弹力,但不一定有摩擦力B .如果有弹力,则一定有摩擦力C .如果有摩擦力,则一定有弹力D .如果有摩擦力,则其大小一定与弹力成正比4.杂技演员有高超的技术,能轻松地顶接从高处落下的坛子,关于他顶坛时头顶受到的压力,产生的直接原因是( )A .坛的形变B .头的形变C .物体受到的重力D .人受到的重力5.一轻质弹簧原长为8 cm ,在4 N 的拉力作用下伸长了2 cm ,弹簧未超出弹性限度,则该弹簧的劲度系数为( )A .40 m/NB .40 N/mC .200 m/ND .200 N/m6.如图所示,小球用细绳系住,绳的另一端固定于O 点,现用水平F 缓慢推动斜面体,小球在斜面上无摩擦地滑动,细绳始终处于直线状态,当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平,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保持不变,F T不断增大B.F N不断增大,F T不断减小C.F N保持不变,F T先增大后减小D.F N不断增大,F T先减小后增大7.磁力棒是可拆卸类拼搭玩具。
如图所示为一磁力棒吸着一颗钢球,下列说法正确的是()A.磁力棒对刚球弹力是由于钢球发生形变产生的B.钢球受到磁力棒的磁力等于钢球的重力C.钢球受到磁力棒的作用力方向竖直向上D.钢球和磁力棒整体一起白由下落,则磁力棒对钢球弹力等于零8.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.9.叠放在水平地面上的四个完全相同的排球如图所示,质量均为m,相互接触,球与地面间的动摩擦因数均为μ,则:A.上方球与下方3个球间均没有弹力B.下方三个球与水平地面间均没有摩擦力C.水平地面对下方三个球的支持力均为43 mgD .水平地面对下方三个球的摩擦力均为43mg μ 10.如图所示,质量为1kg 的物体与地面间的动摩擦因数0.2μ=,从0t =开始以初速度0v 沿水平地面向右滑行,同时受到一个水平向左的恒力1N F =的作用,取向右为正方向,该物体受到的摩擦力f F 随时间变化的图像是下列图中的( )A .B .C .D .11.如图,水平地面上有一固定斜劈,斜劈上一物块正沿斜面以速度v 0匀速下滑,下列说法正确的是( )A .物块受到沿斜面向下的下滑力,大小等于摩擦力B .匀速下滑的v 越大,物块受到的摩擦力越大C .换一个质量更大的同种材料制成的物块,不可能在斜劈上匀速滑动D .物块一共受到重力、弹力和摩擦力三个力12.2018年3月2日上映的《厉害了我的国》的票房和评分都极高。
专题二十、动量和能量1. ( 2013 安徽望江二中质检)如下图,在圆滑水平面上质量分别为m A=2kg、m B=4kg,速率分别为 v A=5m/s、 v B=2m/s 的 A、 B 两小球沿同向来线相向运动, 下述正确的选项是A.它们碰撞前的总动量是18kg·m/s,方向水平向右B.它们碰撞后的总动量是18kg·m/s,方向水平向左C.它们碰撞前的总动量是2kg·m/s,方向水平向右D.它们碰撞后的总动量是2kg·m/s,方向水平向左答案: D分析:依据题述,它们碰撞前的总动量是m B v B- m A v A= 2 kg·m/s,方向水平向左,根据动量守恒定律,它们碰撞后的总动量是2kg·m/s,方向水平向左,选项 D 正确 ABC 错误。
2.(2013 河北正定中学测试)如下图,半径为R的圆滑圆形轨道固定在竖直面内.小球 A、 B质量分别为 m、3m。
