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1、学习好资料欢迎下载 高考物理试题分类汇编:相互作用 1、 (2013 年新课标卷 ) 一物块静止在粗糙的水平桌面上。从某时刻开始, 物块受到一方向 不变的水平拉力作用。假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。以a 表示物 块的加速度大小,F 表示水平拉力的大小。能正确描述F 与 a 之间的关系的图像是 【答案】 C 【解析】由于物块与水平桌面间有摩擦,由牛顿第二定律得 F ag m ,当拉力F 从 0 开始增加,Fmg时物块静止不动,加速度为0;在Fmg之后,加速度与F 成线性 关系, C 项正确。 2、(2013 年新课标卷) 如图,在固定斜面上的一物块受到一外力F 的作用, F 平行
2、于斜面 上。若要物块在斜面上保持静止,F 的取值应有一定范围,已知其最大值和最小值分别 为 1 F和 2 F( 2 F 0)。由此可求出 A物块的质量B斜面的倾角 C物块与斜面间的最大静摩擦力D物块对斜面的正压力 【答案】 C 【解析】物块在斜面上受到四个力的作用,如图所示,其中斜面静摩擦力可沿斜面向下或 向上,由平衡条件得 1m sinFmgf, 2m sinFmgf,其中 m f为物块 与斜面间最大静摩擦力,方程组中有m、g、和 m f四个未知数,显然不能计 算物块的质量m、当地重力加速度g 和斜面倾角,但可将sinmg当作整体则可求得最大 静摩擦力 m f,C 项正确;由于m、g、均未知
3、,物块对斜面的压力不可求,D 错。中等难 度。 3、(2013 年新课标卷) 如图,在光滑绝缘水平面上,三个带电小 球 a,b 和 c 分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上;a、b 带正电,电荷量均为q,c 带负电。整个系统置于方向水平的匀 强电场中。 已知静电力常量为k。若 三个小球均处于静止状态, 则匀强电场场强的大小为 mg N F f F F 学习好资料欢迎下载 A 2 3 3 kq l B 2 3kq l C 2 3kq l D 2 2 3kq l 【答案】 B 【解析】 a、b 带正电,电荷量均为q,c 带负电,因此a、b 对 c 的库仑力的合力F 垂直 ab 连线指向d,如图所
4、示,由此可 判断匀强电场场强的方向沿cd 方向。对小球a(或 b), batan60 qEF,其中小球b 对 a 的库仑力 2 ba 2 q Fk l ,解得 2 3kq E l ,B 项正确。 4、(2013 年北京理综 ) 倾角为 、质量为 M 的斜面体静止在水平桌面上,质量为m 的木块静 止在斜面体上。下列结论正确的是 A木块受到的摩擦力大小是mgcos B木块对斜面体的压力大小是mg sin C桌面对斜面体的摩擦力大小是mg sin cos D桌面对斜面体的支持力大小是(M+m )g 【答案】 D 【解析】根据m 的受力分析可知, sin cos f N mgF mgF ,且木块、斜面
5、体均为静止,根据整 体法,桌面对斜面体的摩擦力为零,压力为(M+m )g。 5、(2013 年广东理综 )如图 8,物体 P 静止于固定的斜面上, P 的上表面水平,现把物体Q 轻轻地叠放在P 上,则 AP向下滑动 BP 静止不动 CP 所受的合外力增大 DP与斜面间的静摩擦力增大 【答案】 BD 【解析】设斜面倾角为 ,放上 Q 之前, 由受力平衡可知sin P m gf静, max cos P ffm g 静 , 所以有sincos PP m gm g。 放上 Q 后,把 P、Q 看作整体,()sin()cos PQPQ mmgmmg,依然静止, A 项错, B 项对。仍然静止,所以合力为
6、零,C 项错; 由受力平衡可知,放上Q 后,()sinsin PQP fmmgm g 静 ,D 项对。 F d qE ba F 学习好资料欢迎下载 6、(2013 年山东理综 )如图所示,用完全相同的轻弹簧A、B、 C 将两个相同的小球连接并悬挂,小球处于静止状态,弹 簧 A 与竖直方向的夹角为30o,弹簧 C 水平,则弹簧A、 C 的伸长量之比为 A4:3B3:4C1:2 D2:1 【答案】 D 【解析】将两小球看做一个整体,对整体受力分析,可知整体受到重力、A、C的拉力共 3 个力的作用, 由于弹簧处于平衡状态,将轻弹簧A的拉力沿竖直方向和水平方向分解可知水 平方向上满足sin30 AxA
