2022高中物理 第四章 牛頓運動定律 8 巧用正交分解法解決共點力平衡問題練習 新人教版必修1

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1、2022高中物理 第四章 牛頓運動定律 8 巧用正交分解法解決共點力平衡問題練習 新人教版必修1 （答題時間：30分鐘） 1. 如圖所示，鐵板AB與水平地面間的夾角為θ，一塊磁鐵吸附在鐵板下方，現緩慢抬起鐵板B端使θ角增大（始終小于90°）的過程中，磁鐵始終相對鐵板靜止，下列說法正確的是（　?。? A. 磁鐵所受合外力逐漸減小 B. 磁鐵始終受到三個力的作用 C. 磁鐵受到的摩擦力逐漸減小 D. 鐵板對磁鐵的彈力逐漸增大 2. 如圖所示，質量為m的物體置于傾角為θ的固定斜面上，物體與斜面之間的動摩擦因數為μ，先用平行于斜面的推力F1作用于物體上，使其能沿斜面勻速上滑，若改用

2、水平推力F2作用于物體上，也能使物體沿斜面勻速上滑，則兩次的推力之比為（　　） A. cos θ＋μsin θ B. cos θ－μsin θ C. 1＋μtan θ D. 1－μtan θ 3. （吉林長春模擬）如圖所示，三個相同的木塊放在同一個水平面上，木塊和水平面間的動摩擦因數都相同，分別給它們施加一個大小均為F的作用力，其中給“1”、“3”兩木塊的推力和拉力與水平方向的夾角相同，這時三個木塊都保持靜止，比較它們和水平面間的彈力大小、、和摩擦力大小、、，下列說法中正確的是（　?。? A. >>，>> B. ＝＝，＝＝ C. >>，＝< D. >>，＝＝ 4. 一質量

3、為M、帶有掛鉤的球形物體套在傾角為θ的細桿上，并能沿桿勻速下滑，如在掛鉤上再吊一質量為m的物體，讓它們沿細桿下滑，如圖所示，則球形物體（　?。? A. 仍勻速下滑 B. 沿細桿加速下滑 C. 受到的摩擦力不變 D. 受到的合外力增大 5. 如圖所示，質量為m的物體在與斜面平行向上的拉力F作用下，沿著水平地面上質量為M的粗糙斜面勻速上滑，在此過程中斜面保持靜止，則地面對斜面（　?。? A. 無摩擦力 B. 支持力等于（m＋M）g C. 支持力為（M＋m）g－Fsin θ D. 有水平向左的摩擦力，大小為Fcos θ 6. 氣象研究小組用圖示簡易裝置測定水平風速，在水平地面

4、上豎直固定一直桿，半徑為R、質量為m的薄空心塑料球用細線懸于桿頂端O，當水平風吹來時，球在風力的作用下飄起來，已知風力大小正比于風速和球正對風的截面積，當風速v0＝3 m/s時，測得球平衡時細線與豎直方向的夾角θ＝30°，則（　　） A. θ＝60°時，風速v＝6 m/s B. 若風速增大到某一值時，θ可能等于90° C. 若風速不變，換用半徑變大、質量不變的球，則θ不變 D. 若風速不變，換用半徑相等、質量變大的球，則θ變小 7. 如圖所示，質量為M的斜面體A放在粗糙水平面上，用輕繩拴住質量為m的小球B置于斜面上，整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，已知斜面傾角θ＝30°，輕繩與斜面平行且另

5、一端固定在豎直墻面上，不計小球與斜面間的摩擦，則（　　） A. 斜面對小球的作用力大小為mg B. 輕繩對小球的作用力大小為mg C. 斜面體對水平面的壓力大小為（M＋m）g D. 斜面體與水平面間的摩擦力大小為mg 8. 如圖所示，質量M＝2 kg的木塊套在水平桿上，并用輕繩與質量m＝kg的小球相連，今用跟水平方向成α＝30°角的力F＝10N拉著球帶動木塊一起向右勻速運動，運動中M、m相對位置保持不變，g取10 N/kg。求： （1）運動過程中輕繩與水平方向的夾角θ； （2）木塊與水平桿間的動摩擦因數μ。 1. D 解析：磁鐵受重力G，鐵板對磁鐵的吸引

6、力F，鐵板對磁鐵的彈力FN，鐵板對磁鐵的摩擦力f共四個力，選項B錯誤；緩慢抬起鐵板，磁鐵始終相對于鐵板靜止，處于平衡狀態(tài)，受到的合力始終為零，選項A錯誤；根據共點力平衡的條件知，f＝Gsinθ，FN＝F－Gcosθ，隨著θ的增大，f和FN都變大，選項C錯誤，選項D正確。 2. B 解析：用力F1推物體沿斜面勻速上滑時，有F1＝mgsinθ＋μmgcosθ；用力F2推物體沿斜面勻速上滑時，有F2cosθ＝mgsinθ＋μ（mgcosθ＋F2sinθ），由上式解得：，則有，故選項B正確。 3. C 解析：對三個木塊分別受力分析如圖所示，由平衡條件可得，＝mg＋Fsinθ，＝Fcosθ；＝m

7、g，＝F；＝mg－Fsinθ，＝Fcosθ，則>>，＝<，C項正確。 4. A 解析：不掛物體時，球形物體受力情況如圖所示， 由于球形物體勻速下滑，所以有Mgsin θ＝μMgcos θ，即μ＝tan θ；當掛上物體后，重力沿斜桿的分力F＝（M＋m）gsin θ，球形物體受到摩擦力f＝μ（M＋m）gcos θ＝（M＋m）gsin θ，所以兩物體處于平衡狀態(tài)，其受到摩擦力變大，合外力仍為零。 5. CD 解析：把M、m看作一個整體，則在豎直方向上有FN＋Fsin θ＝（M＋m）g，所以FN＝（M＋m）g－Fsin θ，在水平方向上，Ff＝Fcos θ，方向水平向左，選項C、D正

8、確。 6. D 解析：由于風力大小正比于風速和球正對風的截面積，當球正對風的截面積不變時，則風力正比于風速，設比例系數為k，當風速為v0＝3 m/s時，塑料球受力如圖所示 則有F＝kv0＝3k，tan 30°＝，，當θ＝60°時，設風速為v′，則有，解得v′＝9m/s，選項A錯誤；風力F水平向右，重力豎直向下，此二力的合力不可能水平，故θ不可能等于90°，選項B錯誤；若風速不變，換用半徑變大的球，由于風力大小正比于風速和球正對風的截面積，故風力F變大，而球的重力不變，此二力的合力與豎直方向的夾角變大，即θ變大，選項C錯誤；若風速不變，換用半徑相等，質量變大的球，則風力（水平向右）不變

9、，重力變大，此二力的合力與豎直方向的夾角變小，即θ變小，選項D正確。 7. BD 解析：以小球B為研究對象，斜面對小球的作用力垂直于斜面向上，大小為，繩對小球的作用力沿著繩子指向左上方，大小為，選項A錯誤，選項B正確；以斜面和小球整體作為研究對象，水平面對斜面體的支持力為，斜面體與水平面間的摩擦力大小為 ，結合牛頓第三定律可判斷，選項C錯誤，選項D正確。 8. 解：（1）以球為研究對象，其受力如圖所示 據共點力平衡條件得 Fcos 30°－FTcos θ＝0 Fsin 30°＋FTsin θ＝mg 解得FT＝10N，θ＝30°； （2）以木塊M為研究對象，其受力如圖所示 據共點力平衡條件得 FTcos 30°－Ff＝0 FN－Mg－FTsin 30°＝0 Ff＝μFN 解得μ＝0.35。