物理相互作用练习_物理考试_外语学习及解析.docx
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1、物理相互作用练习 _物理考试 _外语学习及解析一、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) = ( 3) =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 =Tcos Fsin30 +Tsin =mg代入
2、数据解得:T=10, tan = ,即: =30(2)对 M 进行受力分析,由平衡条件有FN=Tsin +Mgf=Tcos f= FN解得: (3)对 M、 N 整体进行受力分析,由平衡条件有:FN+Fsin =(M+m ) gf=Fcos =NF联立得: Fcos=( M+m ) g-Fsin 解得: F令: sin , cos=,即: tan =则:所以:当 +=90时F 有最小值所以: tan =时 F 的值最小即: =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
3、要细细品味2 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,重力加速度于滑动摩擦力,求:g 取10 m/s 2,最大静摩擦力等(1)物块 A 与水平地面间的动摩擦因数;(2)当连接物块A 的细绳与竖直方向的夹角sin37 =0.6, cos37 =0.8)【答案】( 1) 0.3( 2) 9.6N=37 时,水平外力F2 的大小。(已知【解析
4、】【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 mgB对 A: Mg N1 TF1f1N1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由平衡条件得:F2N 2T sinN2T cosMg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.3 如图所示
5、,质量均为M 的 A、B 两滑块放在粗糙水平面上,滑块与粗糙水平面间的动摩擦因数为,两轻杆等长 ,且杆长为L,杆与滑块、杆与杆间均用光滑铰链连接,杆与水平面间的夹角为,m 的重物 C,整个装置处于静止状态。重力加速度为在两杆铰合处悬挂一质量为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,试求 :(1)地面对物体 A 的静摩擦力大小 ;(2)无论物块 C 的质量多大 ,都不能使物块A 或 B 沿地面滑动 ,则至少要多大 ?【答案】( 1mg1)( 2)2 tantan【解析】【分析】先将 C 的重力按照作用效果分解,根据平行四边形定则求解轻杆受力;再隔离物体A 受力分析,根据平衡条件并结合正交分解法列式求解滑
6、块与地面间的摩擦力和弹力要使得A不会滑动,则满足 ff m ,根据数学知识讨论。【详解】(1)将 C的重力按照作用效果分解,如图所示:1 mg mg根据平行四边形定则,有:F1 F2 2sin2sin对物体 A 水平方向:fF1 cosmg2 tan(2)当 A 与地面之间的摩擦力达到最大静摩擦力时:fm(Mg F1 sin )m1且 ff m 联立解得:tan(2 Mm)=2M,tan (1)m11当 m时,2M1)tan,可知无论物块C 的质量多大,都不能使物块A 或tan (mB 沿地面滑动 ,则 至少等于1。tan4 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
7、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mab0.1kg 、 mcd0.2kg 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 ,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v2m/s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/s 2,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 , =1.5N(2)1.0Wb/s , vm3m/sF
8、t【解析】【详解】(1)以 cd 为研究对象,当cd 速度达到最大值时,有:mcd g sinBIL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:F(mabmcd ) g sin(或对 ab: Fmab g sinBIL )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: Et由闭合电路欧姆定律,有:IEr联立并代入数据,得:=1.0Wb/st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:BS BL (vm v)t
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