受力分析中的整体法与隔离法
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受力分析中的整体和隔离法教学文稿受力分析是力学中非常重要的一部分,它是研究物体受力情况的基础。
在受力分析中,有两种常用的方法,分别是整体法和隔离法。
下面是关于这两种方法的教学文稿。
一、整体法整体法是指将一个物体作为整体来考虑,分析物体受力情况时将整个物体看做一个整体,考虑物体受力的平衡条件以及物体受力的不平衡条件。
使用整体法进行受力分析的步骤如下:1.确定物体所受的外力和内力,并绘制物体所受力的示意图。
2.使用平衡条件,即物体的合力为零,将所有的外力合成。
如果合力为零,则物体处于平衡状态。
如果合力不为零,则物体处于不平衡状态。
3.对于不平衡状态的物体,使用不平衡条件,即物体受力的和力矩为零,解析出物体所受的其他未知力。
4.根据计算所得的未知力,确定物体的受力情况。
使用整体法进行受力分析时,可以较好地观察和分析物体的受力情况。
但是,对于复杂的受力情况,整体法可能会比较繁琐,不易分析。
二、隔离法隔离法是指将物体切割成多个部分,将部分物体看作单独的物体进行受力分析,然后根据物体间的作用和反作用原理,将所得到的结果合成为整个物体的受力情况。
使用隔离法进行受力分析的步骤如下:1.根据物体的形状、结构和受力情况,将物体切割成多个部分,并绘制每个部分物体所受力的示意图。
2.针对每个部分物体,使用整体法分析其受力情况,得到每个部分物体所受力的大小和方向。
3.利用作用和反作用原理,将各个部分物体所受力的大小和方向合成为整个物体所受力的大小和方向。
4.根据计算所得的整体受力情况,确定物体的受力情况。
使用隔离法进行受力分析时,可以将复杂的受力情况简化为多个简单的受力情况,易于分析。
但是,使用隔离法需要较为熟练地掌握物体切割和合成的方法,且容易出现计算错误。
总结:整体法和隔离法是受力分析中常用的两种方法。
整体法将物体看作一个整体进行分析,适用于简单的受力情况;而隔离法将物体切割成多个部分,单独分析各部分物体的受力情况后再进行合成,适用于复杂的受力情况。
整体法和隔离法一、整体法整体法就是把几个物体视为一个整体,受力分析时,只分析这一整体之外的物体对整体的作用力,不考虑整体内部物体之间的相互作用力。
当只涉及系统而不涉及系统内部某些物体的力和运动时,一般可采用整体法。
运用整体法解题的基本步骤是:(1)明确研究的系统或运动的全过程;(2)画出系统或整体的受力图或运动全过程的示意图;(3)选用适当的物理规律列方程求解。
二、隔离法隔离法就是把要分析的物体从相关的物体系中假想地隔离出来,只分析该物体以外的物体对该物体的作用力,不考虑该物体对其它物体的作用力。
为了弄清系统(连接体)内某个物体的受力和运动情况,一般可采用隔离法。
运用隔离法解题的基本步骤是;(1)明确研究对象或过程、状态;(2)将某个研究对象或某段运动过程、或某个状态从全过程中隔离出来;(3)画出某状态下的受力图或运动过程示意图;(4)选用适当的物理规律列方程求解。
三、应用整体法和隔离法解题的方法1、合理选择研究对象。
这是解答平衡问题成败的关键。
研究对象的选取关系到能否得到解答或能否顺利得到解答,当选取所求力的物体,不能做出解答时,应选取与它相互作用的物体为对象,即转移对象,或把它与周围的物体当做一整体来考虑,即部分的看一看,整体的看一看。
但整体法和隔离法是相对的,二者在一定条件下可相互转化,在解决问题时决不能把这两种方法对立起来,而应该灵活把两种方法结合起来使用。
为使解答简便,选取对象时,一般先整体考虑,尤其在分析外力对系统的作用(不涉及物体间相互作用的内力)时。
但是,在分析系统内各物体(各部分)间相互作用力时(即系统内力),必须用隔离法。
2、如需隔离,原则上选择受力情况少,且又能求解未知量的物体分析,这一思想在以后牛顿定律中会大量体现,要注意熟练掌握。
3、有时解答一题目时需多次选取研究对象,整体法和隔离法交叉运用,从而优化解题思路和解题过程,使解题简捷明了。
