北京市中国人民大学附属中学2022-2023学年高一物理上学期期中试题（Word版附解析）

2022北京人大附中高一（上）期中

物理

2022年11月1日

说明：本练习共22道小题，共8页，满分100分，考试时间90分钟；请在答题卡规定位置填写个人信息，将相关内容填涂和写在答题卡的指定区域内，考试结束时交答题卡。

一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共计30分，每小题只有一个选项符合题意。

1. 如图所示，从高出地面3m的位置竖直向上抛出一个小球，它上升5m后回落，最后到达地面．以地面为原点建立坐标系，以向上为正方向，则在这一过程中小球的位移和路程分别为

A. 3m，5m B. 3m，13m

C. -3m，5m D. -3m，13m

【答案】D

【解析】

【分析】根据首末位置的距离求出全过程的位移以及路程．

【详解】以地面为原点建立坐标系，以向上为正方向，抛出点的坐标为+3m，最高点的坐标为+8m，地面的坐标为0，则到达地面的过程的位移x=0-3m=-3m，路程为5m+5m+3m=13m，故D正确，ABC错误．故选D．

【点睛】解决本题的关键知道位移和路程的区别，知道位移是矢量，大小等于首末位置的距离，路程是标量，大小等于运动轨迹的长度．

2. 如图所示，汽车沿x轴做直线运动，原来的速度是，经过一小段时间之后，速度变为，表示速度的变化量，这一过程的加速度为a，则下列说法正确的是（　　）

A. a是矢量，是标量 B. 汽车在做加速直线运动

C. 汽车加速度a方向与的方向相同 D. 汽车加速度a方向与的方向相相反

【答案】C

【解析】

【详解】A. a是矢量，是矢量，A错误；

B.由图可知，的方向与汽车运动的方向相反，因此汽车做减速直线运动，B错误；

CD. 汽车加速度a方向与的方向相同，C正确，D错误；

故选C。

3. 如图所示，这是人大附中高一的学生在参加学校的秋季田径运动会时在赛场上风驰电掣的场景。小红同学获得了女子一百米的短跑冠军，是由于她在这一百米中（　　）

A. 某时刻的瞬时速度最大 B. 撞线时的瞬时速度最大

C. 全程的平均速度最大 D. 起跑时的加速度最大

【答案】C

【解析】

【详解】小红同学获得了女子一百米的短跑冠军,即说明她在全程的比赛中，相同的位移，小红所用的时间最短。根据平均速度的定义可知，小红的平均速度最大。根据题中信息，无法确定瞬时速度以及起跑时的加速度大小。

故选C。

【点睛】明确平均速度和瞬时速度的意义，知道百米赛跑是相同的位移比时间，也就是比平均速度。

4. 某同学身高1.8 m，在运动会上他参加跳高比赛，起跳后身体横着越过了1.8 m高度的横杆。据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为（　　）

A. 2 m/s B. 4 m/s

C. 8 m/s D. 10 m/s

【答案】B

【解析】

【详解】该同学竖直方向的位移应该是重心上升的高度，不是1.8m，而是0.9m左右，由速度位移公式：，代入数据解得

故选B。

5. 如图所示，物体在五个共点力的作用下保持平衡．如果撤去力F1，而保持其余四个力不变，那么这四个力的合力的方向

A. 指向F2和 F3之间

B. 指向F3和 F4之间

C. 指向F4和 F5之间

D. 与撤去的F1方向相同

【答案】B

【解析】

【详解】根据共点力的平衡条件可知其余四个力的合力定与F1等大反向，所以这四个力的合力方向与F1方向相反，大小也为F1；如图所示

故选B。

6. 如图所示，某人静躺在椅子上，椅子靠背与水平面之间有固定倾斜角θ．若此人所受重力为G，则椅子各部分对他的作用力的合力大小为

A. G B. Gsinθ C. Gcosθ D. Gtanθ

【答案】A

【解析】

【详解】人受多个力处于平衡状态，人受力可以看成两部分，一部分是重力，另一部分是椅子各部分对他的作用力的合力，根据平衡条件得椅子各部分对他的作用力的合力与重力等值，反向，即大小是G，故选项A正确．

