高一物理專題練習題(正交分解、紙帶計算)及答案

一、正交分解練習題1．如下圖所示，一個光滑的球在固定的斜面和豎直擋板之間靜止，斜面的傾角為θ，球的重力為G，求：球受斜面和擋板的彈力大小。2．如圖所示，質(zhì)量為m的物體在恒力F作用下沿天花板做勻速直線運動，物體與天花板間的動摩擦因數(shù)為μ，則物體受到的摩擦力大小為多少？3．重量G=100N的物體置于水平面上，給物體施加一個與水平方向成θ=30°的拉力F，F(xiàn)=20N，物體仍處于靜止狀態(tài)，求：（1）地面對物體的靜摩擦力；（2）地面對物體的支持力．4．在水平路面上用繩子拉一個重力為G=220N的木箱勻速運動，繩子與水平路面的夾角θ=，繩子上的拉力大小為100N，如圖所示。（sin=0.6，cos=0.8）求：(1)木箱受到的支持力FN的大?。?2)木箱與地面間的動摩擦因數(shù)。5．如圖所示為一個兒童玩具氫氣球被一根輕繩系在地面上，重力G=10N，受到的空氣浮力為F1=15N，由于受到水平風力的作用使系球的輕繩與地面成θ角度。假設水平風力為恒力且大小為F2=5N，求：輕繩的拉力大小和輕繩與水平地面間所成的角度θ6.如圖所示，質(zhì)量M=60kg的人用繩子通過定滑輪拉著質(zhì)量m=10kg的物塊一直保持靜止不動。若不計繩與滑輪的摩擦，繩與豎直方向的夾角為α=60°，g取10m/s2。求：（1）繩對人的拉力為多大？（2）地面對人的支持力為多大？（3）地面對人的摩擦力為多大？7.如圖所示，某人用輕繩牽住一只質(zhì)量m=0.6kg的氫氣球，因受水平風力的作用，系氫氣球的輕繩與水平方向成37°角。已知空氣對氣球的浮力為15N，人的質(zhì)量M=50kg，且人受的浮力忽略不計（g取10N/kg，sin37°=0.6，cos37°=0.8）。求：（1）水平風力的大小；（2）人對地面的壓力大??；（3）若水平風力增強，人對地面的壓力如何變化？（要求說明理由）8.某同學設計了一個測量風速大小的裝置，用一根細線拴著一個小球，細線上端固定。如圖所示，當風速水平向右時，小球靜止，該同學測得此時細線與豎直方向的夾角為θ=30o，小球質(zhì)量m=3kg，已知風對小球的作用力水平向右，其大小F=kv，其中k為比例系數(shù)，k=kg/s，v為風速大小。重力加速度g=10m/s2。忽略細線質(zhì)量、空氣浮力和風對細線的作用力。求：（1）細線對小球的拉力的大?。浚?）風速v的大??？紙帶的計算1．某實驗小組在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，得到一條記錄小車運動情況的紙帶，如圖所示，圖中A、B、C、D、E、F、G為相鄰的計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間還有四個點未畫出。（1）常用的打點計時器有電磁式和電火花式兩種，它們都必須使用______（填“直流”或“交流”）電源才能工作，電火花打點計時器的工作電壓為______V；（2）在實驗中，下列做法正確的是_____；A．先使紙帶運動，再接通電源B．先接通電源，再使紙帶運動C．將接好紙帶的小車停在靠近滑輪處D．將接好紙帶的小車停在靠近打點計時器處（3）根據(jù)運動學有關公式可求得vB=0.165m/s，vC=______m/s，vD=0.263m/s；（4）根據(jù)紙帶上所給的數(shù)據(jù)求出小車運動的加速度a＝______m/s2（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。（5）如果當時電網(wǎng)中交變電流的頻率是，而做實驗的同學并不知道，由此引起的系統(tǒng)誤差將使加速度的測量值比實際值偏________（選填“大”或“小”）。2.在“測定勻變速直線運動加速度”的實驗中，某同學利用小車打出了一條紙帶，如圖所示，O、A、B、C、D幾個相鄰的計數(shù)點的時間間隔為0.1s，用刻度尺量得各段長度如下：OA=1.48cm，AB=1.91cm，BC=2.31cm，CD=2.70cm.（1）實驗開始的時候，是先_______（選填“釋放小車”或者“接通電源”）（2）計數(shù)點C對應的速度大小為vc=_______m/s.（保留兩位有效數(shù)字）（3）小車的加速度大小a=______m/s2.（用逐差法計算，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）3．某同學在“探究小車的速度隨時間的變化規(guī)律”的實驗中，用打點計時器記錄了被小車拖動的紙帶的運動情況，在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個計數(shù)點，其相鄰點間的距離如圖所示，每兩個相鄰的計數(shù)點之間有四個點未畫出，（1）圖乙是______（選填“電磁”或“電火花”）打點計時器，接______（選填“交流”或“直流”）電壓；（2）該紙帶計數(shù)點的時間間隔為______。（3）試根據(jù)紙帶上各個計數(shù)點間的距離，計算出打下點時小車的瞬時速度______，及小車的加速度______。（結(jié)果均保留二位有效數(shù)字）4.某同學用如圖所示裝置測定重力加速度，已知打點頻率為50Hz。（1）實驗時下面的步驟先后順序是________。A．釋放紙帶B．接通打點計時器的電源（2）打出的紙帶如下圖所示，可以判斷實驗時重物連接在紙帶的________（選填“左”或“右”）端。（3）已知紙帶上記錄的點為打點計時器打的點，則相鄰兩點間的時間間隔________，打點計時器在打C點時重物的瞬時速度大小為________m/s，所測得的重力加速度大小為________m/s2（速度加速度、計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。參考答案正交分解法1.【解析】（1）球受三力：重力G、斜面的彈力F1、擋板的彈力F2，如圖所示。建立如圖示坐標，由平衡條件有：F2－F1sinθ=0F1cosθ－G=0解得：，F(xiàn)2=Gtanθ2.【解析】對物體受力分析，將力F正交分解，如圖所示根據(jù)共點力平衡條件得，水平方向故有豎直方向可得又故即或3.【解析】試題分析：對物體受力分析后將力F分解到水平方向和豎直方向，利用平衡條件列式求解。（1）物體的受力如圖所示F在水平方向分量為：F1=Fcos30°，在豎直方向分量為：F2=Fsin30°在水平方向可得：f=Fcos30°=10（2）在豎直方向有：F解得：F4.【詳解】（1）對木箱進行受力分析，木箱受重力G，支持力FN，靜摩擦力Ff和拉力F，由平衡條件有：豎直方向FN+Fsin－G=0解得FN=160N（2）對木箱，由平衡條件有：水平方向Fcos－Ff=0Ff=Fcos=80N又摩擦力為Ff=μFN，解得=0.5【解析】對氫氣球進行受力分析：水平方向：豎直方向：帶入數(shù)據(jù)得：6.【詳解】（1）受力分析如圖所示，對物塊分析可知繩子的拉力為：由