精选整体法隔离法习题附答案
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高中物理整体法隔离法解决物理试题题20套(带答案)及解析一、整体法隔离法解决物理试题1.在如图所示的电路中,闭合开关,将滑动变阻器的滑片向右移动一段距离,待电路稳定后,与滑片移动前比较A.灯泡L变亮B.电容器C上的电荷量不变C.电源消耗的总功率变小D.电阻R0两端电压变大【答案】C【解析】A、C、滑动变阻器的滑片向右移动一点,变阻器接入电路的电阻增大,外电路总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律分析得知,流过电源的电流减小,则由知电源的总功率变小,且流过灯泡的电流减小,灯泡L亮度变暗,故A错误,C正确;B、电源的路端电压U=E-Ir增大,即电容器电压增大将充电,电荷量将增大.故B错误.D、电阻R0只有在电容器充放电时有短暂的电流通过,稳定状态无电流,则其两端的电压为零不变,D错误;C、.故C正确.故选C.【点睛】本题电路动态变化分析问题.对于电容器,关键是分析其电压,电路稳定时,与电容器串联的电路没有电流,电容器的电压等于这条电路两端的电压.2.最近,不少人喜欢踩着一种独轮车,穿梭街头,这种独轮车全名叫电动平衡独轮车,其中间是一个窄窄的轮子,两侧各有一块踏板,当人站在踏板上向右运动时,可简化为如图甲、乙所示的模型。
关于人在运动中踏板对人脚的摩擦力,下列说法正确的是()A.考虑空气阻力,当人以如图甲所示的状态向右匀速运动时,脚所受摩擦力向左B.不计空气阻力,当人以如图甲所示的状态向右加速运动时,脚所受摩擦力向左C.考虑空气阻力,当人以如图乙所示的状态向右匀速运动时,脚所受摩擦力可能为零D.不计空气阻力,当人以如图乙所示的状态向右加速运动时,脚所受摩擦力不可能为零【解析】【详解】A .考虑空气阻力,当人处如图甲所示的状态向右匀速运动时,根据平衡条件,则脚所受摩擦力为右,故A 错误;B .不计空气阻力,当人处如图甲所示的状态向右加速运动时,合力向右,即脚所受摩擦力向右,故B 错误;C .当考虑空气阻力,当人处如图乙所示的状态向右匀速运动时,根据平衡条件,则重力、支持力与空气阻力处于平衡,则脚所受摩擦力可能为零,故C 正确;D .当不计空气阻力,当人处如图乙所示的状态向右加速运动时,根据牛顿第二定律,脚受到的重力与支持力提供加速度,那么脚所受摩擦力可能为零,故D 错误。
1.如图所示,物体a 、b 和c 叠放在水平桌面上,水平力F b =5N 、F c =10N 分别作用于物体b和c 上,a 和b 及c 均仍保持静止,以f 1、f 2、f 3分别表示a 与b 、b 与c 、c 与桌面的静摩擦力的大小,则 ( C )A. f 1=5N,f 2=0,f 3=5NB. f 1=5N,f 2=5N ,f 3=0C. f 1=0,f 2=5N ,f 3=5ND. f 1=0,f 2=10N ,f 3=5N2.如图所示,在两块相同的竖直木板之间的质量均为m 的4块相同的砖,用两个大小均为F的水平力压木板,使砖静止不动,则第二块砖对第三块砖的摩擦力大小为( A )A.零B.mgC.mg/2D.2mg3.如图所示,两个等大的水平力F 分别作用在物体B 、C 上。
物体A 、B 、C都处于静止状态。
各接触面与水平地面平行。
物体A 、C 间的摩擦力大小为f 1,物体B 、C间的摩擦力大小为f 2,物体C 与地面间的摩擦力大小为f 3,则( B )A .000321===f f f ,, B .00321===f F f f ,,C .00321===f f F f ,,D .F f F f f ===3210,,4.(09·海南物理·3)两刚性球a 和b 的质量分别为a m 和b m 、直径分别为a d 个b d (a d >b d )。
将a 、b 球依次放入一竖直放置、内径为的平底圆筒内,如图所示。
设a 、b 两球静止时对圆筒侧面的压力大小分别为1f 和2f ,筒底所受的压力大小为F .已知重力加速度大小为g 。
若所以接触都是光滑的,则 ( A )A .()a b 12 F m m g f f =+=B .()a 12 b F m m g f f =+≠C .()a 12 a b m g F m m g f f <<+=D .()a a 12, b m g F m m g f f <<+≠答案:A解析:对两刚性球a 和b 整体分析,竖直方向平衡可知F =(a m +b m )g 、水平方向平衡有1f =2f 。
