高一物理力学分析习题

图2-1-7 BA AB F F 甲 乙图2-2-2高一物理力学受力分析1如图2-1-7所示，甲、乙球通过弹簧连接后用绳悬挂于天花板，丙、丁球通过细绳连接后也用绳悬挂天花板．若都在A 处剪断细绳，在剪断瞬间，关于球的受力情况，下面说法中正确的是（ ）A ．甲球只受重力作用B ．乙球只受重力作用C ．丙球受重力和绳的拉力作用D ．丁球只受重力作用分析：当在A 处剪断时两球看作一个整体，整体加速度为g ，此时弹簧中的力不变，对A B 球都会有力的作用故A B 错，绳在松弛状态不能提供力，假设绳中有拉力，则丁的加速度会大于g 而丙的加速度会小于g ，则两球会相互靠近，绳则松弛，假设不成立，故绳中无拉力2．如图2-2-8所示，物体a 、b 和c 叠放在水平桌面上，水平力F b =5N 、F c =10N 分别作用于物体b 、c 上，a 、b 和c 仍保持静止．以F 1、F 2、F 3分别表示a 与b 、b 与c 、c A ．F 1=5N ，F 2=0，F 3=5N B ．F 1=5N ，F 2=5N ，F 3=0 C ．F 1=0，F 2=5N ，F 3=5ND ．F 1=0，F 2=10N ，F 3=5N 分析：（分析方法从简单到复杂）因为a 、b 、c 均保持静止，故加速度，合外力都为0。

先分析a 只受b 对a 的支持力，以及重力故F1=0，再分析b ，b 受到重力、a 对b 的压力、c 对b 的支持力、Fb 、以及c 对b 的摩擦力，c 对b 的摩擦力为水平方向，故需水平方向的力来平衡，故F2=Fb=5，方向向右。

同理在对c 分析3如图2-2-1所示，A 、B 两物体叠放在水平面上，水平力F 作用在A 上，使两者一起向右作匀速直线运动，下列判断正确的是（ ）A ．A 、B 间无摩擦力 B ．A 对B 的静摩擦力大小为F ，方向向右C ．B 对地面的动摩擦力的大小为F ，方向向右D ．B 受到了向右的静摩擦力和向左的滑动摩擦力分析：两者一起向右作匀速直线运动，则加速度都为0，处于平衡状态。

