高考物理相互作用复习专题一

高考物理相互作用复习专题一

‎ 高考物理-相互作用-复习专题（一）‎ 一、单选题 ‎1.如图，水平地面上的小车上固定有一硬质弯杆，质量均为m的小球A，B由细线相连，小球A固定在杆的水平段末端，当小车向右加速运动时细线与竖直方向的夹角为θ，下列说法正确的是（重力加速度为g）（　　） ‎ A. 小车的加速度大于等于gcotθ B. 细线对小球B的拉力大小等于mgsinθ C. 杆对小球A的作用力大小等于 D. 杆对小球A的作用力大小方向水平向右 ‎2.如图，两段等长轻质细线将质量分别为m、3m的小球a、b，悬挂于 O 点．现在两个小球上分别加上水平方向的外力，其中作用在 a球上的力大小为 F1、作用在 b 球上的力大小为 F2 ， 则此装置平衡时，出现了如图所示的状态，b球刚好位于O点的正下方．则F1与F2的大小关系应为（　　） ‎ A. F1=4F2                             B. F1=3F2                             C. 3F1=4F2                             D. 3F1=7F2‎ ‎3.在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放另一截面也为半圆的柱状物体B，整个装置处于静止状态，截面如图所示．设墙对B的作用力为F1 ， B对A的作用力为F2 ， 地面对A的作用力为F3 ． 在B上加一物体C，整个装置仍保持静止，则（　　） ‎ A. F1保持不变，F3增大      B. F1增大，F3保持不变      C. F2增大，F3增大      D. F2增大，F3保持不变 ‎4.某科研单位设计了一空间飞行器，飞行器从地面起飞时，发动机提供的动力方向与水平方向夹角α=60°，使飞行器恰恰与水平方向成θ=30°角的直线斜向右上方匀加速飞行，经时间t后，将动力的方向沿逆时针旋转60°同时适当调节其大小，使飞行器依然可以沿原方向匀减速飞行，飞行器所受空气阻力不计，下列说法中不正确的是（　　） ‎ A. 加速时加速度的大小为g                                     B. 加速时动力的大小等于mg C. 减速时动力的大小等于 mg                          D. 减速飞行时间2t后速度为零 ‎5.如图甲所示，粗糙斜面的水平面的夹角为30°，质量为3kg的小物块（可视为质点）由静止从A点在一沿斜面向上的恒定推力作用下运动，作用一段时间后撤去该推力，小物块能到达最高位置C，小物块上滑过程中的v﹣t图象如图乙所示，设A点为零势能参考点，g=10m/s2 ， 则下列说法正确的是（　　） ‎ A. 小物块最大重力势能为54J                                  B. 小物块加速时的平均速度与减速时的平均速度大小之比为3：1 C. 小物块与斜面间的动摩擦因数为                    D. 推力F的大小为40N ‎6.用两段等长的轻质细线将a、b两个小球连接并悬挂于O点，如图甲所示，球a受到水平向右的力3F的作用，小球b受到水平向左的力F的作用，平衡时细线都被拉紧，则系统平衡时两球的位置情况如图乙所示，则a、b两球质量之比为（　　） ‎ A. 1：1                                    B. 1：2                                    C. 2：1                                    D. 2：3‎ ‎7.如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔质量为m的小球套在圆环上一根细线的下端系着小球，上端穿过小孔用手拉住现拉动细线，使小球沿圆环缓慢上移在移动过程中手对线的拉力F和轨道对小球的弹力N的大小变化情况是（　　） ‎ A. F不变，N增大                B. F不变，N减小                C. F增大，N减小                D. F减小，N不变 ‎8.