广东省揭阳三中届高三上学期第二次月考物理试题.docx
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广东省揭阳三中届高三上学期第二次月考物理试题
2015-2016学年广东省揭阳三中高三（上）第二次月考物理试卷
一、选择题（每题6分，共48分）
1．作用在同一物体上的下列几组力中，一定不能使物体做匀速直线运动的是（ ）
A．3N，4N，5NB．2N，3N，6NC．4N，6N，9ND．5N，6N，11N
2．如图所示吊床用绳子拴在两棵树上等高位置．某人先坐在吊床上，后躺在吊床上，均处于静止状态．设吊床两端系绳中的拉力为F1、吊床对该人的作用力为F2，则（ ）
A．坐着比躺着时F1大B．躺着比坐着时F1大
C．坐着比躺着时F2大D．躺着比坐着时F2大
3．如图所示，用一根长为L的细绳一端固定在O点，另一端悬挂质量为m的小球A，为使细绳与竖直方向夹角为30°且绷紧，小球A处于静止，则需对小球施加的最小力等于（ ）
A．
mgB．
mgC．
mgD．
mg
4．如图所示，质量为M的楔形物块静置在水平地面上，其斜面的倾角为θ．斜面上有一质量为m的小物块，小物块与斜面之间存在摩擦．用恒力F沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑．在小物块运动的过程中，楔形物块始终保持静止．地面对楔形物块的支持力为（ ）
A．（M+m）gB．（M+m）g﹣FC．（M+m）g﹣FsinθD．（M+m）g+Fsinθ
5．如图所示，A、B两球用劲度系数为k1的轻弹簧相连，B球用长为L的细线悬于O点，A球固定在O点正下方，且O、A间的距离恰为L，此时绳子所受的拉力为F1，现把A、B间的弹簧换成劲度系数为k2的轻弹簧，仍使系统平衡，此时绳子所受的拉力为F2，则F1与F2的大小关系为（ ）
A．F1＜F2
B．F1＞F2
C．F1=F2
D．因k1、k2大小关系未知，故无法确定
6．如图所示，竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上，另一端与斜面体P连接，P与固定挡板MN接触且P处于静止状态．则斜面体P此时刻受到外力的个数有可能为（ ）
A．2个B．3个C．4个D．5个
7．在广场游玩时，一小孩将一充有氢气的气球用细绳系于一个小石块上，并将小石块置于水平地面上，如图所示．若水平方向上的风速逐渐增大（设空气密度不变），则下列说法中正确的是（ ）
A．细绳的拉力逐渐增大
B．地面受到小石块的压力不变
C．小石块滑动前受到地面施加的摩擦力逐渐增大，滑动后受到的摩擦力不变
D．小石块有可能连同气球一起被吹离地面
8．如图所示，沿倾角为30°的粗糙斜面上，有一根原长为10cm、劲度系数为1000N/m的弹簧，其一端固定在斜面底端，另一端放置重80N的物体A后，弹簧长度缩短为8cm，现用一测力计沿斜面向上拉物体，若物体与斜面间最大静摩擦力为25N，当弹簧的长度仍为8cm时，测力计读数可能为（ ）
A．10NB．20NC．50ND．60N
二、填空题（每空3分，共15分）
9．图甲为“探究求合力的方法”的实验装置．
（1）下列说法中正确的是
A．在测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中，橡皮条结点O的位置不能变化
B．弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须竖直向下
C．F1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程
D．为减小测量误差，F1、F2方向间夹角应为90°
（2）弹簧测力计的指针如图乙所示，由图可知拉力的大小为 N．
10．在“验证力合成的平行四边形定则”的实验中，其中的三个实验步骤：
（1）在水平放置的木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个测力计互成角度的拉橡皮条，使它与细线的结点到达某一位置O点，在白纸上记下O点和两测力计的读数F1和F2．
