高一物理力学经典例题及解析与答案

Question

高一物理力学经典例题及解析与答案，要详细啊

Answer 1

重力为600N的木箱置于水平地面上，木箱与地面的动摩擦因数为0.4，（1）当用与水平方向成30度角斜向上的拉力拉木箱匀速前进时；（2）当用与水平方向成30度角斜向下的推力推木箱匀速前进时。两次用力的大小各为多少？
1.G=600N , u=0.4
正压力N=G-F*sin30`=G-F/2
摩擦力f=u*N
匀速前进，f=F*cos30`
u*(G-F/2)=F*√3/2
0.4*(600-F/2)=F*√3/2
F=2400/(5√3+2)N=225.1N

2.N=G+F*sin30`=G+F/2
摩擦力f=u*N
匀速前进，f=F*cos30`
u*(G+F/2)=F*√3/2
0.4*(600+F/2)=F*√3/2
F=2400/(5√3-2)N=360.4N

2.一质点由静止起受力F1作用加速运动，经时间t后，将力F1撤去，立即加上与F1反向的力F2，再经时间t，质点恰返回出发点，求F1与F2的比值.
有F1作用的过程中:
路程S1=1/2*a1*t^2
a1=F1/M
可得路程S1=(F1*t^2)/(2m)----------[1]

F2作用,到回到起始点的过程中:
a2=F2/m

位移S2=Vo*t+1/2*a2*t^2
Vo就是撤掉F1时的速度,Vo=a1*t=F1*t/m
因为S2是位移公式,设以F2的方向为正方向
有S2=-Vo*t+1/2*a2*t^2----------[2]

又S2大小=S1大小
即[1]=[2]
可得结果F1:F2=1:3

3.一轻质量弹簧上端固定，下端挂一重物，平衡时弹簧生长了4厘米，再将重物向下拉1厘米，然后放手，则在刚释放时的瞬间，求重物的加速度（g取10m/s^2)

2.5m/s^2,方向向上。
弹簧生长了4厘米时弹力正好等于物体自重。
而再在此基础上多伸长1厘米后，物体受到的合力就等于1/4的自重，所以
a=(1/4 mg)/m=1/4g=2.5m/s^2

4.一个做匀减速运动的质点，它在第一个2秒内和第二个2秒内通过的位移分别为18米和14米，求：

(1)质点的加速度和初速度。
(2)质点经多少时间停下来？

用中间时刻速度,也就是平均速度解决
有18/2=9,是第一秒的速度(因为匀减速),14/2=7是第三秒速度(同样的原因,如果楼主还是不清楚请留言给我)
然后有(9-7)/2=1,加速度就是1
初速度就是9+1=10
时间就是10

5.一物体静止在斜面上，当斜面的倾角逐渐增大而物体仍然静止在斜面上时
A。物体所受的重力和静摩擦力的合力逐渐增大
B。物体所受的重力和支持力的合力逐渐增大
C。物体所受的支持力和静摩擦力的合力逐渐增大
D。物体所受的重力，支持力和静摩擦力的合力逐渐增大
分析：
物体静止在斜面上受到3个力的作用：重力，支持力，静摩擦力。
任意两个力的合力必定与第3个力等大反向。