如图所示，粗糙水平地面上的长方体物块将一重为G的光滑圆球抵在光滑竖直的墙壁上，现用水平向右的拉力F缓慢拉动长方体物块，在圆球与地面接触之前，下面的相关判断正确的是（　　） ‎ A. 球对墙壁的压力逐渐减小                                    B. 地面对长方体物块的支持力逐渐增大 C. 地面对长方体物块的摩擦力逐渐增大                  D. 水平拉力F逐渐减小 ‎9.如图所示，A、B两个小球（均可视为质点）固定在轻杆的两端，将其放入光滑的半圆形碗中，O为圆心．当圆心O与A球的连线与竖直方向的夹角为30°时，系统处于平衡状态，此时B球恰好位于半圆形碗的水平直径的右端，下列判断正确的是（   ） ‎ A. A，B两球的质量之比为2：1                               B. A，B两球对碗的压力大小之比为1：2 C. 轻杆的弹力与A受到的重力大小之比为1：1          D. 轻杆的弹力与B受到的重力大小之比为1：1‎ ‎10.如图所示，A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上，A、B间的动摩擦力因数为μ，B与地面间的动摩擦力为 μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，现对A施加一水平拉力F，则（　　） ‎ A. 当F＜2μmg时，A，B都相对地面静止                B. 当F= μmg时，A的加速度为 μg C. 当F＞2μmg时，A相对B滑动                              D. 无论F为何值，B的加速度不会超过 ‎ μg 二、综合题 ‎11.甲、乙两同学用如图甲实验所示的装置测滑块与长木板之间的动摩擦因数，在一端装有定滑轮的长木板上固定有甲、乙两个光电门，与光电门相连的计时器能显示滑块上的遮光片通过光电门时遮光的时间，滑块通过绕过定滑轮的轻质细绳与测力计挂钩相连，测力计下吊着装有沙的沙桶，测力计能显示挂钩所受的拉力，滑块对长木板的压力大小等于滑块的重力大小，已知当地的重力加速度为g． ‎ ‎（1）为了满足实验的要求，下列说法正确的是       ． ‎ A. 长木板应放在水平桌面上                                    B. 长木板没有定滑轮的一端应适当垫高，以平衡摩擦力 C. 沙和沙桶及测力计的总质量应远小于滑块的质量          D. 定滑轮与滑块之间的细绳应与长木板平行 ‎（2）实验前用20分度的游标卡尺测出遮光片的宽度，如图所示，其示数d=________cm． ‎ ‎（3）甲同学测出两光电门之间的距离为L，将滑块从图示位置由静止释放，测得滑块通过甲、乙两光电门的时间分别为t1、t2 ， 记录测力计的示数F，则滑块运动的加速度大小a=________（用字母表示）． ‎ ‎（4）多次改变沙桶里沙的质量，重复（3）的步骤，根据测得的多组F和a作出a﹣F图象如图丙所示，由图象可知，滑块的质量为________，滑块与长木板间的动摩擦因数为________． ‎ ‎12.如图为同轴的轻质圆盘，可以绕水平轴O转动，大轮与小轮半径之比为3：2．小轮边缘所绕的细线悬挂质量为3kg的物块A．大轮边缘所绕的细线与放在水平面上质量为2kg的物体B相连．将物体B从距离圆盘足够远处静止释放，运动中B受到的阻力f与位移s满足方程：f=2s．重力加速度取10m/s2 ． 求： ‎ ‎（1）运动过程中两物体A、B速度之比； ‎ ‎（2）物体A下降的最大高度； ‎ ‎（3）物体B运动的最大速度． ‎ ‎13‎ ‎.如图所示，足够长的斜面与水平面的夹角为θ=53°，空间中自下而上依次分布着垂直斜面向下的匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、…n，相邻两个磁场的间距均为d=0.5m．一边长L=0.1m、质量m=0.5kg、电阻R=0.2Ω的正方形导线框放在斜面的顶端，导线框的下边距离磁场I的上边界为d0=0.4m，导线框与斜面间的动摩擦因数μ=0.5．将导线框由静止释放，导线框在每个磁场区域中均做匀速直线运动．