（2）在纸上根据F1和F2的大小，应用平行四边形定则求出合力F．
（3）只用一只测力计通过细绳拉橡皮条，记下此时测力计的读数F′和细绳的方向．
以上三个步骤中均有错误和疏漏，请指出：
（1）中是
（2）中是
（3）中是 ．
三、综合应用（本题共3小题，共47分，解答时应写出必要的文字说明，方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位）
11．（12分）（2013春•南关区校级期末）如图所示，质量M=1kg的木块套在竖直杆上，并用轻绳与质量m=2kg的小球相连．今用跟水平方向成α=30°角的力F=20N拉着球，带动木块一起竖直向下匀速运动，运动中M、m的相对位置保持不变，g=10m/s2，求：
（1）运动过程中轻绳与竖直方向的夹角θ；
（2）木块M与杆间的动摩擦因数μ．
12．（20分）（2010秋•南通期末）在倾角α=37°的斜面上，一条质量不计的皮带一端固定在斜面上端，另一端绕过一质量m=3kg、中间有一圈凹槽的圆柱体，并用与斜面夹角β=37°的力F拉住，使整个装置处于静止状态，如图所示．不计一切摩擦，求拉力F和斜面对圆柱体的弹力FN的大小．（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
某同学分析过程如下：
将拉力F沿斜面和垂直于斜面方向进行分解．
沿斜面方向：
Fcosβ=mgsinα①
沿垂直于斜面方向：
Fsinβ+FN=mgcosα②
问：
你认为上述分析过程正确吗？
若正确，按照这种分析方法求出F及FN的大小；若不正确，指明错误之处并求出你认为正确的结果．
13．（15分）（2015秋•揭阳校级月考）一个装有固定斜面的小车静止在动摩擦因数μ=0.5的水平地面上，小球通过轻质细绳与车顶相连，细绳与竖直方向的夹角为37°，斜面光滑，倾角也为37°，如图所示．已知小球的质量为m=1kg，小车和斜面的总质量为M=4kg，已知g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：
（1）小车静止时小球受到的斜面对它的支持力的大小；
（2）现对小车施加一个水平向右的恒力F，当F多大时，小球恰好离开斜面？
2015-2016学年广东省揭阳三中高三（上）第二次月考物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（每题6分，共48分）
1．作用在同一物体上的下列几组力中，一定不能使物体做匀速直线运动的是（ ）
A．3N，4N，5NB．2N，3N，6NC．4N，6N，9ND．5N，6N，11N
考点：
共点力平衡的条件及其应用；力的合成．
专题：
共点力作用下物体平衡专题．
分析：
使物体做匀速直线运动，就是物体的合力为零，找出合力可以为零的即可．
解答：
解：
三个力合成时，合力的最大值为三个力之和，最小值看第一个力是否在第一二两个力的合力范围内，如果在则最小值为0，如是不值则最小值为第三个力与合力范围中最近的值之差．
A、三个力的合力范围为12N﹣0N，能使物体做匀速直线运动，
B、三个力的合力范围为11N﹣1N，一定不能使物体做匀速直线运动，
C、三个力的合力范围为19N﹣0N，能使物体做匀速直线运动，
D、三个力的合力范围为22N﹣0N，能使物体做匀速直线运动，
本题选一定不能使物体做匀速直线运动的，故选：
B．
点评：
解决本题的关键是掌握三个力合成的合力范围，抓住物体做匀速直线运动时受力平衡，根据平衡条件由合力范围分析．
2．如图所示吊床用绳子拴在两棵树上等高位置．某人先坐在吊床上，后躺在吊床上，均处于静止状态．设吊床两端系绳中的拉力为F1、吊床对该人的作用力为F2，则（ ）
A．坐着比躺着时F1大B．躺着比坐着时F1大
C．坐着比躺着时F2大D．躺着比坐着时F2大
考点：
力的合成．
专题：
受力分析方法专题．
分析：
当人坐在吊床上和躺在吊床上比较，坐在吊床上时，吊床两端绳的拉力与竖直方向上的夹角较小，根据共点力平衡判断绳子拉力的变化．吊床对人的作用力等于人的重力．
