高中物理受力分析计算

第1页（共39页）高中物理受力分析计算一．计算题（共25小题）1．如图所示，水平地面上的物体重G=100N，受与水平方向成37°的拉力F=60N，受摩擦力Ff=16N，求：（1）物体所受的合力．（2）物体与地面间的动摩擦因数．2．如图所示，物体A重40N，物体B重20N，A与B、A与地面间的动摩擦因数相同，物体B用细绳系住．当水平力F为32N时，才能将A匀速拉出，求：（1）接触面间的动摩擦因数；（2）作出B的受力分析图并求出绳子对B的拉力．3．在一根长L0=50cm的轻弹簧下竖直悬挂一个重G=100N的物体，弹簧的长度变为L1=70cm．（1）求该弹簧的劲度系数．（2）若再挂一重为200N的重物，求弹簧的伸长量．4．某同学用弹簧秤称一木块重5N，把木块放在水平桌面上，用弹簧秤水平向右拉木块；试求．（1）当弹簧秤读数为1N时，木块未被拉动，摩擦力大小和方向；（2）当弹簧秤读数为2N时，木块做匀速直线运动，这时木块受到的摩擦力大小和方向；（3）木块与水平桌面的动摩擦因数μ．（4）若使弹簧秤在拉动木块运动中读数变为3N时，这时木块受到的摩擦力的第2页（共39页）大小．5．如图所示，物体A重40N，物体B重20N，A与B、A与地面的动摩擦因数均为0.5，当用水平力F向右匀速拉动物休A时，试求：（1）B物体所受的滑动摩擦力的大小和方向；（2）地面所受滑动摩擦力的大小和方向．（3）求拉力F的大小．6．重为400N的木箱放在水平地面上，动摩擦因数为0.25．（1）如果分别用70N和150N的水平力推动木箱，木箱受到摩擦力分别是多少？（设最大静摩擦力和滑动摩擦力相等）（2）若物体开始以v=15m/s的初速度向左运动，用F=50N的水平向右的力拉物体，木箱受到的摩擦力多大？方向如何？7．如图，水平面上有一质量为2kg的物体，受到F1=5N和F2=3N的水平力作用而保持静止．已知物体与水平地面间的动摩擦因数为µ=0.2，物体所受的最大静摩擦等于滑动摩擦力，求：（1）此时物体所受到的摩擦力大小和方向？（2）若将F1撤去后，物体受的摩擦力大小和方向？（3）若将F2撤去后，物体受的摩擦力大小和方向？8．如图所示，物体A与B的质量均为8kg，A和B之间的动摩擦因数为0.3，水平拉力F=40N，A、B一起匀速运动．（g取10N/kg）求：（1）A对B的摩擦力的大小和方向；（2）B和地面之间的动摩擦因数．第3页（共39页）9．如图所示，一个m=2kg的物体放在μ=0.2的粗糙水平面上，用一条质量不计的细绳绕过定滑轮和一只m0=0.1kg的小桶相连．已知m与水平面间的最大静摩擦力Ffmax=4.5N，滑轮的摩擦不计，g取10N/kg，求在以下情况中m受到的摩擦力的大小．（1）只挂m0，处于静止状态时；（2）只在桶内加入m1=0.33kg的沙子时．10．已知共点力F1=10N，F2=10N，F3=5（1+）N，方向如图所示．求：（1）F1、F2的合力F合的大小和方向（先在图甲中作图，后求解）；（2）F1、F2、F3的合力F合的大小和方向（先在图乙中作图，后求解）．11．电线杆的两侧常用钢丝绳把它固定在地面上，如图所示，如果两绳与地面的夹角均为45°，每根钢丝绳的拉力均为F．则：（1）两根钢丝绳作用在电线杆上的合力多大（已知sin45°=）？（2）若电线杆重为G，则它对地面的压力多大？12．如图所示，一质量为m的滑块在水平推力F的作用下静止在内壁光滑的半球形凹槽内，已知重力加速度大小为g，试求：水平推力的大小及凹槽对滑块的支持力的大小．第4页（共39页）13．如图所示，质量为m的木箱放在倾角为θ的斜面上，它跟斜面的动摩擦因数为μ，为使木箱沿斜面向上匀速运动，可对木箱施加一个沿斜面向上的拉力，则：（1）请在图中画出木箱受力的示意图．（2）木箱受到的摩擦力和拉力F多大？14．如图所示，质量M=50kg的人使用跨过定滑轮的轻绳拉着质量m=25kg的货物，当绳与水平面成53°角时，人与货物均处于静止．不计滑轮与绳的摩擦，已知g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6．