高一物理必修1正交分解.doc

第一讲 正交分解法知识点一：共点力及平衡条件 共点力：物体同时受几个力的作用，如果这几个力都作用于物体的同一点或者它们的作用线交于同一点，这几个力叫共点力。能简化成质点的物体受到的力可视为共点力。 平衡状态：物体保持静止或匀速直线运动状态 注意：这里的静止需要二个条件，一是物体受到的合外力为零，二是物体的速度为零，仅速度为零时物体不一定处于静止状态，如物体做竖直上抛运动达到最高点时刻，物体速度为零，但物体不是处于静止状态，因为物体受到的合外力不为零。共点力的平衡：如果物体受到共点力的作用，且处于平衡状态，就叫做共点力的平衡。1. 如图所示，小明用与水平方向成角的轻绳拉木箱，沿水平面做匀速直线运动，此时绳中拉力为F，则木箱所受合力大小为（ ）A 0 B F C Fcos D Fsin2、 如图所示，一质量为m的物体沿倾角为的斜面匀速下滑。下列说法正确的是（ ）A 物体所受合力的方向沿斜面向下B 斜面对物体的支持力等于物体的重力C 物体下滑速度越大，说明物体所受摩擦力越小D 斜面对物体的支持力和摩擦力的合力的方向竖直向上知识点二：共点力的处理方法正交分解法正交分解一般步骤： 选定研究对象，并作出受力分析 建立合适的直角坐标系（尽可能少分解力） 将不在坐标轴上的力分解到坐标轴上l 列出平衡状态下x方向、y方向的方程求解： x方向上：F1x=F2x y方向上：F1y+F2y=G1. 质量为m的木块在推力F作用下，在水平地面上做匀速运动（如图所示）。已知木块与地面间的动摩擦因数为，那么木块受到的滑动摩擦力为下列各值的哪一个（ ）A mg B （mgFsin）C （mgFsin） D Fcos3002. 物体放在粗糙的水平地面上，物体重50N，受到斜向上方向与水平面成300角的力F作用，F = 50N，物体仍然静止在地面上，如图所示，求：物体受到的摩擦力和地面的支持力分别是多少？3. 在图中，AB、AC两光滑斜面互相垂直，AC与水平面成30.如把球O的重力G按照其作用效果分解，则两个分力的大小分别为（ ）A G，GB G，G C G，GD G，G4. 甲、乙两人用绳子拉船，使船沿OO方向航行，甲用1 000 N的力拉绳子，方向如图所示，要使船沿OO方向航行，乙的拉力最小值为（ ）A 500 N B 500 NC 1 000 ND 400 Nv 练习：1. 质量为m的物体在恒力F作用下，F与水平方向之间的夹角为，沿天花板向右做匀速运动，物体与顶板间动摩擦因数为，则物体受摩擦力大小为多少？2. 直角劈形木块（截面如图所示）的质量M=2kg，用外力F顶靠在竖直墙上。已知木块与墙之间的最大静摩擦力和木块对墙的压力成正比，即fm = kFN，比例系数k=0.5。则垂直作用于木块BC 边上的外力F应取何值木块保持静止。（g =10 m/s2，sin 37=0. 6，cos 37=0.8）3. 如图所示，一重为50N的物体放在倾角为37的斜面上，沿斜面向下轻轻推一下物体，物体刚好能沿斜面匀速下滑，sin37=0.6，cos37=0.8。求：（1）斜面对物体的支持力的大小；（2）物体所受的摩擦力的大小；（3）物体与斜面间的动摩擦因数。4. 如图，重为500N的人通过跨过定滑轮的轻绳牵引中200N的物体，当绳与水平面成60度角时，物体静止，不计滑轮与绳的摩擦，求地面对人的支持力和摩擦力。5. 如图所示，物体A质量为2kg，与斜面间摩擦因数为0.4，若要使A在斜面上静止，物体B质量的最大值和最小值是多少？6. 如图所示，在光滑的斜面上用细绳吊着一个所受重力G=N的小球，在图示情形下小球处于静止状态，求此时绳对球的拉力大小及斜面给球的支持力大小。 7. 如图，物体的质量为m，将它置于倾角为30的光滑斜面上，受到外力F作用且当力F与斜面的夹角由0增大到60的过程中，物体始终保持静止状态，则力F的大小（ ）A 不变 B 一直增大C 先减小后增大 D 先增大后减小8. 