所以,注意灵活、交替地使用整体法和隔离法,不仅可以使分析和解答问题的思路与步骤变得极为简捷,而且对于培养宏观的统摄力和微观的洞察力也具有重要意义。
高一物理受力分析之隔离法与整体法专题隔离法与整体法1、整体法:以几个物体构成的整个系统为研究对象进行求解的方法。
在许多问题中可以用整体法比较方便,但整体法不能求解系统的内力。
(区分内力和外力,对几个物体的整体进行受力分析时,这几个物体间的作用力为内力,不能在受力图中出现,当把某一物体单独隔离分析时,原来的内力变成了外力,要画在受力图上。
)2、隔离法:把系统分成若干部分并隔离开来,分别以每一部分为研究对象进行受力分根据地,分别列出方程,再联立求解的方法。
3、通常在分析外力对系统作用时,用整体法;在分析系统内各物体之间的相互作用时,用隔离法。
有时在解答一个问题时要多次选取研究对象,需要整体法与隔离法交叉使用注意:实际问题中整体法与隔离法要结合起来灵活运用........。
........................,通常先整体后隔离例 1.在粗糙的水平面上有一个三角形木块,在它的两个粗糙的斜面上分别放置两个质量为m1和m2的木块,,如图1所示,已知三角形木块和两个物体都是静止的,则粗糙水平面对三角形木块()A. 有摩擦力作用,方向水平向右;B. 有摩擦力作用,方向水平向左;C. 有摩擦力作用,但方向不确定;D. 以上结论都不对。
例2.如右图所示人重600N,平板重400N,若整个系统处于平衡状态,则人必须用多大的力拉住绳子?(滑轮和绳的质量及摩擦不计)例3、如图1所示,C是水平地面,A、B是两个长方形物块,F是作用在物块B上沿水平方向的力,物体A和B以相同的速度作匀速直线运动,由此可知,A、B间的动摩擦因数μ1和B、C间的动摩擦因数μ2有可能是[]A.μ1=0,μ2=0 B.μ1=0,μ2≠0C.μ1≠0,μ2=0 D.μ1≠0,μ2≠0例题4:如图所示2中两板、两物体分别相同,接触面粗糙,试画出A物体的受力图。
1。
巧用整体法和隔离法解决力学问题在解决力学问题时,整体法和隔离法是两种非常有效且常用的方法。
它们各自有其独特的优势和应用场景,巧妙地结合使用可以大大提高解题效率。
整体法整体法是将多个物体视为一个整体(系统)来进行受力分析的方法。
这种方法忽略了系统内部物体之间的相互作用力(如内力、摩擦力等),只考虑系统外部对系统的作用力(即外力)。
整体法特别适用于解决系统加速度相同或不需要详细分析系统内部物体间相互作用力的问题。
应用步骤:明确研究对象:确定哪些物体可以视为一个整体。
分析外力:列出整体所受的所有外力。
应用牛顿第二定律:根据整体所受的外力求解整体的加速度或整体的运动状态。
隔离法隔离法则是将系统中的某个物体单独隔离出来进行受力分析的方法。
这种方法需要详细考虑该物体所受的所有力,包括来自系统内部其他物体的作用力和系统外部的作用力。
隔离法特别适用于需要详细分析某个物体受力情况或求解该物体加速度、速度等问题。
应用步骤:选择隔离对象:确定需要单独分析的物体。
分析受力:详细列出该物体所受的所有力,包括内力和外力。
应用牛顿第二定律:根据该物体所受的所有力求解其加速度或运动状态。
巧用整体法与隔离法在实际解题过程中,往往需要根据问题的具体情况灵活选择使用整体法或隔离法,或者将两者结合使用。
以下是一些建议:当系统加速度相同时,优先考虑使用整体法。
这样可以简化问题,避免考虑系统内部复杂的相互作用力。
当需要详细分析某个物体受力情况时,使用隔离法。
这有助于更准确地求解该物体的加速度、速度等物理量。
结合使用:在解决复杂问题时,可以先用整体法求出系统的整体加速度或运动状态,然后再用隔离法详细分析某个物体的受力情况和运动状态。
示例假设有一个斜面体上放置一个小物块,两者一起向右做匀加速直线运动。
要求分析小物块的受力情况。
解题步骤:整体法:将斜面体和小物块视为一个整体,分析整体所受的外力(如地面的支持力、摩擦力等),利用整体法求出整体的加速度。
专题整体法和隔离法1. 整体法:整体法是指对物理问题中的整个系统或整个过程进行分析、研究的方法。