对A 分析，A 受到重力、B 对A 的支持力、F 、及B 对A 的静摩擦力且等于F ，方向向左，A 对B 则向右。

同理在对B 分析4如图2-2-2示，物体A 、B 在力F 作用下一起以相同速率沿F 方向匀速运动，关于物体A 所受的摩擦力，下列说法中正确的是（ ） A ．甲、乙两图中A 均受摩擦力，且方向均与F 相同 B ．甲、乙两图中A 均受摩擦力，且方向均与F 相反 F c F b 图2-2-8a b c ABF 图2-2-1F 2 F 1 F 3 F 4 37°106° 图2-3-13 C ．甲、乙两图中A 均不受摩擦力D ．甲图中A 不受摩擦力，乙图中A 受摩擦力，方向均与F 相同分析：甲乙图都处于平衡状态，对已图A 受到重力、B 对A 的支持力，因重力在沿斜面方向有重力的分力，故需静摩擦力来平衡，方向与重力的分力相反5如图2-2-3所示，物体A 、B 的质量m A =m B =6kg ，A 和B 、B 和水平面间的动摩擦因数都等于0.3，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，水平力F =30N ．那么，B 对A的摩擦力和水平桌面对B 的摩擦力各为多大?解：先对滑轮分析：绳的拉力处处相等且等于F/2再对A 分析：先看AB 是否相对滑动因F/2<18故没有相对滑动 所以B 对A 的摩擦力为15N,方向向左同理得B,水平桌面对B 的摩擦力为30N ，方向向右6．如图2-2-16所示，重物A 质量为m A =5kg ，重物B 质量为m B =2kg ，A 与桌面间的最大静摩擦力为F m =10N ．为使系统处于静止状态，试求拉力F大小范围．（g 取10m/s 2）解：桌面所能提供的最大静摩擦力Ff=10,方向可左可右当方向向右时有最小值F=mbg-10=10N当方向向左时有最大值F=mbg+10=30N 力的分解与合成（一般采用正交分解、或力的合成）1在同一平面内共点的四个力F 1、F 2、F 3、F 4的大小依次为19N 、40N 、30N 和15N ，方向如图2-3-13所示，求它们的合力． 解：采用正交分解即可求解正交分解要点：让更多的力在坐标轴上 2如图2-3-16所示，质量为m 的物体用细绳OC 悬挂在支架上的O 点，轻杆OB 可绕B 点转动，当物体静止时细绳OA 与轻杆OB 间的夹角为θ．求此时细绳OA 中张力F 1的大小和轻杆OB 受力F 2的大小．解：解题关键受力分析 答案：F1=mg/sin θ F2=mg/tan θ3如图2-3-17所示，水平横梁一端A 插在墙壁内，另一端装有小的轻质滑轮B ，一轻绳一端C 固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量为m =10kg 的重物，∠CBA =30°，则滑轮受到绳子作用力为（ ）A ．50NB ．503NC ．100ND ．1003N分析：受力分析，绳中各处的力相等且等于mg ，的合成得滑轮受到绳子的力为mg=100N F A B 图2-2-3 图2-2-16O Cm AB 图2-3-16 AC B m图2-3-17图2-4-5 4如图2-3-19所示，物体静止于光滑水平面上，力F 作用于物体O 点，现要使物体沿着OO '方向做加速运动（F 和OO '都在水平面内）．那么，必须同时再加一个力F '，这个力的最小值是（ ）A ．F cos θB ．F sin θC ．F tan θD ．F cot θ分析：由力的合成，当和力沿oo ’方向时则物体沿着OO '方向做加速运动，当f ’与OO '垂直时最小，值为F*sin θ5．用两根绳子吊起一重物，使重物保持静止，逐渐增大两绳之间的夹角，则两绳对重物的拉力的合力变化情况是（ ）A ．保持不变B ．逐渐增大C ．逐渐减小D ．以上说法都有可能分析：两绳拉力不变，当夹角变大时，合力必变小6．如图2-3-21所示，两个完全相同的小球在挡板作用下静止在倾角为θ的光滑斜面上，求（a ）、（b ）两种情况下小球对斜面的压力之比．解：受力分析两种情况球均受重力、斜面的支持力、以及板的支持力，由力的合成第一种情况FN=mgtan θ第二种情况FN=mgsin θ7．如图2-3-24所示，用跟水平方向成α角的推力F 推重量为G 的木块沿天花板向右运动，木块和天花板间的动摩擦因数为μ，求木块所受的摩擦力大小． 解：先受力分析，再正交分解答案：FN= Fsin α-GFf=u(Fsin α-G)8如图2-4-5所示，重力为G 的物体在水平向右和跟竖直方向成θ角的斜向上绳子的拉力作用下，保持静止状态，试求两绳的拉力解：Foa=mg/cos θFob=mgtan θ9如图2-4-19所示，用绳AC 和BC 吊起一重物，绳与竖直方向夹角分别为30°和60°，AC 绳能承受的最大拉力为150N ，而而BC 绳能承受的最大的拉力为100N ，求物体最大重力解：绳AC 的拉力F1=mgcos30o绳BC 的拉力F2=mgsin30o F1/F2=3>150/100 图2-3-19（a ） （b ）图2-3-21θ θ α F G 30° 6图2-4-19B C A 600 300 故AC 先断，所以mg=F1/cos30o =1003N10．如图2-4-27所示，小球质量为m ，置于质量为M 的倾角为θ的光滑斜面上，悬线与竖直方向的夹角为α，系统处于静止状态．求（1）斜面对小球的支持力和悬线对小球的拉力大小． （2）地面对斜面体的水平和竖直方向的作用力大小解：受力分析后正交分解答案：绳对球的拉力F1=mgsin θ/sin(θ+α) 斜面对求的支持力F2= mgsin α/sin(θ+α)地面对斜面的水平力F3= F2sin θ=mgsin α/sin(θ+α)sin θ地面对斜面的竖直方向的作用力F4=Mg+ mgsin α/sin(θ+α)cos θ练习题1、用轻绳AC 和BC 悬挂一重物，绳AC 和BC 与水平天花板的夹角分别为600和300，如图所示，已知悬挂重物的重力150牛顿，求AC 绳和BC 绳上承受的拉力大小？解：绳AC 的拉力F1=mgcos30o绳BC 的拉力F2=mgsin30o2、物体A 在水平力F 作用下，沿着倾角为 370的斜面匀速上滑，物体A 所受到的重力为G=300N ，它与斜面之间的动摩擦因数u=0.5，求：（1）物体A 所受到的支持力。