放在水平地面上的物块，受到一个与水平方向成角的斜向下的力F的作用，物块在水平地面上做匀速直线运动，如图所示，如果保持力F的大小变，而使力F与水平方向的夹角减小，那么地面受到的压力N和物块受到的摩擦力f的变化情况是（ ）A N变大，f变小 B N变小，f变大C N变小，f变小 D N变大，f变大9. 如图所示，质量m=5kg的物体，置于倾角=30的粗糙斜面块上，用一平行于斜面的大小为30N的力推物体，使其沿斜面向上匀速运动。求地面对斜面块M的静摩擦力。10. 如图所示，质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O。轻绳OB水平且B端与放置在水平面上的质量为m2的物体乙相连，轻绳OA与竖直方向的夹角37，物体甲、乙均处于静止状态。（已知：sin 370.6，cos 370.8，tan 370.75，g取10 N/kg。）求：（1）轻绳OA、OB受到的拉力各多大？（试用三种方法求解） （2）物体乙受到的摩擦力多大？方向如何？知识点三：共点力作用下物体的平衡条件 共点力作用下物体的平衡条件：物体受到的合外力为零。即F合=0 1. 如图所示，轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为10kg的物体，ACB=30；轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上，另一端G通过细绳EG拉住，EG与水平方向也成30角，轻杆的G点用细绳FG拉住一个质量也为10kg的物体，g=10m/s2，求：（1）轻绳AC段的张力FAC与细绳EG的张力FEG之比；（2）横梁BC对C端的支持力大小和方向；（3）轻杆HG对G端的支持力大小和方向。2. 如图所示，重力G1=8N的砝码挂在绳PA和PB的结点上， PA偏离竖直方向37角，PB在水平方向，且连在所受重力为G2=100N的木块上，木块静止于倾角为37的斜面上，如图所示，试求：（1）绳PB上的拉力大小；（2）木块所受斜面的弹力与摩擦力大小及方向。1. 如图所示，质量为m的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为，斜面的倾角为30，则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为（ ）A mg和mg B mg和mgC mg和mg D mg和mg2. 如图所示，A、B两球完全相同，质量均为m，用两根等长的细线悬挂在O点，两球之间连着一根轻质弹簧，静止不动时，两根细线之间的夹角为，则弹簧的弹力为（ ）A 2mgtan B mgtan C 2mgtan D mgtan 3. 如图所示，一架直升机通过轻绳打捞海中物体，物体质量为m，由于流动的海水对物体产生水平方向的冲击，使轻绳张紧且偏离竖直方向，当直升机相对地面静止时，绳子与竖直方向成角，已知物体所受的浮力不能忽略下列说法正确的是（ ）A 绳子的拉力为 B 绳子的拉力一定大于mgC 物体受到海水的水平方向的作用力等于绳子的拉力D 物体受到海水的水平方向的作用力小于绳子的拉力4. 如图所示，一个质量为m2.0kg的物体，放在倾角为30的斜面上静止不动，若用竖直向上的力F5.0N提物体，物体仍静止（g10m/s2），下述结论正确的是（ ）A 物体受到的合外力减小5.0NB 物体受到的摩擦力减小5.0NC 斜面受到的压力减小5.0ND 物体对斜面的作用力减小5.0N5. 质量为3kg的物体，放在倾角为30的斜面上恰能匀速下滑，若要使该物体沿斜面匀速上滑，需对物体施加多大的沿斜面向上的力？6. 如图所示，质量为m1=0.8kg的物体甲通过两段轻绳和一个轻质细弹簧悬挂在结点O。轻绳OB水平且B端与放置在水平面上质量为m2=2.5kg的物体乙相连，轻弹簧OA与竖直方向的夹角=37，物体甲、乙均处于静止状态，弹簧的劲度系数为k=500N/m（sin37=0.6，cos37=0.8，g取10m/s2）求：（1）物体乙受到的摩擦力的大小与方向；（2）轻弹簧的伸长量。