解答：
解：
吊床对人的作用力与重力等值反向，所以躺着和坐在时，F2不变．坐在吊床上时，吊床两端绳的拉力与竖直方向上的夹角较大，根据共点力平衡有：
2Fcosθ=G，θ越大．则绳子的拉力越大，所以坐着时，绳子与竖直方向的夹角较大，则绳子的拉力较大．故A正确，B、C、D错误．
故选：
A．
点评：
解决本题的关键恰当地选择研究对象，进行受力分析，运用共点力平衡进行求解．
3．如图所示，用一根长为L的细绳一端固定在O点，另一端悬挂质量为m的小球A，为使细绳与竖直方向夹角为30°且绷紧，小球A处于静止，则需对小球施加的最小力等于（ ）
A．
mgB．
mgC．
mgD．
mg
考点：
共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．
专题：
共点力作用下物体平衡专题．
分析：
小球A处于静止，受力平衡，分析受力情况，用作图法得出对小球施加的力最小的条件，再由平衡条件求出力的最小值．
解答：
解：
以小球为研究对象，分析受力，作出力图如图，根据作图法分析得到，当小球施加的力F与细绳垂直时，所用的力最小．
根据平衡条件，F的最小值为：
Fmin=Gsin30°=mg×
=
mg
故选：
B．
点评：
本题物体平衡中极值问题，关键是确定极值条件，本题采用图解法得到力最小的条件，也可以运用数学函数法求解极值．
4．如图所示，质量为M的楔形物块静置在水平地面上，其斜面的倾角为θ．斜面上有一质量为m的小物块，小物块与斜面之间存在摩擦．用恒力F沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑．在小物块运动的过程中，楔形物块始终保持静止．地面对楔形物块的支持力为（ ）
A．（M+m）gB．（M+m）g﹣FC．（M+m）g﹣FsinθD．（M+m）g+Fsinθ
考点：
共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．
专题：
牛顿运动定律综合专题．
分析：
小物块匀速上滑，受力平衡，合力为零，楔形物块始终保持静止，受力也平衡，合力也为零，以物块和楔形物块整体为研究对象合力同样为零，分析受力，画出力图，根据平衡条件求解地面对楔形物块的支持力．
解答：
解：
以物块和楔形物块整体为研究对象，受到重力（M+m）g，拉力F，地面的支持力FN和摩擦力Ff．
根据平衡条件得地面对楔形物块的支持力为：
FN=（M+m）g﹣Fsinθ
故选：
C．
点评：
本题涉及两个物体的平衡，关键要灵活选择研究对象．当几个物体的加速度相同时，可以采用整体法研究受力情况，往往简单方便．本题也可以隔离两个物体分别研究．
5．如图所示，A、B两球用劲度系数为k1的轻弹簧相连，B球用长为L的细线悬于O点，A球固定在O点正下方，且O、A间的距离恰为L，此时绳子所受的拉力为F1，现把A、B间的弹簧换成劲度系数为k2的轻弹簧，仍使系统平衡，此时绳子所受的拉力为F2，则F1与F2的大小关系为（ ）
A．F1＜F2
B．F1＞F2
C．F1=F2
D．因k1、k2大小关系未知，故无法确定
考点：
共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．
专题：
共点力作用下物体平衡专题．
分析：
研究任意一种情况下，绳子拉力与重力的关系．以小球B为研究对象，分析受力情况，根据三角形相似法，得出绳子的拉力与小球B的重力的关系，再研究F1和F2的大小关系．
解答：
解：
以小球B为研究对象，分析受力情况，由平衡条件可知，弹簧的弹力N和绳子的拉力F的合力F合与重力mg大小相等，方向相反，即F合=mg，作出力的合成如图，由三角形相似得：
=
；
又由题，OA=OB=L，得，F=F合=mg，可见，绳子的拉力F只与小球B的重力有关，与弹簧的劲度系数K无关，所以得到：
F1=F2；
故选：
C．
点评：
本题的解题关键是运用几何知识分析绳子的拉力与小球重力的关系．作出力图是解题的基础，要正确分析受力情况，规范地作图，由图可以看出力的大致关系．
