2021届高考物理考前特训: 相互作用 (解析版)
- 格式:doc
- 大小:938.00 KB
- 文档页数:23
(二轮复习 名师经验)03相互作用-2021高考备考绝密题型专项突破题集1.如图所示,在竖直放置的穹形光滑支架上(上部为半圆形, 左右竖直)一根不可伸长的轻绳通过光滑的轻质滑轮悬挂一重物G 。
现将轻绳的一端固定于支架上的A 点,另一端从B 点(B 点是穹形支架的最高点)沿支架缓慢地向C 点(C 点与A 点等高)靠近。
则绳中拉力大小变化的情况是( )A .先变小后变大B .先不变后变大C .先不变后变小D .先变大后不变【答案】:D【解析】:当轻绳的右端从 B 点缓慢移到直杆最上端时,设两绳的夹角为2θ。
以滑轮为研究对象,受力分析,根据平衡条件得2cos F mg θ=得到绳子的拉力2cos mgF θ=所以在轻绳的右端从 B 点移到直杆最上端的过程中, θ最大,cos θ减小,则 F 变大。
当轻绳的右端从直杆最上端移到 C 点时,设两绳的夹角为2α,绳子总长为 L ,两直杆间的距离为 s ,由数学知识得到sin sLα=L s 、不变,则 α保持不变。
再根据平衡条件可知,两绳的拉力 F 保持不变,所以绳中拉力大小变化的情况是先变大后不变,故选项D 正确;ABC 错误,故选D 。
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!22.一名同学把箱子从圆弧形的坡底缓慢地推到坡顶,该同学作用在箱子上的推力方向和箱子的运动方向始终相同.箱子可视为质点,且箱子和坡面之间的动摩擦因数不变,该同学在推动箱子的过程中,下列说法正确的是( )A .推力一直减小B .推力一直增大C .坡对箱子的作用力一直减小D .坡对箱子的作用力一直在增大【答案】:D【解析】:AB .对箱子受力分析,箱子受到重力、支持力、推力和摩擦力,如图所示,因为箱子移动缓慢,所以受力平衡,有sin cos F mg mg θμθ=+令tan =ϕμ根据数学知识可得()F θϕ=+当箱子向上移动时,箱子所处位置的切线方向与水平方向的夹角θ不断减小,当θ减小时,()sin θϕ+有可能不断减小,也有可能先增大后减小,故AB 错误;CD .坡对箱子的作用力'cos F mg ==箱子所处位置的切线方向与水平方向的夹角θ不断减小,当θ减小时,cos θ增大,故坡对箱子的作用力一直在增大,故D 正确,C 错误,故选D 。
专题03 相互作用选择题1. (2021春·浙江卷)如下图,电动遥控小车放在水平长木板上面,当它在长木板上水平向左加速运动时,长木板保持静止,此时〔〕A. 小车只受重力、支持力作用B. 木板对小车的作用力方向水平向左C. 木板对小车的作用力大于小车对木板的作用力D. 木板对小车的作用力与小车对木板的作用力大小一定相等【答案】D【解析】A.小车加速向左运动,受到自身的重力和电机的驱动力,受到长木板对小车的支持力和阻力,A错误;B.木板对小车的作用力包括竖直向上的支持力和水平方向的阻力,根据平行四边形定那么可知合力方向一定不在水平方向,B错误;CD.木板对小车的作用力与小车对木板的作用力是一对相互作用力,等大反向,C错误,D 正确。
应选D。
2. (2021·广东卷)唐代?来耜经?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,αβ如下图,忽略耕索质量,耕地过程中,以下说法正确的选项是〔〕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【解析】将拉力F正交分解如以下图所示那么在x方向可得出F x曲=F sinαF x直=F sinβ在y方向可得出F y曲=F cosαF y直=F cosβ由题知α < β那么sinα < sinβcosα > cosβ那么可得到F x曲 < F x直F y曲 > F y直B正确;应选B。
3. (2021·四川泸州三模)如下图,质量为M的小车放在光滑的水平地面上,右面靠着一竖直墙壁,小车的上外表是一个倾角为α的光滑斜面,重力加速度取g。
当有一个质量为m的小物块在斜面上自由下滑的过程中,小车对右侧墙壁的压力大小F1和对水平地面的压力大小F2分别为〔〕A. F1 =mg sinαcosαF2= Mg - mg sin2αB. F1= mg tanα F2= Mg+mg sinαcosαC. F1=mg tanα F2=Mg +mg - mg cosαD. F1=mg sinαcosαF2= Mg+mg cos2α【答案】D【解析】对小车进行受力分析,如下图:小车处于静止状态,受力平衡,水平方向有F 1=mg cosαsinα竖直方向有22cos F Mg mg α=+根据牛顿第三定律可知小车对右侧墙壁的压力大小为mg cosαsinα;对水平地面的压力大小为2cos Mg mg α+。
2021年高考物理备考艺体生百日突围系列专题02相互作用含解析(I) 相互作用是整个高中物理力学问题的解题基础,很多类型题都需要受力分析,然后用力的合成与分解、共点力平衡方程解题,其中对重力、弹力、摩擦力的考查方式大多以选择题的形式出现,每个小题中一般包含几个概念。
