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2011高考真题专题二相互作用

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专题二 相互作用

1．(2011年高考山东卷)

如图所示，将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳固定于墙壁．开始时a、b均静止，弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a所受摩擦力Ffa≠0，b所受摩擦力Ffb＝0.现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间( )

A．Ffa大小不变 B．Ffa方向改变

C．Ffb仍然为零 D．Ffb方向向右

2．(2011年高考江苏卷)

如图所示，石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为α，重力加速度为g.若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块侧面所受弹力的大小为( )

A.mg2sin α B.mg2cos α

C.12mgtan α D.12mgcot α

3．(2011年高考江苏卷)

如图所示，倾角为α的等腰三角形斜面固定在水平面上，一足够长的轻质绸带跨过斜面的顶端铺放在斜面的两侧，绸带与斜面间无摩擦．现将质量分别为M、m(M>m)的小物块同时轻放在斜面两侧的绸带上．两物块与绸带间的动摩擦因数相等，且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等．在α角取不同值的情况下，下列说法正确的有( )

A．两物块所受摩擦力的大小总是相等 B．两物块不可能同时相对绸带静止

C．M不可能相对绸带发生滑动 D．m不可能相对斜面向上滑动

4．(2011年高考天津卷)如图所示，A、B两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中B受到的摩擦力( )

A．方向向左，大小不变 B．方向向左，逐渐减小

C．方向向右，大小不变 D．方向向右，逐渐减小

5．(2011年高考安徽卷)

一质量为m的物块恰好静止在倾角为 θ的斜面上．现对物块施加一个竖直向下的恒力F，如图所示，则物块( ) A．仍处于静止状态

B．沿斜面加速下滑

C．受到的摩擦力不变

D．受到的合外力增大

6．(2011年高考海南卷)

如图，墙上有两个钉子a和b，它们的连线与水平方向的夹角为45°，两者的高度差为l.一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a点，另一端跨过光滑钉子b悬挂一质量为m1的重物．在绳上距a端l/2的c点有一固定绳圈．若绳圈上悬挂质量为m2的钩码，平衡后绳的ac段正好水平，则重物和钩码的质量比m1m2为( )

A.5 B．2

C.52 D.2

7．(2011年高考海南卷)

如图，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块正在沿斜面以速度v0匀速下滑，斜劈保持静止，则地面对斜劈的摩擦力( )

A．等于零

B．不为零，方向向右

C．不为零，方向向左

D．不为零，v0较大时方向向左，v0较小时方向向右

8．(2011年高考广东卷)

如右图所示的水平面上，橡皮绳一端固定，另一端连接两根弹簧，连接点P在F1、F2和F3三力作用下保持静止，下列判断正确的是( )

A．F1>F2>F3 B．F3>F1>F2

C．F2>F3>F1 D．F3>F2>F1 专题二 相互作用

1．【解析】选AD.右侧绳剪断瞬间，b受到弹簧向左的拉力和向右的摩擦力，(因b在弹簧拉力作用下有向左运动的趋势)故选项C错误，选项D正确．木块a受左侧绳的拉力和弹簧弹力不变(弹簧未来得及形变)，故Ffa不变．选项A正确，选项B错误．

2．【解析】选A.对石块受力分析如图，建立如图所示坐标系，由平衡条件得：2Fsin α＝mg，解得F＝mg2sin α.

3．【解析】选AC.对M受力分析如图甲所示，对m受力分析如图乙所示．因为轻质绸带与斜面间无摩擦，结合牛顿第三定律知F′f＝Ff，A对；在α角较小时，M、m可同时相对绸带静止，并以共同的加速度滑动，此时m会沿斜面上滑，B、D错；Ff≤μmgcos α<μMgcos

α，说明M不可能相对绸带发生滑动，C对．

4．【解析】选A.对A、B整体受力分析如图所示，滑动摩擦力F使整体产生加速度a，a等于μg不变，对B受力分析知，B所受静摩擦力Ff＝mB·a＝μmBg，大小不变，方向向左，故A对，B、C、D错．

