高中物理人教版（2019）必修一 3.5 力的分解 同步练习（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 高中物理人教版（2019）必修一 3.5 力的分解 同步练习（Word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 283.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-06-19 11:06:06 | ||
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文档简介
高中物理人教版（2019）必修一《3.5 力的分解》同步练习
一、单选题
1．如图所示，一个人站在电梯中随电梯一起加速上升．下列说法中正确的是（ ）
A．人对电梯的压力与人所受的重力大小相等
B．人对电梯的压力与电梯对人的支持力大小相等
C．电梯对人的支持力和人所受的重力是一对平衡力
D．电梯对人的支持力和人所受的重力是一对作用力与反作用力
2．两个可自由移动的点电荷分别放在A、B两处，如图所示。A处为带电荷量为 的正电荷，B处为带电荷量为 的负电荷，且 ，另取一个可以自由移动的点电荷P，放在AB直线上，欲使整个系统处于平衡状态，则
A．P为负电荷，且放于A左方 B．P为负电荷，且放于B右方
C．P为正电荷，且放于B右方 D．P为正电荷，且放于A，B之间
3．如图所示，自由落下的小球，从接触竖直放置的弹簧开始到弹簧的压缩量最大的过程中，小球的速度及所受的合外力的变化情况是（ ）
A．合力变小，速度变小
B．合力变小，速度变大
C．合力先变小，后变大；速度先变大，后变小
D．合力先变大，后变小，速度先变小，后变大
4．如图，放在水平面上的物体受到水平向右的力F1=7N和水平向左的力F2=2N的共同作用，物体处于静止，那么（ ）
A．如果撤去力F1，那么物体受到的合力为2N
B．如果撤去力F1，那么物体受到的合力为零 .
C．如果撤去力F2，那么物体受到的合力一定为2N
D．如果撤去力F2，那么物体受到的摩擦力一宠为7N
5．在班级清扫卫生的劳动中，某同学用水平方向的力推桌子，桌子没动，下列说法中正确的是（ ）
A．桌子受到的重力和地面对桌子的支持力是一对相互作用力
B．桌子对地面的压力和地面对桌子的支持力是一对平衡力
C．同学推桌子的力与桌子受到的摩擦力是一对平衡力
D．同学推桌子的力与同学受到的摩擦力是一对相互作用力
6．2015年12月，第二届世界互联网大会在浙江乌镇召开，会上机器人的展示精彩纷呈。如图所示，当爬壁机器人沿竖直墙壁缓慢攀爬时，其受到的摩擦力（ ）
A．大于重力 B．小于重力
C．等于重力 D．与其跟墙壁间的压力成正比
7．下列说法正确的是（ ）
A．物体惯性的大小与物体的运动状态有关
B．形状规则的物体，其重心不一定与它的几何中心重合
C．跳高运动员起跳，地对人的支持力与人对地的压力是一对平衡力
D．钢绳吊起货物加速上升时，绳对货物的拉力大于货物对绳的拉力
二、综合题
8．如图所示，一根质量为m、长度为L的金属细杆MN置于绝缘水平桌面上，并处在与其垂直的水平匀强磁场中。当给细杆通以大小为I的电流时，杆所受的支持力恰好为零并处于静止状态。重力加速度为g，求：
（1）金属细杆中电流的方向；
（2）磁感应强度B的大小。
9．某同学为测量自己头发丝能承受的最大拉力，设计了如下实验：取长度相同的细线和头发丝系于一物体C上，细线的另一端固定于水平刻度尺的A点，手握着头发丝的另一端沿刻度尺向右水平缓慢移动，直到头发丝恰好被拉断，记下此时的位置B，从刻度尺上读出AB间的距离为d=40cm。已知量得细线与头发丝的长度均为L=25cm，物体C质量为m=300g，细线能承受的最大拉力为F=3.6N，取重力加速度g=10m/s2．求：
（1）头发丝能承受的最大拉力．
（2）试通过计算判定头发丝断裂后，物体在细线作用下进行的摆动能否到达最低点．
10．如图所示，倾角为a的固定光滑斜面顶端固定着与斜面垂直的挡板，一质量为m的小球在沿斜面向上的推力作用下，恰好静止在挡板和斜面之间。设重力加速度为g.
