高一物理力學(xué)典型例題

1、第1頁(yè)共10頁(yè)高中物理力學(xué)典型例題1、如圖11所示，長(zhǎng)為5米的細(xì)繩的兩端分別系于豎立在地面上相距為4米的兩桿頂端A、B。繩上掛一個(gè)光滑的輕質(zhì)掛鉤。它鉤著一個(gè)重為12牛的物體。平衡時(shí)，繩中張力T=＿＿＿＿分析與解：本題為三力平衡問(wèn)題。其基本思路為：選對(duì)象、分析力、畫(huà)力圖、列方程。對(duì)平衡問(wèn)題，根據(jù)題目所給條件，往往可采用不同的方法，如正交分解法、相似三角形等。所以，本題有多種解法。解法一：選掛鉤為研究對(duì)象，其受力如圖12所示，設(shè)細(xì)繩與水平夾

2、角為α，由平衡條件可知：2TSinα=F，其中F=12牛，將繩延長(zhǎng)，由圖中幾何條件得：Sinα=35，則代入上式可得T=10牛。解法二：掛鉤受三個(gè)力，由平衡條件可知：兩個(gè)拉力（大小相等均為T(mén)）的合力F’與F大小相等方向相反。以?xún)蓚€(gè)拉力為鄰邊所作的平行四邊形為菱形。如圖12所示，其中力的三角形△OEG與△ADC相似，則：得：牛。想一想：若將右端繩A沿桿適當(dāng)下移些，細(xì)繩上張力是否變化？（提示：掛鉤在細(xì)繩上移到一個(gè)新位置，掛鉤兩邊細(xì)繩與水平方

3、向夾角仍相等，細(xì)繩的張力仍不變。）2、如圖21所示，輕質(zhì)長(zhǎng)繩水平地跨在相距為2L的兩個(gè)小定滑輪A、B上，質(zhì)量為m的物塊懸掛在繩上O點(diǎn)，O與A、B兩滑輪的距離相等。在輕繩兩端C、D分別施加豎直向下的恒力F=mg。先托住物塊，使繩處于水平拉直狀態(tài)，由靜止釋放物塊，在物塊下落過(guò)程中，保持C、D兩端的拉力F不變。（1）當(dāng)物塊下落距離h為多大時(shí)，物塊的加速度為零？（2）在物塊下落上述距離的過(guò)程中，克服C端恒力F做功W為多少？（3）求物塊下落過(guò)程中

4、的最大速度Vm和最大距離H？分析與解：物塊向下先作加速運(yùn)動(dòng)，隨著物塊的下落，兩繩間的夾角逐漸減小。因?yàn)槔K子對(duì)物塊的拉力大小不變，恒等于F，所以隨著兩繩間的夾角減小，兩繩對(duì)物塊拉力的合力將逐漸增大，物塊所受合力逐漸減小，向下加速度逐漸減小。當(dāng)物塊的合外力為零時(shí)，速度達(dá)到最大值。之后，因?yàn)閮衫K間夾角繼續(xù)減小，物塊所受合外力豎直向上，且逐漸增大，物塊將作加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)物塊下降速度減為零時(shí)，物塊豎直下落的距離達(dá)到最大值H。當(dāng)物塊的

5、加速度為零時(shí)，由共點(diǎn)力平衡條件可求出相應(yīng)的θ角，再由θ角求出相應(yīng)的距離h，進(jìn)而求出克服C端恒力F所做的功。對(duì)物塊運(yùn)用動(dòng)能定理可求出物塊下落過(guò)程中的最大速度Vm和最大距離H。（1）當(dāng)物塊所受的合外力為零時(shí)，加速度為零，此時(shí)物塊下降距離為h。因?yàn)镕恒等于mg，所以繩對(duì)物塊拉力大小恒為mg，由平衡條件知：2θ=120，所以θ=60，由圖22知：h=Ltg30=L[1]（2）當(dāng)物塊下落h時(shí)，繩的C、D端均上升h’，由幾何關(guān)系可得：h’=L[2]

6、第3頁(yè)共10頁(yè)t1=vα1=1010=1米當(dāng)物體下滑速度大于傳送帶V=10米秒時(shí)，物體的加速度為α2（此時(shí)f沿斜面向上）則：即：10t2t22=11解得：t2=1秒（t2=11秒舍去）所以，t=t1t2=11=2秒（2）W1=fs1=μmgcosθS1=0.5X0.5X10X0.8X5=10焦W2=fs2=μmgcosθS2=0.5X0.5X10X0.8X11=22焦所以，W=W1W2=1022=12焦。想一想：如圖41所示，傳送帶不動(dòng)

7、時(shí)，物體由皮帶頂端A從靜止開(kāi)始下滑到皮帶底端B用的時(shí)間為t，則：（請(qǐng)選擇）A.當(dāng)皮帶向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，物塊由A滑到B的時(shí)間一定大于t。B.當(dāng)皮帶向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，物塊由A滑到B的時(shí)間一定等于t。C.當(dāng)皮帶向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，物塊由A滑到B的時(shí)間可能等于t。D.當(dāng)皮帶向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，物塊由A滑到B的時(shí)間可能小于t。（B、C、D）5、如圖51所示，長(zhǎng)L=75cm的靜止直筒中有一不計(jì)大小的小球，筒與球的總質(zhì)量為4千克，現(xiàn)對(duì)筒施加一豎直向下、大小為21牛的恒力，使筒豎

8、直向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)t=0.5秒時(shí)間，小球恰好躍出筒口。求：小球的質(zhì)量。（取g=10ms2）分析與解：筒受到豎直向下的力作用后做豎直向下的勻加速運(yùn)動(dòng)，且加速度大于重力加速度。而小球則是在筒內(nèi)做自由落體運(yùn)動(dòng)。小球躍出筒口時(shí)，筒的位移比小球的位移多一個(gè)筒的長(zhǎng)度。設(shè)筒與小球的總質(zhì)量為M，小球的質(zhì)量為m，筒在重力及恒力的共同作用下豎直向下做初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為a；小球做自由落體運(yùn)動(dòng)。設(shè)在時(shí)間t內(nèi)，筒與小球的位移分別為h1、h2（球可視為質(zhì)