高一物理复习之《正交分解法、整体法和隔离法(提高)》

1、1.质量为M 的拖拉机拉着耙来耙地,由静止开始做匀加速直线运动,在时间t 内前进的距离为s 。耙地时,拖拉机受到的牵引力恒为F ,受到地面的阻力为自重的k 倍,所受阻力恒定,连接杆质量不计且与水平面的夹角保持不变。求: (1拖拉机的加速度大小。 (2拖拉机对连接杆的拉力大小。2.如图所示,质量为0. 5 kg 的物体在与水平面成角的拉力F 作用下,沿水平桌面向右=0.1,求作用力F 的大小。3.质量为m 的物体放在倾角为的斜面上,物体和斜面的动摩擦因数为,如沿水平方向加一个力F ,使物体沿斜面向上以加速度做匀加速直线运动(如图所示,则F 为多少?4.如图(a质量m=1kg 的物体沿倾角=37&

2、#176;的固定粗糙斜面由静止开始向下运动,风对物体的作用力沿水平方向向右,其大小与风速v 成正比,比例系数用k 表示,物体加速度a 与风速v 的关系如图(b所示。求: (1物体与斜面间的动摩擦因数;(2比例系数k 。 (, 5.如图所示,电梯与水平面间夹角为,当电梯加速向上运动时,人对梯面的压力 是其重力的6/5,人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍? 角的直线斜向右上方匀加速飞后,将动力的方向沿逆时针旋转时刻飞行器的速率; 7.如图所示,一箱苹果沿着倾角为的光滑斜面加速下滑,在箱子正中央夹有一只质量为 m 的苹果,它受到周围苹果对它作用力的方向是( A .沿斜面向上 B .沿斜面向下 C .

3、垂直斜面向上 D .竖直向上8.如图所示,质量为0.2kg 的小球A 用细绳悬挂于车顶板的O 点,当小车在外力作用下沿倾角为30°的斜面向上做匀加速直线运动时,球A 的悬线恰好与竖直方向成30°夹角。g = 10m/s 2,求:(1小车沿斜面向上运动的加速度多大?(2悬线对球A 的拉力是多大?(3若以(1问中的加速度向下匀加速,则细绳与竖直方向夹角=?9.如图所示,一质量为0.2kg 的小球用细绳吊在倾角为=53o 的斜面上,斜面静止时,球 紧靠在斜面上,绳与斜面平行,不计摩擦。求下列几种情况下下,绳对球的拉力T : (1斜面以的加速度水平向右做加速运动; (2斜面以的加速

4、度水平向右做加速运动; (3斜面以的加速度水平向右做减速运动;1.质量为M 的拖拉机拉着耙来耙地,由静止开始做匀加速直线运动,在时间t 内前进的距 离为s 。耙地时,拖拉机受到的牵引力恒为F ,受到地面的阻力为自重的k 倍,所受阻力恒定,连接杆质量不计且与水平面的夹角保持不变。求: (1 拖拉机的加速度大小。 (2拖拉机对连接杆的拉力大小。(3时间t 内拖拉机对耙做的功。【答案】(1(2(3 【解析】(1拖拉机在时间t内匀加速前进s ,根据位移公式 变形得(2要求拖拉机对连接杆的拉力,必须隔离拖拉机,对拖拉机进行受力分析,拖拉机受到牵引力、支持力、重力、地面阻力和连杆拉力T , 根据牛顿第二定

5、律 联立变形得根据牛顿第三定律连杆对耙的反作用力为 拖拉机对耙做的功: 联立解得2。如图所示,质量为0. 5 kg 的物体在与水平面成角的拉力F 作用下,沿水平桌面,即,一定要把合外力写对。不要认为正压力就等于重力,当斜向上拉物体时,正压力3.质量为m 的物体放在倾角为的斜面上,物体和斜面的动摩擦因数为,如沿水平方向加一个力F,使物体沿斜面向上以加速度做匀加速直线运动(如图所示,则F为多少? 答案与解析【答案】【解析】本题将力沿平行于斜面和垂直于斜面两个方向分解,分别利用两个方向的合力与加速度的关系列方程。(1受力分析:物体受四个力作用:推力F、重力mg 、支持力,摩擦力。(2建立坐标:以加速

6、度方向即沿斜向上为x 轴正向,分解F和mg(如图所示:(3建立方程并求解x 方向:y 方向: 三式联立求解得 4.如图(a质量m=1kg的物体沿倾角=37°的固定粗糙斜面由静止开始向下运动,风对物体的作用力沿水平方向向右,其大小与风速v成正比,比例系数用k表示,物体加速度a与风速v的关系如图(b所示。求:(1物体与斜面间的动摩擦因数;(2比例系数k。 ( ,答案与解析【答案】(1(2【解析】(1对初始时刻:由图读出代入式,解得:;(2对末时刻加速度为零:又 由图得出此时代入式解得:。5 。如图所示,电梯与水平面间夹角为,当电梯加速向上运动时,人对梯面的压力是其重力的6/5,人与梯面间