高中物理解题方法:整体法隔离法习题复习题附答案一、高中物理解题方法:整体法隔离法1.如图所示,水平面O 点左侧光滑,O 点右侧粗糙且足够长,有10个质量均为m 完全相同的小滑块(可视为质点)用轻细杆相连,相邻小滑块间的距离为L ,滑块1恰好位于O 点,滑块2、3……依次沿直线水平向左排开,现将水平恒力F 作用于滑块1,经观察发现,在第3个小滑块进入粗糙地带后到第4个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,小滑块做匀速直线运动,已知重力加速度为g ,则下列说法正确的是A .粗糙地带与滑块间的动摩擦因数F mgμ= B 5FL mC .第一个滑块进入粗糙地带后,第二个滑块进入前各段轻杆的弹力大小相等D .在水平恒力F 作用下,10个滑块全部可以进入粗糙地带 【答案】B 【解析】 【详解】A 、对整体分析,根据共点力平衡得,F =3μmg ,解得3Fmgμ=,故A 错误. B 、根据动能定理得2122102F L mg L mg L mv μμ⋅-⋅-⋅=⨯,解得5FL v m=,故B 正确. C 、第一个滑块进入粗糙地带后,整体仍然做加速运动,各个物体的加速度相同,隔离分析,由于选择的研究对象质量不同,根据牛顿第二定律知,杆子的弹力大小不等,故C 错误.D 、在水平恒力F 作用下,由于第4个滑块进入粗糙地带,整体将做减速运动,设第n 块能进入粗焅地带,由动能定理:()(123(1))00F nL mgL n μ-+++⋯+-=-,解得:n =7,所以10个滑块不能全部进入粗糙地带,故D 错误.故选B.2.如图所示的电路中,电源电动势为E .内阻为R ,L 1和L 2为相同的灯泡,每个灯泡的电阻和定值电阻阻值均为R .电压表为理想电表,K 为单刀双掷开关,当开关由1位置掷到2位置时,下列说法中正确的是( )A.L1亮度不变,L2将变暗B.L1将变亮,L2将变暗C.电源内阻的发热功率将变小D.电压表示数将变小【答案】D【解析】开关在位置1时,外电路总电阻R总=,电压表示数U=E=,同理,两灯电压U1=U2=E,电源内阻的发热功率为P热==。
牛顿运动定律的综合应用(一)(一)、整体法、隔离法与连接体问题1、连接体整体运动状态相同:【例1】A 、B 两物体靠在一起,放在光滑水平面上,它们的质量分别为m A 、m B ,今用水平力F A 推A , 求A 、B 间的作用力有多大?扩展(一)若地面动摩擦因数为求A 、B 间的作用力有多大?扩展(二)若在倾角为的光滑斜面上,求A 、B 间的作用力有多大?【练1】如图所示,质量为M 的斜面斜面间无摩擦。
在水平向左的推力F 起做匀加速直线运动,为,物体B 的质量为m 的大小为( )A.B.C.D.μθθ)(,sin θ+==m M F g a θ)(,cos m M F g a +==)(,tan θ+==m M F g a g m M F g a )(,cot +==μθ【练2】如图所示,质量为的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上,并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为的物体,与物体1相连接的绳与竖直方向成角,则( )A. 车厢的加速度为B. 绳对物体1的拉力为m 1g/cos θC. 底板对物体2的支持力为D. 物体22【例2】如图所示,箱和杆的总质量为M 动,当加速度大小为a 时(a <g )A. Mg + mg C. Mg + ma 【练3】如图所示,一只质量为根质量为M A. B. C. 【练4面,现将一个重4 N 物体的存在,而增加的读数是( A.4 NB.23 NC.0 ND.3 N【练5】如图所示,A 、B 的质量分别为m A =0.2kg ,m B =0.4kg ,盘C 的质量m C =0.6kg ,现悬挂于天花板O 处,处于静止状态。
当用火柴烧断O 处的细线瞬间,木块A 的加速度a A 多大?木块B 对盘C 的压力F BC 多大?(g 取10m/s 2)2m 1m θθsin g g g M m A B O(二)、极限法与临界问题在应用牛顿运动定律解决动力学问题中,当物体运动的加速度不同时,物体有可能处于不同的状态,特别是题目中出现“最大”、“最小”、“刚好”等词语时,往往会有__________现象,此时要采用假设法或__________法,看物体在不同的加速度时,会有哪些现象发生,尽快找出__________ ,求出临界条件.方法1.“假设法‖分析动力学问题,(1)首先假定某力不存在,看物体发生怎样的运动,然与题目给定的运动状态是否相同;(2)假定某力沿某一方向,用运动规律进行验算;方法2.―极限法‖分析动力学问题,这类问题的关健在于抓住满足临界值的条件,准确地分析物理过程,进行求解;例3.如图所示,把质量m l=4 kg的木块叠放在质量m2=5 kg的木块上,m2放在光滑的水平面上,恰好使m1相对m2开始滑动时作用于木块m1上的水平拉力F1=12 N.那么,应用多大的水平拉力F2拉木块m2,才能恰好使m1相对m2开始滑动?【练6】如图所示,物体A叠放在物体B上,B置于光滑水平面上,A、B质量分别为m A =6 kg,m B=2 kg,A、B之间的动摩擦因数μ=0.2,开始时F=10 N,此后逐渐增加,在增大到45 N的过程中,则()A.当拉力F<12 N时,物体均保持静止状态B.两物体开始没有相对运动,当拉力超过12 N时,开始相对运动C.