備戰(zhàn)2020年高考物理計算題專題復(fù)習(xí)《力的合成與分解》(解析版)

第=page11頁，共=sectionpages11頁第=page22頁，共=sectionpages22頁《力的合成與分解》一、計算題如圖所示，一個底面粗糙，質(zhì)量為m的斜面體靜止在水平地面上，斜面體斜面是光滑的，傾角為30°?，F(xiàn)用一端固定的輕繩系一質(zhì)量為m的小球，小球靜止時輕繩與斜面的夾角是30°。(1)求當斜面體靜止時繩的拉力大小；(2)若地面對斜面體的最大靜摩擦力等于地面對斜面體支持力的k倍，為了使整個系統(tǒng)始終處于靜止狀態(tài)，k值必須滿足什么條件？

如圖所示，光滑的直角細桿AOB固定在豎直平面內(nèi)，OA桿水平，OB桿豎直．有兩個質(zhì)量相等均為0.3kg的小球a與b分別穿在OA、OB桿上，兩球用一輕繩連接，輕繩長L=25cm.兩球在水平拉力F作用下目前處于靜止狀態(tài)，繩與OB桿的夾角θ=53°，求：

(1)此時細繩對小球b的拉力大小，水平拉力F的大小；

(2)現(xiàn)突然撤去拉力F，兩球從靜止開始運動，設(shè)OB桿足夠長，運動過程中細繩始終繃緊，則當θ=37°時，小球b的速度大?。?/p>

(sin37°=0.6,cos37°=0.8,sin53°=0.8,cos53°=0.6)

如圖所示，在傾角為θ的粗糙斜面上，有一個質(zhì)量為m的物體被水平力F推著靜止于斜面上，已知物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ，且μ<tanθ，求力F的取值范圍．

如圖所示，質(zhì)量為m1的物體甲通過三段輕繩懸掛，三段輕繩的結(jié)點為O，輕繩OB水平且B端與站在水平面上的質(zhì)量為m2的人相連，輕繩OA與豎直方向的夾角θ=37°，物體甲及人均處于靜止狀態(tài)。(已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2.設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)

(1)輕繩OA、OB受到的拉力分別是多大？

(2)人受到的摩擦力是多大？方向如何？

(3)若人的質(zhì)量m2=60kg，人與水平面之間的動摩擦因數(shù)μ=0.3，欲使人在水平面上不滑動，則物體甲的質(zhì)量m1最大不能超過多少？如圖所示，放在粗糙斜面上的物塊A和懸掛的物塊B均處于靜止狀態(tài)，輕繩AO繞過光滑的定滑輪與輕質(zhì)彈簧的右端及輕繩BO的上端連接于O點．輕質(zhì)彈簧中軸線沿水平方向，輕繩的OC段與豎直方向的夾角θ=60°，斜面傾角α=30°，物塊A和B的質(zhì)量分別為mA=5kg，mB=1.5kg，彈簧的勁度系數(shù)為k=500N/m，重力加速度g=10m/(1)彈簧的伸長量x；

(2)物塊A受到的摩擦力f的大小和方向．

如圖所示，重物A被繞過小滑輪P的細線所懸掛，細線另一端連接重物B，重物B置于傾角θ=30°的固定斜面上，剛好不沿斜面上滑。小滑輪P被一根斜拉短線系于天花板上的O點。不計小滑輪的重力以及滑輪與細線間的摩擦，且滑輪P與重物B之間的細線與斜面平行。已知重物A、B的質(zhì)量均為m=2kg，重物B與斜面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g=10m/s2(1)懸掛小滑輪的斜線OP的拉力大??；(2)重物B與斜面間的動摩擦因數(shù)。

所受重力G1=10N的砝碼懸掛在繩PA和PB的結(jié)點上．PA偏離豎直方向37°角，PB在水平方向，且連在所受重力為G2=100N的木塊上，木塊靜止于傾角為37°的斜面上，如圖所示，試求：

(1)木塊與斜面間的摩擦力；

(2)木塊所受斜面的彈力．(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

如圖所示，質(zhì)量為M的半球面靜止在水平地面上，質(zhì)量為m的小物塊在半球面上處于平衡狀態(tài)，小物塊與一輕彈簧連接，彈簧的上端固定于墻上的O點。已知小物塊與球心的連線與豎直方向成θ=45°角，彈簧的勁度系數(shù)為k，其與豎直方向的夾角也為θ。若小物塊與球面之間剛好沒有相對運動的趨勢，求：