5．【解析】选A.由于物块恰好静止在斜面上，由平衡条件知mgsinθ＝μmgcosθ①

当加一竖直向下的力F时，

Ff＝μ(mg＋F)cosθ②

由①②得Ff＝(mg＋F)sinθ，

所以物块仍保持静止．

6．【解析】选C.对于结点c，受三个拉力的作用，如图所示，其中F1＝m2g，F2＝m1g，平衡时，F2、F3的合力F大小等于F1，即F＝m2g.由图可知，FF2＝cos α，而cos α＝ll2＋l22＝25，所以m2gm1g＝25，即m1m2＝52，故C正确．

7．【解析】选A.法一：整体法．选物块和斜劈为研究对象，由于系统的加速度等于零，合力等于零，故系统在水平方向的合力等于零．因此地面对斜劈的摩擦力等于零．故A正确．

法二：隔离法．选物块为研究对象，受力情况如图所示，由于物块匀速运动，

故Ffcos α＝FNsin α.

选斜劈为研究对象，受力情况如图所示，假设地面对斜劈的摩擦力为F〃f向右，则根据平衡条件，得F〃f＋F′Nsin α＝F′fcos α，且Ffcos α＝FNsinα，F′N＝FN，F′f＝Ff，所以F〃f＝Ffcos

α－Ffcos α＝0.故A正确．

8．【解析】选B.

由连接点P在三个力作用下静止知，三个力的合力为零，即F1、F2二力的合力F′3与F3等大反向，三力构成的平行四边形如图所示，由数学知识可知F3>F1>F2，B正确．

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一、高中物理精讲专题测试相互作用

1．如图所示,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,拉着球带动木块一起向右匀速运动,运动中M、m相对位置保持不变,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,使球和木块一起向右匀速运动的拉力最小?

【答案】（1）30°（2）μ=（3）α=arctan．

【解析】

【详解】

（1）对小球B进行受力分析，设细绳对N的拉力为T由平衡条件可得：

Fcos30°=Tcosθ

Fsin30°+Tsinθ=mg

代入数据解得：T=10，tanθ=，即：θ=30°

（2）对M进行受力分析，由平衡条件有

FN=Tsinθ+Mg

f=Tcosθ

f=μFN

解得：μ＝

（3）对M、N整体进行受力分析，由平衡条件有：

FN+Fsinα=（M+m）g

f=Fcosα=μFN

联立得：Fcosα=μ（M+m）g-μFsinα

解得：F＝

令：sinβ＝，cosβ=，即：tanβ=

则：

所以：当α+β=90°时F有最小值．所以：tanα=μ=时F的值最小．即：α=arctan

【点睛】

本题为平衡条件的应用问题，选择好合适的研究对象受力分析后应用平衡条件求解即可，难点在于研究对象的选择和应用数学方法讨论拉力F的最小值，难度不小，需要细细品味．

2．如图所示，A、B都是重物，A被绕过小滑轮P的细线悬挂，B放在粗糙的水平桌面上，滑轮P被一根斜短线系于天花板上的O点，O′是三根细线的结点，细线bO′水平拉着物体B，cO′沿竖直方向拉着弹簧．弹簧、细线、小滑轮的重力不计，细线与滑轮之间的摩擦力可忽略，整个装置处于静止状态．若重物A的质量为2kg，弹簧的伸长量为5cm，∠cO′a=120°，重力加速度g取10m/s2 ， 求：

（1）桌面对物体B的摩擦力为多少？

专题03 牛顿运动定律 2006-2011高考物理真题分类汇编 精校版 共17个专题

专题03 牛顿运动定律 2006-2011高考物理真题分类汇编 精校版 共17个专题

专题3—牛顿定律 第 1 页（共11页） m1 m2

F

a

t O a1 a2 a

t O a1 a2 a

t O a1 a2 a

t O a1 a2

A B C D

v

A B

分界线 甲 乙

m

A B L F0 2F0

t0 „ n t0 t F 专题三 牛顿运动定律

2011年高考题组

1．（2011 全国课标）如图，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2的木块．假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等．现给木块施加一随时间t增大的水平力F=kt（k是常数），木板和木块加速度的大小分别为a1和a2，下列反映a1和a2变化的图线中正确的是（ ）

