最新高中物理相互作用专题训练答案.docx

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1、最新高中物理相互作用专题训练答案一、高中物理精讲专题测试相互作用1．如图所示，竖直轻弹簧B的下端固定于水平面上，上端与A连接，开始时A静止。A的质量为m＝2kg，弹簧B的劲度系数为k1＝200N/m。用细绳跨过定滑轮将物体A与另一根劲度系数为k2的轻弹簧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，此时A上端轻绳恰好竖直伸直。将弹簧C的右端点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。已知ab＝60cm，求：（1）当弹簧C处在水平位置且未发生形变时，弹簧B的形变量的大

2、小；（2）该过程中物体A上升的高度及轻弹簧C的劲度系数k2。【答案】（1）10cm；（2）100N/m。【解析】【详解】（1）弹簧C处于水平位置且没有发生形变时，A处于静止，弹簧B处于压缩状态；根据胡克定律有：k1x1＝mg代入数据解得：x1＝10cm（2）当ab＝60cm时，弹簧B处于伸长状态，根据胡克定律有：k1x2＝mg代入数据求得：x2＝10cm故A上升高度为：h＝x1+x2＝20cm由几何关系可得弹簧C的伸长量为：x3＝ab﹣x1﹣x2＝40cm根据平衡条件与胡克定律有：mg+k1x2＝k2x3解得k

3、2＝100N/m2．如图所示，表面光滑的长方体平台固定于水平地面上，以平台外侧的一边为x轴，在平台表面建有平面直角坐标系xoy，其坐标原点O与平台右侧距离为d=1.2m。平台足够宽，高为h=0.8m，长为L=3.3m。一个质量m1=0.2kg的小球以v0=3m/s的速度沿x轴运动，到达O点时，给小球施加一个沿y轴正方向的水平力F1，且F1=5y（N）。经一段时间，小球到达平台上坐标为（1.2m，0.8m）的P点时，撤去外力F1。在小球到达P点的同时，平台与地面相交处最内侧的M点，一个质量m2=0.2kg的滑块以

4、速度v在水平地面上开始做匀速直线运动，滑块与地面间的动摩擦因数μ=0.5，由于摩擦力的作用，要保证滑块做匀速运动需要给滑块一个外力F2，最终小球落在N点时恰好与滑块相遇，小球、滑块均视为质点，g10m/s2，sin370.6，cos370.8。求：（1）小球到达P点时的速度大小和方向；（2）M、N两点间的距离s和滑块速度v的大小；（3）外力F2最小值的大小（结果可用根式表示）【答案】（1）5m/s方向与x轴正方向成53°（2）1.5m；3.75m/s（3）25N5【解析】（1）小球在平台上做曲线运动，可分解为沿

5、x轴方向的匀速直线运动和沿y轴方向的变加速运动，设小球在P点受到vp与x轴夹角为从O点到P点，变力F1做功yp50.80.8J1.6J2根据动能定理有W1m1vP21m1v02，解得vp5m/s22根据速度的合成与分解有v0vpcos，得53，小球到达P点时速度与x轴正方向成53（2）小球离开P点后做平抛运动，根据平抛运动规律有h1gt2，解得t=0.4s2小球位移在水平面内投影lvpt2m设P点在地面的投影为P，则PMLyP2.5m由几何关系可得s2PM2l22lPMcos，解得s=1.5m滑块要与小球相遇，

6、必须沿MN连线运动，由svt，得v3.75m/s（3）设外力F2的方向与滑块运动方向（水平方向）的夹角为β，根据平衡条件水平方向有：F2cosf，其中fN，竖直方向有NF2sinm2gm2g联立解得F2cossin由数学知识可得F2m2g，其最小值m2g252sinF2minN。11253．如图所示，用两根长度均为l的细线将质量为m的小球悬挂在水平的天花板下面，轻绳与天花板的夹角为θ．将细线BO剪断，小球由静止开始运动．不计空气阻力，重力加速度为g．求：（1）剪断细线前OB对小球拉力的大小；（2）剪断细线后小球

7、从开始运动到第一次摆到最高点的位移大小；（3）改变B点位置，剪断BO后小球运动到最低点时细线OA的拉力F2与未剪断前细线的拉力F1之比F2的最大值．F1【答案】（1）mg2x2lcosF29F3）（）（F1max42sin【解析】（1）Fsin1mg2mg得F2sin（2）小球运动到左侧最高点时绳与天花板夹角为αmglsinα=mglsinθ得α=θX=2lcosθ（3）小球运动到最低点时速度为vmgl(1sin)1mv22F2mgv2mlF1=F得：F26sin4sin2F1当sin3F29时可得F1max=

8、444．如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为L=0．2m，长为2d，d=0．5m，上半段d导轨光滑，下半段d导轨的动摩擦因素为3，导轨平面与水平6面的夹角为θ=30°．匀强磁场的磁感应强度大小为B=5T，方向与导轨平面垂直．质量为m=0．2kg的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在粗糙的下半段一直做匀速运动，导体棒始终与导轨垂直，接在两导轨间的电阻为R=3Ω