(1)彈簧的伸長量；

(2)球面所受地面的支持力。

如圖所示，一帶電荷量為+q、質(zhì)量為m的小物塊處于一傾角為37°的光滑斜面上，當整個裝置被置于一水平向右的勻強電場中，小物塊恰好靜止．重力加速度取g，sin37°=0.6，cos37°=0.8.求：

(1)水平向右電場的電場強度；

(2)若將電場強度減小為原來的12，物塊的加速度是多大；

(3)電場強度變化后物塊下滑的距離L時的動能．

如圖，固定在水平地面上的一個粗糙斜面長L=4m，傾角θ=37°.一個質(zhì)量為10kg的物體在F=200N的水平推力作用下，從斜面底端由靜止開始沿斜面向上運動，經(jīng)過2s到達斜面頂端．

(1)求物體沿斜面運動時的加速度大??；

(2)求物體與斜面間的動摩擦因數(shù)大?。?/p>

(3)若物體運動到斜面頂端時恰好撤去推力F，求物體落到水平地面前瞬間的速度大?。?/p>

(已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度為g取10m/s2)

質(zhì)量為30kg的小孩坐在8kg的雪橇上，大人用與水平方向成37°斜向上的大小為100N的拉力拉雪橇，使雪橇沿水平地面做勻速直線運動(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10N/kg)，求：

(1)地面對雪橇的摩擦力；

(2)地面對雪橇的支持力大??；

(3)雪橇與水平地面的動摩擦因數(shù)的大小

如圖所示，小球質(zhì)量為m，用兩根輕繩BO、CO系好后，將繩固定在豎直墻上，在小球上加一個與水平方向夾角為60°的力F，使小球平衡時，兩繩均伸直且夾角為60°.則力F的大小應(yīng)滿足什么條件？

如圖所示，在風(fēng)箏比賽現(xiàn)場，某段時間內(nèi)小賽手和風(fēng)箏均保持靜止狀態(tài)，此時風(fēng)箏平面與水平面夾角為30°，風(fēng)箏的質(zhì)量為m=1kg，輕質(zhì)細線中的張力為FT=10?N，該同學(xué)的質(zhì)量為M=29?kg?(風(fēng)對風(fēng)箏的作用力認為與風(fēng)箏垂直，g取10?m/(1)風(fēng)對風(fēng)箏的作用力的大小；(2)人對地面的壓力大??；(3)人對地面的摩擦力大小和方向。

.如圖所示，質(zhì)量M?=23

kg的木塊A套在水平桿上，并用輕繩將木塊A與質(zhì)量m=3kg的小球相連。今用跟水平方向成α=300角的力F?=103N，拉著球帶動木塊一起向右勻速運動，運動中M、(1)運動過程中輕繩與水平方向夾角θ。

(2)木塊與水平桿間的動摩擦因數(shù)為μ。

如圖所示，在與水平地面成37°角的大小為F=60N的拉力作用下，質(zhì)量為m=10kg的物塊沿地面向右做勻速直線運動，試求物塊與地面間的動摩擦因數(shù)，以及地面對物塊的支持力．(

g=10N/kg，sin

37°=0.6，cos

37°=0.8)

如圖所示，質(zhì)量M=2kg的木塊套在水平固定桿上，并用輕繩與質(zhì)量m=1kg的小球相連，今用跟水平方向成60°角的力F=103N拉著小球并帶動木塊一起向右勻速運動，運動中M、m的相對位置保持不變，g=10m/s

(1)輕繩與水平方向的夾角θ；

(2)木塊M與水平桿間的動摩擦因數(shù)μ。

如圖所示，用兩根輕繩將質(zhì)量m=2kg的物體懸掛在水平天花板上，θ=37°，α=53°(取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8)

求：AC繩和BC繩上的拉力分別是多大。

如圖所示，在質(zhì)量為m=1kg的重物上系著一條長30cm的細繩，細繩的另一端連著一個輕質(zhì)圓環(huán)，圓環(huán)套在水平的棒上可以滑動，環(huán)與棒間的動摩擦因數(shù)μ為0.75，另有一條細繩，在其一端跨過定滑輪，定滑輪固定在距離圓環(huán)50cm的地方，當細繩的端點掛上重物G，而圓環(huán)將要開始滑動時，(g取10/ms2)試問：

(1)AO與AB間夾角θ多大？

(2)長為30cm的細繩的張力是多少？

(3)圓環(huán)將要開始滑動時，重物G的質(zhì)量是多少？

如圖所示，在光滑的水平桿上穿兩個質(zhì)量均為0.2kg的球A、B，將A球固定，并在兩球之間夾一彈簧，彈簧的勁度系數(shù)為10N/m，用兩條等長的線將球C與A、B相連，此時彈簧被壓短了10cm，兩條線的夾角為60°，g=10m/s2.求：