考查受力分析的命题方式一般是涉及多力平衡问题,可以用力的合成与分解求解,也可以根据平衡条件求解,考查方式一般以选择题形式出现,特别是平衡类连接体问题题设情景可能更加新颖。
第一部分知识背一背一、力的概念及三种常见的力(一)力(1)力的概念:力是物体对物体的作用.(2)力的三要素:大小、方向、作用点(3)力的基本特征:①物质性:力不能脱离物体而独立存在.②相互性:力的作用是相互的.③矢量性:既有大小,又有方向,其运算法则为平行四边形定则.④独立性:一个力作用在某一物体上产生的效果与这个物体是否同时受到其他力的作用无关.⑤同时性:物体间的相互作用总是同时产生,同时变化,同时消失.(3)力的作用效果:使物体发生形变或使物体的运动状态发生改变(即产生加速度).(4)力的表示力可以用一条带箭头的线段表示,线段的长度表示力的大小,箭头的方向表示力的方向,箭头(或者箭尾)画在力的作用点上,线段所在的直线叫做力的作用线力的示意图和力的图示是有区别的,力的图示要求严格画出力的大小和方向,在相同标度下线段的长度表示力的大小,而力的示意图着重力的方向的画法,不要求作出力的大小(5)力的分类①按性质分:重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等.②按效果分:压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力等.③按研究对象分:内力和外力.也可以根据力的本质,将力分为四种基本相互作用力:万有引力、电磁作用力,强相互作用力,弱相互作用力(二)、重力1.定义:由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力2.重力的大小:重力的大小与物体质量的关系是,通常取,即1kg的物体受到的重力大小为9.8N。
高考物理新力学知识点之相互作用专项训练解析含答案(4)一、选择题1.如图所示,用一根长为L 的细绳一端固定在O 点,另一端悬挂质量为m 的小球A ,为使细绳与竖直方向夹角为30°且绷紧,小球A 处于静止,则需对小球施加的最小力等于( )A .B .C .D .2.下列关于四项运动的解释,说法正确的是( )A .蹦床运动员在空中上升到最高点时处于完全失重状态B .跳高运动员在越杆时处于平衡状态C .举重运动员在举铃过头停在最高点时,铃处于超重状态D .跳远运动员助跑是为了增加自己的惯性,以便跳得更远3.一质量为中的均匀环状弹性链条水平套在半径为R 的刚性球体上,已知不发生形变时环状链条的半径为R/2,套在球体上时链条发生形变如图所示,假设弹性链条满足胡克定律,不计一切摩擦,并保持静止.此弹性链条的弹性系数k 为A .223(31)2mg R π+B .3(31)2mg R π-C .3(31)mg +D .3(31)mg + 4.如图所示,在一粗糙水平面上有两个质量分别为m 1和m 2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,木块与地面间的滑动摩擦因数均为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为( )A .1+L m g k μB .()12+L m m g k μ+C .2+L m g k μD .1212+m m L g k m m μ⎛⎫ ⎪+⎝⎭5.如图所示,一个重为5N 的大砝码,用细线悬 挂在O 点,现在用力F 拉砝码,使悬线偏离竖直方向30°时处于静止状态,此时所用拉力F 的最小值为 ( )A .8.65NB .5.0NC .4.3ND .2.5N 6.春节期间有挂灯笼的传统习俗。
如图是同一型号灯笼的四种悬挂方式,其中绳子OA 所受拉力最大的是( ) A . B .C .D .7.灯笼,又称彩灯,是一种古老的中国传统工艺品.每年的农历正月十五元宵节前后,人们都挂起红灯笼,来营造一种喜庆的氛围.如图是某节日挂出的一只灯笼,轻绳a 、b 将灯笼悬挂于O 点绳a 与水平方向的夹角为,绳b 水平.灯笼保持静止,所受重力为G ,绳a 、b 对O 点拉力分別为F 1、F 2,下列说法正确的是( )A .B .C .F 1和F 2的合力与灯笼对地球的引力是一对平衡力D .灯笼只有重心位置处受重力作用,其他位置不受重力8.小华同学利用如图所示的实验装置来测定物体与滑板间的滑动摩擦力.下列关于用这种装置做实验的说法中,你认为正确的是A.必须调节托盘中重物的重量,确保滑板做匀速运动B.不一定要使滑板做匀速运动,但必须要用恒力拉滑板C.托盘中放的重物越重,滑板运动得越快,弹簧秤读数越大D.只要滑板与木块有相对运动,无论滑板做什么运动,弹簧秤的读数都相同9.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v0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10.倾角为30°的固定斜面上有一质量m=1.0kg的物体,细绳跨过光滑的滑轮,一端与物体相连且平行于斜面,另一端与弹簧秤相连,如图所示。
2021年高考物理一轮复习专题测试专题02 相互作用一、单项选择题(每题4分,共40分)1.如图所示的实验可以用来研究物体所受到的滑动摩擦力。