【点睛】人受多个力处于平衡状态，合力为零．人受力可以看成两部分，一部分是重力，另一部分是椅子各部分对他的作用力的合力．根据平衡条件求解．

7. 如图所示，一小孩尝试用水平力推静止在水平地面上的大箱子，但没有推动。关于箱子受到的力以及它们的关系，下列说法正确的是（　　）

A. 箱子与地球间有三对相互作用力

B. 箱子对地面的压力就是该箱子的重力

C. 箱子先对地面施加压力，使地面发生形变后，地面再对箱子施加支持力

D. 之所以没有推动箱子，是因为箱子所受的推力小于所受的摩擦力

【答案】A

【解析】

【详解】A．木箱处于静止状态，可知受力平衡，木箱受到重力、地面支持力、地面的摩擦力以及人的推力作用，其中重力、地面的支持力、地面的摩擦力都是地球给木箱的，而力的作用是相互的，可知木箱与地球间有三对相互作用力，A正确；

B．箱子对地面的压力属于弹力，与该箱子的重力大小相等，方向相同，但处于不同性质的力，不能说箱子对地面的压力就是该箱子的重力，B错误；

C．相互作用的压力与支持力是同时产生的，C错误；

D．之所以没有推动箱子，是因为箱子所受的推力小于箱子与地面间的最大静摩擦力，D错误。

故选A。

8. 如图所示，A、B两质量均匀的钢管，管上端分别用细线悬挂着，管下端搁在水平地面上，处于静止状态。悬挂A管的细线倾斜，悬挂B管的细线恰好竖直。关于两管的受力情况，下列说法正确的是（　　）

A. 地面对A管的作用力方向竖直向上

B. A管的下端有向左运动的趋势

C. 地面对B管的支持力可能为零

D. 地面对B管的摩擦力方向向右

【答案】B

【解析】

【详解】A．依题意，根据平衡条件可知，地面对A管的作用力与细线对其作用力的合力与重力等大，反向，细线对A管的作用力方向斜向左上方，所以可知地面对A管的作用力方向不可能竖直向上，故A错误；

B．细线对A管的作用力方向斜向左上方，根据平衡条件可知A管受到地面的静摩擦力方向水平向右，所以下端有向左运动的趋势，故B正确；

C．依题意，可知细线对B管的拉力竖直向上，若地面对B管的支持力为零，则B管将处于竖直状态，而不是图中所示状态，所以可知细线对B管的拉力应小于B管的重力，则地面对B管的支持力不可能为零，故C错误；

D．由于细线对B管的拉力竖直向上，所以B管相对地面没有发生相对运动的趋势，地面对B管没有摩擦力的作用，故D错误。

故选B。

9. ETC是高速公路上不停车电子收费系统的简称。汽车在进入ETC通道感应识别区前需要减速至5m/s，然后匀速通过感应识别区。甲、乙两辆以15m/s的速度行驶的汽车在进入ETC通道感应识别区前都恰好减速至5m/s，减速过程的v-t图像如图所示，则（　　）

A. t1时刻甲车的速度大于乙车的速度

B. 0～t1时间内甲、乙两车的平均速度相同

C. 0～t1时间内甲、乙两车的速度变化量相同

D. t1时刻甲、乙两车距感应识别区的距离相同

【答案】C

【解析】

【详解】A．由图可知，t1时刻甲车的速度等于乙车的速度，故A错误；

B．v-t图像与时间轴围成的面积表示位移，由图知，0～t1时间内甲车的位移大于乙车，则0～t1时间内甲车的平均速度大于乙车，故B错误；

C．0时刻两车速度相同，t1时刻甲车的速度与乙车的速度也相同，则0～t1时间内甲、乙两车的速度变化量相同，故C正确；

D．v-t图像与时间轴围成的面积表示位移，由图知，甲车在时刻到达识别区，乙车在时刻到达识别区，而甲车在内位移小于乙车在内位移，说明t1时刻甲车更靠近识别区，故D错误。

故选C。

10. 在高中物理中，我们会遇到许多不同的物理概念和科学方法，这些概念和方法对我们认识自然规律会有很大帮助。自然界中某个物理量D的变化可记为，发生这个变化所用的时间间隔可以即为；变化量与之比就是这个量对时间的变化率，简称变化率。在运动学有时也可引入“加速度的变化率”来表示加速度对时间变化的快慢。如图所示，表示某一物体做直线运动时的图像。下列表述中正确的是（　　）