(1)C球的質(zhì)量；(2)若剪斷B、C之間的細線，則剪斷瞬間AC細線的拉力大小及B、C的加速度．

如圖所示，質(zhì)量m=2kg的物體A在傾角θ=30°的足夠長的固定斜面上，在沿斜面向上的力F=5N推力作用下，A從底端開始以初速度v0=8m/s向上運動，已知A與斜面之間的動摩擦因數(shù)為μ=310。經(jīng)過一段時間t速度大小變?yōu)?m/s。(取(1)物體上滑的加速度大小；(2)物體重力勢能的最大增加量；(3)物體運動的時間t

如圖所示，質(zhì)量均為m的兩個梯形木塊A、B在水平力F的作用下，一起沿光滑的水平面運動，A與B的接觸面光滑，且與水平面的夾角為θ=37°，已知重力加速度為g，則要使A與B保持相對靜止一起運動，水平力F最大為多少⊕

如圖所示，小物塊A、B可視為質(zhì)點，由跨過定滑輪的輕繩相連，物塊A質(zhì)量m=1kg置于傾角θ=37゜的光滑固定斜面上，物塊B質(zhì)量M=2kg位于傳送帶的上端C點，傳送帶CD長L=1m，與水平面夾角也為θ=37゜，輕繩分別與斜面、傳送帶平行。若傾斜傳送帶CD不運轉(zhuǎn)，A、B恰好處于靜止狀態(tài)。某時刻傳送帶以速率v逆時針方向運行，同時B從C點以速度v0=4m/s沿傳送帶向下運動。在傳送帶的下端D點有一離傳送帶很近的擋板P

可將物塊等速彈回，物塊B與與P碰撞的同時繩突然斷開，不計碰撞時間，取g=10m/s2，sin?37゜=0.6，(1)物塊B與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ；(2)若要使物塊B能被送回到C端，傳送帶逆時針運轉(zhuǎn)的最小速度為多大；(3)在第二問的前提下，求物塊B在傳送帶上運動過程中與傳送帶之間產(chǎn)生的摩擦熱。

如圖所示，物體A重40N，物體B重20N，A與B、A與地面的動摩擦因數(shù)相同，物體B用細繩系住，當水平力F=32N時，才能將A勻速拉出，取g=10?m/s2求：

(1)接觸面的動摩擦因數(shù)；

(2)AB之間的摩擦力大?。?3)A與地面之間的摩擦力大小

所受重力G1=8N的砝碼懸掛在繩PA和PB的結(jié)點上。PA偏離豎直方向成37°角，PB在水平方向，且連在所受重力G2=100?N的木塊上，木塊靜止于傾角為37°

(1)木塊與斜面間的摩擦力大小。

(2)木塊所受斜面的彈力。

如圖甲所示，物塊與質(zhì)量為m的小球通過不可伸長的輕質(zhì)細繩跨過兩等高定滑輪連接，物塊置于左側(cè)滑輪正下方的表面水平的壓力傳感裝置上，小球與右側(cè)滑輪的距離為l.開始時物塊和小球均靜止，將此時傳感裝置的示數(shù)記為初始值，現(xiàn)給小球施加一始終垂直于l段細繩的力，將小球緩慢拉起至細繩與豎直方向成60°角，如圖乙所示，此時傳感裝置的示數(shù)為初始值的1.25倍；再將小球由靜止釋放，當運動至最低位置時，傳感裝置的示數(shù)為初始值的0.6倍，不計滑輪的大小和摩擦，重力加速度的大小為g，求：

(1)物塊的質(zhì)量；

(2)從釋放到運動至最低位置的過程中，小球克服空氣阻力所做的功．

如圖所示，足夠長的木板與水平地面間的夾角θ可以調(diào)節(jié)，當木板與水平地面間的夾角為37°時，一小物塊(可視為質(zhì)點)恰好能沿著木板勻速下滑。若讓該物塊以大小v0=10m/s的初速度從木板的底端沿木板上滑，隨著θ的改變，物塊沿木板滑行的距離x將發(fā)生變化。取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

(1)求物塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ；

(2)當θ

答案和解析1.【答案】解：(1)選小球為研究對象，受力分析并合成如圖：

由平衡條件：F′=mg

由平面幾何知識可得：N與F′夾角為30°，T與F′夾角也為30°

故畫出的平行四邊形為菱形，連接對角線便可找出直角三角形：

由：cos30°=G2T=33mg

;