当手拉木板从木块下抽出时,弹簧测力计的示数为f,由此可知()A.木板与桌面间的滑动摩擦力等于fB.木块与木板间的滑动摩擦力等于fC.绳子对木板的拉力等于fD.人手对绳子的拉力等于f解析由于木块静止,所受滑动摩擦力等于弹簧的弹力f,B正确,A错误;绳子对木板的拉力、人手对绳子的拉力都未知,C、D错误。
答案 B2.如图所示的容器内盛有水,器壁AB部分是一个平面且呈倾斜状,有一个小物件P处于图示位置并保持静止状态,则该物体()A.可能受三个力作用B.可能受四个力作用C.一定受三个力作用D.一定受四个力作用答案B物体一定受到重力和浮力,若浮力大小等于重力,则二者可以平衡,物体与AB间没有相互作用,故可能受两个力作用;若浮力大于重力,则物体一定会受AB的弹力,由于弹力垂直于接触面向下,物体只有受到斜向下的摩擦力才能受力平衡,故物体可能受四个力;故只有B 项正确,A、C、D错误。
3.图为节日里悬挂灯笼的一种方式,A、B点等高,O为结点,轻绳AO、BO长度相等,拉力分别为F A、F B,灯笼受到的重力为G。
下列表述正确的是()A.F A一定小于GB.F A与F B大小相等C.F A与F B是一对平衡力D.F A与F B大小之和等于G答案B由题意知,A、B两点等高,且两绳等长,故F A与F B大小相等,B选项正确。
若两绳夹角大于120°,则F A=F B>G;若夹角小于120°,则F A=F B<G;若夹角等于120°,则F A=F B=G,故选项A、D错。
夹角为180°时,F A与F B才能成为一对平衡力,但这一情况不可能实现,故C项错。
4.(2020广东湛江模拟)如图所示,三根粗细均匀完全相同的圆木A、B、C堆放在水平地面上,处于静止状态,每根圆木的质量为m,截面的半径为R,三个截面圆心连线构成的等腰三角形的顶角θ=120°,若在地面上的两根圆木刚好要滑动,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不考虑圆木之间的摩擦,重力加速度为g,则()A.圆木间的弹力为mgB.下面两根圆木对地面的压力均为mgC.地面上的每根圆木受到地面的作用力为mgD.地面与圆木间的动摩擦因数为答案B对A进行受力分析,如图所示,A处于平衡状态,合力为零,则有F N1sin =F N2sin,F N1 cos+F N2 cos =mg,解得F N1=F N2=mg,故A错误;对整体受力分析,受到重力、地面的支持力、B受到的向右的摩擦力和C受到的向左的摩擦力,由对称性可知,竖直方向有==mg,故B正确;对B进行研究,地面对B的作用力等于地面对B的支持力与地面对B的摩擦力的合力,大于mg,故C错误;对C,根据平衡条件得F f=F N2 sin 60°=mg×=mg,所以地面对C的摩擦力大小为mg,根据F f=μ,可得μ===,故D错误。
高考物理互相作用试题经典及分析一、高中物理精讲专题测试互相作用1.如下图,放在粗拙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 绕过圆滑的定滑轮与轻弹簧的右端及轻绳 BO 的上端连结于 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,重力加快度 g=10m/s2 ),求:(1)弹簧的伸长量 x;(2)物块 A 遇到的摩擦力.【答案】(1);(2)5N,沿斜面向上【分析】(1)对结点O 受力剖析如下图:依据均衡条件,有:,(2)设物体 A 所受摩擦力沿斜面向下,对物体,且:,解得:A 做受力剖析如下图:;依据均衡条件,有:,解得:,即物体 A 所受摩擦力大小为,方向沿斜面向上。
点睛:本题主要考察了均衡条件和胡克定律得直策应用,要求同学们能选择适合的研究对象并能正确对物体受力剖析,注意正交分解法在解题中的应用。
2.如下图,质量M=2kg 的物块 A 放在水平川面上,滑轮固定在天花板上,细绳越过滑轮,一端与物块 A 连结,另一端悬挂质量 m=1kg 的物块 B,细绳竖直, A、 B 处于静止状态。
现对物体 A 施加向左的水平外力 F,使 A 沿水平面向左迟缓挪动。
物块 A 刚开始挪动时水平外力 F1= 3N,不计绳与滑轮间的摩擦,重力加快度g 取 10 m/s 2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:(1)物块 A 与水平川面间的动摩擦因数μ;(2)当连结物块 A 的细绳与竖直方向的夹角β=37 °时,水平外力F2的大小。
(已知sin37 =0°.6, cos37 °=0.8)【答案】(1) 0.3( 2) 9.6N【分析】【剖析】(1) 活结绳竖直时张力相等,由均衡知识求解.(2) 抓住两物体的联系点:倾斜的活结绳上的张力依旧相等,由受力剖析求外力.【详解】(1)设物块 A 刚开始挪动时,绳索的拉力为T,地面对A的支持力为N1,由均衡条件得 , 对B:T mg对 A:Mg N1TF1f1N1代入数据得0.3(2) 设当细线与竖直方向夹角为37°时,地面对 A 的支持力为N 2由均衡条件得:F2N 2T sinN2T cos Mg代入数据,得F29.6?N【点睛】绳连结体的重点是掌握活结绳上的五同规律:沿绳张力同样,沿绳加快度同样,沿绳刹时速度相等,沿绳的拉力功率相等;沿绳的拉力做功相等.3.