考点05 受力分析（三）力的大小的计算1.驾驭力的计算公式2.驾驭求解平衡问题中力的大小的两种方法（矢量三角形、正交分解法）3.驾驭求解非平衡问题中力的大小方法4.能利用牛顿第三定律求解力的大小力大小的计算主要有三种方法：公式法、力学方程、牛顿第三定律，这三种计算力的大小方法中，采纳运动状态找寻力学关系，列方程式求解这一类型（其次类）的题目较多，本专题也是重在强化这一类型的训练。
详细状况如下:（一）公式法（二）结合运动状态，采纳力学方程计算1.平衡状态（1）平衡状态的类型：①匀速运动；②静止；（2）平衡状态下物体的受力特点： F合=0（3）处理方法①矢量三角形：若物体受到三个力F 1、F 2、F 3处于平衡状态，一般采纳矢量三角形中的三角函数来表示各个力的关系②正交分解法：若物体受到多个力F 1、F 2、F 3…F n 处于平衡状态，一般采纳正交分解法，可列出的力学方程为： 在x 轴,ΣF X =0；在y 轴，ΣF X =02.非平衡状态 非平衡状态求力的大小的解决方法多数状况下采纳正交分解法，物体在非平衡状态对应的坐标轴上的力学方程为：F 合=ma（三）利用牛顿第三定律计算计算力的大小时可以采纳作用力与反作用力的规律，通过转换受力对象来求解力的大小例1.（2024·原创经典）如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O 为球心．一质量为 m 的小滑块，在水平力 F 的作用下静止于P 点，OP 与水平方向的夹角为θ.则（ ）A.推力F 大小为mg/tanθB.推力F 大小为mgtanθC.若推着物体向上匀速滑动，F N 增大D.若推着物体向上匀速滑动，F N 将减小【答案】 AC【解析】本题考查应用矢量三角形、动态三角形解决平衡问题由题意可知，小滑块处于平衡状态，且它受力个数为3个，可采纳矢量三角形来表示三个力间的力学关系。
滑块的受力示意图如图1，将三个力平移后构成下图2虚线所示的矢量三角形，则推力F 与重力的力学关系为：tanθ=mg/F，所以F=mg/tanθ，A 对，B 错；若推着物体向上滑动，矢量三角形的最右端的顶点将沿水F NF G F N FG平衡状态下力的大小的计算 题 组 1平虚线向右移动，FN 、F 对应的边在增大，所以FN 、F 两个力均增大，C 对，D 错。
高考物理力学计算题（十二）组卷老师：莫老师一．计算题（共50小题）1．如图甲所示为一景区游乐滑道，游客坐在座垫上沿着花岗岩滑道下滑，他可依靠手、脚与侧壁间的摩擦来控制下滑速度．滑道简化图如图乙所示，滑道由AB、BC、CD三段组成，各段之间平滑连接．AB段和CD段与水平面夹角为θ1，竖直距离均为h0，BC段与水平面夹角为θ2，竖直距离为h0．一质量为m的游客从A点由静止开始下滑，到达底端D点时的安全速度不得大于2gh0，已知sinθ1=、sinθ2=，座垫与滑道底面间摩擦及空气阻力均不计，若未使用座垫，游客与滑道底面间的摩擦力大小f恒为重力的0.1倍，运动过程中游客始终不离开滑道，问：（1）游客使用座垫自由下落（即与侧壁间无摩擦），则游客在BC段增加的动能△E k多大？（2）若游客未使用座垫且与侧壁间无摩擦下滑，则游客到达D点时是否安全？（3）若游客使用座垫下滑，则克服侧壁摩擦力做功的最小值．2．如图所示，质量为m2=1.95kg的长木板B，静止在粗糙的水平地面上，质量为m3=1.00kg的物块 C （可视为质点）放在长木板的最右端．一个质量为m1=0.05kg的子弹A以速度v0=360m/s向着长木板运动．子弹打入长木板并留在其中（子弹打入长木板的时间极短），整个过程物块C始终在长木板上．已知长木板与地面间的动摩擦因数为μ1=0.20，物块C与长木板间的动摩擦因数μ2=0.40，物块C与长木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，求：（1）子弹打入长木板后瞬间长木板B的速度；（2）长木板B的最小长度．3．一个静止的铀核（U）要放出一个α粒子变成钍核（Th），已知α粒子动能为E k1，且在核反应中释放的能量全部转化为两个粒子的动能．（已知真空中的光速为c），求：①钍核的动能②该核反应中的质量亏损．4．如图所示，在高h=0.8m的水平平台上放置有质量均为m=1kg的A、B两木块（可视为质点），B在平台右端边缘，A从与B相距L=2m处以一定的水平初速度向右运动，运动到处时速度v1=m/s．运动到平台边缘时与B相撞并粘在一起，从平台边缘滑出落在距平台右侧水平距离S=0.4m的地面上，g取10m/s2，求：（1）AB一起滑出时的速度v，及碰前瞬间物体A的速度v2；（2）物体A的初速度v0；（3）物体在平台滑动过程中产生的热量Q。
力学计算题【2018高考真题】1．如图所示，钉子A、B相距5l，处于同一高度．细线的一端系有质量为M的小物块，另一端绕过A固定于B．质量为m的小球固定在细线上C点，B、C间的线长为3l．用手竖直向下拉住小球，使小球和物块都静止，此时BC与水平方向的夹角为53°．松手后，小球运动到与A、B相同高度时的速度恰好为零，然后向下运动．忽略一切摩擦，重力加速度为g，取sin53°=0.8，cos53°=0.6．求：（1）小球受到手的拉力大小F；（2）物块和小球的质量之比M:m；（3）小球向下运动到最低点时，物块M所受的拉力大小T．【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（江苏卷）【答案】（1）53F Mg mg=-（2）65Mm=（3）85mMgTm M=+（）（4885511T mg T Mg==或）（3）根据机械能守恒定律，小球回到起始点．设此时AC方向的加速度大小为a，重物受到的拉力为T 牛顿运动定律Mg–T=Ma小球受AC的拉力T′=T牛顿运动定律T′–mg cos53°=ma解得85mMgTm M=+（）（4885511T mg T Mg==或）点睛：本题考查力的平衡、机械能守恒定律和牛顿第二定律。