两物体从受力开始就有相对运动D.两物体始终没有相对运动例4.质量为0.2kg的小球用细线吊在倾角为θ=60°的斜面体的顶端,斜面体静止时,小球紧靠在斜面上,线与斜面平行,如图所示,不计摩擦,求在下列三种情况下,细线对小球的拉力(取g=10 m/s2)(1) 斜面体以23m/s2的加速度向右加速运动;(2) 斜面体以43m/s2,的加速度向右加速运动;【练7】如图所示,质量为m=1 kg的物块放在倾角为θ=37°的斜面体上,斜面体质量为M=2 kg,斜面体与物块间的动摩擦因数为μ=0.2,地面光滑,现对斜面体施一水平推力F,要使物块m相对斜面静止,试确定推力F的取值范围.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2)。
n e i n g整体法和隔离法1、用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来,如右图所示.今对小球a 持续施加一个向左偏下30°的恒力,并对小球b 持续施加一个向右偏上30°的同样大的恒力,最后达到平衡. 表示平衡状态的图可能是( A )2、如图<1>,在粗糙的水平面上放一三角形木块a ,若物体b 在a 的斜面上匀速下滑,则( A )A 、a 保持静止,而且没有相对于水平面运动的趋势;B 、a 保持静止,但有相对于水平面向右运动的趋势;C 、a 保持静止,但有相对于水平面向左运动的趋势;D 、因未给出所需数据,无法对a 是否运动或有无运动趋势作出判断;3、A 、B 、C 三物块质量分别为M 、m 和m 0,作图<2> 所示的联结. 绳子不可伸长,且绳子和滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计. 若B 随A 一起沿水平桌面作匀速运动,则可以断定( A )A 、物块A 与桌面之间有摩擦力,大小为m 0g ;B 、物块A 与B 之间有摩擦力,大小为m 0g ;C 、桌面对A ,B 对A ,都有摩擦力,两者方向相同,合力为m 0g ;D 、桌面对A ,B 对A ,都有摩擦力,两者方向相反,合力为m 0g ;4、质量为m 的物体放在质量为M 的物体上,它们静止在水平面上。
现用水平力F 拉物体M,它们仍静止不动。
如右图所示,这时m 与M 之间,M 与水平面间的摩擦力分别是( C ) A .F ,F B .F ,0 C .0,F D .0,05、如右图所示,物体a 、b 和c 叠放在水平桌面上,水平力F b =4N 、F c =10N 分别作用于物体b 、c 上,a 、b 和c 仍保持静止。
以f 1、f 2、f 3分别表示a 与b 、b 与c 、c 与桌面间的静摩擦力的大小。
则f 1= 0 ,f 2= 4N ,f 3= 6N 。
6、质量为m 的四块砖被夹在两竖夹板之间,处于静止状态,如右图所示,则砖2对砖1的摩擦力为 mg 。
A B C 整体隔离法整体法 研究外力对物体系统的作用时,一般选用整体法。
使用整体法的条件是物体两个物体运动状态一致(保持相对静止或一个物体匀速运动,另一个静止)因为不用考虑系统内力,所以这种方法更简便,总之,能用整体法解决的问题不用隔离法隔离法分析系统内各物体(各部分)间的相互作用时,需要选用隔离法,一般情况下隔离受力较少的物体1、如图所示,两个光滑金属球a 、b 置于一个桶形容器中,两球的质量m a >m b ,对于图中的两种放置方式,下列说法正确的是 ( )A . 两种情况对于容器左壁的弹力大小相同B . 两种情况对于容器右壁的弹力大小相同C . 两种情况对于容器底部的弹力大小相同D . 两种情况两球之间的弹力大小相同变式1-1、在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A ,A 与竖直墙之间放另一截面也为半圆的柱状物体B ,整个装置处于静止状态,截面如图所示。
设墙对B 的作用力为F 1,B 对A 的作用力为F 2,地面对A 的作用力为F 3。
在B 上加一物体C ,整个装置仍保持静止,则( )A .F 1保持不变,F 3增大B .F 1增大,F 3保持不变C .F 2增大,F 3增大D .F 2增大,F 3保持不变变式1-2、物块a ,b 质量分别为2m ,m ,水平地面和竖直墙面均光滑,在水平推力F 作用下,两物块均处于静止状态.则( )A .物块b 受四个力作用B .物块b 受到的摩擦力大小等于2mgC .物块b 对地面的压力大小等于mgD .物块a 受到物块b 的作用力水平向右变式1-3、两梯形木块A、B叠放在水平地面上,A、B之间的接触面倾斜。