体之外的物体对整体的作用力(外力),不考虑整体内部之间的相互作用力(内力)。
整体法的优点:通过整体法分析物理问题,可以弄清系统的整体受力情况和全过程的受力情况,从整体上揭示事物的本质和变体规律,从而避开了中间环节的繁琐推算,能够灵活地解决问题。
通常在分析外力对系统的作用时,用整体法。
2. 隔离法:隔离法是指对物理问题中的单个物体或单个过程进行分析、研究的方法。
在力学中,就是把要分析的物体从相关的物体体系中隔离出来,作为研究对象,只分析该研究对象以外的物体对该对象的作用力,不考虑研究对象对其他物体的作用力。
隔离法的优点:容易看清单个物体的受力情况或单个过程的运动情形,问题处理起来比较方便、简单,便于初学者使用。
在分析系统内各物体(或一个物体的各个部分)间的相互作用时用隔离法。
例1. 如图1所示,质量为m=2kg的物体,置于质量为M=10kg的斜面体上,现用一平行于斜面的力F=20N推物体,使物体向上匀速运动,斜面体的倾角,始终保持静止,求地面对斜面体的摩擦力和支持力(取)解析:(1)隔离法:先对物体m受力分析,如图甲所示。
由平衡条件有垂直斜面方向:①平行斜面方向:②再对斜面体受力分析,如图乙所示,由平衡条件有水平方向:③竖直方向:④结合牛顿第三定律知⑤联立以上各式,可得地面对斜面体的摩擦力,方向水平向左;地面对斜面体的支持力,方向竖直向上。
(2)整体法:因本题没有要求求出物体和斜面体之间的相互作用力,而且两个物体均处于平衡状态(尽管一个匀速运动,一个静止),故可将物体和斜面体视为整体,作为一个研究对象来研究,其受力如图丙所示,由平衡条件有:水平方向:⑤竖直方向:⑥将题给数据代入,求得比较上面两种解法,整体法的优点是显而易见的。
但并非所有情况都可以用整体法,当要求出物体之间的相互作用力时,则必须用隔离法求出物体间的相互作用力,因为整体法不能暴露出物体之间的相互作用力。
链接1.受力分析中的整体法和隔离法【记一记】1.受力分析的基本步骤(1)明确研究对象——即确定分析受力的物体,研究对象可以是单个物体,也可以是多个物体组成的系统.(2)隔离物体分析——将研究对象从周围的物体中隔离出来,进而分析周围物体有哪些对它施加了力的作用.(3)画受力示意图——边分析边将力一一画在受力示意图上,准确标出力的方向,标明各力的符号.2.整体法与隔离法当物理情景中涉及物体较多时,就要考虑采用整体法和隔离法.(1)整体法⎩⎨⎧研究外力对系统的作用各物体运动状态相同 同时满足上述两个条件即可采用整体法.(2)隔离法⎩⎨⎧分析系统内各物体(各部分)间相互作用各物体运动状态可不相同 物体必须从系统中隔离出来,独立地进行受力分析,列出方程.3.对整体法和隔离法的理解整体法是指将相互关联的各个物体看成一个整体的方法,整体法的优点在于只需要分析整个系统与外界的关系,避开了系统内部繁杂的相互作用.隔离法是指将某物体从周围物体中隔离出来,单独分析该物体的方法,隔离法的优点在于能把系统内各个物体所处的状态、物体状态变化的原因以及物体间的相互作用关系表达清楚.4.整体法和隔离法的使用技巧当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时,宜用整体法;而在分析系统内各物体(或一个物体各部分)间的相互作用时常用隔离法.整体法和隔离法不是独立的,对一些较复杂问题,通常需要多次选取研究对象,交替使用整体法和隔离法.【判一判】1.只有静止的物体才处于平衡状态(×)2.只要物体的速度为零,它就一定处于平衡状态(×)3.只要物体的运动状态不变,它就处于平衡状态(√)4.只有加速度为零的物体才处于平衡状态(√)。
第04讲共点力的平衡知识图谱受力分析中的整体法和隔离法知识精讲一.整体法和隔离法的基本思想1.选择研究的对象选择研究对象是解决物理问题的首要环节。
在很多物理问题中,研究对象的选择方案是多样的,研究对象的选取方法不同会影响求解的繁简程度。
隔离法与整体法都是物理解题的基本方法。
2.整体法整体法就是对物理问题的整个系统进行研究的方法。
如果由几个物体组成的系统具有相同的加速度,一般可用整体法求加速度,但整体法不能求出系统的内力。
