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2009年高考物理相互作用试题分类汇编

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同小球,小球之间用劲度系数均为k0的轻质弹簧绝缘连接。当3个小球处在静止状态时,每根弹簧长度为l0 已知静电力常量为k,若不考虑弹簧的静电感应,则每根弹簧的原长为

5kq2kq25kq25kq2A.l? B.l? C.l? D.l? 22222k0lk0l4k0l2k0l答案:C 解析:第三个小球受三个力的作用,它们的关系是 k0x?Kq?Kl22q5Kq,得 x?224k0l?2l?22F23 F13

5Kq2 l0?l?x?l?4k0l2

(09年全国卷Ⅰ)25.(18分) 如图所示,倾角为θ的斜面上静止放置三个质量均为m的木箱,相邻两木箱的距离均为l。工人用沿斜面的力推最下面的木箱使之上滑,逐一与其它木箱碰撞。每次碰撞后木箱都粘在一起运动。整个过程中工人的推力不变,最后恰好能推着三个木箱匀速上滑。已知木箱与斜面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.设碰撞时间极短,求

(1) 工人的推力; (2) 三个木箱匀速运动的速度; (3) 在第一次碰撞中损失的机械能。 答案:(1)3mgsin??3?mgcos?;

(2)22gL(sin???cos?); 3(3)mgL(sin???cos?)。

解析:(1)当匀速时,把三个物体看作一个整体受重力、推力F、摩擦力f和支持力.根据

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平衡的知识有F?3mgsin??3?mgcos?;

(2)第一个木箱与第二个木箱碰撞之前的速度为

V1,加速度

a1?F?mgsi?n??mgco?s?2g(s?i?n?co?s)根据运动学公式或动能定理有

mV1?2gL(sin???cos?),碰撞后的速度为V2根据动量守恒有mV1?2mV2,即碰撞后的

速度为V2?gL(sin???cos?),然后一起去碰撞第三个木箱,设碰撞前的速度为V3。

F?2mgsin??2?mgcos?g(sin???cos?)?,根据运

2m22gL(sin???cos?),跟第三个木箱碰撞从V2到V3的加速度为a2?22动学公式有V3?V2?2a2L,得V3?根据动量守恒有2mV3?3mV4,得V4?22gL(sin???cos?)就是匀速的速度; 31122(3)设第一次碰撞中的能量损失为?E,根据能量守恒有mV1??E?2mV2,带入数

22(sin???cos?)。 据得?E?mgL(09年山东卷)24.(15分)如图所示,某货场而将质量为m1=100 kg的货物(可视为质点)从高处运送至地面,为避免货物与地面发生撞击,现利用固定于地面的光滑四分之一圆轨道,使货物中轨道顶端无初速滑下,轨道半径R=1.8 m。地面上紧靠轨道次排放两声完全相同的木板A、B,长度均为l=2m,质量均为m2=100 kg,木板上表面与轨道末端相切。货物与木板间的动摩擦因数为?1,木板与地面间的动摩擦因数?=0.2。(最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,取g=10 m/s2) (1)求货物到达圆轨道末端时对轨道的压力。 (2)若货物滑上木板4时,木板不动,而滑上木板B时,木板B开始滑动,求?1应满足的条件。

(3)若?1=0。5,求货物滑到木板A末端时的速度和在木板A上运动的时间。 解析:(1)设货物滑到圆轨道末端是的速度为v0,对货物的下滑过程中根据机械能守恒定律得,mgR?12m1v0① 22v0设货物在轨道末端所受支持力的大小为FN,根据牛顿第二定律得,FN?m1g?m1②

R联立以上两式代入数据得FN?3000N③

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根据牛顿第三定律,货物到达圆轨道末端时对轨道的压力大小为3000N,方向竖直向下。 (2)若滑上木板A时,木板不动,由受力分析得?1m1g??2(m1?2m2)g④ 若滑上木板B时,木板B开始滑动,由受力分析得?1m1g??2(m1?m2)g⑤ 联立④⑤式代入数据得?????1?0.6⑥。

(3)?1?0.5,由⑥式可知,货物在木板A上滑动时,木板不动。设货物在木板A上做减速运动时的加速度大小为a1,由牛顿第二定律得?1m1g?m1a1⑦

22设货物滑到木板A末端是的速度为v1,由运动学公式得v1?v0??2a1l⑧

联立①⑦⑧式代入数据得v1?4m/s⑨

设在木板A上运动的时间为t,由运动学公式得v1?v0?a1t⑩ 联立①⑦⑨⑩式代入数据得t?0.4s。

考点:机械能守恒定律、牛顿第二定律、运动学方程、受力分析

(09年安徽卷)22.(14分)在2008年北京残奥会开幕式上,运动员手拉绳索向上攀登,最终点燃了主火炬,体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神。为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用,可将过程简化。一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮,一端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住,如图所示。设运动员的质量为65kg,吊椅的质量为15kg,不计定滑轮与绳子间的摩擦。重力加速度取g?10m/s。当运动员与吊椅一起正以加速度

2a?1m/s2上升时,试求 (1)运动员竖直向下拉绳的力; (2)运动员对吊椅的压力。

答案:440N,275N 解析:解法一:(1)设运动员受到绳向上的拉力为F,由于跨过定滑轮的两段绳子拉力相等,吊椅受到绳的拉力也是F。对运动员和吊椅整体进行受力分析如图所示,则有:

2F-?m人?m椅?g??m人?m椅?a

F?440N

由牛顿第三定律,运动员竖直向下拉绳的力

F F F??440Na

(2)设吊椅对运动员的支持力为FN,对运动员进行受力分析如图所示,则有:

(m人+m椅)g F?FN-m人g?m人a

FN F

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a

m人g

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FN?275N

由牛顿第三定律,运动员对吊椅的压力也为275N 解法二:设运动员和吊椅的质量分别为M和m;运动员竖直向下的拉力为F,对吊椅的压力大小为FN。

根据牛顿第三定律,绳对运动员的拉力大小为F,吊椅对运动员的支持力为FN。分别以运动员和吊椅为研究对象,根据牛顿第二定律

F?FN-Mg?Ma ① F?FN?mg?ma ②

由①②得 F?440N FN?275N

(09年上海物理)23.(12分)如图,质量均为m的两个小球A、B固定在弯成120?角的绝缘轻杆两端,OA和OB的长度均为l,可绕过O点且与纸面垂直的水平轴无摩擦转动,空气阻力不计。设A球带正电,B球带负电,电量均为q,处在竖直向下的匀强电场中。开始时,杆OB与竖直方向的夹角?0=60?,由静止释放,摆动到?=90?的位置时,系统处于平衡状态,求:

(1)匀强电场的场强大小E; (2)系统由初位置运动到平衡位置,重力做的功Wg和静电力做的功We; (3)B球在摆动到平衡位置时速度的大小v。

解析:(1)力矩平衡时:(mg-qE)lsin90?=(mg+qE)lsin(120?-90?), 1mg即mg-qE=2 (mg+qE),得:E=3q ;

3

(2)重力做功:Wg=mgl(cos30?-cos60?)-mglcos60?=(2-1)mgl, 3

静电力做功:We=qEl(cos30?-cos60?)+qElcos60?=6mgl, (3)小球动能改变量?Ek=

2312

mv=Wg+We=(3-1)mgl, 223

(3-1)gl。

得小球的速度:v=?Ek

m=

33.[物理——选修2-2](2)(10分)液压千斤顶是利用密闭容器内的液体能够把液体所受

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