4 变定垂直求变力最小值 摩擦角

1、【变定垂直求变力最小值】1、将两个质量均为m的小球a、b用细线相连后，再用细线悬挂于O点，如图所示。用力F拉小球b，使两个小球都处于静止状态，且细线Oa与竖直方向的夹角保持=60，则FA3mgB3C3mg2【来源】山东省淄博市实验中学2019-2020学年高三上学期第一次质量检测物理试题【答案】A【解析】以两个小球组成的整体为研究对象，分析受力，作出F在三个方向时整体的受力图根据平衡条件得知：F与T的合力与，重力2mg总是大小相等、方向相反，由力的合成图可知，当F与绳子oa垂直时，F有最小值，即图中2位置，F的最小值为，根据平衡条件得F=2mgA3mg与分析相符，故A项正确；B3mg3与分析不

2、符，故C3mg2与分析不符，故Dmg2与分析不符，故D2、如图所示，两个小球a、b的质量均为m，用细线相连并悬挂于O点现用一轻质弹簧给小球a施加一个拉力F，使整个装置处于静止状态，且Oa与竖直方向夹角为30，已知弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g，则弹簧的最短伸长量为()Amg2kBmgkC3【来源】第二章相互作用专题强化二【答案】B【解析】以两个小球组成的整体为研究对象，分析受力，如图根据平衡条件得知：F与FT的合力与重力mg总是大小相等、方向相反，由力的合成图可知，当F与绳子Oa垂直时，F有最小值，即图中2位置，F的最小值为：Fkx2mgsin mg，则弹簧的最短伸长量为xmgk，故B3、

3、如图所示，在细绳的下端挂一物体，用力F拉物体，使细绳偏离竖直方向角，且保持角不变，当拉力F与水平方向夹角为多大时，拉力F取得最小值A0 B=2 C【来源】人教版高中物理必修1 第三章 第4-5节 达标检测题【答案】C【解析】对结点受力分析如答图所示，则由图解法可知：若拉力F最小则F方向与细绳垂直即=，C正确4、如图所示，三根长度均为L、无弹性的轻绳分别接于C、D两结点，A、B两端被悬挂在水平天花板上，相距2L.现在结点C悬挂一个质量为3m的重物，CD绳保持水平、且整个系统处于静止状态，应在结点D施加力的最小值为()AmgB3C3D1【来源】云南省新平县一中2018年高一普通高中学业水平考试模拟

4、试卷(一)物理试题【答案】C【解析】由图可知，要想CD水平，则AC与水平方向的夹角为60；结点C受力平衡，则受力分析如图所示，结点C受到沿AC拉力在水平方向上的分力等于水平向右的拉力FT，即：FTFAcos60=12FAC,结点C受到沿AC拉力在竖直方向上的分力等于物体的重力，即：3mg=FAC最小拉力F=F=【摩擦角】1、质量为5kg的木块与水平面间动摩擦因数为33，一人欲用最小的作用力F使木块沿地面匀速运动，如图所示，则此最小作用力的大小F和与水平面的夹角分别为(g10 m/s2)(A10 N,30B5033N,0C25 N,30【来源】河北省唐山市区县2019-2020学年高三上学期第一

5、次联考物理试题【答案】C【解析】对物体受力分析，如图所示：根据平衡条件，有：水平方向：Fcos竖直方向：N+Fsin其中：f=N ，联立解得：令，则cos=11+F=故当=30时，拉力最小，为F2、如图所示,质量为m=1kg物块P在与水平方向夹角为的力F的作用下，沿水平面做匀速直线运动。已知物块与水平面之间的动摩擦因数=33，当F最小时,A =45B = 60CF最小值为5NDF最小值为6N【来源】安徽省全国示范高中名校2019-2020学年高三上学期9月联考物理试题【答案】C【解析】解法一 (解析法):物块受到重力、支持力、摩擦力和拉力的作用，如图所示，沿水平方向: ,沿竖直方向: ,其中:

6、 f=N； 联立得F=mg令则； 则F=。可知，当时，F有最小值，即=30时，F有最小值，最小值为,解法二(图解法):将摩擦力f和地面的支持力等效成一个力T,因为f=N,所以T的方向确定，然后做共点力的矢量三角形，由矢量三角形法则可知。3、如图所示，质量m=0.3kg的物块与轻绳连接，物块与水平地面间的动摩擦因数=33，重力加速度g=10m/s2A.地面与物块间的摩擦力大小可能为1NB.地面与物块间的摩擦力大小可能为2NC.轻绳拉力的最小值为1.5ND.轻绳拉力的最大值为3【来源】2019年河南省高三上学期第三次段考物理试题【答案】AC【解析】AB物体距离滑轮较远时，绳子的拉力近似等于滑动摩擦

7、力，此时的摩擦力：f=mg=3物体向左运动的过程中竖直方向的分力增大，则物体与地面之间的滑动摩擦力减小；当物体滑到滑轮的正下方时，摩擦力等于0，所以物块与地面之间的摩擦力可能等于1N，不可能为2N，故A正确，B错误；C设绳子与地面之间的夹角为时，拉力具有最小值则：Fmincos=（mg-Fsin）可得：Fmin=mg可知当=30时拉力Fmin=1.5N当物体到达滑轮的正下方时，绳子的拉力最大为3N故C正确，D错误。4、如图所示，倾角37的斜面上有一木箱，木箱与斜面之间的动摩擦因数33。现对木箱施加一拉力F，使木箱沿着斜面向上做匀速直线运动。设F的方向与斜面的夹角为，在从0逐渐增大到60的过程中，木箱的速度保持不变，则AF先减小后增大BF先增大后减小C当=30时，拉力F最小D当=60时，拉力F最小【来源】宁夏回族自治区育才中学2019届高三上学期第一次月考物理试题【