2018高中物理第四章牛顿运动定律8巧用正交分解法解决共点力平衡问题练习新人教版必修1.doc

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，则两次的推力之比为（）A. cos sin B. cos sin C. 1tan D. 1tan 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、和摩擦力大小、，下列说法中正确的是（）A. ，B. ，C. ，4. 一质量为M、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）gC. 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/sB. 若风速增大到某一值时，可能等于90C. 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. 斜面对小球的作用力大小为mgB. 轻绳对小球的作用力大小为mgC. 斜面体对水平面的压力大小为（Mm）gD. 斜面体与水平面间的摩擦力大小为mg8. 如图所示，质量M2 kg的木块套在水平杆上，并用轻绳与质量mkg的小球相连，今用跟水平方向成30角的力F10N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F1mgsinmgcos；用力F2推物体沿斜面匀速上滑时，有F2cosmgsin（mgcosF2sin），由上式解得：，则有，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，mgFsin，Fcos；mg，F；mgFsin，Fcos，则，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 Mgcos ，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则有Fkv03k，tan 30，当60时，设风速为v，则有，解得v9m/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，绳对小球的作用力沿着绳子指向左上方，大小为，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，斜面体与水平面间的摩擦力大小为 ，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 30FTcos 0Fsin 30FTsin mg解得FT10N，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 30Ff0FNMgFTsin 300FfFN解得0.35。6