A的左侧靠在光滑的竖直墙面上,关于两木块的受力,下列说法正确的是()A.A、B之间一定存在摩擦力作用B.木块A可能受三个力作用C.木块A一定受四个力作用D.木块B受到地面的摩擦力作用方向向右变式1-4、将重为4mg的均匀长方体物块切成相等的A、B两部分,切面与边面夹角为45°,如图1所示叠放并置于水平地面上,现用弹簧秤竖直向上拉物块A的上端,弹簧秤示数为mg,整个装置保持静止,则()A.地面与物块间可能存在静摩擦力B.物块对地面的压力大于3mgC.A对B的压力大小为mgD.A、B之间静摩擦力大小为22mg2、甲、乙、丙三个物体叠放在水平面上,用水平力F拉位于中间的物体乙,它们仍保持静止状态,三个物体的接触面均为水平,则乙物体受力的个数为()A.3个B.4个C.5个D.6个变式2-1、(多选)有三个相同的物体叠放在一起,置于粗糙水平地面上,物体之间不光滑,现用一水平力F作用在乙物体上,物体之间仍保持静止,下列说法正确的是()A.丙受到地面的摩擦力大小为F,方向水平向左B.甲受到水平向右的摩擦力作用C.乙对丙的摩擦力大小为F,方向水平向右D.丙对乙的摩擦力大小为F,方向水平向右变式2-2、A、B、C三个物体的质量相等,有F=1 N的两个水平力作于A、B两个物体上,A、B、C都静止,则地面对A物体、A物体对B物体、B物体对C物体的摩擦力分别为()A.1 N、2 N、1 N B.1 N、0、1 NC.0、1 N、0 D.1 N、1 N、0变式2-3、如下图所示,物体a、b和c叠放在水平桌面上,水平力Fb=5 N、Fc=10 N分别作用于物体b、c上,a、b和c仍保持静止.以F f1、F f2、F f3分别表示a与b、b与c、c与桌面间的静摩擦力的大小,则()A.F f1=5 N,F f2=0,F f3=5 NB.F f1=5 N,F f2=5 N,F f3=0C.F f1=0,F f2=5 N,F f3=5 ND.F f1=0,F f2=10 N,F f3=5 N变式2-4、如下图所示,物体A、B、C叠放在水平桌面上,水平力F作用于C物体,使A、B、C以共同速度向右匀速运动,且三者相对静止,下面关于摩擦力的说法正确的是() A.A不受摩擦力作用B.B不受摩擦力作用C.C不受摩擦力作用D.以A、B、C为整体,整体受到的摩擦力为零变式2-5、如图所示,光滑的水平地面上有三块木块a、b、c,质量均为m,a、c之间用轻质细绳连接.现用一水平恒力F作用在b上,三者开始一起做匀加速运动,a、c间细绳的拉力为T,a、b间的摩擦力为f.运动过程中把一块橡皮泥粘在木块a上,系统仍加速运动,且a、b、c之间始终没有相对滑动.稳定后,T和f的变化情况是()A.T变大,f变小B.T变大,f变大C.T变小,f变小D.T变小,f变大3、如图所示,木板B放在粗糙的水平面上,木块A放在B的上面,A的右端通过一不可伸长的轻绳固定在竖直墙上.用水平恒力F向左拉木板B,使其以速度v做匀速运动,此时绳水平且拉力大小为F T,下面说法正确的是()A.绳上拉力F T与水平恒力F大小相等B.木块A受到的是静摩擦力,大小等于F TC.木板B受到一个静摩擦力,一个滑动摩擦力,合力大小等于FD.若木板B以2v匀速运动,则拉力仍为F4、如图所示,轻绳两端分别与A 、C 两物体相连接,m A =1kg ,m B =2 kg ,m C =3 kg ,物体A 、B 、C 之间及C 与地面间的动摩擦因数均为μ=0.1,轻绳与滑轮间的摩擦可忽略不计,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.若要用力将C 物体拉动,则作用在C 物体上水平向左的拉力最小为(取g =10 m/s 2)( )A .6 NB .8 NC .10 ND .12 N变式4-1、如图,位于水平桌面上的物块P ,由跨过定滑轮的轻绳与物块相连,从滑轮到P 和到Q 的两段绳都是水平的,已知Q 与P 之间以及桌面之间的动摩擦因数都μ,两物块的质量都是m ,滑轮轴上的摩擦不计,若用一水平向右的力F 拉P 使P 做匀速运动,则F 的大小为( )A .4μmgB .3μmgC .2μmgD .μmg5、(多选)将一物块分成相等的A ,B 两部分靠在一起,下端放置在地面上,上端用绳子拴在天花板上,绳子处于竖直伸直状态,整个装置静止,则( )A .绳子上拉力可能为零B .地面受的压力可能为零C .地面与物体间可能存在摩擦力D .A 、B 之间可能存在摩擦力6、如图所示,用两相同的夹板夹住三个重力为G 的物体A 、B 、C ,三个物体均保持静止,请分析各个物体的受力情况.变式6-1、在两块相同的竖直木板之间,有质量均为m 的4块相同的砖,用两个大小均为F 的水平力压木板,使砖块静止不动,则第2块砖对第3块砖的摩擦力大小是( )A .0B .mgC .mgD .2mgFQ P变式6-2、五块一模一样的砖头夹与两墙之间,所有的滑动摩擦系数都一样,砖块的质量都为m,求砖块1与墙壁间的摩擦力?1 2 3 4 5变式6-3、五块一模一样的砖头夹与两墙之间,所有的滑动摩擦系数都一样,砖块的质量都为m,求砖块3与砖块4间的摩擦力?1 2 3 4 5 6变式6-4、用两个相同的足够大的水平力F将100个完全相同的木块夹在两个相同的竖直木板之间,所有木块都如图所示保持静止状态,每个木块的质量都为m,图中所有的接触面的动摩擦因素都为μ,则编号57和58号木块之间的摩擦力的大小为:(木块从左至右编号依次为1、2、3…98、99、100)()A.mg B.7mg C.8mg D.7、如图所示,物体B的上表面水平,当A、B相对静止沿斜面匀速下滑时,设B给A的摩擦力为F f1,水平面给斜面体C的摩擦力为F f2,则()A.F f1=0,F f2=0 B.F f1水平向右,F f2水平向左C.F f1水平向左,F f2水平向右D.F f1=0,F f2水平向右变式7-1、下表面粗糙,其余均光滑的斜面置于粗糙水平地面上,倾角与斜面相等的物体A 放在斜面上,方形小物体B放在A上,在水平向左大小为F的恒力作用下,A、B及斜面均处于静止状态,现将小物体B从A上表面上取走,则()A.A仍保持静止B.A对斜面的压力不变C.