7、C FFF,故:2:1 AC FF,又三个弹簧的劲度系数相同,据胡 克定律Fkx可知弹簧A、 C 的伸长量之比为2:1。 7、( 2013 年安徽卷)如图所示,细线的一端系一质量为m 的小球, 另一端固定在倾角为 的光滑斜面体顶端,细 线与斜面平行。 在斜面体以加速度a 水平向右做匀加速 直线运动的过程中,小球始终静止在斜面上,小球受到 细线的拉力T 和斜面的支持力FN分别为(重力加速度 为 g) A(sincos )Tm ga(cossin ) N Fm ga B(cossin)Tm ga(sincos ) N Fm ga C( cossin)Tm ag(cossin ) N Fm ga D
8、( sincos )Tm ag(sincos ) N Fm ga 【答案】 A 【解析】小球受力如图,根据牛顿第二定律: 沿斜面方向有sincosTmgma; 垂直于斜面方向上有cossin N mgFma 解得:(sincos )Tm ga; (cossin ) N Fm ga。 8、 (2013 年天津理综 ) 如图所示, 小球用细绳系住, 绳的另一端固定于O 点。现用水平力F 缓 慢推动斜面体,小球在斜面上无摩擦地滑动,细绳始终处于直线状态,当小球升到接近斜 面顶端时细绳接近水平,此过程中斜面对小球的支持力FN以及绳对小球的拉力FT的变化 情况是 AFN保持不变, FT不断增大 BFN不
9、断增大, FT不断减小 CFN保持不变, FT先增大后减小 DFN不断增大, FT先减小后增大 【答案】 D 【解析】当用水平力F 缓慢推动斜面体的过程中,表明小球也在缓慢上升,则整个过程中 小球都处于静态平衡,所以小球在各点所受到的合外力均为零,小球受到了重力G、绳 的拉力 FT和斜面的支持力FN的作用,其中G 的大小和方向均不变,FT的方向不变,则 可以作出如图所示的矢量动态三角形,当绳逐渐变成水平的过程中,FT则按如图虚线箭 头变化,则可知FT先减小后增大,而FN不断增大,所以选项D 正确。 a m a mg T FN 学习好资料欢迎下载 9、(2013 重庆理综 ) 如题 1 图所示,
10、某人静躺在椅子上,椅子的 靠背与水平面之间有固定倾斜角 。若此人所受重力为G, 则椅子各部分对他的作用力的合力大小为 AG B G sin CG cos DG tan 【答案】 A 10、( 2013 年上海物理)右图为在平静海面上,两艘拖船A、B 拖着驳船 C 运动的示意图。A、 B 的速度分别沿着缆绳CA 、CB 方向, A、B、C 不在一 条直线上。由于缆绳不可伸长,因此C 的速度在CA 、CB 方向的投 影分别与 A、B 的速度相等,由此可知C 的 (A) 速度大小可以介于A、 B 的速度大小之间 (B)速度大小一定不小于A、B 的速度大小 (C)速度方向可能在CA 和 CB 的夹角范
11、围外 (D)速度方向一定在CA 和 CB 的夹角范围内 【答案】 BDC 11、( 2013 年上海物理)两个共点力Fl、F2大小不同,它们的合力大小为 F,则 (A) F1、F2同时增大一倍, F 也增大一倍 (B)F1、F2同时增加 10N, F 也增加 10N (C)F1增加 10N,F2减少 10N,F 一定不变 (D)若 F1、F2中的一个增大, F 不一定增大 【答案】 AD 【解析】 F1、F2同时增大一倍,F 也增大一倍,选项A 正确。 F1、F2同时增加10N,F 不一定增加10N,选项 B 错误; F1增加 10N,F2减少 10N,F 可能变化,选项C 错误。 若 F1、
12、F2中的一个增大,F 不一定增大,选项D 正确。 12、( 2013 年上海物理)如图,质量mAmB的两物体 A、B 叠放在一起,靠 着竖直墙面。让它们由静止释放,在沿粗糙墙面下落过程中,物体B 的受 力示意图是 【答案】 A 【解析】两物体A、B 叠放在一起,在沿粗糙墙面下落过程中,由于物块与竖直墙面之间 没有压力,没有摩擦力,二者一起做自由落体运动,AB 之间没有弹力作用,物体B 的受力 示意图是图A。 G FT FN 题 1 图 学习好资料欢迎下载 13、(2013 年高考福建理综)(19 分)质量为M、长为3L 的杆水平放 置,杆两端A、 B 系着长为 3L 的不可伸长且光滑的柔软轻绳