A. “加速度的变化率”的单位应该是

B. “加速度的变化率”为0的运动是匀速直线运动

C. 由图像可知，在前2s内该物体做匀减速直线运动

D. 由图像可知，在前2s内该物体的速度变化量为4m/s

【答案】D

【解析】

【详解】A．加速度的变化率可表示为，故单位应该是，A错误；

B．“加速度的变化率”为0时，表示物体的加速度保持不变，若不为零，是匀变速直线运动，B错误；

D．图线与横轴所围的面积表示速度的变化量，即在前2s内该物体的速度变化量为4m/s，D正确；

C．由于初速度未知，无法确定物体是否做减速运动，加速度在不断变小，不可能是匀变速直线运动，C错误。

故选D。

二、不定项选择题：本赵共4小题，每小题3分，共计12分。每小题可能有一至多个选项符合题意，全部选对的得3分，选对但不全的得2分，错选或不答得0分。

11. 如图所示，某人用手握住一个圆柱状的保温杯，则下列说法中正确的是（　　）

A. 保持杯子静止，手握得越紧，杯子和手之间受到的摩擦力越大

B. 保持杯子静止，手握得越紧，杯子和手之间的最大静摩擦力越大

C. 握着保温杯匀速向下运动，保温杯所受的摩擦力向下

D. 握着保温杯匀速向上运动，保温杯所受的摩擦力向上

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．保持杯子静止时，手握的越紧，杯子受到的压力越大，杯子和手之间的最大静摩擦力越大。但由于杯子此时受到的摩擦力为静摩擦力，大小始终等于杯子的重力，故A错误，B正确；

C．握着保温杯匀速向下运动，杯子受到的摩擦力仍为静摩擦力，且与重力是一对平衡力，大小等于杯子的重力，方向与重力方向相反，故保温杯所受的摩擦力向上。故C错误；

D．握着保温杯匀速向上运动，杯子受到的摩擦力仍为静摩擦力，且与重力是一对平衡力，大小等于杯子的重力，方向与重力方向相反，故保温杯所受的摩擦力向上。故D正确；

故选BD。

【点睛】注意确定摩擦力的类型，再根据物体的运动情况确定其大小和方向。

12. 某同学利用图甲所示的装置研究物块与木板之间的摩擦力。实验台上固定一个力传感器，传感器用细线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板，传感器记录的F-t图像如图乙所示。下列说法中正确的是（　　）

A. 木板一定始终做匀速运动

B. 物块与木板之间的滑动摩擦力大小约为2.0N

C. 在1.0~1.2 s时间内，物块与木板之间相对静止

D. 在2.4~3.0 s时间内，物块与木板之间的摩擦力是静摩擦力

【答案】BC

【解析】

【详解】AC．由图乙可知，在1.0~1.2s时间内，摩擦力随外力变化而变化，则摩擦力为静摩擦力，此段时间内物块与木板是静止的，故A错误C正确；

BD．由图乙可知，在之后，木块摩擦力保持不变，则为滑动摩擦力，约为2.0N，故D错误B正确。

故选BC。

13. 如图是某同学为颈椎病人设计的一个牵引装置的示意图，一根绳绕过两个定滑轮和动滑轮后各挂着一个相同的重物，与动滑轮相连的帆布带拉着病人的颈椎（图中是用手指代替颈椎做实验），整个装置在同一竖直平面内．如果要增大手指所受的拉力，可采取的方法是（　　）

A. 只增加绳的长度 B. 只增加重物的重量

C. 只将手指向下移动 D. 只将手指向上移动

【答案】BC

【解析】

【详解】A．对动滑轮受力分析，受重力、两个对称的拉力，拉力等于悬挂物体的重量mg，如图

三个力的合力为零，两个拉力的大小恒定，夹角越大，合力越小，夹角越小，合力越大；增加细线长度时，由于两个细线拉力也不变，动滑轮位置不变，故三个力大小方向都不变，故A错误；