斜面可能向左运动D.斜面对地面的压力变小F M 变式7-2、如图所示,斜面小车M 静止在光滑水平面上,紧贴墙壁.若在斜面上放一物体m .再给m 施加一竖直向下的恒力F .M 、m 均保持静止,则小车受力的个数为( )A .3B .4C .5D .6 变式7-3、如图,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变式7-4、如图所示,在水平面上有一质量为M 的三角形木块a ,在它的两个斜面上分别放置着质量为m 1和m 2的两个木块b 和c ,已知m 1<m 2,整个装置处于静止状态,则下列说法正确的是( )A .木块b 对木块a 有沿斜面向上的摩擦力B .地面对木块a 有水平向左的摩擦力作用C .木块a 对木块b 的摩擦力小于对木块c 的摩擦力D .地面对木块a 的支持力大小为(m 1+m 2+M )g变式7-5、带电体P 、Q 可视为点电荷,电荷量相同.倾角为θ、质量为M 的斜面体放在粗糙地面上,将质量为m 的带电体P 放在粗糙的斜面体上.当带电体Q 放在与P 等高(PQ 连线水平)且与带电体P 相距为r 的右侧位置时,P 静止且受斜面体的摩擦力为0,斜面体保持静止,静电力常量为k ,则下列说法正确的是( )A.P 、Q 所带电荷量为 mgk tan θr 2B.P 对斜面体的压力为0C.斜面体受到地面的摩擦力为0D.斜面体对地面的压力为(M +m )g8、质量为m 0的木楔ABC 静置于粗糙水平面上,在斜面顶端有一质量为m 的物体,给物体m 一沿斜面方向的初速度使其沿斜面向下做减速运动.物体减速过程中,木楔始终保持静止.则下列说法中正确的是( )A .地面对木楔的支持力大于(m 0+m )gB .地面对木楔的支持力等于(m 0+m )gC.地面对木楔的摩擦力向左D.地面对木楔的摩擦力向右变式8-1、物体B的上表面水平,给A、B一个初速度,它们保持相对静止一起沿斜面下滑,斜面保持静止不动且受到地面的摩擦力水平向左,则下列判断正确的有( )A .物体B的上表面一定是粗糙的B .物体B,C都各受5个力作用C. 水平面对物体C的支持力大于三物体的重力之和D.若只减小B的质量,其它条件不变,物体C有可能不受水平面的摩擦力变式8-2、如图所示,斜面置于粗糙水平地面上,在斜面的顶角处,固定一个小的定滑轮,质量分别为m1、m2的物块,用细线相连跨过定滑轮,m1搁置在斜面上.下述正确的是()A.如果m1、m2均静止,则地面对斜面没有摩檫力B.如果m1沿斜面向下匀速运动,则地面对斜面有向右的摩檫力C.如果m1沿斜面向上加速运动,则地面对斜面有向右的摩檫力D.如果m1沿斜面向下加速运动,则地面对斜面有向右的摩檫力9、(多选)倾角为30°的斜面体静止在水平地面上,轻绳一端连着斜面上的物体A(轻绳与斜面平行),另一端通过两个滑轮相连于天花板上的P点.动滑轮上悬挂质量为m的物块B,开始时悬挂动滑轮的两绳均竖直.现将P点缓慢向右移动,直到动滑轮两边轻绳的夹角为90°时,物体A刚好要滑动.假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,物体A与斜面间的动摩擦因数为33.整个过程斜面体始终静止,不计滑轮的质量及轻绳与滑轮的摩擦.下列说法正确的是()A.物体A的质量为22m B.物体A受到的摩擦力一直增大C.地面对斜面体的摩擦力水平向左并逐渐减小D.斜面体对地面的压力逐渐减小变式9-1、[多选](2017·贵阳第一中学检测)如图所示,一轻质细绳一端固定在O点,另一端通过一光滑动滑轮P和一光滑定滑轮Q系一质量为m2的物块B,物块B置于斜面体C上,定滑轮Q固定在斜面体C的顶点,斜面体C位于水平地面上。
整体法和隔离法
例1.如图所示,在两块相同的竖直木板间,有质量均为m 的四块相同的砖,用两个大小均为F 的水平力压木板,使砖静止不动,则左边木板对第一块砖,第二块砖对第三块砖的摩擦力分别为:( B )
A .4mg 、2mg
B .2mg 、0
C .2mg 、mg
D .4mg 、mg
【例2】如图所示,两个完全相同的重为G 的球,两球与水平地面间的动摩擦因数都是μ,一根轻绳两端固接在两个球上,在绳的中点施加一个竖直向上的拉力,当绳被拉直后,两段绳间的夹角为θ。
问当F 至少多大时,两球将发生滑动?
