高考物理复习 计算题专练 相互作用（含答案解析）

这是一份高考物理复习 计算题专练 相互作用（含答案解析），共14页。试卷主要包含了8 N，4 N等内容，欢迎下载使用。
2020(人教版)高考物理复习 计算题专练 相互作用1.如图所示,质量为mB=14 kg的木板B放在水平地面上,质量为mA=10 kg的货箱A放在木板B上,一根轻绳一端拴在货箱上,另一端拴在地面上,绳绷紧时与水平面的夹角为θ=37°。已知货箱A与木板B之间的动摩擦因数μ1=0.5,木板B与地面之间的动摩擦因数μ2=0.4。重力加速度g取10 m/s2。现用水平力F将木板B从货箱A的下面匀速抽出,(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)试求:(1)绳上张力FT的大小;(2)水平拉力F的大小。           2.质量为M的木楔倾角为θ,在水平面上保持静止,当将一质量为m的木块放在木楔斜面上时,木块正好匀速下滑。现用与木楔斜面成α角的力F拉着木块匀速上升,如图所示(已知木楔在整个过程中始终静止)。(1)当α=θ时,拉力F有最小值,求此最小值。(2)求拉力F最小时木楔对水平面的摩擦力是多少。         3.某同学表演魔术时，将一小型条形磁铁藏在自己的袖子里，然后对着一悬挂的金属小球指手画脚，结果小球在他神奇的功力下飘动起来．假设当隐藏的小磁铁位于小球的左上方某一位置C(∠QCS=30°)时，悬挂小球的细线偏离竖直方向的角度也是30°，如图所示．已知小球的质量为m，该同学(含磁铁)的质量为M，求此时：(1)悬挂小球的细线的拉力大小；(2)该同学受到地面的支持力和摩擦力的大小．               4.如图所示，放在水平地面上的物体A的重力G=100 N，右侧连着一轻质弹簧，已知物体与地面间的动摩擦因数μ=0.4，弹簧的劲度系数k=2 500 N/m.可近似认为物体所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力．现用力拉弹簧，则：(1)当弹簧伸长1 cm时，求弹簧弹力F1和物体所受的摩擦力f1的大小；(2)当弹簧伸长2 cm时，求弹簧弹力F2和物体所受的摩擦力f2的大小．                  5.如图所示，两个质量分别为m、4m的质点A、B之间用轻杆固结，并通过长L的轻绳挂在光滑的定滑轮上，求系统平衡时OA、OB段绳长各为多少？              6.质量为m=0.8 kg的砝码悬挂在轻绳PA和PB的结点上并处于静止状态，PA与竖直方向的夹角为37°，PB沿水平方向．质量为M=10 kg的木块与PB相连，静止于倾角为37°的斜面上，如图所示．(取g=10 m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8)求：(1)轻绳PB拉力的大小；(2)木块所受斜面的摩擦力和弹力的大小．                     7.随着我国新农村建设不断深入，越来越多的农民住进了楼房，大家在喜迁新居的时候遇到了搬运大件家具的困难．如图为一农户正在用自己设计的方案搬运家具到二楼，他用一悬挂于房檐A点的小电机通过轻绳1拉动家具缓慢上升，为避免家具与墙壁碰撞，需要一人站在地面上用轻绳2向外侧拖拽，绳1与绳2始终在同一竖直面内，某时刻绳1与竖直方向夹角30°，绳2与竖直方向夹角60°，已知家具质量为50 kg，人的质量为80 kg(g取10 m/s2)．此时：(1)绳1与绳2的拉力大小．(2)该人受到地面的支持力和摩擦力大小．               8.如图所示，质量为M的半球面静止在水平地面上，质量为m的小物块在半球面上处于平衡状态，小物块与一轻弹簧连接，弹簧的上端固定于墙上的O点．已知小物块与球心O′的连线与竖直方向成θ=45°角，弹簧的劲度系数为k，其与竖直方向的夹角也为θ.若小物块与球面之间刚好没有相对运动的趋势，求：(1)弹簧的伸长量；(2)球面所受地面的支持力的大小．             9.如图所示,人重600 N,木块A重400 N,人与木块、木块与水平面间的动摩擦因数均为0.2。人用水平力拉轻绳,使他与木块一起向右做匀速直线运动,滑轮摩擦不计,求:(1)人对轻绳的拉力大小;(2)人对A的摩擦力的大小和方向。                10.如图所示,质量为m0的直角三棱柱A放在水平地面上,其顶角为θ。