6．如图所示，竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上，另一端与斜面体P连接，P与固定挡板MN接触且P处于静止状态．则斜面体P此时刻受到外力的个数有可能为（ ）
A．2个B．3个C．4个D．5个
考点：
力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用．
专题：
共点力作用下物体平衡专题．
分析：
P静止，所以受力是平衡的，我们可以根据平衡条件来判断弹力和摩擦力的有无．
解答：
解：
对物体受分析如图：
如果：
（1）N=G的话，物体受力可以平衡，故P可能受2个力的作用．
（2）N＜G的话，P不可能平衡
（3）如果：
N＞G，物体会受到挡板MN的弹力F和摩擦力f，受力分析如图：
故P可能受4个力的作用．
综上所述：
P可能的受力个数是2个或4个
故选：
AC
点评：
判断物体的受力个数其实就是判断相互接触的物体间有无弹力或摩擦力的作用，处理时根据平衡条件进行判断即可．
7．在广场游玩时，一小孩将一充有氢气的气球用细绳系于一个小石块上，并将小石块置于水平地面上，如图所示．若水平方向上的风速逐渐增大（设空气密度不变），则下列说法中正确的是（ ）
A．细绳的拉力逐渐增大
B．地面受到小石块的压力不变
C．小石块滑动前受到地面施加的摩擦力逐渐增大，滑动后受到的摩擦力不变
D．小石块有可能连同气球一起被吹离地面
考点：
共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．
专题：
共点力作用下物体平衡专题．
分析：
分析气球的受力情况，根据平衡条件得出细绳的拉力与绳子与水平方向夹角的表达式，再分析绳子拉力的变化．以气球和石块整体为研究对象，由平衡条件分析小石块所受地面的支持力如何变化，再由牛顿第三定律判断地面受到小石块的压力变化，判断小石块能否滑动．
解答：
解：
A、以气球为研究对象，分析受力如图1所示：
重力G1、空气的浮力F1、风力F、绳子的拉力T．设绳子与水平方向的夹角为α，当风力增大时，α将减小．根据平衡条件得
竖直方向：
F1=G1+Tsinα，当α减小时，sinα减小，而F1、G1都不变，则绳子拉力T增大．故A正确．
B、C、以气球和石块整体为研究对象，分析受力如图2，根据平衡条件得
竖直方向：
N+F1=G1+G2，
水平方向：
f=F
气球所受的浮力F1、气球的重力G1、石块的重力G2都不变，则地面对石块的支持力N不变，地面受到小石块的压力也不变．在石块滑动前，当风力F增大时，石块所受的摩擦力增大，当石块滑动后受到的摩擦力f=μN保持不变．故B，C正确．
D、由于地面对石块的支持力N=G1+G2﹣F1保持不变，与风力无关，所以当风力增大时，小石块连同气球一起不可能被吹离地面．故D错误．
故选：
ABC
点评：
本题是两个物体的平衡问题，一是要灵活选择研究对象，二是要抓住浮力、重力等不变的条件进行分析．
8．如图所示，沿倾角为30°的粗糙斜面上，有一根原长为10cm、劲度系数为1000N/m的弹簧，其一端固定在斜面底端，另一端放置重80N的物体A后，弹簧长度缩短为8cm，现用一测力计沿斜面向上拉物体，若物体与斜面间最大静摩擦力为25N，当弹簧的长度仍为8cm时，测力计读数可能为（ ）
A．10NB．20NC．50ND．60N
考点：
共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．
专题：
共点力作用下物体平衡专题．
分析：
当弹簧长度缩短为8cm时，由胡克定律求得弹簧的弹力，分析物体的状态，再分析当弹簧的长度为8cm时，根据平衡条件得到测力计拉力的最大值
解答：
解：
施加拉力前，物体受到四个力的作用而平衡：
重力G、垂直斜面向上的支持力N、沿斜面向上的摩擦力f和弹簧对物体施加沿斜面向上的弹力T，受力如图，
其中：
T=kx=1000×0.02=20N，
根据平衡条件可得：
f=Gsin30°﹣T=20N，方向沿斜面向上；