如下图,水平面上有一个倾角为的斜劈,质量为m.一个圆滑小球,质量也m,用绳索悬挂起来,绳索与斜面的夹角为,整个系统处于静止状态.(1)求出绳索的拉力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 值一定知足什么条件?【答案】(1)(2)【分析】【剖析】【详解】试题剖析: (1)以小球为研究对象,依据均衡条件应用正交分解法求解绳索的拉力T;(2) 对整体研究,依据均衡条件求出地面对斜劈的静摩擦力f,当 f ≤f m时,整个系统能一直保持静止.解: (1) 对小球:水平方向: N1sin30 =Tsin30°°竖直方向: N1cos30 +Tcos30°=mg°代入解得:;(2)对整体:水平方向: f=Tsin30 °竖直方向: N2+Tcos30 =2mg°而由题意: f m =kN2为了使整个系统一直保持静止,应当知足:f m≥f解得:.点晴:本题考察受力均衡的应用,小球静止不动受力均衡,以小球为研究对象剖析受力情况,成立直角坐标系后把力分解为水平易竖直两个方向,写 x 轴和 y 轴上的均衡式,可求得绳索的拉力大小,以整体为研究对象,遇到重力、支持力、绳索的拉力和地面静摩擦力的作用,成立直角坐标系后把力分解,写出水平易竖直的均衡式,静摩擦力小于等于最大静摩擦力,利用此不等式求解.4.如下图,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 V1=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,加快度大小为2.5m/s 2,抵达斜面底端 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)木箱抵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起码多大.、【答案】( 1) 10N(2) 0.4s 0.6m(3)1(答0.33也得分)3【分析】(1)由均衡知识:对木箱水平方向F cos f ,竖直方向:且 f F N,解得 F=10N(2)由v22v122ax ,解得木箱从B到C的位移x=0.6m,F sin F N mgt v2 v11 2s 0.1sa 2.5(3)木箱沿斜面上滑的加快度a1mg sin 37mg cos378m / s2m对木箱和斜面的整体,水平方向f1ma1 cos37竖直方向: M m g F N ma1 sin37 ,此中f11F N,解得11 3点睛:本题是力均衡问题,重点是灵巧选择研究对象进行受力剖析,依据均衡条件列式求解.求解均衡问题重点在于对物体正确的受力剖析,不可以多力,也不可以少力,关于三力均衡,假如是特别角度,一般采使劲的合成、分解法,关于非特别角,可采纳相像三角形法求解,关于多力均衡,一般采纳正交分解法.5.如下图,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距lm ,导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连结阻值为R 的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直.质量为 0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持优秀接触,它们之间的动摩擦因数为 0.25.求:(1)金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加快度大小;(2)当金属棒下滑速度达到稳准时,电阻R 耗费的功率为8W,求该速度的大小;(3)在上问中,若R= 2Ω,金属棒中的电流方向由 a 到b,求磁感觉强度的大小与方向.(g=10rn / s2, sin37=°0.6,cos37 =°0.8)【答案】(1) 4m/s2( 2)10m/s ( 3)0.4T,方向垂直导轨平面向上【分析】试题剖析:( 1)金属棒开始下滑的初速为零,依据牛顿第二定律:①由① 式解得= 10×(O.6-0.25 ×0.)8m/ s2=4m/ s2②(2)设金属棒运动达到稳准时,速度为,所受安培力为F,棒在沿导轨方向受力均衡③此时金属棒战胜安培力做功的功率等于电路中电阻耗费的电功率:④由③ 、④ 两式解得⑤(3)设电路中电流为I,两导轨间金属棒的长为l,磁场的磁感觉强度为B⑥⑦由⑥ 、⑦ 两式解得磁场方向垂直导轨平面向上⑧考点:导体切割磁感线时的感觉电动势;牛顿第二定律【名师点睛】本题主要考察了导体切割磁感线时的感觉电动势、牛顿第二定律。