（1）用直尺画出小球受力的示意图;
（2）求小球受到的推力大小。
11．一辆质量为 的汽车行驶在圆弧半径为50米的拱桥上，取重力加速度 ，求：
（1）汽车到达桥顶时速度为 ，桥顶对汽车的支持力；
（2）汽车以多大速度经过桥顶时恰好对桥顶没有压力。
12．（1）对于实际的气体，下列说法正确的是_________
A．气体的内能包括气体分子的重力势能
B．气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能
C．气体的内能包括气体整体运动动的动能
D．气体的体积变化时，其内能可能不变
E．气体的内能包括气体分子热运动的动能
（2）如图，一竖直放置的汽缸上端开口．汽缸壁内有卡口a和b，a、b间
距为h．a距缸底的高度为H：活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的
理想气体。已知活塞质量从为m，面积为S．厚度可忽略：活塞和汽缸壁均绝热，不计它们之间的摩擦．开始时活塞处于静止状态．上，下方气体压强均为P0，温度均为T0，现用
电热丝缓慢加热汽缸中的气体，直至活塞到达b处。求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。重力加速度大小为g.
13．如图甲所示，一物块静止在粗糙的水平地面上，从t=0时刻起受到水平向右拉力F的作用，F大小与时间 t 的关系图像如图乙所示。已知物块0~2 s内运动了10m，2s后做匀速直线运动。取重力加速度 g = 10m/s2，求
（1）物块在 0~2 s 内的加速度和2s末速度的大小。
（2）物块的质量。
14．把质量为2.0克的带负电的小球A,用绝缘细绳悬挂起,若将带电量为 的带电小球B靠近A,如图所示.当两个带电小球在同一高度相距30厘米时,绳与竖直方向恰成 角.(AB可看成点电荷)求:
（1）A球受的库仑力;
（2）A球的带电量是多少
15．质量为m、电荷量为+q的粒子，以速度v源源不断地从小孔S1射入如图所示的速度选择器，速度选择器中存在互相垂直的匀强电场和匀强磁场，已知匀强磁场的磁感应强度为B1。粒子在速度选择器中沿直线运动，从小孔S2射出后，从O点射入以直线MN为边界的匀强偏转磁场，最终从P点射出磁场，已知该偏转磁场的磁感应强度为B2。整个装置放置在真空中，不计粒子的重力及粒子间的相互作用。
（1）求速度选择器中的匀强电场场强E的大小；
（2）求OP间的距离d和粒子在偏转磁场中运动的时间t；
（3）粒子离开磁场时被收集。已知时间t内收集到粒子的质量为M，求这段时间内粒子束离开磁场时的等效电流I。
三、解答题
16．木板B放在水平地面上，在木板B上放一重1200N的A物体，物体A与木板B间，木板与地间的摩擦因数均为0.2，木板B重力不计，当水平拉力F将木板B匀速拉出，绳与水平方向成30°时，问绳的拉力T多大？水平拉力F多大？(重力加速度g=10m/s2， ，结果保留一位小数．)
17．在倾角为α的斜面上，一条质量不计的皮带一端固定在斜面上端，另一端绕过一中间有一圈凹槽的圆柱体，并用与斜面夹角为β的力拉住，使整个装置处于静止状态，如图所示。不计一切摩擦，圆柱体质量为m，求拉力F的大小和斜面对圆柱体的弹力N的大小。
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=mgsinα ①
沿垂直于斜面方向: Fsinβ +N= mgcosα ②
问:你同意上述分析过程吗
若同意，按照这种分析方法求出F及N的大小；若不同意，请写出你认为正确的分析过程并计算出结果
18．如图所示，物体A重GA＝40N，物体B重GB＝20N，A与B、B与地之间的动摩擦因数相同．用水平绳将物体A系在墙壁上，水平力F向右拉物体B，当F＝30 N时，才能将B匀速拉出．求接触面间的动摩擦因数．
