高一物理力学分析习题及答案

图2-1-7BAABFF甲乙图2-2-2高一物理力学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（D）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AB球都会有力的作用故AB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Fb=5N、Fc=10N分别作用于物体b、c上，a、b和c仍保持静止．以F1、F2、F3分别表示a与b、b与c、c与桌面间的静摩擦力的大小，则（C）A．F1=5N，F2=0，F3=5NB．F1=5N，F2=5N，F3=0C．F1=0，F2=5N，F3=5ND．F1=0，F2=10N，F3=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（BD）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（D）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mA=mB=6kg，A和B、B和水平面间的动摩擦因数都等于FcFb图2-2-8abcABF图2-2-1θBOAC图2-1-18图2-2-17DCOFAB图2-2-3F2F1F3F437°106°图2-3-130.3，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/218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mA=5kg，重物B质量为mB=2kg，A与桌面间的最大静摩擦力为Fm=10N．为使系统处于静止状态，试求拉力F大小范围．（g取10m/s2）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=30N1在同一平面内共点的四个力F1、F2、F3、F4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F1的大小和轻杆OB受力F2的大小．解：解题关键受力分析答案：F1=mg/sinθF2=mg/tanθ3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（C）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=100N4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（B）A．FcosθB．FsinθC．FtanθD．Fcotθ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*sinθ5．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（C）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，合力必变小图2-2-16OCmAB图2-3-16ACBm图2-3-17图2-3-19图2-4-56．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=mgtanθ第二种情况FN=mgsinθ7．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=Fsinα-GFf=u(Fsinα-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/cosθFob=mgtanθ9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=mgsin30oF1/F2=3150/100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=mgsinθ/sin(θ+α)斜面对求的支持力F2=mgsinα/sin(θ+α)地面对斜面的水平力F3=F2sinθ=mgsinα/sin(θ+α)sinθ地面对斜面的竖直方向的作用力F4=Mg+mgsinα/sin(θ+α)cosθ练习题（a）（b）图2-3-21θθαFG图2-3-2430°6如图2-4-19所示，用绳AC和BC吊起一重物，绳与竖直图2-4-19α图2-4-27θBCA6003001、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=0.6cos370=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？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：mgsinθ+(mgcosθ-Fsinα)=Fcosα5、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（BD）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αθOα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（AD）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(B)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（C）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C、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（B）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（B）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（B）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OαD、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。下列结论正确的是（D）A.物体所受的摩擦力方向向右B.物体所受的合外力为零C.物体所受的合外力20ND.物体所受的合力为40N12、如图物体在绳子以及外力作用下处于静止状态，偏角为37º又知外力大小为24N，则物体的重力为（C）A12NB18NC32ND40N13如图2-6-20所示，表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮，两物块P、Q用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦），P悬于空中，Q放在斜面上，均处于静止状态。当用水平向左的恒力推Q时，P、Q仍静止不动，则（D）A．Q受到的摩擦力一定变小B．Q受到的摩擦力一定变大C．轻绳上拉力一定变小D．轻绳上拉力一定不变14如图2-6-14，一固定斜面上两个质量相同的小物块A和B紧挨着匀速下滑，A与B的接触面光滑．已知A与斜面之间的动摩擦因数是B与斜面之间动摩擦因数的2倍，斜面倾角为α．B与斜面之间的动摩擦因数是（A）A．23tanαB．23cotαC．tanαD．cotαFvPQ图2-6-20ABα图2-6-14