求：（1）轻绳对人的拉力T；（2）地面对人的支持力N；（3）地面对人的静摩擦力f．15．一光滑圆环固定在竖直平面内，环上套着两个小球A和B（中央有孔），A、B间由细绳连接着，它们处于如图所示位置时恰好都能保持静止状态．此情况下，B球与环中心O处于同一水平面上，A、B间的细绳呈伸直状态，且与水平线成30°角．已知B球的质量为3kg，求：（1）细绳对B球的拉力大小；（2）A球的质量．（g取10m/s2）第5页（共39页）16．如图所示，重力为300N的物体在细绳AC和BC的作用下处于静止状态，细绳AC和BC于竖直方向的夹角分别为30°和60°，求AC绳的弹力FA和BC绳的弹力FB的大小．17．如图所示，质量为M=50kg的人通过光滑的定滑轮让质量为m=10kg的重物从静止开始向上做匀加速直线运动，并在2s内将重物提升了4m．若绳与竖直方向夹角为θ=370，求：（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）（1）物体上升的加速度的大小？（2）人对绳子的拉力的大小？（3）地面对人的摩擦力和地面对人的支持力的大小分别为多少？18．已知共面的三个力F1=20N，F2=30N，F3=40N作用在物体的同一点上，三力之间的夹角均为120°．（1）求合力的大小；（2）求合力的方向（最后分别写出与F2、F3所成角度）．19．如图所示，力F1=6N，水平向左；力F2=4N，竖直向下；力F3=10N，与水平方向的夹角为37°．求三个力的合力．（sin37°=0.6，cos37°=0.8）第6页（共39页）20．五个力F1、F2、F3、F4、F5作用于物体上的同一点P，这五个力的矢量末端分别位于圆内接正六边形的顶点A、B、C、D、E，如图所示．若力F1=F，则这五个力的合力大小是多少，合力的方向怎样．21．在同一水平面上共点的四个力F1、F2、F3、F4的大小依次是19N、40N、30N、15N，方向如图所示．已知：sin37°=0.6，sin53°=0.8，cos37°=0.8cos53°=0.6，求这四个力的合力的大小和方向．22．如图所示，一质量分布均匀的小球静止在固定斜面和竖直挡板之间，各接触面间均光滑，小球质量为m=100g，按照力的效果作出重力及其两个分力的示意图，并求出各分力的大小．（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）23．如图所示，AB、AC两光滑斜面互相垂直，AC与水平面成300，若把球O的重力按照其作用效果分解，（1）求两个分力的大小；（2）画出小球的受力分析图并写出小球所受这几个力的合力大小．第7页（共39页）24．质量为m=20kg物体放在倾角θ=30°的斜面上，如图所示，则：（1）画出物体的重力的分解示意图（按实际作用效果分解）；（2）求出各分力的大小（取g=10m/s2）．25．如图所示，一个重为100N的小球被夹在竖直墙壁和A点之间，已知球心O与A点的连线与竖直方向成θ角，且θ=60°，所有接触点和面均不计摩擦．试求：（1）小球对墙面的压力F1的大小（2）小球对A点的压力F2的大小．二．解答题（共5小题）26．如图，一轻弹簧原长为2R，其一端固定在倾角为37°的固定直轨道AC的底端A处，另一端位于直轨道上B处，弹簧处于自然状态，直轨道与一半径为R的光滑圆弧轨道相切于C点，AC=7R，A、B、C、D均在同一竖直面内．质量为m的小物块P自C点由静止开始下滑，最低到达E点（未画出），随后P沿轨道被弹回，最高点到达F点，AF=4R，已知P与直轨道间的动摩擦因数μ=，重力加速度大小为g．（取sin37°=，cos37°=）（1）求P第一次运动到B点时速度的大小．（2）求P运动到E点时弹簧的弹性势能．（3）改变物块P的质量，将P推至E点，从静止开始释放．已知P自圆弧轨道第8页（共39页）的最高点D处水平飞出后，恰好通过G点．G点在C点左下方，与C点水平相距R、竖直相距R，求P运动到D点时速度的大小和改变后P的质量．27．