19．如图所示，物体重G=100N，并保持静止．绳子AC与BC分别与竖直方向成30°角和60°角，则绳子AC和BC的拉力分别为多大
20．如图所示，水平轻绳AO与轻绳BO连接于O点，轻绳BO与水平方向夹角为60°，重量为G的物体悬挂于O点并处于静止状态。求：轻绳AO和轻绳BO的弹力大小。
参考答案
1．B
2．C
3．C
4．B
5．C
6．C
7．B
8．（1）解：金属杆受安培力向上，根据左手定则可知，电流方向为M到N（水平向右）
（2）解：受力分析，合力为零F=BIL=mg
解得
9．（1）解：设头发丝能承受的最大拉力为T，头发丝与竖直方向夹角为 ，刚断时有
又 =0.6
故T=2.5N
（2）解：断后假设能摆动到最低点，此时细线拉力为 则有
解得
>F,故不能摆动到最低点
10．（1）解：根据题意画出受力分析图如图所示：
（2）解：由于小球恰好静止在挡板和斜面之间，所以与挡板之间无力的作用，故沿斜面方向分解可得：
答：小球受到的推力大小为mgsin 。
11．（1）解：根据牛顿第二定律得
解得 7600N
（2）解：当压力为零时，有
解得 22.4m/s或 m/s
12．（1）B；D；E
（2）开始时活塞位于a处，加热后，汽缸中的气体先经历等容过程，直至活塞开始运动。设此时汽缸中气体的温度为T1，压强为p1，根据查理定律有①根据力的平衡条件有②联立①②式可得③
此后，汽缸中的气体经历等压过程，直至活塞刚好到达b处，设此时汽缸中气体的温度为T2；活塞位于a处和b处时气体的体积分别为V1和V2。根据盖—吕萨克定律有
④式中
V1=SH⑤
V2=S（H+h）⑥
联立③④⑤⑥式解得⑦
从开始加热到活塞到达b处的过程中，汽缸中的气体对外做的功为
⑧故本题答案是：
13．（1）解：在 0~2s 时间内，设物块的加速度大小为 a，2s 末速度的大小为 v，由运动学公式得 s = at2
v = at
解得 a = 5m/s2
v = 10m/s
（2）解：在 0~2s 时间内，F1= 20N，根据牛顿第二定律 F1－f = ma
在 2s~4s 时间内，F2=10N，根据平衡条件 f = F2
解得 m = 2kg
14．（1）解：对球A受力分析，如图： 根据共点力平衡条件，结合几何关系得： Tcos45 =mg， Tsin45 =F， 解得： F=mgtan45 =mg=2×10 3×10=0.02N， 即A球受的库仑力为0.02N 答：A球受的库仑力为0.02N
（2）解：根据库仑定律，有： 故q= C=5×10 8C； 即A球的带电量是5×10 8C 答：A球带电量5×10 8C
15．（1）解：粒子在速度选择器中做匀速直线运动，根据平衡条件qE=qvB1
得E=vB1
（2）解：洛仑兹力提供向心力
由圆周运动的对称性得，OP间的距离d=2R
得
粒子在偏转磁场中做圆周运动的周期
粒子在偏转磁场中运动的时间
得
（3）解：设时间t内收集到的粒子数为N，根据题意M=Nm
根据电流定义
得等效电流
16．解：对A，受力如图1所示，根据平衡条件，有：
f=Tcos30°
Tsin30°+N=GA
又f=μN
联立得到，解（1）（2）式得μN=Tcos30°
Tsin30°+ =GA
代入解得，T=248.4Nf=248.7× =215N
对B：受F，A对B的摩擦力，地对B的摩擦力，地对B的弹力N地，A对B的压力为N，处于动平衡状态，则有F=f地+f=μN地+μN=430.4N
17．解：我不同意上述分析过程，因为平行于斜面的皮带对圆柱体也有力的作用，该同学没有考虑．
以圆柱体为研究对象，受到重力、斜面的支持力、平行于斜面的皮带的拉力和斜向上皮带的拉力．