已知重力加速度g=10m/s2 ， sin53°=0.8，cos53°=0.6，求： ‎ ‎（1）导线框进入磁场I时的速度； ‎ ‎（2）磁场I的磁感应强度B1； ‎ ‎（3）磁场区域n的磁感应强度Bn与B1的函数关系． ‎ ‎14.图中工人在推动一台割草机，施加的力大小为100N，方向与水平地面成30°角斜向下．割草机重300N，g取10m/s2 ． ‎ ‎（1）割草机作用在地面上的向下的压力为多大？ ‎ ‎（2）若工人对割草机施加的作用力与图示方向相反，大小不变，则割草机作用在地面上的向下的压力又为多大？ ‎ ‎（3）割草机割完草后，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的夹角分别为多大？ ‎ ‎15.如图所示，质量M=1kg的木块套在竖直杆上，并用轻绳与质量m=2kg的小球相连．今用跟水平方向成α=30°角的力F=20N拉着球，带动木块一起竖直向下匀速运动，运动中M、m的相对位置保持不变，g=10m/s2 ， 求： ‎ ‎（1）运动过程中轻绳与竖直方向的夹角θ； ‎ ‎（2）木块M与杆间的动摩擦因数μ． ‎ ‎ 答案解析部分 一、单选题 ‎1.如图，水平地面上的小车上固定有一硬质弯杆，质量均为m的小球A，B由细线相连，小球A固定在杆的水平段末端，当小车向右加速运动时细线与竖直方向的夹角为θ，下列说法正确的是（重力加速度为g）（　　） ‎ A. 小车的加速度大于等于gcotθ B. 细线对小球B的拉力大小等于mgsinθ C. 杆对小球A的作用力大小等于 D. 杆对小球A的作用力大小方向水平向右 ‎【答案】C ‎ ‎【考点】弹力，平行四边形定则，对单物体(质点)的应用，物体的受力分析 ‎ ‎【解析】【解答】解：A、对小球B受力分析可知，B受重力、拉力的作用而做加速度为g的匀加速直线运动，受力分析如图所示；则B的加速度a=gtanθ；A不符合题意； B、细线对小球的拉力大小F= ；B不符合题意； C、对AB整体分析可知，整体水平方向合力为2mgtanθ，竖直方向拉力等于2mg；则杆对A球的作用力T= = ；C符合题意； ‎ D、由C的分析可知，杆对小球A的作用力方向沿合力的方向，不会沿水平方向；D不符合题意； 故答案为：C． 【分析】对小球B受力分析可知，B受重力、拉力的作用而做加速度为g的匀加速直线运动，对AB整体分析可知，整体水平方向合力为2mgtanθ，竖直方向拉力等于2mg；则杆对A球的作用力可求，由C的分析可知，杆对小球A的作用力方向沿合力的方向，不会沿水平方向。‎ ‎2.如图，两段等长轻质细线将质量分别为m、3m的小球a、b，悬挂于 O 点．现在两个小球上分别加上水平方向的外力，其中作用在 a球上的力大小为 F1、作用在 b 球上的力大小为 F2 ， 则此装置平衡时，出现了如图所示的状态，b球刚好位于O点的正下方．则F1与F2的大小关系应为（　　） ‎ A. F1=4F2                             B. F1=3F2                             C. 3F1=4F2                             D. 3F1=7F2‎ ‎【答案】D ‎ ‎【考点】共点力平衡条件的应用，物体的受力分析 ‎ ‎【解析】【解答】解：a受到F1水平向右的力，b受到F2的水平向左的力，以整体为研究对象，分析受力如图： 设Oa绳与竖直方向的夹角为α，则由平衡条件得： tanα= …① 以b球为研究对象，受力如图．设ab绳与竖直方向的夹角为β，则由平衡条件得： tanβ= …② 由几何关系得到：α=β…③ 联立①②③解得：3F1=7F2 ABC不符合题意、D符合题意； ‎ 故答案为：D． 【分析】分别对整体以及B球进行受力分析，根据平衡条件列方程，求解即可。‎ ‎3.在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放另一截面也为半圆的柱状物体B，整个装置处于静止状态，截面如图所示．设墙对B的作用力为F1 ， B对A的作用力为F2 ， 地面对A的作用力为F3 ． 