高中物理相互作用试题( 有答案和解析 ) 及解析
一、高中物理精讲专题测试相互作用
1．如图所示，质量M=2kg 的物块 A 放在水平地面上，滑轮固定在天花板上，细绳跨过滑
轮，一端与物块 A 连接，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 沿水平面向左缓慢移动。物块 A 刚开始移动时水平外力 F1＝ 3N，不计绳与滑轮间的摩擦，重力加速度g 取 10 m/s 2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：
(1)物块 A 与水平地面间的动摩擦因数μ；
(2)当连接物块 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
【解析】
【分析】
(1) 活结绳竖直时张力相等，由平衡知识求解.(2) 抓住两物体的联系点：倾斜的活结绳上的
张力依然相等，由受力分析求外力.
【详解】
(1)设物块 A 刚开始移动时，绳子的拉力为T，地面对A的支持力为N1，
由平衡条件得
,对： T mg B
对A：Mg N1T F1 f1 N1
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N2
由平衡条件得：F2N 2T sin
N2T cos Mg
代入数据，得F29.6?N
【点睛】
绳连接体的关键是掌握活结绳上的五同规律：沿绳张力相同，沿绳加速度相同，沿绳瞬时
速度相等，沿绳的拉力功率相等；沿绳的拉力做功相等.
2．如图所示，劲度系数为的轻质弹簧 B 的两端分别与固定斜面上的挡板及物体 A 相连， A 的质量为 m，光滑斜面倾角为θ．用轻绳跨过定滑轮将物体 A 与另一根劲度系数为的轻质弹簧 C 连接．当弹簧 C 处在水平位置且未发生形变时，其右端点位于 a 位置．现将弹簧 C 的右端点用力沿水平方向缓慢拉到 b 位置时，弹簧 B 对物体 A 的拉力大小恰好等于 A 的重力．求：
⑴当弹簧 C 处在水平位置且未发生形变时，弹簧 B 的形变量大小；⑵在
将弹簧的右端由 a 缓慢拉到 b 的过程中，物体 A 移动的距离；⑶ab 间
的距离．
【答案】（1）（2）（3）
【解析】
【分析】
（1）对 A 进行受力分析，根据平衡条件和胡克定律即可求出；
（2）将弹簧 C 的右端点用力沿水平方向缓慢拉到 b 位置时，弹簧 B 对物体 A 的拉力大小恰好等于 A 的重力，说明 A 受到弹簧 B 的拉力，对 A 进行受力分析，结合胡克定律和几何
关系即可求出；
（3）先求出弹簧 c 的力，由胡克定律求出弹簧 c 的伸长量，最后求出ab 之间的距离．
【详解】
（1）当弹簧 C 未发生形变时弹簧 B 处于压缩状态，设弹簧 B 对于物体 A 而言的压缩量为
；根据平衡条件和胡克定律有：
（2）当弹簧 C 的右端点沿水平缓慢拉到
，解得：
b 位置时，因弹簧 B 对物体
；
A 的拉力大小恰好等
于 A 的重力，说明弹簧 B 处于伸长状态，且伸长量，所以物体 A 上升的高度为
；
（3）由（ 2）问可得：绳中张力，则弹簧C的伸长量
，故 ab 间的距离为：；
3．如图所示，水平面上有一个倾角为m，用绳子悬挂起来，绳子与斜面的夹角为的斜劈，质量为m．一个光滑小球，质量也，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
保持静止， k 值必须满足什么条件？
等于地面对斜劈的支持力的k 倍，为了使整个系统【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时，整个系统能始终
m
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．
4．如图所示，电动机通过其转轴上的绝缘细绳牵引一根原来静止的长为L=1m，质量
m=0.1 ㎏的导体棒ab，导体棒紧贴在竖直放置、电阻不计的金属框架上，导体棒的电阻
R=1Ω，磁感强度B=1T 的匀强磁场方向垂直于导体框架所在平面，当导体棒在电动机牵引
下上升 h=3.8m 时，获得稳定速度，此过程导体棒产生热量Q=2J．电动机工作时，电压
表、电流表的读数分别为7V 和 1A，电动机的内阻r=1 Ω，不计一切摩擦，g=10m/s2，求：
（1）导体棒所达到的稳定速度是多少？
（2）导体棒从静止到达稳定速度的时间是多少？
【答案】（ 1）m/s （ 2）s
【解析】
：
（1）导体棒匀速运动时，绳拉力T，有 T-mg-F=0（ 2 分），
其中 F=BIL， I= ε/R,ε=BLv，(3分)
此时电动机输出功率与拉力功率应相等，
即Tv=UI/ -I/2r（2 分），
（U、 I/、 r 是电动机的电压、电流和电阻），化简并代入数据得v=2m/s （ 1 分）．
（2）从开始达匀速运动时间为t ，此过程由能量守恒定律，
UI/ t-I/2rt=mgh+mv 2+Q（ 4 分），
t=1s（2 分）．
5．如图甲所示，表面绝缘、倾角θ =30的°斜面固定在水平地面上，斜面所在空间有一宽度
D=0.40m 的匀强磁场区域，其边界与斜面底边平行，磁场方向垂直斜面向上．一个质量
m=0.10kg 、总电阻 R=0.25W 的单匝矩形金属框abcd，放在斜面的底端，其中ab 边与斜面