2021届新高考物理第一轮复习课时强化训练相互作用一、选择题1、如图所示,质量为m 的小球用水平轻质弹簧系住,并用倾角θ=37° 的木板托住,小球处于静止状态,弹簧处于压缩状态,则( )A .小球受木板的摩擦力一定沿斜面向上B .弹簧弹力不可能为34mg C .小球可能受三个力作用D .木板对小球的作用力有可能小于小球的重力mg解析:选C 小球的受力分析如图,当mg sin 37° >F cos 37°,小球受到沿斜面向上的摩擦力,当mg sin 37° <F cos 37°,小球受到沿斜面向下的摩擦力,当mg sin 37° =F cos 37°,斜面对小球不受摩擦力,且F =mg tan 37° =34mg ,所以A 、B 错误,C 正确;木板对小球的作用力的竖直分量等于mg ,所以不可能小于mg ,D 错误.2、如图所示,半圆形线框竖直放置在粗糙的水平地面上,质量为m的光滑小球P在水平外力F的作用下处于静止状态,P与圆心O的连线与水平面的夹角为θ,将力F在竖直面内沿顺时针方向缓慢转过90°,框架与小球始终保持静止状态,在此过程中下列说法正确的是( )A.拉力F一直增大B.拉力F的最小值为mg sinθC.地面对框架的摩擦力先增大后减小D.框架对地面的压力始终在减小解析:选D 对球受力分析,如图所示,从图看出,将力F在竖直面内沿顺时针方向缓慢转过90°,拉力先减小后增加,当拉力与支持力垂直时最小,为mg cosθ,故A、B错误;再分析球和框整体,受重力、拉力、支持力和摩擦力,如果将图中的拉力F沿着水平和竖直方向正交分解,将力F在竖直面内沿顺时针方向缓慢转过90°过程中,其水平分力减小、而竖直分力增加,根据平衡条件可知,支持力减小、摩擦力也减小,根据牛顿第三定律,对地面的压力减小,故C错误,D正确。
高考物理互相作用题 20 套( 带答案 ) 含分析一、高中物理精讲专题测试互相作用1. 一轻弹簧的一端固定在倾角为θ的固定圆滑斜面的底部,另一端和质量为 m 的小物块a 相连,如下图.质量为3m 的小物块 b 紧靠 a 静止在斜面上,此时弹簧的压缩量为5x 0,从 t=0 时开始,对 b 施加沿斜面向上的外力,使 b 一直做匀加快直线运动.经过一段 时间后,物块 a 、b 分别;再经过相同长的时间,b 距其出发点的距离恰巧也为x 0.弹簧的形变一直在弹性限度内,重力加快度大小为 g .求 :(1) 弹簧的劲度系数; (2) 物块 b 加快度的大小;(3) 在物块 a 、 b 分别前,外力大小随时间变化的关系式.8mg sin22( 2) g sin(3) F8 mg sin4mg sin【答案】 (1)5x 052525x 0【分析】 【详解】(1)对整体剖析,依据均衡条件可知,沿斜面方向上重力的分力与弹簧弹力均衡,则有:3kx 0=( m+m ) gsin θ58mgsin解得: k=5x 0(2)由题意可知, b 经两段相等的时间位移为 x 0;x 1 1 由匀变速直线运动相邻相等时间内位移关系的规律可知:x 04说明当形变量为x 1x 0x 03x 0 时两者分别;4 4对 m 剖析,因分别时 ab 间没有弹力,则依据牛顿第二定律可知:kx 1 -mgsin θ =ma联立解得: a=1gsin5(3)设时间为 t ,则经时间 t 时, ab 行进的位移 x=1 at 2= gsin t 22 10则形变量变成: △x=x 0-x对整体剖析可知,由牛顿第二定律有:F+k △x-( m+ 3m ) gsin θ=(m+ 3 m ) a5 5解得: F= 84mg2 sin2t 2 mgsin θ+25x025因分别时位移 x= x0由 x=x0 =1at2解得:t5x0 4422gsin故应保证 0≤t<5x0, F表达式才能建立.2gsin点睛:本题考察牛顿第二定律的基本应用,解题时必定要注意明确整体法与隔绝法的正确应用,同时注意剖析运动过程,明确运动学公式的选择和应用是解题的重点.2.如下图 ,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,拉着球带动木块一同向右匀速运动,运动中 M、 m 相对地点保持不变,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 ,使球和木块一同向右匀速运动的拉力最小?【答案】(1) 30°( 2)μ=( 3)α=arctan.【分析】【详解】(1)对小球 B 进行受力剖析,设细绳对N 的拉力为 T 由均衡条件可得:Fcos30 ° =Tcos θFsin30 ° +Tsin θ =mg代入数据解得:T=10,tanθ= ,即:θ=30°(2)对 M 进行受力剖析,由均衡条件有F N=Tsin θ +Mgf=Tcos θf= μF N解得:μ=(3)对 M、 N 整体进行受力剖析,由均衡条件有:F N+Fsin α=(M+m ) gf=Fcos α =NμF联立得: Fcosα=μ( M+m ) g-μFsin α解得: F=令: sin β=,cosβ=,即:tanβ=则:所以:当α+β=90时°F有最小值.所以:tan α=μ=时 F 的值最小.即:α=arctan【点睛】本题为均衡条件的应用问题,选择好适合的研究对象受力剖析后应用均衡条件求解即可,难点在于研究对象的选择和应用数学方法议论拉力 F 的最小值,难度不小,需要细细品尝.3.质量 m= 5kg 的物体在 20N 的水平拉力作用下,恰能在水平川面上做匀速直线运动.若改用与水平方向成θ= 37°角的力推物体,仍要使物体在水平川面上匀速滑动,所需推力应为多大?( g= 10N/kg, sin37 °= 0.6,cos37°= 0.8)【答案】 35.7N ;【分析】解:用水平力拉时,物体受重力、支持力、拉力和滑动摩擦力,依据均衡条件,有:f mgf20解得:0.4mg 50改用水平力推物体时,对物块受力剖析,并建正交坐标系如图:由 F X0 得: Fcos f①由 F Y0得: N mg Fsin②此中:fN③解以上各式得:F35.7N【点睛】本题重点是两次对物体受力剖析,而后依据共点力均衡条件列方程求解,注意摩擦力是不一样的,不变的是动摩擦因数.4.如下图:一根圆滑的丝带两头分别系住物块A、C,丝带绕过两定滑轮,在两滑轮之间的丝带上搁置了球B,D经过细绳越过定滑轮水平寄引C物体。
