高一物理力学分析习题及答案.doc

高一物理力学

受力分析

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（）

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

图2-1-7

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A B球都会有力的作用故 A B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F b=5N、F c=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（）

A．F1=5N，F2=0，F3=5N B．F1=5N，F2=5N，F3=0 C．F1=0，F2=5N，F3=5N F b

F c

D．F1=0，F2=10N，F3=5N

图2-2-8

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（）

A．A、B间无摩擦力

A F 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

图2-2-1

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（）

A．甲、乙两图中A均受摩擦力，且方向均与 F 相同 F

B．甲、乙两图中A均受摩擦力，且方向均与 F 相反

B 甲乙

图2-2-2

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m A= m B=6kg，A和B、B和水平面间的动摩擦

因数都等于0.3 ，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?

A F

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/2<18 故没有相

对滑动

图2-2-3 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m A=5kg，重物B质量为m B=2kg，A与桌面间

的最大静摩擦力为F m=10N．为使系统处于静止状态，试求拉力 F 大

小范围．（g取10m/s

2）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=30N

图2-2-16

力的分解与合成（一般采用正交分解、或力的合成）

1 在同一平面内共点的四个力F1、F2、F3、F

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．F

解：采用正交分解即可求解F3

106°

正交分解要点：让更多的力在坐标轴上

37°

图2-3-13

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O A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

O 答案：F1=mg/sin θ

C F2=mg/tan θ

图2-3-16

m 3 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（）

A．50N B ．50 3N

C C．100N

D ．100 3N

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=100N A

图2-3-17

4 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O O'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（）A．Fcosθ

B ．Fsin θ C．F tan θ D ．Fcot θ 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*sinθ

图2-3-19

5．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（）

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

6．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．

θθ

（a）（b）

图2-3-21

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=mgsinθ

7．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：αFN= Fsin -G Ff=u(Fsin -G)αF

图2-3-24

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

图2-4-5

用下，保持静止状态，试求两绳的拉力

解：Foa=mg/cosθ

Fob=mgtanθ

9 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°，A C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=mgcos30

绳BC的拉力F2=mgsin30

F1/F2= 3 >150/100 30°6

图2-4-19

故AC先断，所以mg=F1/cos30

o=100 3 N

10．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)

图2-4-27

地面对斜面的水平力F3= F2sin θ=mgsinα/sin( θ+α)sin θ

地面对斜面的竖直方向的作用力F4=Mg+mgsin α/sin( θ+α)cos θ

练习题

0 1、用轻绳AC和BC悬挂一重物，绳AC和B C与水平天花板的夹角分别为60

和30

0，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=mgcos30

绳BC的拉力F2=mgsin30

A 600 300 B

0 的斜面匀速上滑，物体A 所受到2、物体A 在水平力 F 作用下，沿着倾角为37

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=0.6 cos370=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）=24N

4、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？