则根据平衡条件可知，①式应改为：Fcosβ+F=mgsinα
由上式得：
所以：
18．解：对B物体受力分析，水平方向受到外力F，地面的摩擦力和A对B的摩擦力，故
解得
19．解：以结点C为研究对象，根据力的合成如图：
根据平衡条件：
20．解：设轻绳AO弹力大小为 ，轻绳BO弹力大小为 有
解得 ，
一、单选题
1．如图所示，一个人站在电梯中随电梯一起加速上升．下列说法中正确的是（ ）
A．人对电梯的压力与人所受的重力大小相等
B．人对电梯的压力与电梯对人的支持力大小相等
C．电梯对人的支持力和人所受的重力是一对平衡力
D．电梯对人的支持力和人所受的重力是一对作用力与反作用力
2．两个可自由移动的点电荷分别放在A、B两处，如图所示。A处为带电荷量为 的正电荷，B处为带电荷量为 的负电荷，且 ，另取一个可以自由移动的点电荷P，放在AB直线上，欲使整个系统处于平衡状态，则
A．P为负电荷，且放于A左方 B．P为负电荷，且放于B右方
C．P为正电荷，且放于B右方 D．P为正电荷，且放于A，B之间
3．如图所示，自由落下的小球，从接触竖直放置的弹簧开始到弹簧的压缩量最大的过程中，小球的速度及所受的合外力的变化情况是（ ）
A．合力变小，速度变小
B．合力变小，速度变大
C．合力先变小，后变大；速度先变大，后变小
D．合力先变大，后变小，速度先变小，后变大
4．如图，放在水平面上的物体受到水平向右的力F1=7N和水平向左的力F2=2N的共同作用，物体处于静止，那么（ ）
A．如果撤去力F1，那么物体受到的合力为2N
B．如果撤去力F1，那么物体受到的合力为零 .
C．如果撤去力F2，那么物体受到的合力一定为2N
D．如果撤去力F2，那么物体受到的摩擦力一宠为7N
5．在班级清扫卫生的劳动中，某同学用水平方向的力推桌子，桌子没动，下列说法中正确的是（ ）
A．桌子受到的重力和地面对桌子的支持力是一对相互作用力
B．桌子对地面的压力和地面对桌子的支持力是一对平衡力
C．同学推桌子的力与桌子受到的摩擦力是一对平衡力
D．同学推桌子的力与同学受到的摩擦力是一对相互作用力
6．2015年12月，第二届世界互联网大会在浙江乌镇召开，会上机器人的展示精彩纷呈。如图所示，当爬壁机器人沿竖直墙壁缓慢攀爬时，其受到的摩擦力（ ）
A．大于重力 B．小于重力
C．等于重力 D．与其跟墙壁间的压力成正比
7．下列说法正确的是（ ）
A．物体惯性的大小与物体的运动状态有关
B．形状规则的物体，其重心不一定与它的几何中心重合
C．跳高运动员起跳，地对人的支持力与人对地的压力是一对平衡力
D．钢绳吊起货物加速上升时，绳对货物的拉力大于货物对绳的拉力
二、综合题
8．如图所示，一根质量为m、长度为L的金属细杆MN置于绝缘水平桌面上，并处在与其垂直的水平匀强磁场中。当给细杆通以大小为I的电流时，杆所受的支持力恰好为零并处于静止状态。重力加速度为g，求：
（1）金属细杆中电流的方向；
（2）磁感应强度B的大小。
9．某同学为测量自己头发丝能承受的最大拉力，设计了如下实验：取长度相同的细线和头发丝系于一物体C上，细线的另一端固定于水平刻度尺的A点，手握着头发丝的另一端沿刻度尺向右水平缓慢移动，直到头发丝恰好被拉断，记下此时的位置B，从刻度尺上读出AB间的距离为d=40cm。已知量得细线与头发丝的长度均为L=25cm，物体C质量为m=300g，细线能承受的最大拉力为F=3.6N，取重力加速度g=10m/s2．求：
（1）头发丝能承受的最大拉力．
（2）试通过计算判定头发丝断裂后，物体在细线作用下进行的摆动能否到达最低点．
10．如图所示，倾角为a的固定光滑斜面顶端固定着与斜面垂直的挡板，一质量为m的小球在沿斜面向上的推力作用下，恰好静止在挡板和斜面之间。设重力加速度为g.