3.隔离法分析系统内各物理之间的相互作用时,需要选用隔离法,一般隔离受力较少的物体。
在某些情况下,解答一个问题时要多次选取研究对象,需要整体法与隔离法交叉使用,通常先整体后隔离。
二.受力分析中的整体法和隔离法的应用1.整体法的应用例如,在粗糙水平面上有一个三角形木块abc,在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量为m1、m2的木块,且m1>m2,如图所示。
已知三角形木块和两物体都静止,讨论粗糙水平面与三角形木块之间的摩擦力问题。
这个问题的一种求解方法是:分别隔离1m 、2m 和三角形木块进行受力分析,利用牛顿第三定律及平衡条件讨论确定三角形木块与粗糙水平面间的摩擦力。
采用整体法求解更为简捷:由于1m 、2m 和三角形木块相对静止,故可以看成一个不规则的整体,以这一整体为研究对象,显然在竖直平面上只受重力和支持力作用,在水平方向上没有外力。
2.整体法和隔离法的综合应用不计物体间相互作用的内力,一般首先考虑整体法。
利用整体法,涉及的研究对象少,未知量少,方程少,求解简便;对于大多数动力学问题,单纯采用整体法并不一定能解决,通常采用整体法与隔离法相结合的方法。
举例说明(1),如下图,质量均为1kg 的10块相同的砖,平行紧靠成一直线放在光滑的地面上,第1块砖受到10N 的水平力作用,讨论第7块砖对第8块砖的压力的大小。
本题需要灵活选用整体和隔离思想求解,首先由整体法求出加速度,再将后3块和前7块作为两个整体来考虑,再用隔离求解。
整体法和隔离法的正确用法整体法和隔离法是物理学中常用的两种方法,它们在解决复杂系统的运动和相互作用问题时非常有用。
下面将介绍整体法和隔离法的正确用法。
一、整体法整体法是指将多个物体组成的系统作为一个整体进行研究的方法。
这种方法在解决一些涉及多个物体相互作用的问题时非常有效。
整体法的优点是可以减少研究对象的数量,从而简化问题的复杂性。
1. 适用范围整体法适用于以下情况:(1)多个物体组成的系统具有相同的运动状态,可以作为一个整体进行研究;(2)多个物体之间的相互作用力可以忽略不计,或者只考虑它们之间的外部力;(3)需要研究系统整体的力学性质,如加速度、动量等。
2. 解题步骤使用整体法解题的一般步骤如下:(1)明确研究对象,将多个物体组成的系统作为一个整体进行研究;(2)分析整体受到的外力,包括重力、支持力、摩擦力等;(3)根据牛顿第二定律列方程,求出整体的加速度;(4)根据加速度求出各个物体的运动状态,如速度、位移等。
3. 注意事项使用整体法时需要注意以下几点:(1)整体法只能考虑外部力,不能考虑内部相互作用力;(2)如果系统中有多个物体具有不同的运动状态,需要分别对它们进行受力分析;(3)在求解系统的加速度时,需要考虑各个物体之间的相互作用力。
二、隔离法隔离法是指将系统中的各个物体分别进行受力分析的方法。
这种方法在解决一些涉及相互作用力的问题时非常有效。
隔离法的优点是可以清晰地分析各个物体之间的相互作用关系。
1. 适用范围隔离法适用于以下情况:(1)需要研究系统中各个物体之间的相互作用力;(2)系统中各个物体具有不同的运动状态,需要分别进行分析;(3)需要求出各个物体受到的合外力。
2. 解题步骤使用隔离法解题的一般步骤如下:(1)明确研究对象,将系统中的各个物体分别作为研究对象;(2)对每个物体进行受力分析,包括重力、支持力、摩擦力等;(3)根据牛顿第二定律列方程,求出各个物体的加速度;(4)根据加速度求出各个物体的运动状态,如速度、位移等。
物体受力分析的常用方法(1)整体法和隔离法:将研究对象与周围物体分隔或将相对位置不变的物体系作为一个整体来分析。
分析两个以上的物体所组成的系统的受力情况时,若每个物体的运动状态都相同,可以先取整体研究,若分析物体间的相互作用时,需将物体隔离分析。
注意:区分内力和外力,对几个物体的整体进行受力分析时,这几个物体间的作用力为内力,不能在受力图中出现;当把某一物体单独隔离分析时,原来的内力变成了外力,要画在受力图上。