A 球从左边某高处由静止开释,并与静止于轨道最低点的B 球相撞,碰撞后 A1球被反向弹回,且A、B 球能达到的最大高度均为R.重力加快度为 g.问:(1)碰撞刚结束时B球对轨道的压力大小;(2)经过计算说明 , 碰撞过程中A、B球构成的系统有无机械能损失?如有机械能损失 , 损失了多少?2.分析:(1)因 A、 B 球能达到的最大高度均为1/4R,由机械能守恒定律,获得碰撞后小球的速度大小为1/2mv 2= 1/4mgR, v A= v B= 1 gR2设 B 球遇到的支持力大小为N,依据牛顿第二定律:2 N - 3mg =mv,得 N = 9/2mg .R由牛顿第三定律,小球B 对轨道的压力大小为: N ′= N = 9/2mg .( 2)设 A 球碰前的速度方向为正方向,碰撞过程知足动量守恒定律,mv 0=- mv A + 3mv B代入 v A 与 v B 的值,有: v 0=2gR碰前系统的机械能 E = 12mv 0 = mgR1 2碰后系统的机械能为 E 2= 1/4mgR + 3/4mgR = mgR故 E 1= E 2,无机械能损失.3. ( 2013 北京丰台期末)在圆滑的水平面上,一质量为 m A =0.1kg 的小球 A ,以 8 m/s 的初速度向右运动,与质量为m =0.2kg 的静止小球 B 发生弹性正碰。
高中物理相互作用试题经典及解析一、高中物理精讲专题测试相互作用1.一架质量m 的飞机在水平跑道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2212,F k v F k v ==阻升,跑道的阻力与飞机对地面的压力成正比,比例系数为0k (012m k k k 、、、均为已知量),重力加速度为g 。
(1)飞机在滑行道上以速度0v 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012k k k 与、的关系表达式; (3)飞机刚飞离地面的速度多大?【答案】(1)222010()F k v k mg k v =+-;(2)22021F k v mak mg k v --=-;(3)1mg v k = 【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 F F =+阻阻推,列式求解推力;(2)根据牛顿第二定律列式求解k 0与k 1、k 2的关系表达式;(3)飞机刚飞离地面时对地面的压力为零. 【详解】(1)当物体做匀速直线运动时,所受合力为零,此时有空气阻力 220F k v 阻=飞机升力 210F k v =升飞机对地面压力为N ,N mg F =-升地面对飞机的阻力为:'0F k N =阻 由飞机匀速运动得:F F F =+,阻阻推 由以上公式得 2220010()F k v k mg k v =+-推(2)飞机匀加速运动时,加速度为a ,某时刻飞机的速度为v ,则由牛顿第二定律:22201-()=F k v k mg k v ma --推解得:22021-F k v mak mg k v -=-推(3)飞机离开地面时:21=mg k v解得:1mgv k =2.如图所示,质量为M=5kg 的物体放在倾角为θ=30º的斜面上,与斜面间的动摩擦因数为/5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,M 用平行于斜面的轻绳绕过光滑的定滑轮与不计质量的吊盘连接,两个劲度系数均为k=1000N/m 的轻弹簧和两个质量都是m 的物体均固连,M 刚好不上滑,取g=10m/s 2。
专题二.相互作用1.(2013江苏南京盐城一模)如图所示,壁虎在竖直玻璃面上斜向上匀速爬行,关于它在此平面内的受力分析,下列图示中正确的是 答案:A 解析:壁虎在竖直玻璃面上斜向上匀速爬行,受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力,图示中A 正确。
2.(2013江西南昌调研)两个劲度系数分别为k 1和k 2的轻质弹簧a 、b 串接在一起,a 弹簧的一端固定在墙上,如图所示.开始时弹簧均处于原长状态,现用水平力作用在b 弹簧的p 端向右拉动弹簧,已知a 弹簧的伸长量为L ,则 A .b 弹簧的伸长量也为L B .b 弹簧的伸长量为12k LkC .P 端向右移运动的距离为2LD .P 端向右移运动的距离为(1+21k k )L 答案:B解析:根据两根弹簧中弹力相等可得b 弹簧的伸长量为12k Lk ,P 端向右移运动的距离为L+12k k L,选项B 正确。