(2)選小球和斜面組成的系統(tǒng)為研究對象，受力分析如圖：

由平衡條件得：

N+Tcos30°=2mg，

解得：N=32mg

f=Tsin30°fMAX=kN=3kmg2

為使整個系統(tǒng)靜止，f≤fMAX

【解析】(1)對小球受力分析，由共點力平衡條件可求得繩子的拉力；

(2)對劈進行受力分析，由共點力的平衡條件可得出支持力的大小及k值。

對小球和斜面進行受力分析，運用力的合成或分解結(jié)合共點力平衡條件解決問題，選擇好合適的研究對象有事半功倍的效果。

2.【答案】解：先以b球為研究對象，設(shè)繩子的拉力大小為T，則由平衡條件有

Tcos53°=mg

再以a球為研究對象，則有

Tsin53°=F

聯(lián)立解得，T=5N，F(xiàn)=mgtan53°=4N

(2)撤去拉力F后，系統(tǒng)的機械能守恒，則有

mg(L

cos37°?L

cos53°)=12mvb2+12mva2，①

又將兩球的速度分解，兩球沿繩子方向的分速度大小相等，則有

vbcos37°=vasin37°

②

聯(lián)立①②解得，vb=0.6m/s

答：

(1)此時細繩對小球b的拉力大小為【解析】(1)先對b球研究，根據(jù)共點力平衡條件救出繩子的拉力大?。辉賹球研究，再次根據(jù)共點力平衡條件列式，即可求出水平拉力F的大小；

(3)撤去拉力F后，系統(tǒng)的機械能守恒，由機械能守恒定律列式，運用速度的分解法得到兩個小球速度大小的關(guān)系，聯(lián)立即可即可求得b球的速度大?。?/p>

本題運用隔離法研究力平衡問題，也可以采用隔離法和整體法相結(jié)合的方法研究．第2問是系統(tǒng)機械能守恒問題，關(guān)鍵是尋找兩球速度關(guān)系．

3.【答案】解：當摩擦力沿斜面向上且達到最大值時，F(xiàn)最小，有

mgsinθ=Fcosθ+f①，

N=mgcosθ+Fsinθ?②，

F=μN③得：Fmin=sinθ?μcosθcosθ+μsinθmg，

當摩擦力沿斜面向下且達到最大值時，F(xiàn)最大，有

mgsinθ+f=Fcosθ?①，

N=mgcosθ+Fsinθ

②

F=μN③，

得Fmax=μcosθ+sinθcosθ?μsinθmg

∴F

【解析】本題關(guān)鍵找出即將要向上滑動和即將要向下滑動的兩個臨界狀態(tài)，對物體受力分析，根據(jù)共點力平衡條件，列出方程求解。

由于μ<tanθ，當推力為零時，重力的下滑分量會大于最大靜摩擦力，會加速下滑．用推力推住不動，推力較小時有下滑趨勢，靜摩擦力沿斜面向上；推力較大時有上滑趨勢，靜摩擦力沿斜面向下．找出即將向上滑動和即將向下滑動的兩種臨界情況，得出推力的范圍。

4.【答案】解：(1)對結(jié)點O進行受力分析，受甲通過繩子對O的拉力m1g，OB的拉力F和OA的拉力T，處于平衡狀態(tài)，如圖所示，有：

T=m1gcosθ=1.25m1g

F=m1g?tanθ=34m1g

(2)對人受力分析，在水平方向上受OB的拉力F′和地面對人的摩擦力f處于平衡狀態(tài)，所以有：

f=F′=F=34m1g…①

人有向右的運動趨勢，所以人受到水平向左的摩擦力作用

(3)人在豎直方向上受重力m2g和支持力N，若人的質(zhì)量m2=60kg，人與水平面之間的動摩擦因數(shù)μ=0.3，則人受到的最大靜摩擦力為：

fmax=μN=μm2g…②

【解析】(1)以結(jié)點O為研究對象，分析受力，作出力圖，根據(jù)平衡條件求出輕繩OA、OB受到的拉力。

(2)人水平方向受到OB繩的拉力和水平面的靜摩擦力，由二力平衡求解人受到的摩擦力大小和方向。

(3)當人剛要滑動時，物體甲的質(zhì)量m1達到最大，此時人受到的靜摩擦力達到最大值Fmax=μm2g，再由平衡條件求出物體甲的最大質(zhì)量。

解答該類型的題的關(guān)鍵是對物體平衡的條件的理解，對于平衡狀態(tài)，可從以下兩個方面來理解：

(1)平衡狀態(tài)：物體處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)。一個物體在共點力的作用下，如果保持靜止或者做勻速直線運動，我們就說這個物體處于平衡狀態(tài)。由此可見，平衡狀態(tài)分兩種情況：一種是靜態(tài)平衡，此時，物體運動的速度v=0，物體的加速度a=0；另一種狀態(tài)是動態(tài)平衡，此時，物體運動的速度v≠0，物體的加速度a=0。