质量为m的光滑球B放在三棱柱和竖直墙壁之间,三棱柱A和球B都处于静止状态,求地面对三棱柱支持力和摩擦力各为多少?               11.如图所示,质量为m的物体与A、B两个弹簧相连,其劲度系数分别为k1和k2,B弹簧下端与地相连,现用手拉A的上端,使A缓慢上移,当B弹簧的弹力大小为原来的时,A上端移动的距离是多少?           12.如图所示，质量M=1 kg的木块套在水平固定杆上，并用轻绳与质量m=0.5 kg的小球相连，今用跟水平方向成60°角的力F=5 N拉着小球并带动木块一起向右匀速运动，运动中木块、小球的相对位置保持不变，g=10 m/s2.在运动过程中，求：(1)轻绳与水平方向的夹角θ；(2)木块M与水平杆间的动摩擦因数μ.             13.重力为G1=8 N的砝码悬挂在轻绳PA和PB的结点上,PA偏离竖直方向37°角,PB在水平方向,且连在重力为G2=100 N的木块上,木块静止于倾角为θ=37°的斜面上,如图所示。试求:木块与斜面间的摩擦力大小和木块所受斜面的弹力大小。(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)            14.所受重力G1=8 N的物块悬挂在绳PA和PB的结点上．PA偏离竖直方向37°角，PB在水平方向，且连在所受重力为G2=100 N 的木块上，木块静止于倾角为37°的斜面上，如图所示，试求(sin 53°=0.8，cos 53°=0.6，重力加速度g取10 m/s2)： (1)木块与斜面间的摩擦力大小；(2)木块所受斜面的弹力大小．                 15.如图所示，放在粗糙的固定斜面上的物块A和悬挂的物块B均处于静止状态．轻绳AO绕过光滑的定滑轮与轻弹簧的右端及轻绳BO的上端连接于O点，轻弹簧中轴线沿水平方向，轻绳的OC段与竖直方向的夹角θ=53°，斜面倾角α=37°，物块A和B的质量分别为mA=5 kg，mB=1.5 kg，弹簧的劲度系数k=500 N/m，(sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，重力加速度g取10 m/s2)，求：(1)弹簧的伸长量x.(2)物块A受到的摩擦力．                   
答案解析1.解：(1)对A进行受力分析如图甲所示,可知A受4个力作用,分解绳的拉力,根据受力平衡可得FN1=mAg+FTsinθFTcosθ=μ1FN1解得FT=代入数据得绳子张力FT=100N。(2)对B进行受力分析可知B受6个力的作用,地面对B的支持力FN2=mBg+FN1而FN1=mAg+FTsinθ=160N拉力F=μ2FN2+μ1FN1F=200N。  2.解：木块在木楔斜面上匀速向下运动时,有mgsinθ=μmgcosθ,即μ=tanθ。(1)因其在力F作用下沿斜面向上匀速运动,则有Fcosα=mgsinθ+Ff①Fsinα+FN=mgcosθ②Ff=μFN③由①②③得F==则当α=θ时,F有最小值,即Fmin=mgsin2θ。(2)因为木块及木楔均处于平衡状态,整体受到地面摩擦力等于F的水平分力,即Ffm=Fcos(α+θ)当F取最小值mgsin2θ时,Ffm=Fmincos2θ=mgsin2θ·cos2θ=mgsin4θ。  3.解：(1)对小球受力分析，小球受重力、细线的拉力和磁铁的引力．设细线的拉力和磁铁的引力分别为F1和F2，根据平衡条件，水平方向有F1sin30°=F2sin30°，竖直方向有F1cos30°＋F2cos30°=mg，联立解得F1=F2=mg.(2)以人为研究对象，分析受力情况，受重力Mg、地面的支持力N、静摩擦力f和小球的引力F′2，其中F′2=F2=mg.根据平衡条件得f=F′2sin30°，N=F′2cos30°＋Mg，联立解得N=Mg＋mg，f=mg.  4.解：(1)由胡克定律知F1=kx1=2 500 N/m×0.01 m=25 Nf=μFN，FN=G，则f=μG=40 N因为F1<f，所以物体仍静止，即f1=25 N(2)由胡克定律知F2=kx2=2 500 N/m×0.02 m=50 NF2>f，所以物体运动，即f2=40 N.  5.解：此题中杆处于自由状态，故杆的弹力必沿杆的方向．由力三角形与几何三角形相似得==而OA＋OB=L故OA=LOB=L  6.