3.(2013徐州质检)如图所示,一个“Y”字形弹弓顶部跨度为L ,两根相同的橡皮条均匀且弹性良好,其自由长度均为L ,在两橡皮条的末端用一块软羊皮(长度不计)做成裹片可将弹丸发射出去。
若橡皮条的弹力满足胡克定律,且劲度系数为k ,发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为2L (弹性限度内),则弹丸被发射过程中所受的最大弹力为mgFυAmg FυBmgFυCmg F υDA.15kL/2B.3kL/2C.kLD. 2kL答案:A解析:发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为2L,每根橡皮条的弹力为kL,两根橡皮条的夹角为θ=2arcsin0.25,弹丸被发射过程中所受的最大弹力为F=2kL cos(θ/2)=2 kL·15/4=15kL/2,选项A正确。
4.(2013山东济南期中检测)一质量为m的物体放在粗糙斜面上保持静止。
现用水平力F 推m,如图所示,F由零逐渐增加,整个过程中物体m和斜面始终保持静止状态,则()A.物体m所受的支持力逐渐增加B.物体m所受的静摩擦力逐渐减小直到为零C.物体m所受的合力逐渐增加D.水平面对斜面的摩擦力逐渐增加【答案】AD【解析】物体始终处于静止状态,所以所受的合力始终为零.故C错误.对物体受力分析并分解如图:未画上f,讨论f的情况:①Fcosθ=Gsinθ;f=0②Fcosθ>Gsinθ;f沿斜面向下③Fcosθ<Gsinθ;f沿斜面向上所以f的变化情况是:①有可能一直变大②有可能先变小后反向变大故B错误.mFθ物体m 所受的支持力大小等于Gcosθ+Fsinθ,故A 正确.将物体和斜面看做一个整体分析可知,随F 增大,水平面对斜面的摩擦力逐渐增加。
5.(2013徐州质检)如图所示,A 是一质量为M 的盒子,B 的质量为M /2,A 、B 用细绳相连,跨过光滑的定滑轮,A 置于倾角θ=30°的斜面上,B 悬于斜面之外而处于静止状态。
现在向A 中缓慢加入沙子,整个系统始终保持静止,则在加入沙子的过程中 A .绳子拉力逐渐减小 B .A 对斜面的压力逐渐增大 C .A 所受的摩擦力逐渐增大 D .A 所受的合力不变 答案:BD解析:现在向A 中缓慢加入沙子,整个系统始终保持静止,则在加入沙子的过程中,绳子拉力等于B 物体重力,不变,选项A 错误;A 对斜面的压力逐渐增大,A 所受的合力不变,A 所受的摩擦力可能逐渐减小,选项C 错误BD 正确。
6. (2013山东济南测试)如图所示,在水平板左端有一固定挡板,挡板上连接一轻质弹簧。
紧贴弹簧放一质量为m 的滑块,此时弹簧处于自然长度。
已知滑块与板的动摩擦因数及最大静摩擦因数均为33。
现将板的右端缓慢抬起使板与水平面间的夹角为θ,最后直到板竖直,此过程中弹簧弹力的大小F 随夹角θ的变化关系可能是图中的( )【答案】C【解析】设板与水平面的夹角为α时,滑块相对于板刚要滑动,则由mgsinα=μmgcosα得 tanα=3,α=6π,则θ在0-6π范围内,弹簧处于原长,弹力F=0;当板与水平面的夹角大于α时,滑块相对板缓慢滑动,由平衡条件得F=mgsinθ-)θβ-,其中tanβ=-μ,说明F 与θ是正弦形式的关系.当θ=2π时,F=mg .故选C 。
7.(2013江苏盐城明达中学测试)风洞是进行空气动力学实验的一种主要设备。
某兴趣小组为了检验一飞机模型的性能,对该模型进行了模拟风洞实验,该实验的示意图如图,其中AB 代表飞机模型的截面,OL 为飞机模型的牵引绳。
已知风向水平,飞机模型重为G ,当牵引绳水平时,飞机模型恰好静止在空中,此时飞机平面与水平面的夹角为θ,则作用于飞机上的风力大小为A .G/sin θB .G cos θC .G/cos θD .G sin θ 答案:C解析:对飞机模型分析受力,画出受力分析图,由cos θ=G/F 可得F= G/cos θ,选项C 正确。
8.(2013山东济南期中检测)一轻杆BO ,其O 端用光滑铰链固定在竖直轻杆AO 上,B 端挂重物,且系一细绳,细绳跨过杆顶A 处的光滑小滑轮,用力F 拉住,如图所示。