相互作用【原卷】1.(2021·广东佛山市·佛山一中高一月考)如图甲、乙所示,倾角为θ的固定斜面上分别有一个滑块M,图甲中滑块上表面水平,图乙中滑块的上表面平行斜面,在滑块M上分别有一个质量为m的物块,现在M和m相对静止,一起沿斜面匀速下滑,下列说法正确的是()A.图甲中物块m受3个力B.图甲中滑块M受5个力C.图甲中物块m受4个力D.图乙中滑块M受5个力2.(2021·广东佛山市·佛山一中高一月考)如图甲所示,轻杆OB可绕B点自由转动,另一端O点用细绳拉住,固定在左侧墙壁上,质量为m的重物用细绳OC悬挂在轻杆的O点,OA与轻杆的夹角∠BOA=30°。
乙图中水平轻杆OB 一端固定在竖直墙壁上,另一端O装有小滑轮,用一根绳跨过滑轮后悬挂一质量为m的重物,图中∠BOA=30°,以下说法正确的是()A.甲图中绳对杆的压力不沿杆B.乙图中滑轮对绳的支持力与水平方向呈30°角指向右上方C.两图中绳所受的支持力与绳AO段的拉力,这两个力的合力方向一定不同D.甲图中绳AO段与绳OC段上的拉力大小相等3.(2021·江阴市华士高级中学高一期末)如图所示,质量为1kg的物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2,从t=0开始以初速度v0沿水平地面向右滑行,同时受到一个水平向左的恒力F=1N的作用,取g=10m/s2,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(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()A.B.C.D.4.(2021·湖南株洲市·高三期末)如图为汽车内常备的两种类型的“千斤顶”:甲是“菱”形,乙是“y”形,摇动手柄,使螺旋杆转动,A、B间距离发生改变,从而实现重物的升降。
若物重均为G,螺旋杆保持水平,AB与BC之间的夹角都为 ,不计杆件自重,则甲乙两千斤顶螺旋杆的拉力大小之比为( )A .1:1B .1:2C .2:1D .2:35.(2021·吉林吉林市·高一期末)如图历示,轻质三角支架的水平杆末端放着一盆花,斜杆与竖直墙面的夹角为θ,若花盆(看成质点)的质量为m ,重力加速度大小为g ,水平横杆和斜杆中的弹力方向均沿杆方向,大小分别为F 1和F 2,下列判断正确的是( )A .1sin F mg θ=B .2sin mg F θ=C .2cos F mg θ=D .2cos mg F θ= 6.(2021·吉林吉林市·高一期末)用如图所示的工程机械装置移动重物,其中轻杆的A 端用铰链固定,滑轮在轻杆A 端的正上方(滑轮大小及摩擦均可不计),轻杆的B 端吊一重物,将轻绳的一端拴在轻杆的B 端,用拉力F 将B端缓慢放下,直到轻杆AB达到水平,下列说法正确的是()A.F不变B.F增大C.轻杆AB受力增大D.轻杆AB受力减小7.(2021·安徽师范大学附属中学高一月考)如图所示,一个“Y”形弹弓顶部跨度为L,两根相同的橡皮条自由长度均为L,在两橡皮条的末端用一块软羊皮(长度不计)做成裹片。
相互作用【原卷】1.质量为m 的物体放在质量为M 、倾角为θ的斜面体上,斜面体置于粗糙的水平地面上,用平行于斜面的力F 拉物体m 使其沿斜面向下匀速运动,M 始终静止,则下列说法正确的是( )A.M 相对地面有向右运动的趋势B.地面对M 的支持力为()sin M m g F θ++C.地面对M 的摩擦力大小为cos F θD.地面对M 的摩擦力大小为零2.如图,在粗糙水平面与竖直墙壁之间放置木块A 和质量为m 的光滑球B ,系统处于静止状态。
O 为B 的球心,C 为A 、B 接触点,CO 与竖直方向夹角为θ=60°,重力加速度大小为g 。
则( )A.木块A 对球B 的支持力大小为2mgB.地面对木块A 的摩擦力大小为mgC.若木块A 右移少许,系统仍静止,墙壁对球B 的支持力变小D.若木块A 右移少许,系统仍静止,地面对木块A 的支持力变大3.一根大弹簧内套一根小弹簧,大弹簧比小弹簧短0.20m ,它们的下端固定在地面上,而上端自由,如图甲所示。
