高考物理相互作用解题技巧(超强)及练习题(含答案)含解析
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高考物理相互作用解题技巧(超强)及练习题(含答案)含解析
高考物理互相作用解题技巧 ( 超强 ) 及练习题 ( 含答案 ) 含分析
一、高中物理精讲专题测试互相作用
1． 以下图，竖直轻弹簧 B 的下端固定于水平面上，上端与 A 连结，开始时 A静止。 A
的质量为 m＝ 2kg，弹簧 B 的劲度系数为 k1＝ 200N/m 。用细绳越过定滑轮将物体 A 与另一
根劲度系数为 k2 的轻弹簧 C 连结，当弹簧 C处在水平川点且未发生形变时，其右端点位于
a 地点，此时 A 上端轻绳恰巧竖直挺直。将弹簧 C 的右端点沿水平方向迟缓拉到 b 地点
时，弹簧 B 对物体 A 的拉力大小恰巧等于 A 的重力。已知 ab＝ 60cm，求：
（1）当弹簧 C 处在水平川点且未发生形变时，弹簧 B 的形变量的大小；
（2）该过程中物体 A 上涨的高度及轻弹簧 C 的劲度系数 k2。
【答案】（ 1） 10cm；（ 2） 100N/m 。
【分析】
【详解】
（1）弹簧 C 处于水平川点且没有发生形变时， A 处于静止，弹簧 B 处于压缩状态；
依据胡克定律有： k1x1＝ mg
代入数据解得： x1＝ 10cm
（2）当 ab＝ 60cm 时，弹簧 B 处于伸长状态，依据胡克定律有：
k1x2＝ mg
代入数据求得： x2＝ 10cm
故 A 上涨高度为： h＝ x1+x2＝ 20cm
由几何关系可得弹簧 C 的伸长量为： x3＝ ab﹣ x1﹣ x2＝ 40cm
依据均衡条件与胡克定律有：
mg+k1x2＝k2x3
解得 k2 ＝100N/m
2． 如图，两条间距定搁置，磁感觉强度
L=0.5m 且足够长的平行圆滑金属直导轨，与水平川面成
B=0.4T 的匀强磁场方向垂直导轨所在的斜面向上，质量
30
角固
mab 0.1kg 、 mcd 0.2kg 的金属棒 ab、 cd 垂直导轨放在导轨上，两金属棒的总电阻
r=0.2 Ω，导轨电阻不计． ab 在沿导轨所在斜面向上的外力 F 作用下，沿该斜面以 v 2m/s
的恒定速度向上运动．某时辰开释 cd， cd 向下运动，经过一段时间其速度达到最大．已
知重力加快度
g=10m/s 2，求在
cd 速度最大时， 高考物理相互作用解题技巧(超强)及练习题(含答案)含解析
（1） abcd 回路的电流强度 I 以及 F 的大小；
（2） abcd 回路磁通量的变化率以及 cd 的速率．
【答案】 (1)
I =5A , =1.5N (2) 1.0Wb/s , vm 3m/s
F t
【分析】
【详解】
（1 ）以 cd 为研究对象，当 cd 速度达到最大值时，有：
mcd g sin BIL ①
代入数据，得： I=5A
因为以后两棒均沿斜面方向做匀速运动，可将两棒看作整体，作用在 ab 上的外力：
F (mab mcd ) g sin ②
（或对 ab： F mab g sin BIL ）
代入数据，得： F=1.5N
（2） 设 cd 达到最大速度时 abcd 回路产生的感觉电动势为 E，依据法拉第电磁感觉定律，
有： E t ③
由闭合电路欧姆定律，有： E ④ I
r
联立③④并代入数据，得： =1.0Wb/s
t
设 cd 的最大速度为 vm， cd 达到最大速度后的一小段时间 t 内，
abcd 回路磁通量的变化量： B S BL (vm v) t ⑤
回路磁通量的变化率： BL( vm v) ⑥
t
联立⑤⑥并代入数据，得： vm 3 m/s
【点睛】
本题是电磁感觉中的力学识题，综合运用电磁学知识和力均衡知识；剖析清楚金属棒的运动过程与运动性质是解题的前提，应用均衡条件、欧姆定律即可解题．
3． 以下图，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圆滑的定滑轮与不计 高考物理相互作用解题技巧(超强)及练习题(含答案)含解析
质量的吊盘连结，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 恰巧不上滑，取 g=10m/s 2。问：
（1） m 的质量是多大 ?