A.该命题等价于物体所受的支持力逐渐增大。（重力、静摩擦力合力大小与支持力大小相同）。支持力N=mgcosα，根据数学知识，倾角变大，N应当越来越小。

B.该命题等价于静摩擦力逐渐增大。根据受力平衡得出，f=mgsinα。同样根据数学知识，可以得出静摩擦力确实越来越大。

C.该命题等价于重力越来越大。显然是错误的。

D.物体受力平衡。合力始终应当为0。

6.如图所示，某搬运工人用水平力F 拖着一尾端放有一木箱的平板以1m/s的速度匀速运动，已知木箱和平板的质量都是50kg，木箱、平板、地面之间的摩擦系数都为μ=0.1；某时刻搬运工人突然将水平力增大了20N，并保持该力不变，木箱立即从水平板尾端滑落，当工人发现木箱落地后已经前进了6秒，此时木板尾端与木箱间的距离为多少？不计平板厚度，木箱可视为质点，g＝10m/s2）
由于该物体做匀速运动
`所以物体受力平衡，F=f摩=ц(M+m)g=100N
`工人突然加力后，木箱掉落，此时只受摩擦力
`f=цmg=50N,a=F/m=1m/s^2(方向与运动方向相反）
`当木箱停止运动后，不受摩擦力，所以不反向运动
`可求得运动时间为v=vo - at 得 t=1s
`所以木箱的位移为S2=vot - 1/2at^2 =0.5m
`木板所受的拉力为 F拉=100 + 20 =120N
`f摩=цMg=50N，方向与F拉相反
`所以木板所受合外力为 F合=120-50=70N，a=F/m=1.4m/s^2
`位移S1=vot + 1/2at^2 =31.2m
`所以两物体相差距离为 S1-S2=31.2-0.5=30.7m 。

7.一物体静止在光滑斜面上,当F沿什么方向时F最小,最小值为多大?F是人为给物体施加的力。

令F和斜面的夹角为α,斜面和水平面的夹角为θ.物体质量为m。

∵在斜面方向上受力平衡，

∴mg·Sinθ＝F·Cosα

∴F＝(mg·Sinθ)／Cosα

Cosα最大为1，即α＝0°时：F最小，

此时F＝mg·Sinθ

8.一木块静止在水平桌面上,已知木块重G=20,木块与桌面间的动摩擦因数u=0.4,且木块与桌面的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.
问:木块在桌面上滑动后,使水平拉力变为6N,木块受到的摩擦力是多大?(高一物理题)
由1可知

块重G=20 * 动摩擦因数u=0.4, = 8N

因为 木块与桌面的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.

所以用6N拉力去拽 是拽不动的 那么物体静止受力平衡

则有 F拉 = f摩 = 6N

等一下

F =un = 20N * 0.4 = 8N

所以: F(静) = F(动)=8N

因为F(拉)=6N

所以 F(拉)<F(静)

保持平衡

所以:F(摩) = F(拉)=6N

9.重15N的物体由OP、OM两条绳拉住，OP与竖直方向成θ角，OM保持水平。若OP、OM能承受的最大拉力分别为（10√3）N和15N，问为了保持绳不被拉断，θ角的最大值为多少？

第一步：
分析受力平衡，重物G由于处于平衡状态，所以根据牛三律其不受力或者合外力为0。显然其并非不受力，所以推算其和外力为零。首先其肯定受到重力作用，重力方向竖直向下，大小为15N。同理其便受到一个力，大小为15N，方向与重力相反，即竖直向上。这样这两个力使之处于平衡状态。
第二步：
数值分析，其向上的和重力平衡的力只是来自OP与OM两个力的合力，将其用平行四边形法则进行分解，OM与合力方向垂直，所以其根本不受力，题目中说起承受的最大拉力为15N实际上是迷惑项目，纵使OM承受的最大拉力为0，OM线也不会拉断。（之所以这样，是因为题目中说OM保持水平是理想状态，实际上作为绳子，OM不可能保持水平，总是会有一个角度的，正如我们不考虑空气中浮力一样，题目不要求我们考虑这些，我就把它丢在一边不要考虑）
第三步：
计算，剩下的就剩下三角学里面的计算了，纯数学，没有任何物理知识了，同样用极限法，假设此时OP受到的力为最大值，10√3N ，数值向上的力为15N，计算出
cosθ=15/（10√3）
=√3/2
此时θ=30度，问题得解