【解析】首先分析受力如图示,
选用整体法,由平衡条件得
F +2N=2
G ①
再隔离任一球,由平衡条件得T sin(θ/2)=μN ②
对O 点 2·T cos(θ/2)=F ③
①②③联立解之 例3
、如图所示,半径为R ,重为G 的均匀球靠竖直墙放置,左下方
有厚为h 的木块,若不计摩擦,用至少多大的水平推力F 推木块才能使球离开地面.
【解析】以球为研究对象,受力如图所示。
由平衡条件 N1cos θ=N2
2122θμθ
μctg Gctg F +=
N1sin θ=G
sin θ=(R-h)/R
再以整体为研究对象得:N2=F )
2()()(1sin cos cot 22
2h R h h R G
R
h R R h R G G G N F --=---====∴θ
θ
θ
1。
1.如图为一直角支架AOB ,AO 水平放置,表面粗糙,OB 竖直向下,表面光滑。
AO 上套有小环P ,OB 上套有小环Q ,两环质量均为m ,两环由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连,并在图示位置平衡。
现将P 环向左移一小段距离,两环再次达到平衡,那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较,AO 杆对P 环的支持力F N 和摩擦力f 的变化情况是( ) A .F N 不变,f 变大 B .F N 不变,f 变小 C .F N 变大,f 变大 D .F N 变大,f 变小 【答案】B【解析】分析受力作出示意图。
再把两环、细绳作为“整体”研究可知,小环P 所受支持力等于2mg 即①mg F N -----≡2②f F N -------=/其中,F N 、F N /分别为环P 、Q 所受支持力。
由①式可知,F N 大小不变。
然后,依“极限思维”分析,当环P 向左移至O 点时,环Q 所受的拉力T 、支持力F N /逐渐减小为mg 、0。
由此可知,左移时环P 所受摩擦力将减小。
因此,正确的答案为:选B 。
静力学中存在着大量的类似此例的“连接体”问题。
解题思维方法,无非为“整体”、“隔离”两种分析方法的交替使用,至于是先“整体”、还是“隔离”,则因题而异,变通确定。
2.如图所示,叠放在一起的A 、B 两绝缘小物块放在水平向右的匀强电场中,其中B 带+Q 的电量,A 不带电;它们一起沿绝缘水平面以某一速度匀速运动。
现突然使B 带电量消失,A 带上+Q 的电量,则A 、B 的运动状态可能为A .一起匀速B .一起加速C .一起减速D .A 加速,B 匀速 【答案】A 【解析】试题分析:由题意知B 受到的向右的电场力与地面对B 向左的摩擦力大小相等,当B 带电量消失,A 带上+Q 的电量时,要讨论AB 间的的摩擦力与地面对B 的摩擦力之间的大小关系,当AB 间的的摩擦力大于或等于地面对B 的摩擦力时,AB 还是一起运动,可把AB 看成整体,整体受到的电场力与摩擦力平衡,所以仍然一起做匀速运动,A 对,BC 错;当AB 间的的摩擦力小于地面对B 的摩擦力时,此时A 做加速运动,B 做减速运动,D 错。
考点:本题考查受力分析,整体法点评:本题学生要讨论AB 间的的摩擦力与地面对B 的摩擦力之间的大小关系,从而去判断AB 是一起运动还是分开运动。
3.两个质量相同的小球用不可伸长绝缘的细线连结,置于场强为E 的匀强电场中,小球1带正电,电量为2q, 小球2带负电,电量大小为q 。
将细线拉直并使之与电场方向平行,如图所示。
若将两小球同时从静止状态释放,则BAOQPF N / F NfmgmgBAOQ PA .32T qE =B . 52T qE = C . T qE = D .3T qE = 【答案】A【解析】试题分析:把球1球2及细线看成一个整体,整体在水平方向受到的合力为Eq Eq Eq F ==-2合,由ma F 2=合得到m Eqa 2=,对球2进行受力分析得到ma Eq T =-,把a 代入解得T=232Eq m Eq m Eq ma Eq =+=+,A 对,BCD 错。
考点:本题考查受力分析,整体法,隔离法点评:本题学生明确用整体法求出加速度,即是整体中每个物体的加速度,然后再隔离物体进行分析,去求所要求的物理量。
