1、高考物理相互作用常见题型及答题技巧及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试相互作用1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m30 kg，人的质量M50kg，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）400N和N【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2一架质量m的飞机在水平跑道上运动时会受到机身重力、竖
2、直向上的机翼升力、发动机推力、空气阻力、地面支持力和跑道的阻力的作用。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，跑道的阻力与飞机对地面的压力成正比，比例系数为（均为已知量），重力加速度为g。 (1)飞机在滑行道上以速度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，请写出的关系表达式；(3)飞机刚飞离地面的速度多大？【答案】(1)；(2)；(3) 【解析】【分析】（1）分析粒子飞机所受的5个力，匀速运动时满足，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、；（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 飞机升力 飞机对地面压力为N，地面对飞机的阻力为：由飞机匀速运动得：由以上公式得 （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：解得：（3）飞机离开地面时：解得：3如图所示：一根光滑的丝带两端分别系住物块A、C，丝带绕过两定滑轮，在两滑轮之间的丝带上放置了球B,D通过细绳跨过定滑轮水平寄引C物体。整个系统处于静止状态。已知，B物体两侧丝带间夹角为600，与C物体连接丝带与水平面夹角为300，此时C恰能保持静止状态。求：（g=10m/s2）（1）物体B的质量
4、m；（2）物体C与地面间的摩擦力f；（3）物体C与地面的摩擦系数（假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力）。【答案】（1） 3kg （2） f=10N （3） 【解析】（1）对B受力分析，受重力和两侧绳子的拉力，根据平衡条件，知解得：m=3kg对C受力分析，受重力、两个细线的拉力、支持力和摩擦力，根据平衡条件，知水平方向受力平衡：解得：f=10N（3）对C，竖直方向平衡，支持力：由f=N，知4将质量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对环施加一位于竖直平面内斜向上与杆夹角的恒定拉力F，使圆环从静止开始运动，第内前进了（取，）求：（1）圆环加速度a的大小；（2）拉力
5、F的大小【答案】（1） （2）或 【解析】（1）小环做匀加速直线运动，由运动学公式可知：解得：(2)令，解得当时，环与杆的上部接触，受力如图：由牛顿第二定律， 联立解得：代入数据得：当时，环与杆的下部接触，受力如图：由牛顿第二定律，联立解得：代入数据得：5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m1=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F1，且F1=5y（N）。经一段时间
6、，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=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， ， 。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F2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（3）【解析】（1）小球在平台上做曲线运
7、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点受到与x轴夹角为从O点到P点，变力做功根据动能定理有，解得根据速度的合成与分解有，得，小球到达P点时速度与x轴正方向成（2）小球离开P点后做平抛运动，根据平抛运动规律有，解得t=0.4s小球位移在水平面内投影设P点在地面的投影为，则由几何关系可得，解得s=1.5m滑块要与小球相遇，必须沿MN连线运动，由，得（3）设外力的方向与滑块运动方向（水平方向）的夹角为，根据平衡条件水平方向有： ，其中，竖直方向有联立解得由数学知识可得，其最小值。6如图所示，一质量m=40kg的小球在轻质弹簧和细线的作用下处于静止状态，细线AO与竖
8、直方向的夹角=370，弹簧BO水平并处于压缩状态，小球与弹簧接触但不粘连，已知弹簧的劲度系数k=100N/m，取sin370=06，cos370=08，求：（1）小球静止时，细线中的拉力T和弹簧的压缩量x；（2）剪断细线AB瞬间，小球的加速度a。【答案】（1）50N， 03m （2）125m/s2【解析】试题分析：（1）小球的受力图如图，根据平衡条件可知：弹簧的弹力F=mgtan而F=kx解得：T=50N，x=03m（2）剪断细线的瞬间，小球受到重力、弹力不变；合力与原细线中的拉力T等大反向，则方向与竖直方向成角370，斜向下沿原细线AB方向。考点：胡克定律；牛顿第二定律的应用【名师点睛】本题
9、考查了共点力平衡和牛顿第二定律的基本运用，知道剪断细线的瞬间，弹簧的弹力不变。7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R0.2 m的半圆平滑对接而成(圆的半径远大于细管内径)。轨道底端A与水平地面相切，顶端与一个长为l0.9 m的水平轨道相切B点。一倾角为37的倾斜轨道固定于右侧地面上，其顶点D与水平轨道的高度差为h0.45 m，并与其他两个轨道处于同一竖直平面内。一质量为m0.1 kg的小物体(可视为质点)在A点被弹射入“S”形轨道内，沿轨道ABC运动，并恰好从D点以平行斜面的速度进入倾斜轨道。小物体与BC段间的动摩擦因数0.5。(不计空气
10、阻力，g取10 m/s2。sin370.6, cos370.8)（1）小物体从B点运动到D点所用的时间；（2）小物体运动到B点时对“S”形轨道的作用力大小和方向；【答案】（1）0.5s（2）11.5N,方向向上【解析】试题分析：（1）小物体从C到D做平抛运动有：，解得：，物体从B到C做匀减速运动，由牛顿第二定律得，解得：小物体从B点运动到D点所用的时间：（2）物体运动到B点受到向下的弹力，由牛顿第二定律得解得：由牛顿第三定律有：，故所以对“S”形轨道的作用力大小为11.5 N，方向向上。考点：平抛运动、圆周运动、牛顿第二定律。【名师点睛】（1）小球从C到D做平抛运动，根据下降的高度和速度方向得
11、到平抛的初速度和时间，再对从B到C过程运用牛顿第二定律、速度位移公式和速度时间公式列式联立求解；（2）先假设小球在B受到的弹力向下，根据重力和弹力的合力提供向心力列式求出弹力，如果是负的，表示与假设的方向相反；8如图所示，AB是倾角为=37的粗糙直轨道，BCD是光滑的圆弧轨道，AB恰好在B点与圆弧相切，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
12、，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考查的较全，是圆周运动部分的一个好题。9如图所示小孩和雪橇的总质量，大人用与水平方向成角斜向上拉力F拉雪橇
13、，使雪橇沿水平地面以速度做匀速直线运动。已知雪橇与水平地面的动摩擦因数。（，取）求：（1）拉力F的大小；（2）拉力F撤消后雪橇还能滑行多远？【答案】（1）；（2）【解析】试题分析：（1）受力分析如图所示，将F向水平方向和竖直方向分解，由平衡关系可知：竖直向上：，水平向上：解得：；（2）F撤消后物体做匀减速运动，；，由牛顿第二定律可得：由位移公式可得：考点：共点力平衡的条件及其应用【名师点睛】以雪橇为研究对象，通过受力分析列出平衡方程即可求得拉力的大小；拉力撤去后，雪橇水平方向只受摩擦力，由牛顿第二定律可求得加速度，由运动学公式求得滑行距离；本题属牛顿运动定律的基本题型，只要能掌握运动情景及正确
14、受力分析即可顺利求解。10一个底面粗糙、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） （2） （3）【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=mg （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 =mg （3）为使整个系统静止，必须满足fmax=uFNTcos 60且有FN+Tsin 60=(M+m)g 联立解得u【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
