【教育资料】人教版必修一 牛顿定律应用专题 8 巧用正交分解法解决共点力平衡问题学习精品.pdf

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1、教育资源 教育资源 高中物理 巧用正交分解法解决共点力平衡问题（答题时间：30 分钟）1.如图所示，铁板 AB与水平地面间的夹角为 ，一块磁铁吸附在铁板下方，现缓慢抬起铁板 B 端使 角增大（始终小于 90）的过程中，磁铁始终相对铁板静止，下列说法正确的是（）A.磁铁所受合外力逐渐减小 B.磁铁始终受到三个力的作用 C.磁铁受到的摩擦力逐渐减小 D.铁板对磁铁的弹力逐渐增大 2.如图所示，质量为 m 的物体置于倾角为 的固定斜面上，物体与斜面之间的动摩擦因数为 ，先用平行于斜面的推力 F1作用于物体上，使其能沿斜面匀速上滑，若改用水平推力 F2作用于物体上，也能使物体沿斜面匀速上滑，则两次的推

2、力之比12FF为（）A.cos sin B.cos sin C.1 tan D.1 tan 3.（吉林长春模拟）如图所示，三个相同的木块放在同一个水平面上，木块和水平面间的动摩擦因数都相同，分别给它们施加一个大小均为 F 的作用力，其中给“1”、“3”两木块的推力和拉力与水平方向的夹角相同，这时三个木块都保持静止，比较它们和水平面间的弹力大小1NF、2NF、3NF和摩擦力大小1fF、2fF、3fF，下列说法中正确的是（）A.1NF2NF3NF，1fF2fF3fF B.1NF2NF3NF，1fF2fF3fF C.1NF2NF3NF，1fF3fF2NF3NF，1fF2fF3fF 4.一质量为 M、

3、带有挂钩的球形物体套在倾角为 的细杆上，并能沿杆匀速下滑，如在挂钩上再吊一质量为 m 的物体，让它们沿细杆下滑，如图所示，则球形物体（）A.仍匀速下滑 B.沿细杆加速下滑 C.受到的摩擦力不变 D.受到的合外力增大 5.如图所示，质量为 m 的物体在与斜面平行向上的拉力 F 作用下，沿着水平地面上质量为 M 的粗糙斜面匀速上滑，在此过程中斜面保持静止，则地面对斜面（）A.无摩擦力 B.支持力等于（mM）g C.支持力为（Mm）gFsin D.有水平向左的摩擦力，大小为 Fcos 6.气象研究小组用图示简易装置测定水平风速，在水平地面上竖直固定一直杆，半径为 R、质量为 m 的薄空心塑料球用细线

4、悬于杆顶端 O，当水平风吹来时，球在风力的作用下飘起来，已知风力大小正比于风速和球正对风的截面积，当风速 v03 m/s 时，测得球平衡时细线与竖直方向的夹角 30，则（）A.60 时，风速 v6 m/s B.若风速增大到某一值时，可能等于 90 教育资源 教育资源 C.若风速不变，换用半径变大、质量不变的球，则 不变 D.若风速不变，换用半径相等、质量变大的球，则 变小 7.如图所示，质量为 M 的斜面体 A放在粗糙水平面上，用轻绳拴住质量为 m 的小球 B置于斜面上，整个系统处于静止状态，已知斜面倾角 30，轻绳与斜面平行且另一端固定在竖直墙面上，不计小球与斜面间的摩擦，则（）A.斜面对小

5、球的作用力大小为 mg B.轻绳对小球的作用力大小为21mg C.斜面体对水平面的压力大小为（Mm）g D.斜面体与水平面间的摩擦力大小为43mg 8.如图所示，质量 M23 kg 的木块套在水平杆上，并用轻绳与质量 m3kg 的小球相连，今用跟水平方向成 30 角的力 F103N 拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中 M、m 相对位置保持不变，g 取 10 N/kg。求：（1）运动过程中轻绳与水平方向的夹角 ；（2）木块与水平杆间的动摩擦因数 。1.D 解析：磁铁受重力 G，铁板对磁铁的吸引力 F，铁板对磁铁的弹力 FN，铁板对磁铁的摩擦力 f 共四个力，选项 B 错误；缓慢抬起铁板，磁铁

6、始终相对于铁板静止，处于平衡状态，受到的合力始终为零，选项 A 错误；根据共点力平衡的条件知，fGsin，FNFGcos，随着 的增大，f 和 FN都变大，选项 C 错误，选项 D 正确。2.B 解析：用力 F1推物体沿斜面匀速上滑时，有 F1mgsin mg cos；用力 F2推物体沿斜面匀速上滑时，有 F2cos mgsin （mgcos F2sin），由上式解得：2sincoscossinmgFu，则有12cossinFF ，故选项 B 正确。3.C 解析：对三个木块分别受力分析如图所示，由平衡条件可得，1NFmgFsin，1fFFcos；2NFmg，2fFF；3NFmgFsin，3fF

7、Fcos，则1NF2NF3NF，1fF3fF2fF，C 项正确。4.A 解析：不挂物体时，球形物体受力情况如图所示，由于球形物体匀速下滑，所以有 Mgsin Mg cos ，即 tan ；当挂上物体后，重力沿斜杆的分力 F（Mm）gsin ，球形物体受到摩擦力 f（Mm）gcos （Mm）gsin ，所以两物体处于平衡状态，其受到摩擦力变大，合外力仍为零。5.CD 解析：把 M、m 看作一个整体，则在竖直方向上有 FNFsin （Mm）g，所以 FN（Mm）gFsin ，在水平方向上，FfFcos ，方向水平向左，选项 C、D 正确。6.D 解析：由于风力大小正比于风速和球正对风的截面积，当球

8、正对风的截面积不变时，则风力正比于风速，设比例系数为 k，当风速为 v03 m/s 时，塑料球受力如图所示 教育资源 教育资源 则有 Fkv03k，tan 30 Fmg，30tanFmg3=3 3tan30?33Fkmgk，当 60 时，设风速为 v，则有60tanFmg=tan603Fkvmg，解得 v 9m/s，选项 A 错误；风力 F 水平向右，重力竖直向下，此二力的合力不可能水平，故 不可能等于 90，选项 B 错误；若风速不变，换用半径变大的球，由于风力大小正比于风速和球正对风的截面积，故风力 F 变大，而球的重力不变，此二力的合力与竖直方向的夹角变大，即 变大，选项 C 错误；若风

9、速不变，换用半径相等，质量变大的球，则风力（水平向右）不变，重力变大，此二力的合力与竖直方向的夹角变小，即 变小，选项 D 正确。7.BD 解析：以小球 B 为研究对象，斜面对小球的作用力垂直于斜面向上，大小为3cos 302mgmg，绳对小球的作用力沿着绳子指向左上方，大小为1sin302mgmg，选项 A 错误，选项 B 正确；以斜面和小球整体作为研究对象，水平面对斜面体的支持力为13sin3024MgmgmgMgmg，斜面体与水平面间的摩擦力大小为1cos302mg 34mg，结合牛顿第三定律可判断，选项 C 错误，选项 D 正确。8.解：（1）以球为研究对象，其受力如图所示 据共点力平衡条件得 Fcos 30 FTcos 0 Fsin 30 FTsin mg 解得 FT103N，30；（2）以木块 M 为研究对象，其受力如图所示 据共点力平衡条件得 FTcos 30 Ff0 FNMgFTsin 30 0 FfFN 解得 0.35。