13、,绳 上套着一质量为m 的小铁环。已知重力加速度为g, 不计空气影响。 (1)现让杆和环均静止悬挂在空中,如图甲,求绳中拉力的大小: (2)若杆与环保持相对静止,在空中沿AB 方向水平向右做匀加速直 线运动,此时环恰好悬于A 端的正下方,如图乙所示。 求此状态下杆的加速度大小a; 为保持这种状态需在杆上施加一个多大的外力,方向如何? 【答案】 (1) 6 4 mg (2) 3 3 agtan3(60 )或 【解析】 (1) 如图 1,设平衡时,绳中拉力为T,有 2 cos0Tmg 由图知 6 cos 3 由式解 6 4 Tmg (2) 此时,对小铁环受力分析如图2,有 sinTma cos0T
14、Tmg 由图可以60,代入式解得 3 3 ag 如图 3,设外力F 与水平方赂夹角成角,将杆和小铁环当成一个整体,有 cos()FMm a sin()0FMm g 由式解得 2 3 () 3 FMm g tan3(60 )或 学习好资料欢迎下载 14、( 2013 年安徽卷)如图所示,质量为M、倾角为的斜面体(斜面光滑且足够长)放 在粗糙的水平地面上,底部与地面的动摩擦因数为,斜面顶端与劲度系数为k、自然 长度为l的轻质弹簧相连,弹簧的另一端连接着质量为m的物块。压缩弹簧使其长度为 3 4 l时将物块由静止开始释放,且物块在以后的运动中,斜面体始终处于静止状态。重力 加速度为g。 (1)求物块
15、处于平衡位置时弹簧的长度; (2)选物块的平衡位置为坐标原点,沿斜面向下为正方 向建立坐标轴, 用x表示物块相对于平衡位置的位移,证明物 块做简谐运动; (3)求弹簧的最大伸长量; (4)为使斜面始终处于静止状态,动摩擦因数应满足什么条件(假设滑动摩擦力等于 最大静摩擦力)? 【答案】( 1) sinmg L k (2)见解析( 3) sin 4 Lmg k (4) 2 (4sin)cos 44cossin kLmg MgmgkL 【解析】( 1)设物块在斜面上平衡时,弹簧的伸长量为L,有 sin0mgkL解得 sinmg L k 此时弹簧的长度为 sinmg L k (2) 当物块的位移为x
16、 时, 弹簧伸长量为xL, 物块所受合力为sin()Fmgk xL 合 联立以上各式可得Fkx 合 可知物块作简谐运动 (3)物块作简谐运动的振幅为 sin 4 Lmg A k 由对称性可知,最大伸长量为 sin 4 Lmg k (4)设物块位移x 为正,则斜面体受力情况如图所示,由于斜面体平衡,所以有 水平方向 1sin cos0 N fFF 竖直方向 21cos sin0 NN FMgFF 又()Fk xL, 1 cos N Fmg 联立可得cosfkx, 2 sin N FMgmgkx 为使斜面体始终处于静止,结合牛顿第三定律,应有 2N fF,所以 m M x m M O f F Mg
17、 FN2 FN1 学习好资料欢迎下载 2 cos sin N fk x FMgmgkx 当xA时,上式右端达到最大值,于是有 2 (4sin)cos 44cossin kLmg MgmgkL 15、(2013 年上海物理) 如图, 倾角为 37 ,质量不计的支架ABCD 的 D 端有一大小与质量均可忽略的光滑定滑轮,A 点处有一固 定转轴, CA AB ,DCCA 0.3m。质量 mlkg 的物体置于 支架的 B 端,并与跨过定滑轮的轻绳相连,绳另一端作用一竖 直向下的拉力F,物体在拉力作用下沿BD 做匀速直线运动, 己知物体与BD 间的动摩擦因数 0.3。为保证支架不绕A 点 转动,物体向上
18、滑行的最大距离s _m。若增大F 后, 支架仍不绕A 点转动,物体能向上滑行的最大距离s _s(填:“大于”、“等 于”或“小于”。)(取 sin37 0.6, cos37 0.8) 【答案】: 0.248 等于 【解析】拉力F=mgsin37 + mg cos37 =8.4N。 BC= CA/ sin37 0.5m.设 m 对支架 BC 的 压力 mg cos37 对 A 点的力臂为x, 由力矩平衡条件, F DC cos37 +mg cos37 CA cos37 = F CA cos37 +mg cos37 x,解得 x=0.072m。由 x+s=BC-AC sin37解得 s=0.248