B．只增加重物的重力，两个绳拉力变大，动滑轮位置不变，则两拉力夹角不变，故合力变大，故手指所受的拉力增大，故B正确；

C．只将手指向下移动，两个绳拉力大小不变，夹角变小，故两拉力合力变大，故手指所受的拉力增大，故C正确；

D．只将手指向上移动，两个绳拉力大小不变，夹角变大，故两拉力合力变小，故手指所受的拉力减小，故D错误。

故选BC。

14. 频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段。在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。如图是小球自由下落时的频闪照片示意图，某同学以下落过程中的某一点为原点，竖直向下为正方向建立坐标轴，并测量各时刻的位置坐标x1、x2、x3、x4。为了利用频闪照片证明自由落体运动是匀加速直线运动，以下几种方案合理的是（　　）

A. 看各位置坐标x1、x2、x3、x4是否成等差数列

B. 看各相邻位置坐标差（x1-0）、（x2-x1）、（x3-x2）、（x4-x3）否成等差数列

C. 作x-t图，看图线是否为一条直线

D. 作x-t2图，看图线是否为一条直线

【答案】B

【解析】

【详解】A.由自由落体运动可知

因此各位置坐标x1、x2、x3、x4不成等差数列，故选项A错误；

B.根据逐差法公式

可知，邻位置坐标差（x1-0）、（x2-x1）、（x3-x2）、（x4-x3）成等差数列，故选项B正确；

C.在x-t图中，匀变速运动的图像为二次函数图像，因此选项C错误；

D.在x-t2图中，若物体不是静止释放，即存在v0，则有关系式

此时的x-t2图像不是直线，则不能用图像是否是一条直线来判断是不是匀加速直线运动，故D错误；

故选B。

（备注：“等差数列”是指从第二项起，每一项与它前一项的差等于同一个常数的数列）

三、实验题，本题共3小题，共16分。请将解答填写在答题卡相应的位置。

15. 某物理研究性学习小组用自己设计制作的“滴水计时器”来研究小车在水平桌面上的直线运动。加图（a）所示，将该计时器固定在小车旁，用手轻推一下小车，在小车的运动过程中滴水计时器等间隔时间滴下小水滴。图（b）记录了桌面上连续6个水滴的位置，已知滴水计时器每10s滴下20个小水滴。

（1）由图（b）可知，小车在桌面上的运动方向是________。

（2）该小组同学根据图（b）数据判断出小车在做匀变速直线运动。滴水计时器滴下如图中A处水滴时，小车的速度大小为_________m/s，加速度大小为________。（结果均保留2位有效字）

【答案】    ①. 从右向左    ②. 0.25    ③. ##0.065##0.066##0.067##

【解析】

【详解】（1）[1]由于用手轻推一下小车，则小车做减速运动，根据桌面上连续6个水滴的位置，从左向右位移间距越来越大，可知，小车从右向左运动。

（2）[2]已知滴水计时器每10s滴下20个小水滴。那么各点时间间隔为

根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，有

[3]根据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度，得

16. 在做“验证力的平行四边形定则”实验时，其中的三个实验步骤是：

（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板上，另一端拴两根细线，用两个弹簧秤互成角度地通过细线拉橡皮条，使橡皮条与细线的结点达到某一位置O点，在白纸上记下O点的位置，记录两弹簧秤的读数F1和F2；

（2）在纸上根据F1和F2的大小和方向，应用平行四边形定则作图求出合力F；

（3）用一个弹簧秤通过细线拉橡皮条，使它的伸长量与两个弹簧秤拉时相同，记下此时弹簧秤的读数F'和细线的方向。

其中步骤（1）、（3）中有疏漏。

步骤（1）中的疏漏是_________________________________________________；

步骤（3）中的疏漏是_________________________________________________。

【答案】    ①. 未记下两细线所确定的F1和F2的方向    ②. 未使橡皮条与细线的结点达到O点

【解析】

【详解】[1]实验中我们需要根据两个分力的大小和方向作平行四边形，所以步骤（1）中的疏漏是未记下两细线所确定的F1和F2的方向。

[2]本实验运用等效替代法，需要两分力与合力的作用效果相同，即保持橡皮条的伸长量和伸长方向都相同，所以步骤（3）中的疏漏是未使橡皮条与细线的结点达到O点。

17. 某同学用图加所示的装置做“探究弹簣弹力与形变量的关系”的实验。

实验中，他将弹簧的一段悬挂在铁架台上，另一端用来挂钩码。先测出不挂钩码时弹簧的长度，再将钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度L，再算出弹簧伸长量x。并将数据填在下面的表格中，实验过程中，弹簧始终在弹性限度内。