当加力压缩此组合弹簧时,测得力和弹簧压缩距离之间的关系如图乙所示,则小、大两弹簧的劲度系数分别是1k 、2k ,则( )A.1100N/m k =,2200N/m k =B.1100N/m k =,2100N/m k =C.当压缩距离0.3m 时,小弹簧弹力为20N ,大弹簧弹力为30ND.当压缩距离0.3m 时,小弹簧弹力为30N ,大弹簧弹力为20N4.如图所示,把球夹在竖直墙壁 AC 和木板 BC 之间,不计摩擦.设球对墙壁的压力大小为 F 1,对木板的压力大小为 F 2,现将木板 BC 绕着 C 点缓慢转动,使木板与竖直墙壁的夹角由30°增大到60°过程中:A .F 1 减小、F 2 增加B .F 1增加、F 2 减小C .F 1、F 2都增大D .F 1、F 2都减小5.如图所示,水平桌面上有三个相同的物体a b c 、、叠放在一起,a 的左端通过一根轻绳与质量为3m kg =的小球相连,绳与水平方向的夹角为60︒,小球静止在光滑的半圆形器皿中.水平向右的力40F N =作用在b 上,三个物体保持静止状态g 取210/m s ,下列说法正确的是( )A .物体c 受到向右的静摩擦力B .物体b 受到一个摩擦力,方向向左C .桌面对物体a 的静摩擦力方向水平向右D .撤去力F 的瞬间,三个物体将获得向左的加速度6.(2020·江苏省高二月考)质量均为m 的两物块A 、B 之间连接着一个轻质弹簧,其劲度系数为k ,再将物块A 、B 放在水平地面上一斜面的等高处,如图所示,弹簧处于压缩状态,且物块与斜面均能保持静止,已知斜面的倾角为θ,两物块和斜面间的动摩擦因数均为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
下列说法正确的是( )A.斜面和水平地面间有静摩擦力B.斜面对A 、B 组成系统的静摩擦力的合力为2mg sin θC.若将弹簧拿掉,物块有可能发生滑动D.弹簧的最大压缩量为222cos sin mg μθθ-7.有同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则。
在竖直木板上铺有白纸,固定两个光滑的滑轮A 和B ,将绳子打一个结点O ,每个钩码的重量相等,当系统达到平衡时,根据钩码个数读出三根绳子的拉力T OA 、T OB 和T OC ,回答下列问题:(1)改变钩码个数,实验不能完成的是_____。
A.钩码的个数N 1=N 2=N 3=4B.钩码的个数N 1=N 3=3,N 2=4C.钩码的个数N 1=N 2=2,N 3=4D.钩码的个数N 1=3,N 2=4,N 3=5(2)在拆下钩码和绳子前,最重要的一个步骤是_________________。
(3)在作图时,你认为下图示中_____是错误的。
(填“甲”或“乙”)8.为了只用一根弹簧和一把刻度尺测定某滑块与水平桌面间的动摩擦因数μ(设为定值),某同学经查阅资料知,一劲度系数为k的轻弹簧由伸长量为x至恢复到原长的过程中,弹力做功为12kx2,于是他设计了以下实验.第一步:如图所示,将弹簧的一端固定在竖直墙上,弹簧处于原长时另一端在A点.现推动滑块将弹簧压缩至B点,松手后滑块在水平桌面上运动一段距离,到达C点时停止.第二步:将滑块挂在竖直放置的弹簧下,弹簧伸长后保持静止状态.回答下列问题:(1)对于松手后滑块在水平桌面上滑动过程中有关物理量的描述,下列说法正确的是______A.当弹簧恢复原长时,滑块的加速度达最大值B.当弹簧恢复原长时,滑块的速度达最大值C.滑块的加速度先增大后减小,然后保持不变D.滑块的加速度先减小后增大,然后保持不变(2)你认为该同学应该用刻度尺直接测量的物理量是(写出名称并用符号表示):___________ .(3)用直接测得的物理量表示滑块与水平桌面间动摩擦因数μ的计算式μ=_________ .9.风洞实验室中可产生大小、方向可调节的风力。
用长为l的细线拴一小球将其放入风洞实验室,调节风力方向为水平向右,如图所示。
当小球静止在A点时,悬线与竖直方向夹角为α。
试求:(1)水平风力的大小;(2)若将小球从竖直位置由静止释放,当悬线与竖直方向成多大角度时,小球的速度最大?最大速度是多少?10.如图所示,斜绳(与水平方向夹45°),绳抗拉能力足够强,三绳系于O点,m=10kg,问:各绳均不断时,绳AO,绳BO的拉力大小?(g=9.8m/s2)M=的正方体11.在竖直墙壁的左侧水平地面上,放置一个边长为a、质量为1kgABCD ,在墙壁和正方体之间放置一半径为1m R =、质量为m 的光滑球,正方体和球均保持静止,如图所示。
球的球心为O ,OB 与竖直方向的夹角为θ,正方体的边长a R >,正方体与水平地面的动摩擦因数为3μ=(已知重力加速度210m /s g =,并认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。
求:(1)若45θ=︒,1kg m =,竖直墙壁对球的弹力是多大?(2)若45θ=︒,保持球的半径不变,只增大球的质量,为了不让正方体出现滑动,则球质量的最大值为多少?(本问中取3 1.732=,结果保留三位有效数字)。
(3)改变正方体到墙壁之间的距离,当正方体的右侧面AB 到墙壁的距离小于某个值L 时,则无论球的质量是多少,球和正方体都始终处于静止状态,且球没有掉落地面,请问这个距离的值L 是多少?12.减振器,英文shockabsorber ,是为加速车架与车身振动的衰减,以改善汽车的行驶舒适性的汽配原件,在大多数汽车的悬架系统内部都装有减震器。
汽车的重力一般支撑在固定于轴承上的若干弹簧上,弹簧套在减震器上,两者同时起到改善作用。
为了研究方便,我们把两者简化成一个等效劲度系数为51.510N/m k =⨯的“弹簧”。
汽车开始运动时,在振幅较小的情况下,其上下自由振动的频率满足12g f lπ=(l 为弹簧的压缩长度),若人体可以看成一个弹性体,其固有频率约为2Hz ,已知汽车的质量为600kg ,每个人的质量为70kg 。