19、m。由上述方程可知, F DC cos37 = F CA cos37 ,x 值与 F 无关,所以若增大F 后,支架仍不绕A 点转动,物体能 向上滑行的最大距离s=s 。 【来源:全 16( 2013 湖北模拟)如图所示,固定在水平地面上的物体P,左侧是光滑圆弧面,一根 轻绳跨过物体P顶点上的小滑轮,一端系有质量为m=4kg 的小球,小球与圆心连线跟水平方向的夹角=60,绳的 另一端水平连接物块3,三个物块重均为50N,作用在物块 2 的水平力F=20N,整个系统平衡,g=10m/s 2,则以下正确 的是 A1 和 2 之间的摩擦力是20N B2 和 3 之间的摩擦力是20N C3 与桌面间摩擦
20、力为20N D物块 3 受 6 个力作用 学习好资料欢迎下载 17 (2013 年 5 月西北工业大学附中质检)如图所示,物体的质量为m,在恒力F的作用下, 紧靠在天花板上保持静止,若物体与天花板间的动摩擦因数为,则 A天花板对物体的作用力可能是1 个 B天花板对物体摩擦力的大小一定为Fcos C天花板对物体摩擦力的大小一定为Fsin D物体对天花板的压力大小一定为Fsin 18( 2013芜湖市模拟)如图所示,质量为m的物体放在质量为M、倾角为 的斜面体上,斜 面体置于粗糙的水平地面上,用平行于斜面向下的力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地面对M的摩擦力
21、大小为Fcos B地面对M的支持力为(M+m)g C物体m对M的摩擦力的大小为F DM对物体m的作用力竖直向上 19( 2013年 5月山西省四校联考)用一轻绳将小球P系于光滑墙壁上的O点,在光滑墙壁 和球P之间夹有一矩形物块Q,如图所示。P、Q均处于静止状态,则下列说法正确的是 学习好资料欢迎下载 AP物体受 3 个力 BQ物体受 3 个力 C若绳子变短,Q物体受到的摩擦力将变大 D若绳子变短,P 物体受到的绳子的拉力将变大 20. ( 2013 山东省德州市考前训练题5)如图所示,物块A放在直角三角形斜面体B上面, B 放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁,初始时A、B静止。现用力F 沿斜面向上推
22、A ,但 AB 并未 运动。下列说法正确的是( ) A. A 、B之间的摩擦力可能大小不变 B. A 、 B之间的摩擦力一定变小 C. B 与墙之间可能没有摩擦力 D. 弹簧弹力一定不变 21. (多选) (2013 江西省景德镇三模)半圆柱体P放在粗糙的水平面上,有一挡板MN,延 长线总是过半圆柱体的轴心O,但挡板与半圆柱不接触,在P和MN之间放有一个光滑均匀的 小圆柱体Q,整个装置处于静止状态,如图是这个装置的截面图,若用外力使MN绕O点缓慢 地逆时针转动,在Q到达最高位置前,发现P始终保持静止,在此过程中,下列说法中正确 的是 AMN对Q的弹力大小保持不变 BMN对Q的弹力一直减小至零
23、学习好资料欢迎下载 CP、Q间的弹力一直增大 DQ所受的合力逐渐增大 22、( 2013 年 5 月山东省日照市二模)如图所示,质量为m的光滑小球置于斜面上,被一个 竖直固定在余面上的档板挡住。现使斜面在水平面上向右做加速度为a 的匀加速直线运动, 下列说法中正确的是 A、若加速度足够小,竖直挡板对球的弹力可能为零 B、 若加速度足够大,斜面对球的弱力可能为零 C、斜面和挡板对球的弹力的合力大于ma D、加速度由a 增大至 2a 的过程中,斜面对球的弹力保持不变 23( 2013 哈尔滨六中质检)如图所示,物体A、B用细绳连接后跨过定滑轮。A静止在倾角 为 30的斜面上,B被悬挂着。已知质量m
24、 A2mB,不计滑轮摩擦,现将 斜面倾角由30增大 到 50,但物体仍保持静止,那么下列说法中正确的是()。 A绳子的张力保持不变 B物体A对斜面的压力将减小 C物体A受到的静摩擦力将先增大后减小 D滑轮受到的绳的作用力不变 学习好资料欢迎下载 24( 2013 年 5 月山西省太原市二模)如图所汞,倾角为的斜面体c 置于水平地面上,小 物块 b 置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接,连接b 的一段细绳与斜 面平行。在a 中的沙子缓慢流出的过程中,a、b、c 都处于静止状态,则 Ab 对 c 的摩擦力一定减小 Bb 对 c 的摩擦力方向可能平行斜面向上 C地面对c 的摩擦力方向一定