例1:如图6-10所示,物体A 、B 和C 叠放在水平桌面上,水平力为F b =5N ,F c =10N ,分别作用于物体B 、C 上,A 、B 和C 均保持静止,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=5N ,F f2=0N ,F f3=5NB .F f1=5N ,F f2=5N ,F f3=0NC .F f1=0N ,F f2=5N ,F f3=5ND .F f1=0N ,F f2=10N ,F f3=5N例2:质量均为m 的四块砖被夹在两竖直夹板之间,处于静止状态,如图6-11所示。
试求砖3对砖2的摩擦力。
例3:(08年崇文二模)如图6-12所示,A 、B 两物体叠放在动摩擦因数μ=0.50的水平 地 面上,A 物体质量 m =10kg , B 物体质量M =30kg 。
处于水平位置的轻弹簧一端固定于墙壁,另一端与A 物体相连,弹簧处于自然状态,其劲度系数为250N/m 。
现有一水平推力F 作用于物体B 上,使A 、B 两物体一起缓慢地向墙壁移动,当移动0.4m 时,水平推力F 的大小为( ) (g 取10m/s 2) A .100N B .200N C .250N D .300N例4:如图6-13所示,c 是水平地面,a 、b 是两个长方形物块,F 是作用在物块b 上沿水平方向的力,物体a 和b 以相同的速度作匀速直线运动。
整体法和隔离法的应用一、受力分析中的整体法与隔离法1、整体法整体法就是把几个物体视为一个整体,受力分析时,只分析这一整体之外的物体对整体的作用力,不考虑整体内部物体之间的相互作用力。
当只涉及系统而不涉及系统内部某些物体的力和运动时,一般可采用整体法。
运用整体法解题的基本步骤是:(1)明确研究的系统或运动的全过程(2)画出系统或整体的受力图或运动全过程的示意图(3)选用适当的物理规律列方程求解2、隔离法隔离法就是把要分析的物体从相关的物体系中假想地隔离出来,只分析该物体以外的物体对该物体的作用力,不考虑该物体对其它物体的作用力。
为了弄清系统(连接体)内某个物体的受力和运动情况,一般可采用隔离法。
运用隔离法解题的基本步骤是(1)明确研究对象或过程、状态(2)将某个研究对象或某段运动过程、或某个状态从全过程中隔离出来(3)画出某状态下的受力图或运动过程示意图(4)选用适当的物理规律列方程求解二、应用整体法和隔离法解题的方法1、合理选择研究对象。
这是解答平衡问题成败的关键。
研究对象的选取关系到能否得到解答或能否顺利得到解答,当选取所求力的物体,不能做出解答时,应选取与它相互作用的物体为对象,即转移对象,或把它与周围的物体当做一整体来考虑,即部分的看一看,整体的看一看。
但整体法和隔离法是相对的,二者在一定条件下可相互转化,在解决问题时决不能把这两种方法对立起来,而应该灵活把两种方法结合起来使用。
为使解答简便,选取对象时,一般先整体考虑,尤其在分析外力对系统的作用(不涉及物体间相互作用的内力)时。
但是,在分析系统内各物体(各部分)间相互作用力时(即系统内力),必须用隔离法。
2、如需隔离,原则上选择受力情况少,且又能求解未知量的物体分析,这一思想在以后牛顿定律中会大量体现,要注意熟练掌握。
3、有时解答一题目时需多次选取研究对象,整体法和隔离法交叉运用,从而优化解题思路和解题过程,使解题简捷明了。
所以,注意灵活、交替地使用整体法和隔离法,不仅可以使分析和解答问题的思路与步骤变得极为简捷,而且对于培养宏观的统摄力和微观的洞察力也具有重要意义。
【例题】(2019·全国高三专题练习)在粗糙水平面上放着一个三角形木块abc,在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的两个物体, m1>m2,如图所示,若三角形木块和两物体都是静止的.则粗糙水平面对三角形木块A.有摩擦力的作用,摩擦力的方向水平向右B.有摩擦力的作用,摩擦力的方向水平向左C.有摩擦力的作用,但摩擦力的方向不能确定,因m1、m2、θ1、θ2的数值均未给出D.无摩擦力的作用【答案】D【解析】隔离法:解析解法一隔离法把三角形木块隔离出来,它的两个斜面分别受到两物体对它的压力F N1、F N2,摩擦力F1、F2。