2．（2011 天津）如图所示，A、B两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中B受到的摩擦力（ ）

A．方向向左，大小不变

B．方向向左，逐渐减小

C．方向向右，大小不变

D．方向向右，逐渐减小

3．（2011 天津）如图所示，甲、乙两人在冰面上“拔河”．两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者为赢．若绳子质量不计，冰面可看成光滑，则下列说法正确的是（ ）

A．甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力

B．甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力

C．若甲的质量比乙大，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利

D．若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利

4．（2011 北京）“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动．某人做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示．将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为g．据图可知，此人在蹦极过程中最大加速度约为

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一、高中物理精讲专题测试相互作用

1．（18分） 如图所示，金属导轨MNC和PQD，MN与PQ平行且间距为L，所在平面与水平面夹角为α，N、Q连线与MN垂直，M、P间接有阻值为R的电阻；光滑直导轨NC和QD在同一水平面内，与NQ的夹角都为锐角θ。均匀金属棒ab和ef质量均为m，长均为L，ab棒初始位置在水平导轨上与NQ重合；ef棒垂直放在倾斜导轨上，与导轨间的动摩擦因数为μ（μ较小），由导轨上的小立柱1和2阻挡而静止。空间有方向竖直的匀强磁场（图中未画出）。两金属棒与导轨保持良好接触。不计所有导轨和ab棒的电阻，ef棒的阻值为R，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，忽略感应电流产生的磁场，重力加速度为g。

（1）若磁感应强度大小为B，给ab棒一个垂直于NQ、水平向右的速度v1，在水平导轨上沿运动方向滑行一段距离后停止，ef棒始终静止，求此过程ef棒上产生的热量；

（2）在（1）问过程中，ab棒滑行距离为d，求通过ab棒某横截面的电荷量；

（3）若ab棒以垂直于NQ的速度v2在水平导轨上向右匀速运动，并在NQ位置时取走小立柱1和2，且运动过程中ef棒始终静止。求此状态下最强磁场的磁感应强度及此磁场下ab棒运动的最大距离。

【答案】（1）Qef＝；（2）q＝；（3）Bm＝，方向竖直向上或竖直向下均可，xm＝

【解析】

解：（1）设ab棒的初动能为Ek，ef棒和电阻R在此过程产生热量分别为Q和Q1，有

Q+Q1=Ek①

且Q=Q1 ②

由题意 Ek=③

得 Q=④

（2）设在题设的过程中，ab棒滑行的时间为△t，扫过的导轨间的面积为△S，通过△S的磁通量为△Φ，ab棒产生的电动势为E，ab棒中的电流为I，通过ab棒某截面的电荷量为q，则

E=⑤

且△Φ=B△S ⑥ 电流 I=⑦

又有 I=⑧

由图所示，△S=d（L﹣dcotθ） ⑨

联立⑤～⑨，解得：q=（10）

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一、高中物理精讲专题测试相互作用

1．如图，两条间距L=0.5m且足够长的平行光滑金属直导轨，与水平地面成30角固定放置，磁感应强度B=0.4T的匀强磁场方向垂直导轨所在的斜面向上，质量0.1kgabm、0.2kgcdm的金属棒ab、cd垂直导轨放在导轨上，两金属棒的总电阻r=0.2Ω，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2m/sv的恒定速度向上运动．某时刻释放cd， cd向下运动，经过一段时间其速度达到最大．已知重力加速度g=10m/s2，求在cd速度最大时，

（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 ,F=1.5N (2)Δ1.0Wb/sΔt,m3m/sv

【解析】

【详解】

（1）以cd为研究对象，当cd速度达到最大值时，有：

sincdmgBIL①

代入数据，得： I=5A

由于之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：

()sinabcdFmmg②

（或对ab：sinabFmgBIL）

代入数据，得： F=1.5N

（2） 设cd达到最大速度时abcd回路产生的感应电动势为E，根据法拉第电磁感应定律，有：ΔΔEt③

由闭合电路欧姆定律，有：EIr④

联立③④并代入数据，得：ΔΔt=1.0Wb/s

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：ΔΔ()ΔmBSBLvvt⑤ 回路磁通量的变化率：