（2）水平外力F 。

（sin370=0.6 cos370=0.8）解：受力分析，再正交分解即可3、如图所示，物体A 重40N ，物体B 重20N ，A与B ，B 与地的动摩擦因数都相同．物B 用细绳系住，接触面间的动摩擦因数ｕ=0.4，当水平力为多少时，才能将A 匀速拉出？F=ｕ（40+20）=24N4、如图所示，在倾角为θ的粗糙斜面上，质量为m 的物体受到与斜面成α的拉力F 的作用，在斜面上向上作匀速直线运动，求：动摩擦因数 为多大？α 图2-4-27 θ解：当摩擦力及重力的分力等于F 在沿斜面的分力相等时可匀速得：mgsin θ+ (mgcos θ-Fsin α)=Fcos α5、如图所示，在倾角为α的斜面上，放一质量为m 的小球，小球和斜面及挡板间均无摩擦，当档板绕O 点逆时针缓慢地转至水平位置的过程中，则有（ ） A 、斜面对球的支持力逐渐增大B 、斜面对球的支持力逐渐减小C 、档板对小球的弹力逐渐减小D 、档板对小球的弹力先减小后增大分析：图解法6、 如图所示，在倾角为α的斜面上，放一质量为m 的小球，小球和斜坡及挡板间均无摩擦，当档板绕O 点逆时针缓慢地转向水平位置的过程中，则有 （ ）A ．斜面对球的支持力逐渐增大B ．斜面对球的支持力先减小后增大C ．档板对小球的弹力先减小后增大D ．档板对小球的弹力一直增大分析：图解法7、用绳把球挂靠在光滑墙面上，绳的另一端穿过墙孔拉于手中，如图所示。

当缓缓拉动绳子把球吊高时，绳上的拉力T 和墙对球的弹力N 的变化是( )A ．T 和N 都不变B ．T 和N 都变大C ．T 增大，N 减小D ．T 减小，N 增大分析：图解法8、下面关于力的说法中正确的是（ ）A 、力的作用离不开施力物体，但可以没有受力物体B 、有的物体自己就有力，这个力不是另外的物体施加的αθO α O αC 、力是物体与物体间的相互作用D 、没有施力物体和受力物体，力照样可以存在2、有关重力的一些说法其中正确的是（ ）A 、重力就是地球对物体的吸引力B 、重力的方向总是指向地心C 、物体的重心才受重力D 、如果地球上的重力都消失了江河的水不会流动9、关于滑动摩擦力，以下说法正确的是（ ）A 、滑动摩擦力总是和物体的运动方向相反B 、滑动摩擦力总是阻碍物体的相对运动C 、只有运动的物体才受滑动摩擦力D 、滑动摩擦力的大小总是跟物体的重力成正比10、静止在粗糙斜面上的物体受力，下列说法正确的是（ ）A 、物体受重力、斜面的支持力、下滑力、静摩擦力B 、物体受重力、斜面的支持力、静摩擦力C 、物体受重力、斜面的支持力、弹力、静摩擦力D 、物体受重力、对斜面的压力、静摩擦力11、如图所示，重100N 的物体在水平面上向右运动，物体和水平面间的动摩擦因数μ=0.20，同时物体还受到一个向左的F =20N 的力作用。