解：(1)对点P受力分析如图甲所示，根据共点力的平衡条件得FB－FAsin37°=0FAcos37°－mg=0联立解得FB==6 N(2)对木块受力分析如图乙所示，由共点力的平衡条件得Mgsin37°＋FBcos37°－Ff=0FN＋FBsin37°－Mgcos37°=0联立解得Ff=Mgsin37°＋FBcos37°=64.8 NFN=Mgcos37°－FBsin37°=76.4 N.  7.解：(1)对家具受力分析，如图甲，由平衡条件得：FT1sin 30°=FT2sin 60°，FT1cos 30°=FT2cos 60°＋mg，解得：FT1=500 N，FT2=500 N(2)对人受力分析，如图乙，由平衡条件得：Ff=FT2′sin 60°，FN＋FT2′cos 60°=Mg，FT2′=FT2解得：Ff=250 N，FN=550 N.  8.解：(1)对小物体受力分析，如图所示：F=mgsin 45°=mg，设弹簧伸长量为Δx，则：F=kΔx，解得Δx=.(2)对整体受力分析，如图所示：Fcos 45°＋F′N=(M＋m)g，解得F′N=Mg＋mg.  9.解：设绳的拉力为FT,木块与地面间的摩擦力为FfA。(1)取人和木块组成的系统为研究对象,并对其进行受力分析,由于人与木块一起做匀速直线运动,FfA=μ(mA+m人)g=200N,2FT=FfA,所以FT=100N。(2)取人为研究对象,对其进行受力分析,如图所示。由于人处于平衡状态,故FT==100N由于人与木块A处于相对静止状态,故人与木块A之间的摩擦力为静摩擦力。由牛顿第三定律可知,人对木块A的摩擦力方向水平向右,大小为100N。  10.解：选取A和B整体为研究对象,受到重力(m0+m)g、地面支持力FN、墙壁的弹力F和地面的摩擦力Ff的作用(如图甲所示)而处于平衡状态。根据平衡条件有FN=(m0+m)g,F=Ff。再以B为研究对象,它受到重力mg、三棱柱对它的支持力FNB、墙壁对它的弹力F的作用(如图乙所示)而处于平衡状态,根据平衡条件有FNBcosθ=mg,FNBsinθ=F,解得F=mgtanθ,所以Ff=F=mgtanθ。  11.解：B原来处于压缩状态,其压缩量为x0=,当向上缓慢拉A使B中弹力大小减为原来的时,有两种可能。(1)B仍处于被压缩的状态,则此时A弹簧的弹力和伸长量分别为F1=mg-F2=mg,x1=,这时B上端移动的位移x2=,所以A上端移动的距离sA=x1+x2=mg。(2)B处于拉伸状态,则此时A弹簧的弹力和伸长量分别为F1'=mg+F2'=mg,x1'=mg,这时B上端移动的位移x2'=mg,所以A上端上移的距离为sA'=x1'+x2'=mg。  12.解：(1)小球处于平衡状态，其所受合力为零．以小球为研究对象分析受力如图甲所示，由平衡条件得，水平方向Fcos60°－Tcosθ=0，竖直方向Fsin60°－Tsinθ－mg=0，解得θ=30°. (2)以木块和小球整体为研究对象，受力分析如图乙所示，由平衡条件得，水平方向有Fcos60°－μN=0，竖直方向有Fsin60°＋N－mg－Mg=0，解得μ=.  13.解：对P点进行受力分析,并建立如图甲所示的坐标系。由水平方向和竖直方向平衡可列方程F=F1sin37°,G1=F1cos37°,联立解得F=G1tan37°=8N×=6N。对木块进行受力分析,建立如图乙所示的坐标系,其中F'=F。沿斜面方向上,F'cosθ+G2sinθ=Ff,解得Ff=6×0.8N+100×0.6N=64.8N,垂直斜面方向上,F'sinθ+FN=G2cosθ,解得FN=100×0.8N-6×0.6N=76.4N。  14.解：如图甲所示，分析P点受力，由平衡条件可得FAcos 37°=G1，FAsin 37°=FB，联立解得FB=6 N，再分析B的受力情况如图乙所示，由物体的平衡条件可得Ff=G2sin 37°＋FB′cos 37°，FN＋FB′sin 37°=G2cos 37°，FB′=FB，联立解得Ff=64.8 N，FN=76.4 N.  15.解：(1)对结点O受力分析如图所示：根据平衡条件，有：FTcos θ－mBg=0，FTsin θ－F=0，且：F=kx，解得：x=4 cm；(2)设物块A所受摩擦力沿斜面向下，对物块A受力分析如图所示：根据平衡条件，有：FT－Ff－mAgsin α=0，解得：Ff=－5 N，即物体A所受摩擦力大小为5 N，方向沿斜面向上．