(2)物體處于平衡狀態(tài)，其受力必須滿足合外力為零，即F合=0，加速度=0.這就是共點力作用下物體的平衡條件。

平衡條件的推論：

(1)二力平衡：如果物體在兩個共點力的作用下處于平衡狀態(tài)，這兩個力必定大小相等、方向相反，為一對反力。

(2)三力平衡：如果物體在三個力的作用下處在平衡狀態(tài)，那么這三個力不是平行的話就必共點，而且其中兩個力的合力必與第三個力大小相等、方向相反。根據(jù)這個特點，我們求解三力平衡問題時，常用的方法是力的合成法，當然也可以用分解法(包括正交分解)、力的矢量三角形法和相似三角形法等。

(3)多力平衡：如果物體受多個力作用處于平衡狀態(tài)，其中任何一個力與其余力的合力大小相等、方向相反。

5.【答案】

解：(1)以輕繩OB和物塊B為研究對象，受力如圖并正交分解，

據(jù)平衡條件有

x：kx?Fsin60°=0①

y：Fcos60°?mBg=0②

由②解得：F=mBgcos60o=1.5×1012N=30N

代入①解得：【解析】本題主要考查了平衡條件和胡克定律的直接應(yīng)用，要求同學(xué)們能選擇合適的研究對象并能正確對物體受力分析，注意正交分解法在解題中的應(yīng)用，難度適中。(1)以輕繩OB和物塊B為研究對象，受力如圖并正交分解，根據(jù)平衡條件結(jié)合胡克定律求解；

(2)對物塊A受力分析如圖所示并正交分解，根據(jù)平衡條件列式求解即可。

6.【答案】解：(1)對A，有：T=mg

對P：TOP=2Tcosα

且：α=θ=30°

解得：TOP=203N

(2)對B，分析受力如圖，由平衡條件得：

x方向

T?mgsinθ?f=0

y方向：FN?mgcosθ=0

【解析】(1)先根據(jù)A受力平衡，求得細線的張力T.再平行四邊形定則求斜線OP的拉力大小；

(2)重物B剛好不沿斜面上滑，所受的靜摩擦力沿斜面向下，且達到最大值，對B，分析受力，由平衡條件和摩擦力公式結(jié)合求解B與斜面間的動摩擦因數(shù)。

本題是兩個物體平衡問題，采用隔離法研究，要正確分析兩個物體的受力情況，作出受力示意圖，根據(jù)平衡條件解答。

7.【答案】解：如圖甲所示分析結(jié)點P受力，由平衡條件得：

FAcos37°=G1

FAsin37°=FB

可解得：BP繩的拉力為：FB=7.5N

分析G2的受力情況如圖乙所示．

由物體的平衡條件可得：

Ff=G2sin37°+FB′cos37°

FN+FB′sin37°=G2

cos37°【解析】先以結(jié)點P為研究對象，分析受力情況，由平衡條件求出BP繩的拉力大小，再以G2為研究對象，分析受力，作出力圖，根據(jù)平衡條件求解斜面對木塊的摩擦力和彈力．

本題是通過繩子連接的物體平衡問題，采用隔離法研究是基本方法．要作好力圖，這是解題的基礎(chǔ)．

8.【答案】解：

(1)對小物塊受力分析：摩擦力為零，支持力N、彈簧的拉力T和重力G三力平衡，如圖所示：

由力的對稱性可得：N=T=2mg2，

設(shè)彈簧伸長量為Δx，則：T=kΔx，

解得：Δx=2mg2k；

(2)設(shè)地面的支持力和摩擦力分別為FN和f，對整體受力分析，受到重力、支持力、彈簧的彈力和地面摩擦力。

根據(jù)平衡條件得：Tsinθ=f，Tcosθ+FN=(M+m)g，

解得：f=12mg，方向水平向左，

FN【解析】本題主要考查了共點力平衡條件的直接應(yīng)用，要求同學(xué)們能正確對物體進行受力分析，注意整體法和隔離法在解題中的應(yīng)用，難度適中。

(1)小物塊與球面之間剛好沒有相對運動的趨勢，摩擦力為零，對小物塊受力分析，根據(jù)平衡條件結(jié)合胡克定律列式求解即可；

(2)對整體受力分析，根據(jù)平衡條件列式求解即可。

9.【答案】解：(1)小物塊靜止在斜面上，受重力、電場力和斜面支持力，

FNsin37°=qE①

FNcos37°=mg②

由1、②可得電場強度E=3mg4q

(2)若電場強度減小為原來的12，則變?yōu)镋′=3mg8q

mgsin37°?qEcos37°=ma③

可得加速度a=0.3g．

(3)電場強度變化后物塊下滑距離L時，重力做正功，電場力做負功，【解析】(1)帶電物體靜止于光滑斜面上恰好靜止，且斜面又處于水平勻強電場中，則可根據(jù)重力、支持力，又處于平衡，可得電場力方向，再由電荷的電性來確定電場強度方向．