在B上加一物体C，整个装置仍保持静止，则（　　） ‎ A. F1保持不变，F3增大      B. F1增大，F3保持不变      C. F2增大，F3增大      D. F2增大，F3保持不变 ‎【答案】C ‎ ‎【考点】平行四边形定则，共点力平衡条件的应用，物体的受力分析 ‎ ‎【解析】【解答】解：先对BC整体分析，受重力、墙壁支持力和A的支持力，根据平衡条件，三个力可以构成首尾相连的矢量三角形，如图所示： 加上C物体，相当于整体的重力增加了，故墙对B的作用力F1增加，A对B的支持力也增加，根据牛顿第三定律，B对A的作用力为F2增加； 再对ABC整体分析，受重力、地面支持力、地面的静摩擦力，墙壁的支持力，根据平衡条件，地面的支持力等于整体的重力，故加上C物体后，地面的支持力F3变大，ABD不符合题意，C符合题意； 故答案为：C 【分析】分别对整体AB、ABC进行受力分析，根据平衡条件列方程求解。‎ ‎4.某科研单位设计了一空间飞行器，飞行器从地面起飞时，发动机提供的动力方向与水平方向夹角α=60°，使飞行器恰恰与水平方向成θ=30°角的直线斜向右上方匀加速飞行，经时间t后，将动力的方向沿逆时针旋转60°同时适当调节其大小，使飞行器依然可以沿原方向匀减速飞行，飞行器所受空气阻力不计，下列说法中不正确的是（　　） ‎ A. 加速时加速度的大小为g                                     B. 加速时动力的大小等于mg ‎ C. 减速时动力的大小等于 mg                          D. 减速飞行时间2t后速度为零 ‎【答案】B ‎ ‎【考点】对单物体(质点)的应用，匀变速直线运动基本公式应用，物体的受力分析 ‎ ‎【解析】【解答】解：A、B、起飞时，飞行器受推力和重力，两力的合力与水平方向成30°角斜向上，设动力为F，合力为Fb ， 如图所示： 在△OFFb中，由几何关系得：F= ，Fb=mg 由牛顿第二定律得飞行器的加速度为：a1=g A不符合题意，B符合题意； C、D、t时刻的速率：v=a1t=gt 推力方向逆时针旋转60°，合力的方向与水平方向成30°斜向下，推力F'跟合力F'h垂直，如图所示， 此时合力大小为： F'h=mgsin30° 动力大小： 飞行器的加速度大小为： a2= = g 由速度公式可知，速度为零的时间为：t′= = =2t CD不符合题意； 故答案为：B． 【分析】对飞行器进行受力分析，可以求出飞行器的加速度，推力方向逆时针旋转60°，合力的方向与水平方向成30°斜向下，推力F'跟合力F'h垂直，求此时飞行器的加速度，根据速度公式可求，速度为零的时间。‎ ‎5.如图甲所示，粗糙斜面的水平面的夹角为30°，质量为3kg的小物块（可视为质点）由静止从A点在一沿斜面向上的恒定推力作用下运动，作用一段时间后撤去该推力，小物块能到达最高位置C，小物块上滑过程中的v﹣t图象如图乙所示，设A点为零势能参考点，g=10m/s2 ， 则下列说法正确的是（　　） ‎ A. 小物块最大重力势能为54J                                  B. 小物块加速时的平均速度与减速时的平均速度大小之比为3：1 C. 小物块与斜面间的动摩擦因数为                    D. 推力F的大小为40N ‎【答案】D ‎ ‎【考点】力的分解，对单物体(质点)的应用，物体的受力分析 ‎ ‎【解析】【解答】解：A、由图象可知，物体上升的最大位移为： x= vt= ×3×1.2m=1.8m， 由几何关系得，小物块上升的最大高度为： h=xsin30°=1.8m× =0.9m， 则小物块最大重力势能为：Ep=mgh=3×10×0.9J=27J；A不符合题意； B、小物块加速时的平均速度与减速时的平均速度大小为： = = m/s， 其大小之比为1：1，B不符合题意； C、由图乙所示图象可知，减速运动的加速度大小为： a2= = m/s2=10m/s2 ， 在匀减速直线运动过程中，由牛顿第二定律知： mgsin30°+μmgcos30°=ma2 ， 解得：μ= ，C不符合题意； D、加速运动的加速度大小为： a1= = m/s2= m/s2 ， 沿斜面方向根据牛顿第二定律可得： F﹣mgsin30°﹣μmgcos30°=ma1 ， 待入数据可解得：F=40N，D符合题意． 故答案为：D． 【分析】根据速度时间图像注意图像的物理意义，图像的斜率的大小代表加速度，进行受力分析结合牛顿第二定律列式求解即可。