求: (1)汽车的振动频率与人体固有频率相等时l 的大小;(2)这辆车乘坐几个人时,人感觉到最难受。
相互作用1.质量为m 的物体放在质量为M 、倾角为θ的斜面体上,斜面体置于粗糙的水平地面上,用平行于斜面的力F 拉物体m 使其沿斜面向下匀速运动,M 始终静止,则下列说法正确的是( )A.M 相对地面有向右运动的趋势B.地面对M 的支持力为()sin M m g F θ++C.地面对M 的摩擦力大小为cos F θD.地面对M 的摩擦力大小为零【答案】BC【解析】对其受力分析,如图A.斜面体受到水平向右的摩擦力,因此它有相对地面向左运动趋势,故A 错误;B.地面对斜面体的支持力等于()sin M m g F θ++,故B 正确;CD.斜面体受到的摩擦力等于F cos θ,故C 正确,D 错误。
故选BC 。
2.如图,在粗糙水平面与竖直墙壁之间放置木块A 和质量为m 的光滑球B ,系统处于静止状态。
O 为B 的球心,C 为A 、B 接触点,CO 与竖直方向夹角为θ=60°,重力加速度大小为g 。
则( )A.木块A 对球B 的支持力大小为2mgB.地面对木块A 的摩擦力大小为mgC.若木块A 右移少许,系统仍静止,墙壁对球B 的支持力变小D.若木块A 右移少许,系统仍静止,地面对木块A 的支持力变大【答案】AC【解析】以B 球为研究对象,受力分析如图所示,木块A 对球B 的支持力大小为02cos 60mg T mg ==,A 正确;以整体为研究对象,水平方向的摩擦力等于墙与B 之间的作用力F ,则摩擦力f=F=mgtan600=3mg ,B 错误;把木块A 右移少许,系统仍静止,θ角变小,墙壁对球B 的支持力mgtanθ变小,C 正确;把木块A 右移少许,系统仍静止,地面对木块A 的支持力等于整体受到的重力,所以不变,D 错误;故选AC 。
3.一根大弹簧内套一根小弹簧,大弹簧比小弹簧短0.20m ,它们的下端固定在地面上,而上端自由,如图甲所示。
当加力压缩此组合弹簧时,测得力和弹簧压缩距离之间的关系如图乙所示,则小、大两弹簧的劲度系数分别是1k 、2k ,则( )A.1100N/m k =,2200N/m k =B.1100N/m k =,2100N/m k =C.当压缩距离0.3m 时,小弹簧弹力为20N ,大弹簧弹力为30ND.当压缩距离0.3m 时,小弹簧弹力为30N ,大弹簧弹力为20N【答案】AD【解析】AB.设小弹簧劲度系数为k 1 大弹簧劲度系数为k 2。
依据胡克定律F=kx得:x=0.2m时有20=k1×0.2①x=0.3m时,大弹簧被压缩0.1m,有50=k1×0.3+k2×0.1 ②解①②得k1=100 N/mk2=200N/m选项A正确,B错误;CD.当压缩距离0.3m时,小弹簧弹力为F1=k1×0.3=30N大弹簧弹力为F2=k2×0.1=20N选项C错误,D正确。
故选AD。
4.如图所示,把球夹在竖直墙壁AC 和木板BC 之间,不计摩擦.设球对墙壁的压力大小为F1,对木板的压力大小为F2,现将木板BC绕着C点缓慢转动,使木板与竖直墙壁的夹角由30°增大到60°过程中:A .F 1 减小、F 2 增加B .F 1增加、F 2 减小C .F 1、F 2都增大D .F 1、F 2都减小【答案】D【解析】以小球研究对象,受力如图,设木板与水平方向的夹角为θ,根据平衡条件得1F Gtan θ'=,2G F cos θ'=,将木板BC 缓慢绕C 点转动,使木板与竖直墙壁的夹角由30增大到60︒过程中,则θ由60︒减小到30,所以tan θ减小,cos θ增大,可知1F '、2F '均减小,根据牛顿第三定律可得球对墙壁的压力大小1F 减小,球对木板的压力大小2F 减小,故选项D 正确,A 、B 、C 错误.5.如图所示,水平桌面上有三个相同的物体a b c 、、叠放在一起,a 的左端通过一根轻绳与质量为3m kg =的小球相连,绳与水平方向的夹角为60︒,小球静止在光滑的半圆形器皿中.水平向右的力40=作用在b上,三个物体保持静止状态F Ng取2m s,下列说法正确的是()10/A.物体c受到向右的静摩擦力B.物体b受到一个摩擦力,方向向左C.桌面对物体a的静摩擦力方向水平向右D.撤去力F的瞬间,三个物体将获得向左的加速度【答案】B【解析】A.由于C物体处于平衡状态,既不受拉力也不受摩擦力,A错误;B.由于b处于平衡状态,由于水平拉力F=40N,因此受到水平向左的摩擦力也为40N,B正确;C.对小球m进行受力分析可知,︒⨯=T mgcos302可求出绳子拉力:T=103N<40N因此桌面受到的静摩擦力方向水平向左,大小为:=40103N22.7Nf-=C错误;D .撤去力F 的瞬间,由于绳子拉力小于a 与桌面间的摩擦力,因三个物体仍将静止不动,D 错误.6.(2020·江苏省高二月考)质量均为m 的两物块A 、B 之间连接着一个轻质弹簧,其劲度系数为k ,再将物块A 、B 放在水平地面上一斜面的等高处,如图所示,弹簧处于压缩状态,且物块与斜面均能保持静止,已知斜面的倾角为θ,两物块和斜面间的动摩擦因数均为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。