由两物体的平衡条件结合牛顿第三定律可知,这四个力的大小分别为F N1 =m1g cosθ1 F N2=m2g cos θ2F1= m1g sin θ1 F 2=m2g sinθ2它们的水平分力的大小(如图所示)分别为F N1x=F N1sin θ1=m1g cosθ1sin θ1F N2x=F N2sin θ1=m2g cosθ2sin θ2F1x=F1cosθ1=m1g cosθ1sin θ1F2x=F2cosθ2=m2g cosθ2sin θ2其中F N1x=F1x,F N2x=F2x,即它们的水平分力互相平衡,木块在水平方向无滑动趋势,因此不受水平面的摩擦力作用。
整体法:将三个物体看作整体,则物体只受重力和支持力作用,水平方向没有外力,故三角形木块不受地面的摩擦力,故D正确,ABC错误.考点:共点力作用下物体平衡【名师点睛】关键是将多个物体看作是一个整体进行分析,这样可以简单的得出正确结果;如果采用隔离法逐个分析,受力分析容易出错,并且过程相当复杂.巩固训练1.(2021·海南高三)如图,F1=F2=1N,分别作用于AB两个重叠物体上,且A,B均保持静止,则A与B之间、B 与地面间的摩擦力分别为A.1N,0 B.2N,0 C.1N,1N D.2N,1N【答案】A【分析】对整体分析,通过共点力平衡得出B与地面间的摩擦力,对A分析,通过共点力平衡得出A与B间的摩擦力.【详解】对AB整体分析,由于整体处于静止,合力为零,因为F1=F2=1N,则地面与B的摩擦力f地=0N.对A分析,B对A的摩擦力f BA=F1=1N.故A正确,BCD错误.故选A.【点睛】本题考查共点力平衡的基本运用,关键是合理选择研究对象,结合共点力平衡进行求解,掌握整体法和隔离法的灵活运用.2.(2020·全国高一课时练习)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持续施加一个水平向左的恒力,并对小球b持续施加一个水平向右的同样大小的恒力,最后达到平衡.表示平衡状态的图可能是()A.B.C.D.【答案】A【详解】将两球连同之间的细线看成一个整体,对整体受力分析如下图:根据平衡条件可知a球上方的细线必定沿竖直方向,故A正确,BCD错误.3.(2020·全国高一课时练习)如图所示,在两块相同的竖直木块之间,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,使砖静止不动,则第2块砖对第3块砖的摩擦力大小为( )A.0 B.mg C.12mg D.4mg【答案】A【详解】将4块砖看成一个整体,对整体进行受力分析,在竖直方向,共受到三个力的作用:竖直向下的重力4mg,两个相等的竖直向上的摩擦力f,由平衡条件可得:2f=4mg,f=2mg.由此可见:第1块砖和第4块砖受到木板的摩擦力均为2mg.将第1块砖和第2块砖当作一个整体隔离后进行受力分析,受竖直向下的重力2mg,木板对第1块砖向上的摩擦力f=2mg;由平衡条件可得二力已达到平衡,第2块砖和第3块砖之间的摩擦力必为零.故选A.4.(2018·山东高一期末)如图所示,在两块相同的竖直木板A、B间有质量分别为m的5块相同的砖,用两个大小均为F的方向相反的力水平压木板,使砖静止,则第2块砖对第3块砖的摩擦力大小为()A.0 B.mg2C.mg D.3mg2【答案】B【解析】【分析】先对5块砖整体受力分析,根据平衡条件求解木板对砖的摩擦力,再对1受力分析根据平衡条件求12间的摩擦力,再对砖2受力分析,根据平衡条件求解第23块砖间的摩擦力大小.【详解】先对5块砖整体受力分析,受重力5mg和两侧木板对砖向上的静摩擦力2f,根据平衡条件,有:2f=5mg,解得:f =2.5mg ,再对砖1受力分析,mg +f 21=f ,解得:f 21=1.5mg ,方向竖直向下;再对2受力分析,根据牛顿第三定律则1对2的摩擦力方向向上,根据平衡条件:f 12−mg =f 32,解得:f 32=0.5mg ,故B 正确,ACD 错误。