25、向右 D地面对c 的摩擦力一定减小 答案: BD 25( 2013 广州市三模)如图,力F垂直作用在倾角为 的三角滑块上,滑块没被推动,则 滑块受到水平地面的静摩擦力大小为: A0 BFcos CFsin DFtan 26、( 2013 山东省德州市考前训练7)如图所示,物体在水平力作用下,静止在斜面上。若 稍许减小水平推力F,而物体仍保持静止,设斜面对物体的静摩擦力为f ,物体所受的支持力 为 FN,则() Af 和 FN都一定减小 学习好资料欢迎下载 Bf 和 FN都不一定减小 Cf 不一定减小,FN - 定减小 Df 一定减小, FN不一定减小 27( 2013 山东省德州市考前训练6)
26、如图所示,甲、乙两物块用跨过定滑轮的轻质细绳连 接,分别静止在斜面AB 、AC上,滑轮两侧细绳与斜面平行。甲、乙两物块的质量分别为m1、 m2。AB斜面粗糙,倾角为,AC斜面光滑,倾角为,不计滑轮处摩擦,则以下分析正确的 是 A若 12 sinsinmm,则甲 所受摩擦力沿斜面向上 B若在乙物块上面再放一个小物块后,甲、乙仍静止,则甲所受的摩擦力一定变小 C若在乙物块上面再放一个小物块后,甲、乙仍静止,则甲所受的拉力一定变大 D若在甲物块上面再放一个小物块后,甲、乙仍静止,则甲所受拉力一定变大 28( 2013 年 5 月武汉市模拟)甲、乙两球从同一高度同时由静止释放,下落时受到的空气 阻力F
27、与球的速率v成正比,即F=-kv(k0),且两球的比例常数k相等,如图所示为下落 时两球的vt图象。若甲球与乙球的质量分别为m1与m2,则: B Am2m1,且甲球先抵达地面 Bm2m1,且乙球先抵达地面 Cm2m1,且甲球先抵达地面 Dm2m1,且乙球先抵达地面 学习好资料欢迎下载 29( 14 分)( 2013 年 5 月山西省四校联考)(2013 年 5 月山西省四校联考)在滑雪运动中, 当滑雪板压在雪地上时会把雪内的空气逼出来,在滑雪板与雪地间形成一个暂时的“气 垫”, 从而大大减小雪地与滑雪板间的摩擦因数。然而当滑雪板相对雪地速度较小时,滑雪 板就会陷入雪地中,使得它们间的动摩擦因数
28、增大。假设滑雪者的速度超过v0=4 m/s 时, 滑雪板与雪地间的动摩擦因数就会由1=0.25 变为 2=0.125 。 一滑雪者从倾角37 的坡顶A处由静止开始自由下滑,滑至坡底B(B处为一光滑小圆弧)后又滑上一段水平 雪地BC(BC长度可忽略 ) ,不计空气阻力,如图所示。A、B间距离L=20 m,滑雪者总质 量m=100 kg ,(sin37 0.6 ,cos37 0.8 ,g取 10 m/s 2)求: (1)滑雪者到达B处的速度大小vB; (2)已知物体从空中下落时,空气对物体的阻力公式:fkv 2, k=2.5 kg/m ,方向与速 度方向相反。滑雪者离开B点沿轨道水平飞出后,由于空
29、气阻力的影响,物体下落一 段距离后将会匀速下落,这个速度被称为收尾速度,求滑雪者的收尾速度v的大小。 学习好资料欢迎下载 15 【2013?湖北省孝感市模拟】 (16 分)如图甲、乙所示,传送带上有质量均为m的三个木块 1、2、3,中间均用原长为L、劲 度系数为k的轻弹簧连接起来,木块与传送带间的动摩擦因 数均为,其中木块1 被与传送带平行的细线拉住,传送带按图示方向匀速运动,三个木块 处于平衡状态求: (1)在图甲状态下,1、3 两木块之间的距离是多大? (2)在图乙状态下,细线的拉力是多大?木块1、3 之间的距离又是多大? 学习好资料欢迎下载 故 1、3 之间的距离为: 13 3sin3cos 2 mgmg LL k 16 【2013?河南信阳市模拟】图中工人在推动一台割草机,施加的力大小为100N,方向与水 学习好资料欢迎下载 平地面成30斜向下 . 2 /10smg (1)若割草机重300N,则它作用在地面上向下的压力多大? (2)若工人对割草机施加的作用力与图示反向,力的大小不变, 则割草机作 用在地面上向下的压力又为多大? (3)割草机割完草后,现工人用最小的拉力拉它,使之做匀速运动,已知这 个最小拉力为180N,则割草机与地面间的动摩擦因数,及最小拉力与水 平方向夹角为多少?
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