‎ ‎6.用两段等长的轻质细线将a、b两个小球连接并悬挂于O点，如图甲所示，球a受到水平向右的力3F的作用，小球b受到水平向左的力F的作用，平衡时细线都被拉紧，则系统平衡时两球的位置情况如图乙所示，则a、b两球质量之比为（　　） ‎ A. 1：1                                    B. 1：2                                    C. 2：1                                    D. 2：3‎ ‎【答案】A ‎ ‎【考点】平行四边形定则，共点力平衡条件的应用，动态平衡分析，物体的受力分析 ‎ ‎【解析】【解答】解：a受到3F水平向右的力，b受到F的水平向左的力，以整体为研究对象，分析受力如图： 设Oa绳与竖直方向的夹角为α，则由平衡条件得： tanα= …① 以b球为研究对象，受力如图．设ab绳与竖直方向的夹角为β，则由平衡条件得： tanβ= …② 由几何关系得到： α=β…③ 联立①②③解得：ma=mb ． A符合题意，BCD不符合题意 故答案为：A 【分析】以整体、b球、a球为研究对象，分别进行受力分析，根据平衡条件列出平衡方程，最后根据几何关系导出a、b两球质量之比。‎ ‎7.如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔质量为m的小球套在圆环上一根细线的下端系着小球，上端穿过小孔用手拉住现拉动细线，使小球沿圆环缓慢上移在移动过程中手对线的拉力F和轨道对小球的弹力N的大小变化情况是（　　） ‎ A. F不变，N增大                B. F不变，N减小                C. F增大，N减小                D. F减小，N不变 ‎【答案】D ‎ ‎【考点】共点力平衡条件的应用，物体的受力分析 ‎ ‎【解析】【解答】解：小球沿圆环缓慢上移可看做匀速运动，对小球进行受力分析，小球受重力G，F，N，三个力．满足受力平衡．作出受力分析图如下 由图可知△OAB∽△GFA 即： = = ， 当A点上移时，半径不变，AB长度减小，故F减小，N不变，ABC不符合题意；D符合题意． 故答案为：D 【分析】平衡类 问题，根据 相似三角形方法求解。‎ ‎8.如图所示，粗糙水平地面上的长方体物块将一重为G的光滑圆球抵在光滑竖直的墙壁上，现用水平向右的拉力F缓慢拉动长方体物块，在圆球与地面接触之前，下面的相关判断正确的是（　　） ‎ A. 球对墙壁的压力逐渐减小                                    B. 地面对长方体物块的支持力逐渐增大 C. 地面对长方体物块的摩擦力逐渐增大                  D. 水平拉力F逐渐减小 ‎【答案】D ‎ ‎【考点】弹力，共点力平衡条件的应用 ‎ ‎【解析】【解答】解：A、对小球进行受力分析，如图所示： ‎ ‎ 小球受力平衡，则有：N1=Gtanθ， ， 当水平向右的拉力F缓慢拉动长方体物块时，θ增大，则tanθ增大，所以N1增大，cosθ减小，则N2增大，根据牛顿第三定律可知，球对墙壁的压力逐渐增大，A不符合题意； BC、对小球和长方形物块整体进行受力分析，整体处于平衡状态，受力平衡，受到重力、地面的支持力、拉力F和墙壁对球水平向右的压力以及水平向左的滑动摩擦力； 竖直方向受力平衡，则地面对物块的支持力等于整体的重力，不发生改变，动摩擦因数不变，则滑动摩擦力不变，B不符合题意，C不符合题意； D、对长方形物块受力分析，受到重力、地面的支持力、拉力F、球对物块的压力N2′以及滑动摩擦力作用， 如图所示： 受力平衡，则水平方向有： F+N2′sinθ=f，根据牛顿第三定律可知，N2′=N2 ， 由于N2增大，θ增大，f不变，则F减小，D符合题意． 故答案为：D 【分析】对小球和物块所组成的整体以及小球分别进行受力分析。根据平衡条件分析求解。‎ ‎9.如图所示，A、B两个小球（均可视为质点）固定在轻杆的两端，将其放入光滑的半圆形碗中，O为圆心．当圆心O与A球的连线与竖直方向的夹角为30°时，系统处于平衡状态，此时B球恰好位于半圆形碗的水平直径的右端，下列判断正确的是（   ） ‎ A. A，B两球的质量之比为2：1                               B. A，B两球对碗的压力大小之比为1：2 C. 