(2)當電場強度減半后，物體受力不平衡，產(chǎn)生加速度．借助于電場力由牛頓第二定律可求出加速度大?。?/p>

(3)選取物體下滑距離為L作為過程，利用動能定理來求出動能．

由三力平衡，借助于力的平行四邊形定則來確定電場強度方向．當受力不平衡時，由牛頓運動定律來求解．當物體運動涉及電場力、重力做功，注意電場力做功只與沿電場強度方向的位移有關(guān)．

10.【答案】解：(1)物體在斜面上做勻加速直線運動，根據(jù)運動學(xué)規(guī)律有：L=12at2

得：a=2Lt2=2×422

m/s2=2m/s2

(2)物體在斜面上運動時受到四個力作用，如右圖所示．

沿運動方向，根據(jù)牛頓第二定律有：

Fcosθ?f?mgsinθ=ma

垂直于運動方向，合力為零：

Fsinθ+mgcosθ=N

又f=μN

得：μ=Fcosθ?mgsinθ?maFsinθ+mgcosθ

代入已知數(shù)據(jù)得：μ=0.4

(3)物體離開斜面下落至地面前的過程中僅有重力做功，機械能守恒．設(shè)物體在斜面上運動的末速度為v1，落地前的速度大小為v2

根據(jù)勻加速直線運動的規(guī)律有：v1=at=2×2m/s=4

m/s

根據(jù)幾何關(guān)系，斜面頂端到水平面的高度為：

h=Lsinθ=4×0.6m=2.4m

根據(jù)機械能守恒定律有：12mv【解析】(1)物體做初速度為零的勻加速直線運動，已知時間、位移，由位移時間公式求加速度．

(2)分析受力情況，由牛頓第二定律求動摩擦因數(shù)．

(3)由v=at求出物體到斜面頂端時的速度．物體離開斜面下落至地面前的過程中僅有重力做功，機械能守恒．由機械能守恒定律求解物體落到水平地面前瞬間的速度大?。?/p>

解決本題的關(guān)鍵要分析清楚物體的運動情況，把握每個過程的物理規(guī)律，要知道加速度是聯(lián)系力和運動的橋梁，已知運動情況求受力情況，要先由運動學(xué)公式求加速度．

11.【答案】解：經(jīng)對小孩和雪橇整體受力分析得：

豎直方向：Fsinθ+N=mg，

水平方向：Fcosθ?f=0，

其中：f=μN，

解得支持力為：N=mg?Fsinθ=380?100×0.6=320N，

摩擦力為：f=Fcosθ=100×0.8=80N，

動摩擦因素為：μ=fN=80320=0.25；

答：(1)地面對雪橇的摩擦力為80N；

(2)地面對雪橇的支持力大小為320N；

【解析】對雪橇進行受力分析，雪橇受到重力、支持力、拉力和阻力，雪橇沿水平地面做勻速運動，根據(jù)共點力平衡條件列式求出支持力的大小和摩擦力大??；最后根據(jù)f=μN求出動摩擦因數(shù)。

解決本題的關(guān)鍵能夠正確進行受力分析，根據(jù)共點力平衡，利用正交分解求出支持力和摩擦力的大小，以及知道f=μFN。

12.【答案】解：當力F最小時，OC繩松馳，張力為零，此時小球受到三個力作用．設(shè)繩C0的拉力為T1，則由平衡條件得

mg=Tsin60°+F1sin60°

①

Tcos60°=F1cos60°

②

由②得T=F，代入①解得，F(xiàn)1=33mg

當力F最大時，OB繩松馳，張力為零，此時小球受到三個力如圖，根據(jù)平衡條件得

【解析】當力F最小時，OC繩松馳，張力為零；當力F最大時，OB繩松馳，張力為零．根據(jù)平衡條件分別求出力F的最小值和最大值，再求出力F的范圍．

本題是物體平衡中極值問題，也可以根據(jù)正交分解法，得到F與兩個繩子拉力的關(guān)系式再求解范圍．

13.【答案】解：(1)對風(fēng)箏進行受力分析如圖所示：將所有的力沿風(fēng)箏和垂直于風(fēng)箏平面進行正交分解，則：沿風(fēng)箏方向：，垂直風(fēng)箏方向：，解得：θ=60°，F(xiàn)=103(2)對風(fēng)箏和人整體進行受力分析：，解得：N=285N，由力的作用是相互的可知，人對地面的壓力大小285N；(3)對風(fēng)箏和人整體進行受力分析：，由力的作用是相互的可知，人對地面的摩擦力大小53

