高一物理专题练习题(正交分解、纸带计算)及答案

一、正交分解练习题1．如下图所示，一个光滑的球在固定的斜面和竖直挡板之间静止，斜面的倾角为θ，球的重力为G，求：球受斜面和挡板的弹力大小。2．如图所示，质量为m的物体在恒力F作用下沿天花板做匀速直线运动，物体与天花板间的动摩擦因数为μ，则物体受到的摩擦力大小为多少？3．重量G=100N的物体置于水平面上，给物体施加一个与水平方向成θ=30°的拉力F，F=20N，物体仍处于静止状态，求：（1）地面对物体的静摩擦力；（2）地面对物体的支持力．4．在水平路面上用绳子拉一个重力为G=220N的木箱匀速运动，绳子与水平路面的夹角θ=，绳子上的拉力大小为100N，如图所示。（sin=0.6，cos=0.8）求：(1)木箱受到的支持力FN的大小；(2)木箱与地面间的动摩擦因数。5．如图所示为一个儿童玩具氢气球被一根轻绳系在地面上，重力G=10N，受到的空气浮力为F1=15N，由于受到水平风力的作用使系球的轻绳与地面成θ角度。假设水平风力为恒力且大小为F2=5N，求：轻绳的拉力大小和轻绳与水平地面间所成的角度θ6.如图所示，质量M=60kg的人用绳子通过定滑轮拉着质量m=10kg的物块一直保持静止不动。若不计绳与滑轮的摩擦，绳与竖直方向的夹角为α=60°，g取10m/s2。求：（1）绳对人的拉力为多大？（2）地面对人的支持力为多大？（3）地面对人的摩擦力为多大？7.如图所示，某人用轻绳牵住一只质量m=0.6kg的氢气球，因受水平风力的作用，系氢气球的轻绳与水平方向成37°角。已知空气对气球的浮力为15N，人的质量M=50kg，且人受的浮力忽略不计（g取10N/kg，sin37°=0.6，cos37°=0.8）。求：（1）水平风力的大小；（2）人对地面的压力大小；（3）若水平风力增强，人对地面的压力如何变化？（要求说明理由）8.某同学设计了一个测量风速大小的装置，用一根细线拴着一个小球，细线上端固定。如图所示，当风速水平向右时，小球静止，该同学测得此时细线与竖直方向的夹角为θ=30º，小球质量m=3kg，已知风对小球的作用力水平向右，其大小F=kv，其中k为比例系数，k=kg/s，v为风速大小。重力加速度g=10m/s2。忽略细线质量、空气浮力和风对细线的作用力。求：（1）细线对小球的拉力的大小？（2）风速v的大小？纸带的计算1．某实验小组在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，得到一条记录小车运动情况的纸带，如图所示，图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点，相邻计数点间还有四个点未画出。（1）常用的打点计时器有电磁式和电火花式两种，它们都必须使用______（填“直流”或“交流”）电源才能工作，电火花打点计时器的工作电压为______V；（2）在实验中，下列做法正确的是_____；A．先使纸带运动，再接通电源B．先接通电源，再使纸带运动C．将接好纸带的小车停在靠近滑轮处D．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处（3）根据运动学有关公式可求得vB=0.165m/s，vC=______m/s，vD=0.263m/s；（4）根据纸带上所给的数据求出小车运动的加速度a＝______m/s2（结果保留2位有效数字）。（5）如果当时电网中交变电流的频率是，而做实验的同学并不知道，由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏________（选填“大”或“小”）。2.在“测定匀变速直线运动加速度”的实验中，某同学利用小车打出了一条纸带，如图所示，O、A、B、C、D几个相邻的计数点的时间间隔为0.1s，用刻度尺量得各段长度如下：OA=1.48cm，AB=1.91cm，BC=2.31cm，CD=2.70cm.（1）实验开始的时候，是先_______（选填“释放小车”或者“接通电源”）（2）计数点C对应的速度大小为vc=_______m/s.（保留两位有效数字）（3）小车的加速度大小a=______m/s2.（用逐差法计算，结果保留两位有效数字）3．某同学在“探究小车的速度随时间的变化规律”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间有四个点未画出，（1）图乙是______（选填“电磁”或“电火花”）打点计时器，接______（选填“交流”或“直流”）电压；（2）该纸带计数点的时间间隔为______。（3）试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下点时小车的瞬时速度______，及小车的加速度______。（结果均保留二位有效数字）4.某同学用如图所示装置测定重力加速度，已知打点频率为50Hz。（1）实验时下面的步骤先后顺序是________。A．释放纸带B．接通打点计时器的电源（2）打出的纸带如下图所示，可以判断实验时重物连接在纸带的________（选填“左”或“右”）端。（3）已知纸带上记录的点为打点计时器打的点，则相邻两点间的时间间隔________，打点计时器在打C点时重物的瞬时速度大小为________m/s，所测得的重力加速度大小为________m/s2（速度加速度、计算结果保留三位有效数字）。参考答案正交分解法1.【解析】（1）球受三力：重力G、斜面的弹力F1、挡板的弹力F2，如图所示。建立如图示坐标，由平衡条件有：F2－F1sinθ=0F1cosθ－G=0解得：，F2=Gtanθ2.【解析】对物体受力分析，将力F正交分解，如图所示根据共点力平衡条件得，水平方向故有竖直方向可得又故即或3.【解析】试题分析：对物体受力分析后将力F分解到水平方向和竖直方向，利用平衡条件列式求解。（1）物体的受力如图所示F在水平方向分量为：F1=Fcos30°，在竖直方向分量为：F2=Fsin30°在水平方向可得：f=Fcos30°=10（2）在竖直方向有：F解得：F4.【详解】（1）对木箱进行受力分析，木箱受重力G，支持力FN，静摩擦力Ff和拉力F，由平衡条件有：竖直方向FN+Fsin－G=0解得FN=160N（2）对木箱，由平衡条件有：水平方向Fcos－Ff=0Ff=Fcos=80N又摩擦力为Ff=µFN，解得=0.5【解析】对氢气球进行受力分析：水平方向：竖直方向：带入数据得：6.【详解】（1）受力分析如图所示，对物块分析可知绳子的拉力为：由