施加拉力F后，弹簧长度不变，说明物体仍然静止，并且弹簧对物体施加的弹力大小和方向不变，若摩擦力沿斜面向上，则F+f+T=Gsin30°，即F+f=20N，摩擦力f随着F增大而较小，当F=20N时，f=0，若F＞20N，摩擦力沿斜面向下，因为物体没有滑动，所以F+T＜Gsin30°+fm，代入数据可得，F＜45N，所以测力计读数在0～45N之间．故AB正确，CD错误．
故选：
AB
点评：
解决本题的关键能够正确地受力分析，运用共点力平衡和胡克定律结合进行求解．
二、填空题（每空3分，共15分）
9．图甲为“探究求合力的方法”的实验装置．
（1）下列说法中正确的是 AC
A．在测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中，橡皮条结点O的位置不能变化
B．弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须竖直向下
C．F1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程
D．为减小测量误差，F1、F2方向间夹角应为90°
（2）弹簧测力计的指针如图乙所示，由图可知拉力的大小为 4.00 N．
考点：
验证力的平行四边形定则．
专题：
实验题；平行四边形法则图解法专题．
分析：
（1）该实验采用了“等效法”，只要明确了实验原理即可，判断选项中的各个说法是否正确，从而正确的解答本题；
（2）根据弹簧秤指针的指示可读出拉力的大小．
解答：
解：
（1）A、在同一组数据中，只有当橡皮条节点O的位置不发生变化时，两个力的作用效果和一个力的作用效果才相同，才可以验证平行四边形定则，故A正确；
B、弹簧测力计拉细线时，方向不一定向下，只有把O点拉到同一位置即可，故B错误；
C、根据弹簧测力计的使用原则可知，在测力时不能超过弹簧测力计的量程，故C正确；
D、F1、F2方向间夹角为90°并不能减小误差，故D错误．
故选AC．
（2）由图乙弹簧秤的指针指示可知，拉力F的大小为：
4.00N．
故答案为：
4.00．
点评：
本题考查了“等效法”的应用和平行四边形定则等基础知识，对于这些基础知识在平时练习中要不断加强训练，以提高解题能力；同时注意弹簧秤的读数方法．
10．在“验证力合成的平行四边形定则”的实验中，其中的三个实验步骤：
（1）在水平放置的木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个测力计互成角度的拉橡皮条，使它与细线的结点到达某一位置O点，在白纸上记下O点和两测力计的读数F1和F2．
（2）在纸上根据F1和F2的大小，应用平行四边形定则求出合力F．
（3）只用一只测力计通过细绳拉橡皮条，记下此时测力计的读数F′和细绳的方向．
以上三个步骤中均有错误和疏漏，请指出：
（1）中是 应记下两个细绳套的方向即F1和F2的方向
（2）中是 应依据F1和F2的大小和方向作图
（3）中是 应将橡皮条与细绳套的结点拉至同一位置O点 ．
考点：
验证力的平行四边形定则．
专题：
常规题型．
分析：
明确该实验的实验原理，从而进一步明确实验步骤，测量数据等即可正确解答本题．
解答：
解：
该实验采用“等效法”进行，即一个弹簧秤和两个弹簧秤拉橡皮条与细绳套的结点时应该拉至同一位置O点，由于力是矢量，因此在记录数据时，不光要记录力的大小，还要记录其方向，这样才能做平行四边形，从而验证两个力的合力大小和方向是否与一个力的大小和方向相同．
故答案为：
（1）应记下两个细绳套的方向即F1和F2的方向，
（2）应依据F1和F2的大小和方向作图，（3）应将橡皮条与细绳套的结点拉至同一位置O点．
点评：
本题比较简单，直接考查了验证力的平行四边形定则时如何进行操作，对于基础实验一定熟练掌握才能为解决复杂实验打好基础．
三、综合应用（本题共3小题，共47分，解答时应写出必要的文字说明，方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位）
