高考物理二轮复习专题相互作用.docx

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1、高考物理二轮复习专题相互作用一、高中物理精讲专题测试相互作用1．如图所示，两个正三棱柱A、B紧靠着静止于水平地面上，三棱柱的中间有一个半径为R的光滑圆柱C，C的质量为2m，A、B的质量均为m.A、B与地面的动摩擦因数为μ.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.(1)三者均静止时A对C的支持力为多大？(2)A、B若能保持不动，μ应该满足什么条件？(3)若C受到经过其轴线竖直向下的外力而缓慢下降到地面，求该过程中摩擦力对A做的功【答案】(1)FN＝2mg.(2)3mgRμ≥.(3)－.23【解析】【分析】（1）对C进行受力分析，根据平衡求解A对C的支持力；（2）A保持

2、静止，则地面对A的最大静摩擦力要大于等于C对A的压力在水平方向的分力，据此求得动摩擦因数μ应该满足的条件；（3）C缓慢下落同时A、B也缓慢且对称地向左右分开，A受力平衡，根据平衡条件求解滑动摩擦力大小，根据几何关系得到A运动的位移，再根据功的计算公式求解摩擦力做的功．【详解】(1)C受力平衡，2FNcos60°＝2mg解得FN＝2mg(2)如图所示，A受力平衡F地＝FNcos60°＋mg＝2mgf＝FNsin60°＝3mg因为f≤μF地，所以μ≥32(3)C缓慢下降的同时A、B也缓慢且对称地向左右分开．A的受力依然为4个，如图所图，但除了重力之外的其他力的大小发生改变，f也成了

3、滑动摩擦力．地＝F′NA受力平衡知F′cos60°＋mgf＝′F′Nsin60°＝μF地′解得f′＝3mg3即要求3－μ>0，与本题第(2)问不矛盾．由几何关系知：当C下落地地面时，A向左移动的水平距离为x＝3R3mgR所以摩擦力的功W＝－f′x＝－3【点睛】本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答．2．轻绳下端悬挂200N的重物，用水平力拉轻绳上的点，使轻绳上部分偏离竖直方向=角保持静止，如图所示。（1）求水平力的大小；（2）保持轻绳

4、上部分与竖直方向的夹角=不变，改变力的方向，求力的最小值及与水平方向的夹角。【答案】（1）（2），与水平方向夹角为【解析】试题分析：（（2）力有最小值时1）对点受力分析，可得，解得，解得，与水平方向夹角为考点：考查了共点力平衡条件【名师点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解，如果物体受到三力处于平衡状态，则可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据角度列式求解3．如图所示，质量为m的物体放在一固定斜面上，当斜面倾角为30°时恰能沿斜面匀速下滑．对物体施加一大小为F、方

5、向水平向右的恒力，物体可沿斜面匀速向上滑行．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当斜面倾角增大并超过某一临界角θ时，不论水平恒力F多0大，都不能使物体沿斜面向上滑行，试求：(1)物体与斜面间的动摩擦因数；(2)这一临界角θ0的大小．【答案】（1）3（2）60°3【解析】试题分析：（1）斜面倾角为30°时，物体恰能匀速下滑，满足mgsin30mgcos30解得33（2）设斜面倾角为α，由匀速直线运动的条件：FcosmgsinFfFNmgcosFsin，FfFN解得：Fmgsinmgcoscossin当cossin0，即cot时，F→∞，即“不论水平恒力F多大”，都不能使物体沿斜面向上滑

6、行此时，临界角060考点：考查了共点力平衡条件的应用【名师点睛】本题是力平衡问题，关键是分析物体的受力情况，根据平衡条件并结合正交分解法列方程求解．利用正交分解方法解体的一般步骤：①明确研究对象；②进行受力分析；③建立直角坐标系，建立坐标系的原则是让尽可能多的力落在坐标轴上，将不在坐标轴上的力正交分解；④x方向，y方向分别列平衡方程求解．4．如图所示，两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L1m，导轨平面与水平面夹角30，导轨电阻不计，磁感应强度为B12T的匀强磁场垂直导轨平面向上，长为L1m的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m

7、12kg、电阻为R11Ω，两金属导轨的上端连接右侧电路，电路中通过导线接一对水平放置的平行金属板，两板间的距离和板长均为d0.5m，定值电阻为R23Ω，现闭合开关S并将金属棒由静止释放，取g10m/s2，求：（1）金属棒下滑的最大速度为多大？（2）当金属棒下滑达到稳定状态时，整个电路消耗的电功率为多少？（3）当金属棒稳定下滑时，在水平放置的平行金属板间加一垂直于纸面向里的匀强磁场，在下板的右端且非常靠近下板的位置处有一质量为q1104kg、所带电荷量为C的液滴以初速度水平向左射入两板间，该液