初高物理衔接第21讲 整体法和隔离法在平衡中的应用 (PDF版)

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初高物理衔接第21讲 整体法和隔离法在平衡中的应用 (PDF版)

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第二部分初高中物理知识衔接
3.在如图所示的四幅图中,AB、BC均为轻质杆,各
处于静止状态,不计滑轮摩擦。保持B点高度不
图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接,两杆都
变,手与绳无相对滑动且球不碰地。在人缓慢向
在B处由铰链相连接,且系统均处于静止状态。
右移动一小段距离的过程中
现用等长的轻绳来代替轻杆,使系统依然保持平
A.绳上张力不变
衡,下列说法正确的是
B.绳上张力变小
C.滑轮受到绳的作用力不变
D.滑轮受到绳的作用力变大
5.如图所示,质量为m的物体在与水平方向夹角
为0的推力作用下,沿足够大的水平天花板做匀
速直线运动,从某时刻(设为t0)起,该推力随
时间均匀增大,物体与天花板间的动摩擦因数
为以,物体受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦
力,重力加速度大小为g,下列判断正确的是


52522E
A,图中的AB杆可以用轻绳代替的是甲、乙、丁
B.图中的AB杆可以用轻绳代替的是甲、丙、丁
C.图中的BC杆可以用轻绳代替的是乙、丙、丁
0
D.图中的BC杆可以用轻绳代替的是甲、乙、丁
A.在to之前,推力的大小为
umg
二、多选题
'usin 0-cos 0
4.如图所示,绕过滑轮的
B.在o之前,天花板对物体的弹力大小为
轻绳一端固定在竖直
umgcos日
usin 0-cos 0
墙上,站在地面上的人
C.在to之后,物体做加速度增大的加速运动
用手拉着绳的另一端,
D.在to之后,物体先做加速度增大的减速运动
滑轮下吊着一个小球,
最后停止
第21讲
整体法和隔离法在平衡中的应用
知识清单
ZHISHIQINGD A N
[「高中物理新知学习]
(3)状态法:由物体所处的状态分析,若物体静止
或做匀速直线运动,可根据平衡条件判断弹力、
一、整体法和隔离法在受力分析中的应用
摩擦力存在与否。
1.分析物体受力的方法
(4)相互作用法:若甲物体对乙物体有弹力或摩
(1)条件法:根据各性质力的产生条件进行判断。
擦力的作用,则乙物体对甲物体一定有弹力或摩
注意:①有质量的物体在地面附近一定受到重力
擦力的作用。
的作用。
2.整体法、隔离法的比较
②弹力的产生条件是相互接触且发生弹性形变。
③摩擦力的产生条件是两物体相互接触、接触面
项目
整体法
隔离法
粗糙、相互挤压、有相对运动或相对运动的趋势,
将运动状态相同的儿将研究对象与周
以上几个条件缺一不可。
概念
个物体作为一个整体围物体分隔开的
(2)假设法:假设法是判断弹力和摩擦力有无的
来分析的方法
方法
常用方法。衔接必刷题物理
力G、绳子的拉力T和地面对钢管作用力F三个力,钢管
3.答案:B
平衡,三个力的作用线必交于一点,由此可知F方向斜向
解析:对Q受力分析,F1表示P对Q的弹
上,与水平面夹角为日,根据共点力平衡条件可知F
力,F2表示MN对Q的弹力,F2的方向
。,F=。P。即随者钢管与地面夫角的逐斋支
加g
水平向左保持不变,F!的方向顺时针旋
转,如图所示。由平行四边形的边长变化
小,地面对钢常支持力(与重力等大反向)的大小不变,地
可知,F1与F2都逐渐增大,故A、C错误:
面对钢管的作用力变大,地面对钢管的摩擦力变大,故
对P、Q整体受力分析,由平衡条件得,
A.C错误,B正确:根据相互作用力,手对绳子的摩摄力
=F2,由于F2不断增大,故f不断增大,故B正确:由于
方向向右,故D错误。
挡板MN缓授移动,Q处于平衡状态,所受合力为零,故
3.答案:B
D错误。
解析:图甲、丙、丁中,AB杆对B点产生的是拉力,当用轻
4,答案:AB
绳代替时效果不变,仍能使装置平衡,故AB杆可以用与
解析:两橡皮泥都静止处于平衡状态,由平衡条件得F。=
之等长的轻绳代替的有图甲、丙、丁:同理可知,BC杆可
(m1十m2)g=4m1g,F6=m2g=m1g以用轻绳代替的只有图丙,故B正确。
4,答案:BC
确;若在m1上取△m粘在m2处,由平衡条件得F。=(m1
解析:设两边绳子之间的夹角为0,绳上各部分的拉力大
小相等,对滑轮与小球整体进行分析,根据平衡条件有
一△m十m2十△m)g=4m1g=Fa,弹簧a的弹力不变,弹
黄4的长度不变;F6=(m2十△n)g>F6,弹簧b的弹力支
2Fcos 2
=mg,解得绳子的拉力大小F=mg
,保持B
大,m2重心下降;故B正确;剪断弹簧a瞬间,弹簧a的弹
