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小专题三 受力分析、整体法与隔离法
《高中物理衔接同步教材》 参考答案与详细解析
方 法 点 拨
典例11答案：BC
解析　 小球B处于静止状态，受力分析可知，AB间的绳的拉力为零，否则B将水平方向不平衡。所以A球受重力、绳OA的拉力和外力F，这三个力平衡。根据三力平衡条件，可以知道，任意两个力的合力必定与第三个力等值、反向、共线，由于重力和OA绳子的拉力的合力必定在AO方向和竖直方向之间，故只有F2与F3符合。故选项BC正确
变式1答案：　B
解析　假设绳1对球有作用力，该作用力的方向斜向左上方，另外，球在竖直方向上受重力和绳2的拉力，在这三个力的作用下球不可能保持平衡而静止，所以绳1不可能对球施加拉力．
典例2答案：　(1)100 N　(2)100 N　方向与水平方向成30°角斜向右上方
解析　物体M处于平衡状态，根据平衡条件可判断，与物体相连的轻绳拉力大小等于物体的重力，取C点为研究对象，进行受力分析，如图所示．
(1)图中轻绳AD跨过定滑轮拉住质量为M的物体，物体处于平衡状态，绳AC段的拉力大小为：
FAC＝FCD＝Mg＝10×10 N＝100 N
(2)由几何关系得：FC＝FAC＝Mg＝100 N
方向和水平方向成30°角斜向右上方
变式2答案：　(1)200 N
(2)173 N，方向水平向右
解析　对结点C受力分析如图：
根据平衡方程
FAC·sin 30°＝Mg
FAC·cos 30°＝FBC
得：FAC＝2Mg＝200 N
FBC＝Mg·cot 30°≈173 N
方向水平向右
典例3B答案：B
【思路一】从摩擦力产生条件出发，根据相对运动趋势分析。
【解法一】因为摩擦力的方向总是与物体运动或相对运动的趋势的方向相反，A轮的P点相对皮带向上运动，因此所受摩擦力方向向下；B轮的Q点相对皮带向上运动，因此所受摩擦力方向向下。
【思路二】从摩擦力产生效果出发，根据动力或阻力法来分析。
【解法二】A轮为主动轮，受到的摩擦力为阻力，与车轮转动方向相反，故A轮的P点受到摩擦力向下；B轮为从动轮，受到的摩擦力为动力，与车轮转动方向相同，故B轮的Q点受到摩擦力向下。
变式3答案：D
【思路一】从摩擦力产生条件出发，根据相对运动趋势分析。
【解法一】因为摩擦力的方向总是与物体运动或相对运动的趋势的方向相反，运动员骑自行车加速前进，后车轮相对地面做向后运动，因此所受摩擦力方向向前，前车轮被动向前运动，因此所受地面摩擦力方向向后．
【思路二】从摩擦力产生效果出发，根据动力或阻力法来分析。
【解法二】后轮为主动轮，受到的摩擦力为阻力，与车轮转动方向相反，故后轮受到摩擦力向前；前轮为从动轮，受到的摩擦力为动力，与车轮转动方向相同，故前轮受到摩擦力向后。
典例4答案：A
解析　皮带逆时针转动后，物块的初速度不变，且受力情况不变（重力、支持力和滑动摩擦力的大小和方向均不变），故小球在皮带上运动过程不变，最终落点仍在Q点。
变式4答案：A
解析　皮带转动后，物块的初速度不变，且受力情况不变（重力、支持力和滑动摩擦力的大小和方向均不变），所以，小球在皮带上运动过程不变，故t1=t2。
典例5答案：　BD
解析　对图甲：设m受到摩擦力，则物块m受到重力、支持力、摩擦力，而重力、支持力平衡，若受到摩擦力作用，其方向与接触面相切，方向水平，则物体m受力将不平衡，与题中条件矛盾，故假设不成立，A、C错误。对图乙：设物块m不受摩擦力，由于m匀速下滑，m必受力平衡，若m只受重力、支持力作用，由于支持力与接触面垂直，故重力、支持力不可能平衡，则假设不成立，由受力分析知：m受到与斜面平行向上的摩擦力，B、D正确。
变式5答案：　D
解析　用假设法分析：甲图中，假设P受摩擦力，与P做匀速运动在水平方向合力为零不符，所以P不受摩擦力；乙图中，假设P不受摩擦力，P将相对Q沿斜面向下运动，因此P受沿F方向的摩擦力，正确选项是D.
典例6答案：D
解析　整个地球仪受到重力与地面对地球仪向上的作用力，根据平衡条件，得地面对地球仪向上作用力为：F=（m+M）g；
由牛顿第三定律，知底座对水平地面的作用力大小大小为：F′=F=（m+M）g，故D正确，ABC错误；
变式6答案：C
解析　A、电风扇受重力、支持力、风的反冲力及静摩擦力，共4个力，故A错误；
BC、由于风扇平衡，故风的反冲力（空气对风扇的作用力）与静摩擦力大小相等，而风的反冲力大小不变，故静摩擦力的大小不变，当风的方向是改变的，故静摩擦力的方向也是改变的，故B错误，C正确；
C、风扇对空气的作用力与地面对风扇的摩擦力互相平衡不是作用在同一条直线上，故不是平衡，故D错误；
典例7答案：D　
解析　木块受到重力、支持力、摩擦力三个力的作用，处于静止状态，合力为零，则有摩擦力f＝mgsinα，支持力FN＝mgcosα，由牛顿第三定律，木块对斜面体的压力F′N＝mgcosα，A、B两项错误．木块和斜面体整体处于静止状态，合力为零，则有桌面对斜面体的摩擦力为0，桌面对斜面体的支持力等于两物体的重力之和(M＋m)g，C项错误，D项正确．
变式7答案：A.