【解析】本題考查了平衡條件的應(yīng)用，對物體受力分析，根據(jù)平衡條件列式求解即可。(1)對風(fēng)箏受力分析，根據(jù)平衡條件，將力沿風(fēng)箏和垂直于風(fēng)箏平面進行正交分解，由此列式求解；(2)將風(fēng)箏和人看出整體，對整體受力分析沿豎直方向列式計算；(3)對風(fēng)箏和人整體進行受力分析，沿水平方向列式求解。

14.【答案】解：(1)設(shè)細繩對小球的拉力大小為T，由平衡條件可得：水平方向：Fcos豎直方向：Fsin聯(lián)立上式，代入數(shù)據(jù)解得：T=103N，tanθ=(2)設(shè)細繩對木塊的拉力大小為，由牛頓第三定律，

對木塊A，由平衡條件可得：水平方向：豎直方向：由(1)和相關(guān)數(shù)據(jù)解得：μ=

【解析】(1)以小球為研究對象，分析受力，作出力圖，根據(jù)平衡條件求解輕繩與水平方向夾角θ；

(2)以木塊和小球組成的整體為研究對象，分析受力情況，由平衡條件和摩擦力公式求解木塊與水平桿間的動摩擦因數(shù)μ。本題涉及兩個物體的平衡問題，研究對象的選擇要靈活，此題采用隔離法與整體相結(jié)合的方法，也可以就采用隔離法研究。

15.【答案】解：對物體受力分析并分解如圖：

豎直方向上：FN+Fsinα=G

所以：FN=mg?Fsinα=100?60×0.6=64N

水平方向：f=Fcosα=60×0.8=48N

由f=μFN得：μ=fFN=【解析】物體做勻速直線運動，對物體進行受力分析，物體受力平衡，豎直和水平方向的合力均為零，利用豎直方向合力為零求出支持力，利用水平方向合力為零求出摩擦力，應(yīng)用滑動摩擦力公式進行計算．

本題主要是考查了共點力的平衡問題，解答此類問題的一般步驟是：確定研究對象、進行受力分析、利用平行四邊形法則進行力的合成或者是正交分解法進行力的分解，然后在坐標軸上建立平衡方程進行解答．