如图所示，一工件置于水平地面上，其AB段为一半径R=1.0m的光滑圆弧轨道，BC段为一长度L=0.5m的粗糙水平轨道，二者相切于B点，整个轨道位于同一竖直平面内，P点为圆弧轨道上的一个确定点．一可视为质点的物块，其质量m=0.2kg，与BC间的动摩擦因数μ1=0.4．工件质量M=0.8kg，与地面间的动摩擦因数μ2=0.1．（取g=10m/s2）（1）若工件固定，将物块由P点无初速度释放，滑至C点时恰好静止，求P、C两点间的高度差h．（2）若将一水平恒力F作用于工件，使物块在P点与工件保持相对静止，一起向左做匀加速直线运动．①求F的大小．②当速度v=5m/s时，使工件立刻停止运动（即不考虑减速的时间和位移），物块飞离圆弧轨道落至BC段，求物块的落点与B点间的距离．28．如图，ABD为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中AB段是水平的，BD段为半径R=0.2m的半圆，两段轨道相切于B点，整个轨道处在竖直向下的匀强电场中，场强大小E=5.0×103V/m．一不带电的绝缘小球甲，以速度v0沿水平轨道向右运动，与静止在B点带正电的小球乙发生弹性碰撞．已知甲、乙两球的质量均为m=1.0×10﹣2kg，乙所带电荷量q=2.0×10﹣5C，g取10m/s2．（水平轨道足够长，甲、乙两球可视为质点，整个运动过程无电荷转移）第9页（共39页）（1）甲乙两球碰撞后，乙恰能通过轨道的最高点D，求乙在轨道上的首次落点到B点的距离；（2）在满足（1）的条件下．求的甲的速度v0；（3）若甲仍以速度v0向右运动，增大甲的质量，保持乙的质量不变，求乙在轨道上的首次落点到B点的距离范围．29．如图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图，其下半部AB是一长为2R的竖直细管，上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管，管口沿水平方向，AB管内有一原长为R、下端固定的轻质弹簧．投饵时，每次总将弹簧长度压缩到0.5R后锁定，在弹簧上端放置一粒鱼饵，解除锁定，弹簧可将鱼饵弹射出去．设质量为m的鱼饵到达管口C时，对管壁的作用力恰好为零．不计鱼饵在运动过程中的机械能损失，且锁定和解除锁定时，均不改变弹簧的弹性势能．已知重力加速度为g．求：（1）质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小v1；（2）弹簧压缩到0.5R时的弹性势能Ep；（3）已知地面与水面相距1.5R，若使该投饵管绕AB管的中轴线OO′．在90°角的范围内来回缓慢转动，每次弹射时只放置一粒鱼饵，鱼饵的质量在到m之间变化，且均能落到水面．持续投放足够长时间后，鱼饵能够落到水面的最大面积S是多少？第10页（共39页）30．如图，离子源A产生的初速为零、带电量均为e、质量不同的正离子被电压为U0的加速电场加速后匀速通过准直管，垂直射入匀强偏转电场，偏转后通过极板HM上的小孔S离开电场，经过一段匀速直线运动，垂直于边界MN进入磁感应强度为B的匀强磁场．已知HO=d，HS=2d，∠MNQ=90°．（忽略粒子所受重力）（1）求偏转电场场强E0的大小以及HM与MN的夹角φ；（2）求质量为m的离子在磁场中做圆周运动的半径；（3）若质量为4m的离子垂直打在NQ的中点S1处，质量为16m的离子打在S2处．求S1和S2之间的距离以及能打在NQ上的正离子的质量范围．第11页（共39页）高中物理受力分析计算参考答案与试题解析一．计算题（共25小题）1．如图所示，水平地面上的物体重G=100N，受与水平方向成37°的拉力F=60N，受摩擦力Ff=16N，求：（1）物体所受的合力．（2）物体与地面间的动摩擦因数．【解答】解：（1）物体受力如图所示，物体所受的合力F合=Fcos37°﹣Ff=60×0.8﹣16N=32N．（2）竖直方向上平衡，有：N+Fsin37°=G解得N=G﹣Fsin37°=100﹣60×0.6N=64N．则动摩擦因数μ===0.25．答：（1）物体所受的合力为32N．（2）物体与地面间的动摩擦因数为0.25．2．如图所示，物体A