轻杆的弹力与A受到的重力大小之比为1：1          D. 轻杆的弹力与B受到的重力大小之比为1：1‎ ‎【答案】C ‎ ‎【考点】共点力平衡条件的应用，物体的受力分析 ‎ ‎【解析】【解答】解：以A、B两个小球进行受力分析如图所示， ‎ ‎ A、根据共点力的平衡条件可得：T1=mAg，mBg= ，同一杆上受到的弹力相等，即T1=T2 ， 所以A、B两球的质量之比为1：2，A不符合题意； B、对A分析可得对碗的压力大小为F1= ，对B分析可知对碗的压力大小F2= ，所以A、B两球对碗的压力大小之比为1：1，B不符合题意； C、对A分析可得轻杆的弹力与A受到的重力大小关系为T1=mAg，所以轻杆的弹力与A受到的重力大小之比为1：1，C符合题意； D、对B分析可得，mBg= ，所以轻杆的弹力与B受到的重力大小之比为1：2，D不符合题意． 故答案为：C． 【分析】分别以两个小球为研究对象，进行受力分析根据平衡条件列方程求解。‎ ‎10.如图所示，A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上，A、B间的动摩擦力因数为μ，B与地面间的动摩擦力为 μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，现对A施加一水平拉力F，则（　　） ‎ A. 当F＜2μmg时，A，B都相对地面静止                B. 当F= μmg时，A的加速度为 μg C. 当F＞2μmg时，A相对B滑动                              D. 无论F为何值，B的加速度不会超过 μg ‎【答案】D ‎ ‎【考点】对单物体(质点)的应用，对质点系的应用，连接体问题，物体的受力分析，临界类问题 ‎ ‎【解析】【解答】解：A、AB之间的最大静摩擦力为： ‎ ‎，B与地面间的最大静摩擦力： ，对整体：F： ，对B： ，AB将发生滑动；当F＜2μmg时，AB之间不会发生相对相对滑动，A不符合题意； B、当 时，故A、B间不会发生相对滑动，由牛顿第二定律有： ，B不符合题意； C、当F＞3μmg时，AB间才会发生相对滑动，C不符合题意； D、对B来说，其所受合力的最大值Fm=2μmg﹣ μmg= μmg，即B的加速度不会超过 μg，D符合题意 故答案为：D 【分析】分析AB之间，地面和B物体之间的最大静摩擦力，因为B受的力就是AB之间的静摩擦力，如果拉力小于地面和B物体之间最大静摩擦力，两个物体都静止，当F小于AB之间的最大静摩擦力时，AB之间不会发生相对相对滑动。把AB看成是一个整体，求出整体运动时的加速度和合外力，拉力大于此力则产生相对运动。‎ 二、综合题 ‎11.甲、乙两同学用如图甲实验所示的装置测滑块与长木板之间的动摩擦因数，在一端装有定滑轮的长木板上固定有甲、乙两个光电门，与光电门相连的计时器能显示滑块上的遮光片通过光电门时遮光的时间，滑块通过绕过定滑轮的轻质细绳与测力计挂钩相连，测力计下吊着装有沙的沙桶，测力计能显示挂钩所受的拉力，滑块对长木板的压力大小等于滑块的重力大小，已知当地的重力加速度为g． ‎ ‎（1）为了满足实验的要求，下列说法正确的是       ． ‎ A. 长木板应放在水平桌面上                                    B. 长木板没有定滑轮的一端应适当垫高，以平衡摩擦力 C. 沙和沙桶及测力计的总质量应远小于滑块的质量          D. 定滑轮与滑块之间的细绳应与长木板平行 ‎（2）实验前用20分度的游标卡尺测出遮光片的宽度，如图所示，其示数d=________cm． ‎ ‎（3）甲同学测出两光电门之间的距离为L，将滑块从图示位置由静止释放，测得滑块通过甲、乙两光电门的时间分别为t1、t2 ， 记录测力计的示数F，则滑块运动的加速度大小a=________（用字母表示）． ‎ ‎（4）多次改变沙桶里沙的质量，重复（3）的步骤，根据测得的多组F和a作出a﹣F图象如图丙所示，由图象可知，滑块的质量为________，滑块与长木板间的动摩擦因数为________． ‎ ‎【答案】（1）A,D （2）0.230 （3） （4）；‎ ‎【考点】其他实验，动摩擦因数 ‎ ‎【解析】【解答】解：（1）测量摩擦因数，现根据遮光板通过光电门的时间求得瞬时速度，根据速度位移公式求得加速度，根据牛顿第二定律求得摩擦因数和物块的质量，其中绳子的拉力即为物体的水平拉力，故木板需要水平放在桌面上，并且定滑轮与滑块之间的细绳应与长木板平行，拉力是根据测力计读出来的，故无需孩子到沙和沙桶的质量，故AD正确，BC错误；（2）20分度的游标卡尺精度为0.05mm； 固定刻度读数为0.2cm，游标读数为0.05×6mm=0.30mm=0.030cm， 所以最终读数为：0.2cm+0.030mm=0.230mm（3）通过甲乙遮光板的速度分别为 ， ，根据速度位移公式可知 ，解得a= （4）根据牛顿第二定律可知F﹣μmg=ma，解得a= ，故﹣a0=﹣μg， ，解得 ， 故答案为：（1）AD（2）0.230（3） （4） ；        【分析】（1）结合实验目的和给出的实验器材明确实验原理，小车受重力，支持力和拉力，小车与滑轮间的细绳与长木板平行，测力计的示数等于小车所受的合外力； （2）明确游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，注意读数时不需要估读 （3）用平均速度代替瞬时速度求得通过甲乙光电门的速度，根据速度位移公式求得加速度； （4）根据牛顿第二定律求得a-F的关系式，根据丙图即可求得质量和摩擦因数。‎ ‎12.如图为同轴的轻质圆盘，可以绕水平轴O转动，大轮与小轮半径之比为3：2．小轮边缘所绕的细线悬挂质量为3kg的物块A．大轮边缘所绕的细线与放在水平面上质量为2kg的物体B相连．将物体B从距离圆盘足够远处静止释放，运动中B受到的阻力f与位移s满足方程：f=2s．重力加速度取10m/s2 ． 求： ‎ ‎（1）运动过程中两物体A、B速度之比； ‎ ‎（2）物体A下降的最大高度； ‎ ‎（3）物体B运动的最大速度． ‎ ‎【答案】（1）解：根据题意可知，AB两个物体角速度相等，根据v=ωr得： 两物体速度之比： = （2）解：当A的速度减为零时，下降的高度最大，此过程中把AB看成一个整体，对整体根据动能定理得： mAghA+WfB=△Ek=0， 且： ， 得：hA= m=13.33m （3）解：A、B速度最大时，力矩平衡：mAg•2r=f•3r， 得： N， 根据f=2sB得sB=10m， 则 m， 根据动能定理得： 解得：vB=2 m/s ‎ ‎【考点】力矩平衡，动能定理的综合应用 ‎ ‎【解析】【分析】（1）根据题意可知，AB两个物体角速度相等，根据v=ωr求解速度之比；（2）当A的速度减为零时，下降的高度最大，此过程中把AB看成一个整体，对整体根据动能定理列式求解即可；（3）A、B速度最大时，力矩平衡，根据力矩平衡结合动能定理求解即可．‎ ‎13.如图所示，足够长的斜面与水平面的夹角为θ=53°，空间中自下而上依次分布着垂直斜面向下的匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、…n，相邻两个磁场的间距均为d=0.5m．一边长L=0.1m、质量m=0.5kg、电阻R=0.2Ω的正方形导线框放在斜面的顶端，导线框的下边距离磁场I的上边界为d0=0.4m，导线框与斜面间的动摩擦因数μ=0.5．将导线框由静止释放，导线框在每个磁场区域中均做匀速直线运动．已知重力加速度g=10m/s2 ， sin53°=0.8，cos53°=0.6，求： ‎ ‎（1）导线框进入磁场I时的速度； ‎ ‎（2）磁场I的磁感应强度B1； ‎ ‎（3）磁场区域n的磁感应强度Bn与B1的函数关系． ‎ ‎【答案】（1）解：线框从静止开始运动至刚进入磁场I时，以线框为研究对象，由动能定理有： …① 解①并代入数据得： v1=2m/s…② （2）解：线框在磁场I中匀速运动，由法拉第电磁感应定律：E1=B1Lv1…③ 由闭合电路欧姆定律： …④ 线框受到安培力：F1=B1I1L…⑤ 由平衡条件有：mgsinθ﹣μmgcosθ﹣F1=0…⑥ 联解①②③④⑤并代入数据得：B1=5T…⑦ （3）解：线框在相邻两个磁场之间加速的距离均为（d﹣L）=d0 ， 故线框由静止开始运动至刚进入第n个磁场时，由动能定理： …⑧ 又由③④⑤得线框在第一个磁场I中受到的安培力： …⑨ 线框在第n个磁场受到的安培力： …⑩ 线框在每个磁场区域中均作匀速直线运动，受到的安培力均相等：Fn=F1…⑪ 联解⑧⑨⑩⑪得： …⑫ ‎ ‎【考点】共点力平衡条件的应用，电磁感应与电路，电磁感应中切割类问题，电磁感应与力学 ‎ ‎【解析】【分析】（1）对线框研究，运用动能定理求出导线框进入磁场 I ‎ 时的速度．