4.如图所示,两光滑斜面的倾角分别为30°和45°,质量分别为2m和m的两个滑块用不可伸长的轻绳通过滑轮连接(不计滑轮的质量和摩擦),分别置于两个斜面上并由静止释放;若交换两滑块位置,再由静止释放.则在上述两种情形中正确的有A .质量为2m的滑块受到重力、绳的张力、沿斜面的下滑力和斜面的支持力的作用B .质量为m的滑块均沿斜面向上运动C .绳对质量为m滑块的拉力均大于该滑块对绳的拉力D .系统在运动中机械能均守恒【答案】BD【解析】考查受力分析、连接体整体法处理复杂问题的能力。
每个滑块受到三个力:重力、绳子拉力、斜面的支持力,受力分析中应该是按性质分类的力,沿着斜面下滑力是分解出来的按照效果命名的力,A 错;对B 选项,物体是上滑还是下滑要看两个物体的重力沿着斜面向下的分量的大小关系,由于2m 质量的滑块的重力沿着斜面的下滑分力较大,故质量为m 的滑块必定沿着斜面向上运动,B 对;任何一个滑块受到的绳子拉力与绳子对滑块的拉力等大反向,C 错;对系统除了重力之外,支持力对系统每个滑块不做功,绳子拉力对每个滑块的拉力等大反向,且对滑块的位移必定大小相等,故绳子拉力作为系统的内力对系统做功总和必定为零,故只有重力做功的系统,机械能守恒,D 对。
5.A 、B 、C 三物块的质量分别为M ,m 和m 0,作如图所示的联结.绳子不可伸长,且绳子和滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计.若B 随A 一起沿水平桌面做匀速运动,则可以断定( )A.物块A 与桌面之间有摩擦力,大小为m 0gB.物块A 与B 之间有摩擦力,大小为m 0gC.桌面对A ,B 对A ,都有摩擦力,两者方向相同,合力为m o gD.桌面对A ,B 对A ,都有摩擦力,两者方向相反,合力为m 0g【答案】A【解析】:将A 、B 视为“整体”,对其进行受力分析,如图3所示,据物体平衡条件:∑F=0,有T =f;隔离C 分析,如图4所示,有T =m 0g ,所以f =m 0g ,故A 选项正确;隔离B 分析时,由于B 匀速运动,其合外力为零,水平方向上不能有A 对B 的摩擦力,所以B 、C 、D 选项错误!,E球1球2领悟:不能把整体法和隔离法孤立起来,要将他们结合使用,起到相辅相成的作用!6.如图,在倾角为α的固定光滑斜面上,有一用绳子拴着的长木板,木板上站着一只猫。
已知木板的质量是猫的质量的2倍。
当绳子突然断开时,猫立即沿着板向上跑,以保持其相对斜面的位置不变。
则此时木板沿斜面下滑的加速度为( )A .αsin 2gB .αsin gC .αsin 23gD .2αsin g【答案】C【解析】绳子剪断,以猫为研究对象,保持平衡要求木板提供的摩擦力f 等于猫自身重力沿斜面的分力mgsin α;以木板为研究对象,由牛顿第二定律得F 合=G 分力+f ’=2mgsin α+mgsin α=2m a ,得a =3/2gsin α7.如图所示,一固定斜面上两个质量相同的小物块A 和B 紧挨着匀速下滑,A 与B 间的接触面光滑。
已知A 与斜面之间的动摩擦因数是B 与斜面之间动摩擦因数的2倍,斜面倾角为α。
B 与斜面之间的动摩擦因数是A .tan αB .23tan α C .cot α D .23cot α【答案】 B【解析】对整体应用平衡条件分析求解8.在固定于地面的斜面上垂直安放一个挡板,截面为 14 圆的柱状物体甲放在斜面上,半径与甲相等的光滑圆球乙被夹在甲与挡板之间,没有与斜面接触而处于静止状态,如图所示。
现在从球心O 1处对甲施加一平行于斜面向下的力F ,使甲沿斜面方向极其缓慢地移动,直至甲与挡板接触为止。
设乙对挡板的压力F 1,甲对斜面的压力为F 2,在此过程中A .F 1缓慢增大,F 2缓慢增大B .F 1缓慢增大,F 2缓慢减小C .F 1缓慢减小,F 2缓慢增大D .F 1缓慢减小,F 2缓慢不变【答案】D【解析】对整体,受力如图(a)所示,垂直斜面方向只受两个力:甲、乙重力在垂直于斜面方向的分量和斜面支持力2F ',且2cos 0F -G =θ',即2F '保持不变,由牛顿第三定律可知,甲对斜面的压力为F 2也保持不变,D 正确。
本题考查共点力的平衡的动态分析,涉及整体法和隔离法的应用,三力平衡原理等物理方法,选项的设置只需判断F 2保持不变就能确定答案,对1F ,可用图(b)、(c)来分析判断,当甲缓慢下移时,N F 与竖直方向的夹角减小,1F 减小。