（1）在图乙所示的坐标纸上已经描出了其中5次测量的弹簀弹力F与弹簧伸长量x对应的数据点，但是漏掉了第4次测量的点。在图乙中，请把第4次测量的数据点用“+”在坐标纸中描绘出来，并作出图像_____。

（2）根据上述实验过程，对实验数据进行分析可知，下列说法正确的是________（选填选项前的字母）。

A．弹簣弹力大小与弹簧的总长度成正比

B．弹簧弹力大小与弹簧伸长的长度成正比

C．该弹簧的劲度系数约为25N/m

D．该弹簧的劲度系数约为2500N/m

（3）类比是科学研究中的重要方法，常常能帮助我们通过已知去了解未知。在匀变速直线运动的速度v随时间t变化关系图像中，我们知道图线与水平坐标轴围成的面积的物理意义表示位移，经过类比思考，我猜测（1）问中图像中图线与x坐标轴围成的面积的物理意义是________。

【答案】    ①.     ②. BC##CB    ③. 功（弹簧弹力做的功）

【解析】

【详解】（1）[1]图像如下所示

（2）[2] AB．弹簧弹力大小与弹簧伸长的长度成正比弹。故A错误，B正确；

CD．由图像可知，图像的斜率即为弹簧的劲度系数，即

故C正确，D错误。

故选BC。

（3）[3]图像中图线与x坐标轴围成的面积为

根据功的定义可知，力与力方向上位移的乘积等于功，即图像的面积表示弹力所做的功。

【点睛】描点画图时直线穿过尽可能多的点，对于图像斜率和面积的含义，可以推导出对应的表达式，再结合相关的物理量的定义进行判断其所表达的意义。

18. 概念和规律是物理学知识的重要组成部分，对概念和规律的准确理解和表述是我们学好物理的有效途径。

（1）一物体以初速度，加速度为a，做匀变速直线运动。根据匀变速直线运动和加速度的定义，推导匀变速直线运动的速度，与时间t关系的公式。

（2）“重力”是个基本的物理概念，请用科学的语言写出“重力”的定义以及“重力的方向”的表述。

【答案】（1）；（2）重力的定义：由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力，重力的方向：竖直向下（垂直水平面向下）

【解析】

【详解】（1）沿着一条直线，且加速度不变的运动，叫做匀变速直线运动，根据加速度的定义，加速度

则匀变速直线运动的速度与时间关系的公式为

（2）重力的定义：由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力（“重力就是地球对物体的吸引力”）

重力的方向：竖直向下（垂直水平面向下）

19. 亚里士多德认为“重的物体比轻的物体坠落得快”。对此伽利略做了如下推理：

a．根据这一论断，一块较重的石头比一块较轻的石头下落速度大。

b．假定一块较重的石头下落速度为8个单位，一块较轻的石头下落速度为4个单位。

c．…

d．由此从“重物比轻物落得快”的论断推出了相互矛盾的结果。

（1）将伽利略的推理c补充完整。

（2）设计一个小实验使重的物体比轻的物体落得慢。

【答案】（1）见解析；（2）见解析

【解析】

【详解】（1）c．当我们把两块石头拴在一起时，下落快的会被下落慢的拖着而减慢，下落慢的会被下落快的拖着而加快，结果整个系统的下落速度应该小于8；但是两块石头拴在一起，加起来比大石头还要重，整个系统的下落速度应该大于8。

（2）重的物体上面拴一伞面较大的降落伞，与轻的物体从同一高度同时下落。由于重的物体比轻的物体受到更大阻力的作用，会发现重的物体比轻的物体落得慢。

20. 某同学在室内以窗户为背景摄影时，恰好把窗外从高处落下的一个小石子拍摄在照片中，已知本次摄影的曝光时间是0.01s。经过分析测量，测得照片中石子运动痕迹的长度为1.0cm，实际长度为100cm的窗框在照片中的长度为5.0cm。重力加速度g取10m/s2，请根据上述信息：

（1）计算在曝光时间内石子约下落了多少距离。

（2）估算摄影曝光时石子运动的速度是多大。

（3）估算这个石子大约是从距离窗户多高的地方落下的。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）由题意可得，小石子在曝光时间内下落的距离为