解答第（1）时，要先受力分析，建立竖直方向和水平方向的直角坐标系，再根据力的平衡条件列式求解；解答第（2）时，根据初、末状态的特点和运动过程，应用机械能守恒定律求解，要注意利用几何关系求出小球上升的高度与物块下降的高度；解答第（3）时，要注意运动过程分析，弄清小球加速度和物块加速度之间的关系，因小球下落过程做的是圆周运动，当小球运动到最低点时速度刚好为零，所以小球沿AC方向的加速度（切向加速度）与物块竖直向下加速度大小相等。
2．如图所示，悬挂于竖直弹簧下端的小球质量为m，运动速度的大小为v，方向向下．经过时间t，小球的速度大小为v，方向变为向上．忽略空气阻力，重力加速度为g，求该运动过程中，小球所受弹簧弹力冲量的大小．【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（江苏卷）【答案】【解析】取向上为正方向，动量定理mv–（–mv）=I且解得3．2022年将在我国举办第二十四届冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。
2020高考物理计算题专题练习——力学综合计算（共24题，含解析）1．在竖直平面内，某一游戏轨道由直轨道AB 和弯曲的细管道BCD 平滑连接组成，如图所示．小滑块以某一初速度从A 点滑上倾角为θ=37°的直轨道AB ，到达B 点的速度大小为2m/s ，然后进入细管道BCD ，从细管道出口D 点水平飞出，落到水平面上的G 点．已知B 点的高度h 1=1.2m ，D 点的高度h 2=0.8m ，D 点与G 点间的水平距离L =0.4m ，滑块与轨道AB 间的动摩擦因数μ=0.25，sin37°= 0.6，cos37°= 0.8．（1）求小滑块在轨道AB 上的加速度和在A 点的初速度；（2）求小滑块从D 点飞出的速度；（3）判断细管道BCD 的内壁是否光滑．2．如图，物块A 通过一不可伸长的轻绳悬挂在天花板下，初始时静止；从发射器（图中未画出）射出的物块B 沿水平方向与A 相撞，碰撞后两者粘连在一起运动；碰撞前B 的速度的大小v 及碰撞后A 和B 一起上升的高度h 均可由传感器（图中未画出）测得．某同学以h 为纵坐标，v 2为横坐标，利用实验数据作直线拟合，求得该直线的斜率为k =1.92 ×10-3 s 2/m ．已知物块A 和B 的质量分别为m A =0.400 kg 和m B =0.100 kg ，重力加速度大小g =9.80 m/s 2．（1）若碰撞时间极短且忽略空气阻力，求h –v 2直线斜率的理论值k 0；（2）求k 值的相对误差δ（δ=00k k k ×100%，结果保留1位有效数字）．3．雨滴落到地面的速度通常仅为几米每秒，这与雨滴下落过程中受到空气阻力有关．雨滴间无相互作用且雨滴质量不变，重力加速度为g．（1）质量为m的雨滴由静止开始，下落高度h时速度为u，求这一过程中克服空气阻力所做的功W．（2）将雨滴看作半径为r的球体，设其竖直落向地面的过程中所受空气阻力f=kr2v2，其中v是雨滴的速度，k是比例系数．a．设雨滴的密度为ρ，推导雨滴下落趋近的最大速度v m与半径r的关系式；b．示意图中画出了半径为r1、r2（r1>r2）的雨滴在空气中无初速下落的v–t图线，其中_________对应半径为r1的雨滴（选填①、②）；若不计空气阻力，请在图中画出雨滴无初速下落的v–t图线．（3）由于大量气体分子在各方向运动的几率相等，其对静止雨滴的作用力为零．将雨滴简化为垂直于运动方向面积为S的圆盘，证明：圆盘以速度v下落时受到的空气阻力f ∝v2（提示：设单位体积内空气分子数为n，空气分子质量为m0）．4．一轻弹簧的一端固定在倾角为θ的固定光滑斜面的底部，另一端和质量为m的小物块a相连，如图所示．质量为35m的小物块b紧靠a静止在斜面上，此时弹簧的压缩量为x0，从t=0时开始，对b施加沿斜面向上的外力，使b始终做匀加速直线运动．经过一段时间后，物块a、b分离；再经过同样长的时间，b距其出发点的距离恰好也为x0．弹簧的形变始终在弹性限度内，重力加速度大小为g．求：(1)弹簧的劲度系数；(2)物块b加速度的大小；(3)在物块a、b分离前，外力大小随时间变化的关系式．5．如图，在竖直平面内，一半径为R的光滑圆弧轨道ABC和水平轨道PA在A点相切．BC为圆弧轨道的直径．O为圆心，OA和OB之间的夹角为α，sinα=35，一质量为m的小球沿水平轨道向右运动，经A点沿圆弧轨道通过C点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外，小球还一直受到一水平恒力的作用，已知小球在C点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零．重力加速度大小为g．求：（1）水平恒力的大小和小球到达C点时速度的大小；（2）小球到达A点时动量的大小；（3）小球从C点落至水平轨道所用的时间．6．我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功后，拉开了全面试验试飞的新征程，假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动，当位移x=1.6×103 m时才能达到起飞所要求的速度v=80 m/s。