难度较大。
9.在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A ,A 与竖直墙之间放一光滑圆球B ,整个装置处于静止状态。
现对B 加一竖直向下的力F ,F 的作用线通过球心,设墙对B 的作用力为F 1,B 对A 的作用力为F 2,地面对A 的作用力为F 3。
若F 缓慢增大而整个装置仍保持静止,截面如图所示,在此过程中A 、F 1保持不变,F 3缓慢增大B 、F 1缓慢增大,F 3保持不变C 、F 2缓慢增大,F 3缓慢增大D 、F 2缓慢增大,F 3保持不变 【答案】C【解析】将AB 作为整体,在竖直方向根据平衡条件有F 3=G A +G B +F ,所以F 3随F 缓慢增大而缓慢增大。
对光滑圆球B 力F 和圆球B 的重力的合力G B +F 产生了两个作用效果,一个是使B 压紧竖直墙面的力F 1,一个是压紧A 的力F 2,当力F 缓慢增大时,两个分力的方向都没有发生变化,所以当合力G B +F 增大时两个分力同时增大。
答案C 。
10.如图所示,在光滑的水平桌面上有一物体A ,通过绳子与物体B 相连,假设绳子的质量以及绳子与定滑轮之间的摩擦力都可以忽略不计,绳子不可伸长。
如果m B =3 m A ,则绳子对物体A 的拉力大小为1(a)1MgF 1F N(c)(b)A .mB g B .43m A g C .3 m A g D .43m B g【答案】 B【解析】对加速度不同的连接体,采用隔离法分析,然后列加速方程;11.如图所示,在倾角为300的光滑斜面上放置质量分别为m 和2.m 的四个木块,其中两个质量为m 的木块间用一不可伸长的轻绳相连,木块间的最大静摩擦力是f m . 现用平行于斜面的拉力F 拉其中一个质量为2.m 的木块,使四个木块沿斜面以同一加速度向下运动,则拉力F 的最大值是A .m f 53B .m f 43C .m f 23D .m f【答案】C 【解析】略12.如图所示,两个质量分别为12m kg=、23m kg=的物体置于光滑的水平面上,中间用轻质弹簧秤连接。
两个大小分别为F1=30N 、F2=20N 的水平拉力分别作用在m1、m2上,则( )A .弹簧秤的示数是10NB .弹簧秤的示数是50NC .在突然撤去F2的瞬间,m1的加速度不变D .在突然撤去F2的瞬间,m2的加速度不变 【答案】C 【解析】AB 、两水平拉力导致物体受力不平衡,先选整体为研究对象进行受力分析,由牛顿第二定律得:F 1-F 2=(m 1+m 2)a ,解得:a=2m/s 2,对m 2受力分析:向左的F 2和向右的弹簧弹力F ,由牛顿第二定律得:F-F 2=m 2a 解得:F=26N ,故AB 错误.C 、在突然撤去F 2的瞬间,因为弹簧的弹力不能发生突变,所以m 1的受力没有发生变化,故加速度大小仍为2m/s 2,故C 正确.D 、突然撤去F 2的瞬间,m 2的受力仅剩弹簧的弹力,对m 2列牛顿第二定律,得:F=m 2a ,m 2的加速度增大,故D 错误. 故选:C .13.如图所示,悬挂于小车里的小球偏离竖直方向θ角,则小车可能的运动情况是A .向右加速运动B .向右减速运动C .向左加速运动D .向左减速运动 【答案】AD【解析】本题考查整体隔离法,小球的加速度与小车的加速度相同,小球受绳子的拉力与重力,两个力的合力与小车合力相同沿水平方向,所以小车的加速度水平向右,可以向右匀加速运动也可以向左匀减速运动,AD 对; 14.如图所示,小车上有一定滑轮,跨过定滑轮的绳上一端系一重球,另一端系在弹簧秤上,弹簧秤固定在小车上.开始时小车处在静止状态.当小车匀加速向右运动时 ( )A.弹簧秤读数及小车对地面压力均增大 B.弹簧秤读数及小车对地面压力均变小C.弹簧秤读数变大,小车对地面的压力不变 D.弹簧秤读数不变,小车对地面的压力变大 【答案】C【解析】本题考查整体隔离法,当小车匀加速向右运动时,小球也获得向右的加速度,所以绳子向左偏,由此时小球受力可知,绳子的拉力为θcos mgF =,弹簧弹力也增大,再以整体为研究对象,竖直方向受力不变,小车对地面的压力还是与整体的重力相等如下图所示,质量32=M kg 的木块A 套在水平杆上,并用轻绳将木块与质量3=m kg 的小球B 相连。