（1）用直尺画出小球受力的示意图;
（2）求小球受到的推力大小。
11．一辆质量为 的汽车行驶在圆弧半径为50米的拱桥上，取重力加速度 ，求：
（1）汽车到达桥顶时速度为 ，桥顶对汽车的支持力；
（2）汽车以多大速度经过桥顶时恰好对桥顶没有压力。
12．（1）对于实际的气体，下列说法正确的是_________
A．气体的内能包括气体分子的重力势能
B．气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能
C．气体的内能包括气体整体运动动的动能
D．气体的体积变化时，其内能可能不变
E．气体的内能包括气体分子热运动的动能
（2）如图，一竖直放置的汽缸上端开口．汽缸壁内有卡口a和b，a、b间
距为h．a距缸底的高度为H：活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的
理想气体。已知活塞质量从为m，面积为S．厚度可忽略：活塞和汽缸壁均绝热，不计它们之间的摩擦．开始时活塞处于静止状态．上，下方气体压强均为P0，温度均为T0，现用
电热丝缓慢加热汽缸中的气体，直至活塞到达b处。求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。重力加速度大小为g.
13．如图甲所示，一物块静止在粗糙的水平地面上，从t=0时刻起受到水平向右拉力F的作用，F大小与时间 t 的关系图像如图乙所示。已知物块0~2 s内运动了10m，2s后做匀速直线运动。取重力加速度 g = 10m/s2，求
（1）物块在 0~2 s 内的加速度和2s末速度的大小。
（2）物块的质量。
14．把质量为2.0克的带负电的小球A,用绝缘细绳悬挂起,若将带电量为 的带电小球B靠近A,如图所示.当两个带电小球在同一高度相距30厘米时,绳与竖直方向恰成 角.(AB可看成点电荷)求:
（1）A球受的库仑力;
（2）A球的带电量是多少
15．质量为m、电荷量为+q的粒子，以速度v源源不断地从小孔S1射入如图所示的速度选择器，速度选择器中存在互相垂直的匀强电场和匀强磁场，已知匀强磁场的磁感应强度为B1。粒子在速度选择器中沿直线运动，从小孔S2射出后，从O点射入以直线MN为边界的匀强偏转磁场，最终从P点射出磁场，已知该偏转磁场的磁感应强度为B2。整个装置放置在真空中，不计粒子的重力及粒子间的相互作用。
（1）求速度选择器中的匀强电场场强E的大小；
（2）求OP间的距离d和粒子在偏转磁场中运动的时间t；
（3）粒子离开磁场时被收集。已知时间t内收集到粒子的质量为M，求这段时间内粒子束离开磁场时的等效电流I。
三、解答题
16．木板B放在水平地面上，在木板B上放一重1200N的A物体，物体A与木板B间，木板与地间的摩擦因数均为0.2，木板B重力不计，当水平拉力F将木板B匀速拉出，绳与水平方向成30°时，问绳的拉力T多大？水平拉力F多大？(重力加速度g=10m/s2， ，结果保留一位小数．)
17．在倾角为α的斜面上，一条质量不计的皮带一端固定在斜面上端，另一端绕过一中间有一圈凹槽的圆柱体，并用与斜面夹角为β的力拉住，使整个装置处于静止状态，如图所示。不计一切摩擦，圆柱体质量为m，求拉力F的大小和斜面对圆柱体的弹力N的大小。
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=mgsinα ①
沿垂直于斜面方向: Fsinβ +N= mgcosα ②
问:你同意上述分析过程吗
若同意，按照这种分析方法求出F及N的大小；若不同意，请写出你认为正确的分析过程并计算出结果
18．如图所示，物体A重GA＝40N，物体B重GB＝20N，A与B、B与地之间的动摩擦因数相同．用水平绳将物体A系在墙壁上，水平力F向右拉物体B，当F＝30 N时，才能将B匀速拉出．求接触面间的动摩擦因数．