（2）现将上边的 m 物体向上提，使 M 刚要开始下滑，上边的 m 物体向上提起的高度是多少?（吊盘架足够高）
【答案】（ 1） m=2kg；（ 2）h=0.06m
【分析】
【详解】
（1）对 M 和 m 的系统，由均衡知识可知：
（2）使 M 刚要开始下滑时，则绳的拉力为 T：
解得 T=10N；
此时吊盘中下边弹簧的弹力应为 10N，因开始时下边弹簧的弹力为
解得
2mg=40N，
m=2kg；
可知下边弹簧伸长了 ；
对中间的物体 m 受力剖析可知，上边的弹簧对之间物体应当是向上的拉力，大小为 10N，
即上边的弹簧应当处于拉长状态，则上边弹簧的伸长量应当是；
可知上边的 m 物体向上提起的高度是 .
【点睛】
本题的难点在第 2 问；重点是经过剖析两部分弹簧弹力的变化（包含伸长仍是压缩）求解
弹簧的长度变化，进而剖析上边物体提高的高度 .
4． 以下图，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．整个装置能自动跟着风的转向而转动，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必定角度，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．（设重力加快度为 g）
（2）若风向不变，跟着风力的增大
θ将增大，判断 θ可否增大到
90 °且小球处于静止状
态，说明原因． 高考物理相互作用解题技巧(超强)及练习题(含答案)含解析
【答案】 （1） T mg 90°且小球处于静止状态 ， F=mgtan θ （ 2）不行能达到
cos
【分析】
【剖析】
【详解】
（1）对小球受力剖析以下图（正交分解也能够）
应用三角函数关系可得： F=mgtanθ
（ 2）假定 θ=90，°对小球受力剖析后发现协力不可以为零，小球也就没法处于静止状态，故θ角不行能达到 90°且小球处于静止状态．
5． 以下图，表面圆滑的长方体平台固定于水平川面上，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 与平台右边距离为 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，小球
抵达平台上坐标为（ 1.2m ， 0.8m）的 P 点时，撤去外力 F1。在小球抵达 P 点的同时，平台
与地面订交处最内侧的 M 点，一个质量 m2=0.2kg 的滑块以速度 v 在水平川面上开始做匀
速直线运动，滑块与地面间的动摩擦因数 μ=0.5，因为摩擦力的作用，要保证滑块做匀速
运动需要给滑块一个外力 F2，最后小球落在 N 点时恰巧与滑块相遇，小球、滑块均视为质
点， g 10m / s2 ， sin37 0.6， cos37 0.8 。求：
（1）小球抵达 P 点时的速度大小和方向； 高考物理相互作用解题技巧(超强)及练习题(含答案)含解析
（ 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） 2 5 N
5
【分析】（ 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
向的变加快运动，设小球在 P 点遇到 vp 与 x 轴夹角为
从 O 点到 P 点，变力 F1 做功 y p 5 0.8 0.8J 1.6 J
2
依据动能定理有 W 1 m1vP2 1 m1v02 ，解得 vp 5m / s
2 2
依据速度的合成与分解有 v0 vp cos ，得 53 ，小球抵达 P 点时速度与 x 轴正方向成
53
（2）小球走开 P 点后做平抛运动，依据平抛运动规律有 h 1 gt 2 ，解得 t=0.4s
2
小球位移在水平面内投影 l vp t 2m
设 P 点在地面的投影为 P，则PM L yP 2.5m
由几何关系可得 s2 P M 2 l 2 2l P M cos ，解得 s=1.5m
滑块要与小球相遇，一定沿 MN 连线运动，由 s vt ，得 v 3.75m / s
（3）设外力 F2 的方向与滑块运动方向（水平方向）的夹角为 β，依据均衡条件
水平方向有： F2 cos f ，此中 f N ，竖直方向有 N F2sin m2 g
联立解得 F2 m2 g
cossin
由数学知识可得 F2 m2 g ，其最小值 F2min m2 g 2 5
2 sin 1 N 。
1 2 5
6． 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
的平行绝缘导轨上，平行导轨的间距也为
l
，以下图，线框与导轨之间是圆滑的，在导
轨的下端有一宽度为 l （即
ab
l ）、磁感觉强度为
B 的有界匀强磁场，磁场的界限 aa' 、
'
bb 垂直于导轨，磁场的方向与线框平面垂直，线框从图示地点由静止开释，恰能匀速穿