（2）线框进入磁场后受重力、支持力、安培力和摩擦力，根据共点力平衡，结合闭合电路欧姆定律、切割产生的感应电动势公式求出磁感应强度的大小．（3）线框在相邻两个磁场之间加速的距离均为（d﹣L）=d0 ， 根据动能定理求出线框进入第n个磁场时的速度，结合共点力平衡，知在每个磁场中所受的安培力均相等，从而求出磁感应强度的表达式．‎ ‎14.图中工人在推动一台割草机，施加的力大小为100N，方向与水平地面成30°角斜向下．割草机重300N，g取10m/s2 ． ‎ ‎（1）割草机作用在地面上的向下的压力为多大？ ‎ ‎（2）若工人对割草机施加的作用力与图示方向相反，大小不变，则割草机作用在地面上的向下的压力又为多大？ ‎ ‎（3）割草机割完草后，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的夹角分别为多大？ ‎ ‎【答案】（1）解：如图1所示，分析割草机的受力情况，根据平衡条件得： 在竖直方向：N1=mg+Fsin30° 解得：N1=300+100×0.5=350（N）， 由牛顿第三定律知对地面的压力大小为：N′=N=350N． 答：它对地面的压力F1大小是350N； （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，则有： N2=mg﹣Fsin30°=300N﹣100×0.5N=250N 则割草机作用在地面上向下的压力为250N． 答：割草机作用在地面上向下的压力又为250N． （3）如图2所示，割草机沿水平方向做匀速直线运动，受到重力mg、拉力F、地面的支持力N和阻力f，如图，四个力的合力为零，则有： ‎ ‎ f=Fcosα N+Fsinα=mg 又f=μN 联立得：F= = ，其中tanθ= 所以当θ+α=90°，即tanα=μ时，F有最小值． 根据数学知识得到F的最小值为：Fmin= 由题F的最小值为：Fmin=180N 联立得： =180 代入得： =180， 解得：μ=0.75，α=arctan0.75=37° 答：割草机和地面之间的动摩擦因数为0.75，最小拉力与水平方向夹角α为37°． ‎ ‎【考点】滑动摩擦力，平行四边形定则，共点力平衡条件的应用，物体的受力分析，动摩擦因数 ‎ ‎【解析】【分析】（1）以分析割草机为研究对象对割草机进行受力分析，列出竖直方向上的平衡方程，结合牛顿第三定律求出对地面的压力大小。 （2）工人对割草机施加的作用力与压力反向，力的大小不变，列式可直接求出。 （3），割草机沿水平方向做匀速直线运动，受到重力mg、拉力F、地面的支持力N和阻力f，四个力的合力为零，列式子导出力F与角度之间的关系，根据数学知识得到F的最小值。‎ ‎15.如图所示，质量M=1kg的木块套在竖直杆上，并用轻绳与质量m=2kg的小球相连．今用跟水平方向成α=30°角的力F=20N拉着球，带动木块一起竖直向下匀速运动，运动中M、m的相对位置保持不变，g=10m/s2 ， 求： ‎ ‎（1）运动过程中轻绳与竖直方向的夹角θ； ‎ ‎（2）木块M与杆间的动摩擦因数μ． ‎ ‎【答案】（1）解：对m受力分析：m三力平衡；如图1 因为F=mg=20N，且F与mg的夹角120°，F与mg的合力大小为20N，根据平衡条件得到：T=20N，方向为F与mg的角平分线 由几何知识得到，θ=60° 答：运动过程中轻绳与竖直方向的夹角θ=60°； （2）对M受力分析：M四力平衡；如图2，根据正交分解法得    Mg+T′cosθ=f    T′sinθ=N 又f=μN ‎ 解得： 答：木块M与杆间的动摩擦因数 ． ‎ ‎【考点】力的分解，平行四边形定则，共点力平衡条件的应用，物体的受力分析 ‎ ‎【解析】【分析】（1）对m受力分析，根据受力平衡列式求解。 （2）对M受力分析，根据受力平衡利用正交分解列式求解。‎