7、的摩擦力是其重力的多少倍? ,支持力,摩擦力 角的直线斜向右上方匀加后,将动力的方向沿逆时针旋转时刻飞行器的速率;【答案】(1 (2【解析】(1沿运动方向和垂直运动方向建立坐标系离地最大高度:用合成法(平行四边形定则求解:图形如图所示,解析略。7如图所示，一箱苹果沿着倾角为 的光滑斜面加速下滑，在箱 子正中央夹有一只质量为 m 的苹果，它受到周围苹果对它作 用力的方向是（ A沿斜面向上 C垂直斜面向上 答案与解析 【答案】C 作出力的平行四边形分析 F 的方向， 垂直斜面向上。 ） B沿斜面向下 D竖直向上 解得 ， 解法二：用合成法求解 小球只受两个力作用且二力不平衡，满足合成法的条件。拉力

8、与 竖直方向成 角，合力方向沿斜面与水平面夹角也为 角，合力大小为 ， 垂直于斜面方向： （2） 沿斜面方向： （1） 8如图所示，质量为0.2kg 的小球 A 用细绳悬挂于车顶板的 O 点，当小车在外力作用下沿 如图，三角形为 。 由几何关系得拉力 等腰三角形，所以： ， 倾角为30° 的斜面向上做匀加速直线运动时，球 A 的悬线恰好与 竖直方向成30° 夹角。g = 10m/s2，求： （1）小车沿斜面向上运动的加速度多大？ （2）悬线对球 A 的拉力是多大？ （3）若以（1）问中的加速度向下匀加速，则细绳与竖直方向夹角 ？ 答案与解析 （3）用合成法求解 小车匀加速向

9、下运动，小球向上摆动，设细线与竖直方向夹角 为 ,竖直向下的重力加速度为 g,沿斜面向下的加速度为 g,从图中几何关系可看出二者的夹角为 方向与它二者构成一个等边三角形,即细线与竖直方向夹角 ,则细线的 。 【答案】（1） （2） （3）600； 【点评】物体只受两个力作用且二力不平衡问题往往已知合力方向，关键是正确做 出力的平行四边形。 6 【解析】解法一：用正交分解法求解 （1）（2）A 受两个力：重力 mg、绳子的拉力 T，根据牛顿第二定律列出方程 高中物理复习之正交分解法、整体法和隔离法 9如图所示，一质量为0.2kg 的小球用细绳吊在倾角为 =53o 的斜面上，斜面静止时，球 紧靠在

10、斜面上，绳与斜面平行，不计摩擦。求下列几种情况下下，绳对球的拉力 T： （1）斜面以 （2）斜面以 （3）斜面以 答案与解析 【答案】（1） （3） 【解析】斜面由静止向右加速运动过程中，当 时细绳平行于斜面； 当 斜面对小球的支持力为零；若 较小时，小球受到三个力作用，此 增大到某一值时， （2） 的加速度水平向右做加速运动； 的加速度水平向右做加速运动； 的加速度水平向右做减速运动； 2014-1-1 姓名： 代入数据解得： （1）斜面以 小球受力：重力 水平方向： 竖直方向： 解得 的加速度水平向右做加速运动， ，支持力 ，小球没有离开斜面， ,绳拉力 ,进行正交分解， ； （2） 因为

11、 ， 所以小球已离开斜面， 斜面的支持力 ，由 增大时， 斜面对小球的支持力将会减小， 当 继续增大，小球将会“飞离”斜面，此时绳与水平方向的 ，到底属于上述哪一 夹角将会大于 角。而题中给出的斜面向右的加速度 种情况，必须先假定小球能够脱离斜面，然后求出小球刚刚脱离斜面的临界加速度才能 断定。 受力分析可知 ，细绳的拉力为 (图中 此时细绳拉力 与水平方向的夹角为 （3）斜面以10m/s2的加速度水平向右做减速运动,加速度方向向左，与向左加速运 设小球刚刚脱离斜面时斜面向右的加速度为 ，此时斜面对小球的支持力恰好为 动一样，当加速度达到某一临界值时，绳子的拉力为零，作出力的平行四边形，合力向 零， 小球只受到重力和细绳的拉力， 且细绳仍然与斜面平行。 对小球受力分析如图所示。 左，重力竖直向下， 7 为绳子拉力为零的临界加速度 ， 所 以 绳 子 有 拉 力 。 小球受力：重力 水平方向： 竖直方向： 解得 ，支持力 ,绳拉力 ,进行正交分解， 。 解法二