2c082
力消失,弹簧b的弹力不变,对质量为1的橡皮泥,由牛
点高度不变,在人缓慢向右移动一小段距离的过程中,绳
顿第二定律得m1g十F6=m1a1,解得1=g,质量为
子间的夹角0减小,则c0s号增大,绳子的拉力F变小,故
2的豫皮泥受力不变,所受合力为零,加速度为零,故C
错误:剪断弹簧b瞬间,弹簧口的弹力不变,弹簧b的弹力
A错误,B正确;结合上述分析可知,滑轮受到绳的作用力
消失,对质量为1的橡皮泥,由牛顿第二定律得F。
大小等于两边绳子的拉力的合力,与滑轮、小球整体的重
3
力平衡,则滑轮受到绳的作用力不变,故C正确,D错误。
m1g=m1ai,解得ai=g,对质量为m2的橡皮泥,由牛
5.答案:AD
顿第二定律得m2g=m2a2,解得a2=g,故D错误。
解析:在t。之前,受力分析如图所示。
--n
5.答案:BC
由平衡条件可得
解析:左侧木块与右侧两木块对地面的压力之比为3:5,
Focos -F=0,
”米
由于滑动摩擦力与其所受的压力成正比,则左侧木块与
Fosin0=mg十FN,
右侧两木块所受摩擦力之比为F1:F2=3:5。三个木
其中F:=FN,联立解得F0=
块匀速运动,则F1十F2=F,则质量为3m的木块与地面
umg
usin 0-cos 0F=
mgcos
usin0-cos日'A
间的摩擦力为Fa=子R,质量为4m的木块与地面间的
正确,B错误;在t0之前,做匀速直线运动水平方向F。c0s日
-(Fosin0-mg)=0,变形得Fo(cos0-sin0)=
摩擦力为F包=日F,A,D错误;轻绳的拉力等于质量为
umg,解得cos0-usin0<0,竖直方向上Fosin0=mg十
3的木块与地面间的摩擦力,则质量为m的木块受到轻
FN,得Fosin>g;在to之后,水平方向上F合=Fcos0
绳的拉力为FT=
3F
,B正确;质量为m的木块处于平衡
-x(Fsin0一mg)=F(co80一sin)十mg,因为F>Fo
8
且cos0一sin0<0,可知F合<0,即加達度方向向左,物
状态,则质量为m与4m的木块之间的摩擦力为F=FT
体做减速运动,由于Fsin0>mg,物体不会脱离天花板,
随着力F的增大,物体的加速度变大,所以物体做加速度
8,C正确。
增大的减速运动,直到速度减为零保持静止,C错误,D
第22讲
牛顿第一定律
正确。
第21讲整体法和隔离法
达标训练
1.答案:B
在平衡中的应用
解析:在研究如何踢出“香蕉球”时,需要考虑踢在足球上
达标训练
的位置与角度,所以不可以把足球看作质点,故A错误:
1.答案:D
惯性只与质量有关,足球在飞行和触网时质量不变,则惯
解析:M、N两物体一起向上做匀加速直线运动,则合力
性不变,故B正确:足球在飞行时脚已经离开足球,故在
向上。对M,N整体进行受力分析,受到重力和F:墙对
忽略空气阻力的情沉下只受重力,故C错误;触网时足球
对网的力与网对足球的力是相互作用力,大小相等,故D
M没有弹力,否则合力不能向上,也就不可能有摩擦力,
错误
故C错误:对N进行受力分析可得:N受到重力,M对N
的支持力,这两个力的合力不能向上,所以还受到M对N
2.答案:D
解析:质量是惯性大小的唯一量度,与速度无关,质量越
向上的静摩擦力,共3个力,故B错误,D正确:对M进行
大,惯性越大,故A、B错误,D正确:任何物体在任何情况
受力分析可得:M受到重力、推力F,V对M的压力以及
下都有惯性,球由于重力的作用而自由下落时,惯性依然
N给M沿斜面向下的静摩擦力,一共4个力,故A错误
存在,故C错误。
2.答案:B
3
3.答案:B
解析:根据题意,以小球a、b整体为研Fs
解析:由于小球放在劈形物体A上,劈形物体A的上表面
究对象,分析受力,作出F在儿个方
光滑,所以在劈形物体A下滑过程中小球在水平方向上
向时整体的受力分析图。根据平衡条
不受外力作用,则小球在水平方向上没有位移,仅沿竖直
件可知,F与FT的合力与整体重力
方向运动,故B正确。
2g总是大小相等、方向相反,由力
4.答案:BC
的合成图可知,当F与绳子Oa垂直
解析:若小球向前滚动,知小球的速度大于列车的速度,
时,F有最小值,即图中2位置,F的
知列车的速度减小,故A错误;若小球向后滚动,知列车
最小值为Fmin=2 ngsin0=mg,根据胡克定律有Fmim
的速度大于小球的速度,知列车的速度增加,做加遂运
kxmn,解得xnn=,即弹葵的形支量的取值范国为r≥
动,故B正确:磁悬浮列车急刹车时,小球因为有惯性,要
保持原来的匀速直线运动状态,所以小球运动的速度要
m坚。本题选不可能的,故B正确。
大于磁悬浮列车运动的速度,即小球要相对磁悬浮列车
k
向前滚,故C正确,D错误。
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