10。一个小球做竖直上抛运动，在到达最高点的最后1秒内上升的高度为小球上升的最大高度的1/6，则小球上升的最大高度和抛出时的初速度各是多大？

此时为到达最高点的最后一秒 最高点时速度为0，如果取g=10，则有最后一秒初速度为10m/s

又mgh=1/2 mv2 （动能定理）
得h=5m

h=1/6H

所以H=30m

参考资料：http://zhidao.baidu.com/question/130873884.html

Answer 2

14．（12分）如图14所示，在倾角为 的固定斜面上，跨过定滑轮的轻绳一端系在小车的前端，另一端被坐在小车上的人拉住。已知人的质量为60kg，小车的质量为10kg，绳及滑轮的质量、滑轮与绳间的摩擦均不计，斜面对小车的摩擦阻力为人和小车总重力的0．1倍，重力加速度g取10m／s2，当人以280N的力拉绳时，设斜面足够长.试求：

(1)人与车一起运动的加速度大小

(2)人所受摩擦力的大小和方向

解：(1)对整体由第二定律有：

2F-(m1+m2)gsin300-F12=(m1+m2)a （3分）

得：a=2m/s2 （3分）

(2)对人由第二定律有：

3分）

F1=140N， 方向沿斜面向上 （3分）

14．（10分）如图所示，小车上有一竖直杆，总质量为M，杆上套有一块质量为m的木块，杆与木块间的动摩擦因数为μ，小车静止时木块可沿杆自由滑下．问：必须对小车施加多大的水平力让车在光滑水平面上运动时，木块才能匀速下滑．

14．本题共10分

解：当木块沿杆匀速下滑时，由平衡条件得：

Mg=μN （3分）

对m、M组成的系统，由牛顿第二定律得：

F=(M+m)a （3分）

对在水平方向上，由牛顿第二定律得：

N=ma （2分）

联立解得：F= (m+M)g （2分）

15．（12分）一光滑圆环固定在竖直平面内，环上套着两个小球A和B（中央有孔），A、B间由细绳连接着，它们处于如图15中所示位置时恰好都能保持静止状态．此情况下，B球与环中心O处于同一水平面上，A、B间的细绳呈伸直状态，与水平线成300夹角．已知B球的质量为3kg，求细绳对B球的拉力和A球的质量mA

15．本题共12分

解：对B球，受力分析如图，物体B处于平衡状态有：

Tsin300=mBg

T=2mBg=2×3×10=60N （4分）

对A球，受力分析如图，物体A处于平衡状态有：

在水平方向：Tcos300=NAsin300 （3分）

在竖直方向：NAcos300=mAg+Tsin300 （3分）

由上两式解得：mA=2mB=6kg （2分）

13．（10分）如图所示，固定在水平面上的斜面倾角为θ=370，长方体木块A的MN面上钉着一颗小钉子，质量m=1.5kg的小球B通过一细线与小钉子相连接，细线与斜面垂直，木块与斜面间的动摩擦因数μ=0.50．现将木块由静止释放，木块沿斜面下滑，求下滑过程中木块对小球支持力的大小．g取10m/s2，sin370=0.6，cos370=0.8．

13．本题共10分

解：由于木块与斜面间有摩擦力的作用，所以小球B与木块间有压力作用，并且它们以共同的加速度a沿斜面向下运动．将小球和木块看作一个整体，设木块质量为M，根据牛顿第二定律，有：

(3分)

代入数据得： m/s2 (2分)

选小球为研究对象，设MN面对小球作用力为T，根据牛顿第二定律，有：

（3分）

代入数据得： N （2分）

14．（10分）如图（a）轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮（不计摩擦）挂住一个质量为M1 的物体，∠ACB＝30º；图（b）中轻杆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30º，轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量为M2的物体，求细绳AC段的张力TAC与细绳EG的张力TEG之比．

14．本题共10分

解：解：.图（a）中绳AC段的拉力TAC＝M1g （4分）

图（b）中由于TEGsin30º=M2g （2分）

得TEG＝2M2g ， （2分）

解得TAC/ TEG＝M1/2M2 （2分）

参考资料：http://wenwen.soso.com/z/q179561434.htm

Answer 3

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Answer 4

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