16.【答案】解：(1)m處于平衡狀態(tài)，其合力為零。

以m為研究對象，由平衡條件得：

水平方向Fcos60°?FTcosθ=0

①

豎直方向Fsin60°?FTsinθ?mg=0

②

解得：θ=30°

(2)M、m整體處于平衡狀態(tài)，可看做整體，系統(tǒng)所受合力為零。

以M、m整體為研究對象。由平衡條件得

水平方向Fcos60°?μFN=0

③

豎直方向FN+Fsin60°?Mg?mg=0

④

由③④得μ=33

答：(1)輕繩與水平方向的夾角【解析】(1)對小球受力分析，受已知力、重力、細線的拉力，根據(jù)平衡條件列式求解；

(2)對小球和滑塊整體受力分析，受已知力、重力、彈力和摩擦力，根據(jù)共點力平衡條件列式求解。

本題要注意應(yīng)用整體法與隔離法的正確使用，注意應(yīng)用整體法時一定要分清內(nèi)力與外力，正確的受力分析是解題的關(guān)鍵。

17.【答案】解：如圖所示，當懸吊重物的質(zhì)量為m時，繩AC所受拉力

F1=F合sin37°=mgsin37°

繩BC所受拉力

F2=F合cos37°=mgcos37°

代入數(shù)據(jù)得：F1=12N；F2=16N【解析】以結(jié)點C為研究對象，將重物的拉力進行分析，即可分別求出輕繩AC、BC所能承受的拉力。

本題是物體平衡問題，基礎(chǔ)是分析物體受力、正確作出力的分解圖。

18.【答案】解：(1)因為圓環(huán)將要開始滑動，所受的靜摩擦力剛好達到最大值，有f=μN。

對環(huán)進行受力分析，則有：μN?FTcosθ=0，N?FTsinθ=0

解得：tanθ=1μ=43，得：θ=53°；

(2)又由于AO=30cm，AB=50cm，由數(shù)學(xué)知識求得：φ=90°；

如圖所示選取坐標軸

，根據(jù)物體m處于平衡狀態(tài)，則有：Gcosθ+FTsinθ=mg，F(xiàn)Tcosθ?Gsinθ=0

解得FT=8N；

(3)圓環(huán)將要滑動時，對重物進行受力分析可知：Gsinθ=FTcosθ，又，解得：。

答：(1)角θ【解析】本題是在共點力作用下重物的平衡問題，采用隔離法分別研究三個物體，分析受力情況是解題的關(guān)鍵之處。

(1)圓環(huán)將要開始滑動時，所受的靜摩擦力剛好達到最大值。根據(jù)共點力平衡條件對環(huán)進行研究，求出tanθ，得到θ；

(2)物體m處于平衡狀態(tài)，根據(jù)共點力平衡條件求解細繩的張力；

(2)圓環(huán)將要滑動時，對重物進行受力分析，求解重物G的質(zhì)量。

19.【答案】解：(1)分析A球的受力情況，如圖所示，根據(jù)平衡條件得

對A球：Tcos60°=kx

對C球：2Tsin60°=mCg

故得?mc=35kg

(2)剪斷B、C之間的細線瞬間彈簧的彈力不變，由牛頓第二定律得：

B的加速度aB=kxmB=10×0.10.2=5m/s2

【解析】(1)根據(jù)胡克定律求出彈簧的彈力大?。畬或B研究，由平衡條件求出細線的拉力大小，再對C球研究，由平衡條件求解C球的質(zhì)量。

(2)若剪斷B、C之間的細線，剪斷瞬間彈簧的彈力不變，由牛頓第二定律求解。

本題采用隔離法研究多個物體平衡的問題，分析受力情況，作出力圖是解答的基礎(chǔ)．要注意彈簧的彈力不能突變。

20.【答案】解：(1)若是上滑，受力示意圖如圖：

根據(jù)牛頓第二定律，得到f+mgsinθ?F=ma1

f=μmgcosθ，解得a1=μmgcosθ+mgsinθ?Fm，代入數(shù)據(jù)得a1=4m/s2

；

(2)物體沿斜面上升的最大位移：x=v022a=822×4m=8m，則物體上升的最大高度：h=xsin30°=4m，ΔEP=mgh=80J，重力勢能增加80J；

(3)若是上滑t1=v2?v0a1=2?8?4s=1.5s，

若是下滑，上滑到最高點的時間ts=0?v0a1=0?8?4【解析】本題主要考察的是運動學(xué)公式和牛頓第二定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是抓住速度為2m/s時速度的方向可能向上也可能向下即可求解。

(1)作出受力分析，根據(jù)牛頓第二定律列出等式，求解加速度；

(2)根據(jù)運動學(xué)公式求出位移，利用角度關(guān)系，求出上升高度，然后求解重力勢能；

(3)2m/s時速度的方向可能向上也可能向下，分情況求解運動時間。

21.【答案】解：

對木塊B：

A、B之間剛好不會發(fā)生相對滑動時，N?=0

此時mg=Ncos?θ

a=Nsinθm

a=gtan370

=0.75g

對整體：F=2ma

整體加速度為

a=F2m【解析】隔離對B分析，抓住臨界情況，即地面對N的支持力為零，根據(jù)牛頓第二定律B的最大加速度，再對整體根據(jù)牛頓第二定律求出F的最大值．

解決本題的關(guān)鍵抓住臨界情況，即地面對B的支持力為零，結(jié)合牛頓第二定律，運用整體法和隔離法進行求解．

22.【答案】解：(1)對A：T=mgsin37°；

對B：T+μMgcos37°=Mgsin37°；

聯(lián)立解得：μ=38；

(2)對傳輸帶速度v=0時，物塊a1=g(sinθ+μcosθ)=9m/s2；

v022a1=89m<L，不能被送到C端；

當v=4m/s時：因為μ<tanθ，物塊不能與傳送帶一起勻速運動；

a2=g(sinθ?μcosθ)=3m/s2，方向沿斜面向下；

v02?v22a1+v22a2=L；

解得：v=1m/s；

(3)B向下運動：時間t0=Lv0=14s；

相對路程：s0=(v+v0)t0=54m【解析】本題考查了牛頓第二定律的應(yīng)用；本題是有相對運動的類型，解決本題的關(guān)鍵是要能夠正確地受力分析，把握每個過程的規(guī)律，運用牛頓第二定律、運動學(xué)公式和兩大守恒定律結(jié)合進行處理；要注意研究對象的選擇。

(1)對A、B受力分析，得出動摩擦因數(shù)；

(2)分析物塊B的運動情況，由運動學(xué)知識求出速度；

(3)分析物塊B運動過程，求出相對路程，計算出摩擦熱