【点睛】本题有5个木块,关键是要用整体法和隔离法选择研究对象进行分析,然后结合共点力平衡条件列式求解.5.(2020·四川高三)如图,是石拱桥的简化示意图。
它是用四块相同的坚固石块垒成圆弧形的石拱,其中,第3、4块固定在地基上,第1、2块间的接触面是竖直的,每块石块的两个侧面间所夹的圆心角均为30°。
石块间的摩擦力忽略不计,则第1、3石块间的作用力和第1、2石块间的作用力大小之比为( )A .12 B.3 C.2 D.3【答案】D【详解】如下图所示对第一个石块进行受力分析,由几何关系知θ=60°,所以有31211==sin 603N N ︒故选D 。
6.(2020·深圳实验学校高三)如图,质量分别为M 、m 的两个木块A 、B 通过轻弹簧连接,木块A 放在水平桌面上,木块B 用轻绳通过定滑轮在力F 的作用下整体恰好处于静止状态,绳与水平方向成α角.不计滑轮与绳间的摩擦.则下列正确的是( )A .木块A 对桌面的压力()M m g F +-B .木块A 与桌面之间的动摩擦因数cos ()F M m g Fαμ=+- C .弹簧与水平方向的夹角的正切值sin tan cos F mg F αβα-=D .弹簧的弹力大小为F =弹【答案】C【分析】系统处于静止状态,通过先整体后隔离的方法进行分析求解,系统恰好静止,说明A 物块受到最大静摩擦力。
【详解】A .对A 、B 物块和弹簧构成的系统整体受力分析可知:sin ()F αN M m g +=+地根据牛顿第三定律可知木块A 对地面的压力为:()sin M m g F α+-,故A 错误;B .题中未说明最大静摩擦力和滑动摩擦力相等,所以无法计算动摩擦因数,故B 错误;CD .对B 物块受力分析,正交分解:sin sin cos cos F βF αmgF βF α=-=弹弹两式相比解得:sintan cos F mg F αβα-=两式平方相加解得:F =弹C 正确,D 错误。
【点睛】系统处于静止状态,优先考虑整体法,分析单个物体需要选择受力较少的物体进行受力分析进而正交分解。
7.(2020·河南鹤壁高中高一月考)如图所示,横截面为直角三角形的斜劈A ,底面靠在粗糙的竖直墙面上,力F 指向球心水平作用在光滑球B 上,系统处于静止状态,当力F 增大时,系统还保持静止,则下列说法正确的是( )A .A 所受合外力增大B .A 对竖直墙壁的压力不变C .B 对地面的压力一定不变D.墙面对A的摩擦力可能变为零【答案】D【解析】【详解】A. 物体A一直处于静止,所受合外力一直为零不变,故A错误;B. 以整体为研究对象,受力分析,根据平衡条件,水平方向:N=F,N为竖直墙壁对A的弹力,F增大,则N增大,所以由牛顿第三定律可得:A对竖直墙壁的压力增大。
故B错误;C.对B受力分析,如图:根据平衡条件:F=N′sinθ,F增大,则N′增大,N″=mg+N′cosθ,N′增大,则N″增大,根据牛顿第三定律得,球对地面的压力增大,故C错误;D.以整体为研究对象,竖直方向:N″+f=Mg,若N″增大至与Mg相等,则f=0,故D正确。
8.(2020·重庆市第七中学校高一月考)如图所示,有一个直角支架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,两环间由一根质量可忽略、不可伸展的细绳相连,并在某一位置平衡(如图),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N、细绳上的拉力T的变化情况是()A.N不变,T变小B.N不变,T变大C.N变小,T变大D.N变大,T变小【答案】A【详解】对小环Q受力分析,受到重力、支持力和拉力,如图根据三力平衡条件,得到cos mg T θ=再对P 、Q 整体受力分析,受到总重力、OA 杆支持力、向右的静摩擦力、BO 杆的支持力,如图根据共点力平衡条件,有)2N m m g mg =+=(当P 环向左移一小段距离,角度θ变小,故拉力T 减小,支持力N 不变。