（2）由于曝光时间极短，可以认为小石子在曝光时间内做匀速直线运动，则

（3）据位移速度公式可得

即小石子大约是从距离窗户20m高的地方落下的。

21. 小红发现家里的一个电风扇有多挡风力可调，她想设计一个“风力仪”用来直接测量和比较不同挡位的风力的大小。她的设计原理如图1所示。仪器中有一根轻质金属丝悬挂着一个质量为m的金属小球。无风时，金属丝竖直下垂；当受到沿水平方向吹来的风时，金属丝会偏离竖直方向一个角度，风力越大，偏角越大，就可以根据偏角的大小指示出风力。已知重力加速度为g。

（1）请写出风对小球作用力F的大小跟小球质量m、偏角之间的关系。

（2）用1挡和3挡开电风扇时，发现分别约为30°和60°，估测1挡和3挡的风力大小之比是多少？

（3）如图2所示，小红要在圆弧形表盘上把角度刻度逐一标注为风力刻度。请描述随着的增大，该风力仪的刻度线分布的特点是怎样的?（如：均匀分布、越来越密、越来越疏等），然后在图2所示的表盘上定性画出风力刻度线的分布。

【答案】（1）；（2）1：3；（3）越来越密，

【解析】

【详解】（1）当小球受力平衡时，受力示意图如图所示

以小球为研究对象，建立水平和竖直方向的正交坐标系，分别可得

联立解得

（2）结合（1）的结论可得，1挡风力时

3挡风力时

对比可得

（3）由风力与轻绳的摆角关系可知，随着角度的增大，风力仪表盘的刻度线分布特点是越来越密，表盘上定性画出刻度线的分布，如图所示

22. 斜面是一种简单机械，战国时期墨子所作的《墨经》一书中就记载了利用斜面来提升重物的方法。在高一年级劳动实践活动课中，小明到物理实验室帮老师整理和搬运实验器材，一些放置实验器材的箱子经常需要通过斜面进行搬运。如图甲所示，倾角为的斜面放置在水平面上，质量为m的箱子在斜面上正好能匀速下滑。已知在箱子的各种运动中，斜面始终保持静止。（sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度为g）。

（1）求箱子与斜面间的动摩擦因数。

（2）如图乙所示，若用水平推力推着箱子沿斜面匀速上升，求推力的大小。

（3）如图丙所示，为了能用最小的力就能拉着箱子沿斜面匀速上升，小明在箱子的同一作用点尝试了各个方向的拉力。请进行理论分析，说明最小拉力F的大小及方向。（备注：结果可以用分数和三角函数表示）

【答案】（1）；（2）；（3），该力的方向右向上，与斜面x轴方向夹角为37°，与水平方向夹角为74°。

【解析】

【详解】（1）根据情况，建立如图所示的正交坐标系，对木块进行受力分析，受力示意图如下所示

根据平衡条件，木块在y方向有

在x方向有

由于木块受到摩擦力为滑动摩擦力，故有

联立解得

（2）根据情况，建立如图所示的正交坐标系，对木块进行受力分析，受力示意图如下所示

根据平衡条件，木块在y方向有

在x方向

联立解得

（3）方法一：如图所示，根据重力和拉力与斜面对木块作用力的合力的反作用力构成的封闭三角形，可得出示意图如下

设摩擦力与支持力的夹角α，根据

可知摩擦力与支持力的夹角α恒为37°，即摩擦力与支持力的合力方向始终不变。根据受力示意图分析可知，当F2与拉力与斜面对木块作用力的合力的反作用力垂直时，拉力F2最小，此时重力与摩擦力和支持力合力的夹角β为

故根据力的关系有

即该力的方向右向上。与斜面夹角为37°，与水平方向夹角为74°

方法二：如图所示，设拉力F与斜面成的角度为a

根据平衡条件，木块在y方向有

即

（1）

在x方向有

（2）

将（1）式代入（2）式，可得

即

得

为了使得F达到最小值，应令取得最大值，即

由此推出：当时，拉力可取得最小值

该力的方向右向上，与斜面x轴方向夹角为37°，与水平方向夹角为74°。

【点睛】主要考查对力的分解与合成的理解，力的分解往往采用正交分解，正交分解常用原则为一个分力沿物体运动（趋势）方向，另一个分力沿垂直于物体运动（趋势）方向。