现将细绳缓慢向左拉,使杆BO 与AO 的夹角逐渐减小,则在此过程中,拉力F 及杆BO 所受压力F N 的大小变化情况是( ) A .F N 先减小,后增大 B .F N 始终不变 C . F 先减小,后增大 D . F 始终不变 【答案】B【解析】当细绳缓慢拉动时,整个装置处于动态平衡状态,设物体的重力为G .以B 点为研究对象,分析受力情况,作出力图,如图.BL作出力F N 与F 的合力F 2,根据平衡条件得知,F 2=F 1=G .由△F 2F N B∽△ABO 得2N F BO F AO=得到N BOF G AO=,式中,BO 、AO 、G 不变,则F N 保持不变.OA 、OB 的夹角减小,由力的合成和分解知识可知F 逐渐减小。
只有A 正确。
9.(2013山东师大附中质检)图中弹簧秤、绳和滑轮的质量均不计,绳与滑轮间的摩擦力不计,物体的重力都是G ,在图甲、乙、丙三种情况下,弹簧秤的读数分别是F 1、F 2、F 3,则A .213F F F =>B .213F F F >=C .321F F F ==D .321F F F => 【答案】B【解析】甲图:物体静止,弹簧的拉力F 1=mg ;乙图:以物体为研究对象,作出受力分析图如图,由平衡条件得F 2=Gsin60°=0.866mg;丙图:以动滑轮为研究对象,受力如图.由几何知识得F 3=mg .故F 3=F 1>F 2,故选B 。
10.(2013山东师大附中质检)如图所示,加装“保护器”的飞机在空中发生事故失去动力时,上方的降落伞就会自动弹出。
已知一根伞绳能承重2000N ,伞展开后伞绳与竖直方向的夹角为37°,飞机的质量约为8吨。
忽略其他因素,仅考虑当飞机处于平衡时,降落伞的伞绳至少所需的根数最接近于(图中只画出了2根伞绳,sin37°=0.6,cos37°=0.8)A .25B .50C .75D .100 【答案】B【解析】设至少需要n 根伞绳,每根伞绳的拉力F 等于2000N ,飞机受力平衡 ,则cos37,cos37GnF G n F ︒==︒,代入数据解得n=50(根)。
11.(2013山东师大附中质检)如图所示,三个物块重均为100N ,小球P 重20N ,作用在物块2的水平力F=20N,整个系统平衡,则A .1和2之间的摩擦力是20NB .2和3之间的摩擦力是20NC .物块3受5个力作用D .3与桌面间摩擦力为20N【答案】BC【解析】整个系统平衡,则物块1只受到重力和物块2的支持力,1和2之间的摩擦力为0,A错误;物块2水平方向受拉力F和物块3的摩擦力,由二力平衡可知2和3之间的摩擦力是20N,B对;对物块3分析可知,水平方向受绳的拉力和物块2的摩擦力,二力平衡,所以物块3与桌面之间的摩擦力为0,物块3受重力、桌面的支持力、绳的拉力、物块2的压力和摩擦力5个力的作用,故C对D错。
12.(2013山东淄博月考)如图所示,质量相同分布均匀的两个圆柱体a、b靠在一起,表面光滑,重力均为G,其中b的下一半刚好固定在水平面MN的下方,上边露出另一半,a 静止在平面上,现过a的轴心施以水平作用力F,可缓慢的将a拉离平面一直滑到b的顶端,对该过程分析,应有A.拉力F先增大后减小,最大值是GB.开始时拉力F最大为3G,以后逐渐减小为0C.a、b间压力由0逐渐增大,最大为GD.a、b间的压力开始最大为2G,而后逐渐减小到G答案.BD解析:开始时,对a球受力分析,应用平衡条件,可得拉力F最大为3G,以后逐渐减小为0,选项A错误B正确;a、b间的压力开始最大为2G,而后逐渐减小到G,选项C错误D 正确。
13.(2013江苏阜宁中学月考)如图所示,一半球状物体放在粗糙的水平地面上,一只甲虫(可视为质点)从半球面的最高点开始缓慢往下爬行,在爬行过程中( )A.球面对甲虫的支持力变大B.球面对甲虫的摩擦力变大C.球面对甲虫的作用力变大D.地面对半球体的摩擦力变大答案:B解析:甲虫(可视为质点)从半球面的最高点开始缓慢往下爬行,在爬行过程中,球面对甲虫的支持力变小,摩擦力变大,选项A错误B正确;由于甲虫处于动态平衡状态,球面对。