19．如图所示，物体重G=100N，并保持静止．绳子AC与BC分别与竖直方向成30°角和60°角，则绳子AC和BC的拉力分别为多大
20．如图所示，水平轻绳AO与轻绳BO连接于O点，轻绳BO与水平方向夹角为60°，重量为G的物体悬挂于O点并处于静止状态。求：轻绳AO和轻绳BO的弹力大小。
参考答案
1．B
2．C
3．C
4．B
5．C
6．C
7．B
8．（1）解：金属杆受安培力向上，根据左手定则可知，电流方向为M到N（水平向右）
（2）解：受力分析，合力为零F=BIL=mg
解得
9．（1）解：设头发丝能承受的最大拉力为T，头发丝与竖直方向夹角为 ，刚断时有
又 =0.6
故T=2.5N
（2）解：断后假设能摆动到最低点，此时细线拉力为 则有
解得
>F,故不能摆动到最低点
10．（1）解：根据题意画出受力分析图如图所示：
（2）解：由于小球恰好静止在挡板和斜面之间，所以与挡板之间无力的作用，故沿斜面方向分解可得：
答：小球受到的推力大小为mgsin 。
11．（1）解：根据牛顿第二定律得
解得 7600N
（2）解：当压力为零时，有
解得 22.4m/s或 m/s
12．（1）B；D；E
（2）开始时活塞位于a处，加热后，汽缸中的气体先经历等容过程，直至活塞开始运动。设此时汽缸中气体的温度为T1，压强为p1，根据查理定律有①根据力的平衡条件有②联立①②式可得③
此后，汽缸中的气体经历等压过程，直至活塞刚好到达b处，设此时汽缸中气体的温度为T2；活塞位于a处和b处时气体的体积分别为V1和V2。根据盖—吕萨克定律有
④式中
V1=SH⑤
V2=S（H+h）⑥
联立③④⑤⑥式解得⑦
从开始加热到活塞到达b处的过程中，汽缸中的气体对外做的功为
⑧故本题答案是：
13．（1）解：在 0~2s 时间内，设物块的加速度大小为 a，2s 末速度的大小为 v，由运动学公式得 s = at2
v = at
解得 a = 5m/s2
v = 10m/s
（2）解：在 0~2s 时间内，F1= 20N，根据牛顿第二定律 F1－f = ma
在 2s~4s 时间内，F2=10N，根据平衡条件 f = F2
解得 m = 2kg
14．（1）解：对球A受力分析，如图： 根据共点力平衡条件，结合几何关系得： Tcos45 =mg， Tsin45 =F， 解得： F=mgtan45 =mg=2×10 3×10=0.02N， 即A球受的库仑力为0.02N 答：A球受的库仑力为0.02N
（2）解：根据库仑定律，有： 故q= C=5×10 8C； 即A球的带电量是5×10 8C 答：A球带电量5×10 8C
15．（1）解：粒子在速度选择器中做匀速直线运动，根据平衡条件qE=qvB1
得E=vB1
（2）解：洛仑兹力提供向心力
由圆周运动的对称性得，OP间的距离d=2R
得
粒子在偏转磁场中做圆周运动的周期
粒子在偏转磁场中运动的时间
得
（3）解：设时间t内收集到的粒子数为N，根据题意M=Nm
根据电流定义
得等效电流
16．解：对A，受力如图1所示，根据平衡条件，有：
f=Tcos30°
Tsin30°+N=GA
又f=μN
联立得到，解（1）（2）式得μN=Tcos30°
Tsin30°+ =GA
代入解得，T=248.4Nf=248.7× =215N
对B：受F，A对B的摩擦力，地对B的摩擦力，地对B的弹力N地，A对B的压力为N，处于动平衡状态，则有F=f地+f=μN地+μN=430.4N
17．解：我不同意上述分析过程，因为平行于斜面的皮带对圆柱体也有力的作用，该同学没有考虑．
以圆柱体为研究对象，受到重力、斜面的支持力、平行于斜面的皮带的拉力和斜向上皮带的拉力．
则根据平衡条件可知，①式应改为：Fcosβ+F=mgsinα
由上式得：
所以：
18．解：对B物体受力分析，水平方向受到外力F，地面的摩擦力和A对B的摩擦力，故
解得
19．解：以结点C为研究对象，根据力的合成如图：
根据平衡条件：
20．解：设轻绳AO弹力大小为 ，轻绳BO弹力大小为 有
解得 ，