11．（12分）（2013春•南关区校级期末）如图所示，质量M=1kg的木块套在竖直杆上，并用轻绳与质量m=2kg的小球相连．今用跟水平方向成α=30°角的力F=20N拉着球，带动木块一起竖直向下匀速运动，运动中M、m的相对位置保持不变，g=10m/s2，求：
（1）运动过程中轻绳与竖直方向的夹角θ；
（2）木块M与杆间的动摩擦因数μ．
考点：
共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．
专题：
共点力作用下物体平衡专题．
分析：
（1）以m为研究对象，分析受力，作出力图，根据平衡条件和几何求解轻绳与竖直方向的夹角θ；
（2）再以M为研究对象，分析受力情况，作出力图，根据平衡条件和摩擦力公式求解动摩擦因数μ．
解答：
解：
（1）对m受力分析：
m三力平衡；如图1
因为F=mg=20N，且F与mg的夹角120°，F与mg的合力大小为20N，根据平衡条件得到：
T=20N，方向为F与mg的角平分线
由几何知识得到，θ=60°
（2）对M受力分析：
M四力平衡；如图2，根据正交分解法得
Mg+T′cosθ=f
T′sinθ=N
又f=μN
解得：
答：
（1）运动过程中轻绳与竖直方向的夹角θ=60°；
（2）木块M与杆间的动摩擦因数
．
点评：
本题采用隔离法研究两个物体的平衡问题，要正确分析受力情况，作出力图．
12．（20分）（2010秋•南通期末）在倾角α=37°的斜面上，一条质量不计的皮带一端固定在斜面上端，另一端绕过一质量m=3kg、中间有一圈凹槽的圆柱体，并用与斜面夹角β=37°的力F拉住，使整个装置处于静止状态，如图所示．不计一切摩擦，求拉力F和斜面对圆柱体的弹力FN的大小．（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
某同学分析过程如下：
将拉力F沿斜面和垂直于斜面方向进行分解．
沿斜面方向：
Fcosβ=mgsinα①
沿垂直于斜面方向：
Fsinβ+FN=mgcosα②
问：
你认为上述分析过程正确吗？
若正确，按照这种分析方法求出F及FN的大小；若不正确，指明错误之处并求出你认为正确的结果．
考点：
共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．
专题：
共点力作用下物体平衡专题．
分析：
该题在解题的过程中对圆柱体受力分析时，漏掉了一个拉力，然后根据受力分析，运用正交分解求出拉力F和斜面对圆柱体的弹力FN的大小．
解答：
解：
不正确，对圆柱体分析时，漏掉一个拉力．
圆柱体的受力分析如图．
在沿斜面方向上有：
Fcosβ+F=mgsinα
在垂直于斜面方向上有：
Fsinβ+FN=mgcosα
联立两式解得F=10N，FN=18N
答：
拉力F和斜面对圆柱体的弹力FN的大小分别为10N和18N．
点评：
解决本题的关键能够正确地进行受力分析，运用正交分解进行求解．
13．（15分）（2015秋•揭阳校级月考）一个装有固定斜面的小车静止在动摩擦因数μ=0.5的水平地面上，小球通过轻质细绳与车顶相连，细绳与竖直方向的夹角为37°，斜面光滑，倾角也为37°，如图所示．已知小球的质量为m=1kg，小车和斜面的总质量为M=4kg，已知g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：
（1）小车静止时小球受到的斜面对它的支持力的大小；
（2）现对小车施加一个水平向右的恒力F，当F多大时，小球恰好离开斜面？
考点：
牛顿第二定律．
专题：
牛顿运动定律综合专题．
分析：
（1）通过受力分析有共点力平衡即可求得支持力；
（2）先对小球受力分析，由牛顿第二定律求的加速度，在整体受力分析，由牛顿第二定律求的拉力
解答：
解：
（1）小球受力如图甲所示，由平衡条件可得：
FNsin37°=FTsin37°
FTcos37°+FNcos37°=mg
代入数据解得：
FN=6.25N．
（2）此时小球受力如图乙所示，竖直方向由平衡条件有：
FTcos37°=mg
水平方向由牛顿第二定律有：
FTsin37°=ma
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