解析　将m1、m2与三角形木块看成一个整体，整 体静止在水平面上，只受重力和支持力作用，水平方面上没有相对运动，,因而粗糙水平面对三角形木块没有摩擦力。故选 项A正确。
典例8答案：A
变式8答案：　BC
解析　利用假设法判断弹力是否存在．首先以物体A为研究对象，假设没有物体B将其支撑，如果将物体B拿走，容易想到物体A会落下，不能保持现在的静止状态，由此可判断A、B两个物体间不仅接触，一定有弹力的作用；以A、B整体分析，A与墙只是接触，没有弹力．
典例9答案：AB
解析　.对整体受力分析可知整体水平方向受向右的拉力和地面对d向左的摩擦力；再对上面三本书进行分析，可知c受到d向左的摩擦力；由牛顿第三定律可知，c对d有向右的摩擦力，故d受两个摩擦力，故A正确；对a分析，a由于静止且水平方向没有外力，故a不受摩擦力，选项D错误。由牛顿第三定律可知a对b没有摩擦力；再对ab整体分析， b受到c向左的摩擦力；故选项B正确；由牛顿第三定律可知，b对c有向右的摩擦力，故选项C错误。
变式9答案：C.
解析　整个系统处于静止状态，把4个木块看成一个整体，则M、N对整体的摩擦力大小为2G，方向竖直向上。根据牛顿第三定律， 4给N的摩擦力大小为2G，选项D错误； 把中间的2、3木块作为一个整体，则1对2的和4对3的摩擦力大小均为G，方向竖直向上，故选项Ac错、选项C对；对2或对3受力分析可知，2与3之间没有摩擦力，选项B错。
能力突破
1．答案：　A
解析　运用力的平衡条件，可求得椅子对人的作用力。选人为研究对象，人受到重力和椅子各部分对他的作用力的合力，根据力的平衡条件可知，椅子对他的作用力的合力与重力等大、反向，故选项A正确。
2．答案：　A
解析　M处支持力方向与支持面(地面)垂直，即竖直向上，A正确；N处支持力与支持面(原木接触面)垂直，即垂直MN向上，故B错误，摩擦力与接触面平行，故C、D错误。
3答案：　A
解析　A、B在竖直下落过程中与墙面没有弹力，所以也没有摩擦力，A、B均做自由落体运动，处于完全失重状态，均只受重力，故A正确．
4.答案：B
解析　对A物体分析，若绳子的拉力等于A的重力，则A对B没有压力；故B可能受重力和支持力两个力；故A是可能的；
若拉力小于重力，则AB间有弹力的作用，根据共点力的平衡条件可知，若AB间没有摩擦力，则A不可能平衡；故AB间一定有摩擦力；故B受重力、支持力、摩擦力、压力，4个力；故C是可能的；
若绳子的拉力恰好等于0，则A受到重力、支持力和摩擦力的作用，而B受到重力、地面的支持力、A对B的压力和摩擦力的作用，共4个力．故D是可能的．
本题选择不可能的，故选：B
　
5.答案：AC
解析　A、当小车向左减速，加速度方向向右，若小球拉力和重力的合力产生的加速度与小车的加速度相同，则N为零．故A正确．
B、若小车向右加速，小球所受的拉力和重力的合力产生的加速度与小车的加速度相同，则此时N为零．故B错误．
C、若小车向左加速运动，则加速度向左，此时重力与斜面的支持力可以使合力向左，则绳子的拉力为零，故C正确；
D、若小车向右减速，加速度方向向左，若小球支持力和重力的合力产生的加速度与小车的加速度相同，则拉力为零．故D错误．
6.答案：BD
7. 答案：BD
解析　皮带传动，那么皮带势必会受拉力，因此会有紧绷的一半和松弛的一半。下边皮带拉直若A带B为顺时针.B带A为逆时针所以A错B对.题下图上边皮带拉直，若C带D为逆时针，D带C为顺时针故C错.D正确.
8. 答案：　C
解析　物块受与斜面平行的外力F作用，而在斜面上静止，此时摩擦力的大小和方向将随F的变化而变化。设斜面倾角为θ，由平衡条件F1－mgsin θ－Ffmax＝0，F2－mgsin θ＋Ffmax＝0，解得Ffmax＝，故选项C正确。
9.答案：B
解析　 F的大小合适时，铁球可以静止在无墙的斜面上，F增大时墙才会对铁球有弹力，所以选项A错误，B正确。斜面必须有对铁球斜向上的弹力才能使铁球不下落，该弹力方向垂直于斜面但不一定通过铁球的重心，所以选项C、D错误。
10.答案：D
解析　A、石块b对a的支持力与其对a的静摩擦力的合力，跟a受到的重力是平衡力，故A错误；
B、b受到重力、c对b的支持力，a对b的压力以及a对b的摩擦力，共4个力作用，故B错误；
C、以三块作为整体研究，则石块c不会受到水平桌面的摩擦力，故C错误；
D、c水平方向不受摩擦力，则桌面对石块e的作用力一定竖直向上，故D正确；
【点评】考查整体法与隔离法的运用，掌握平衡条件的应用，注意平衡力与相互作用力的区别，注意b对a的作用力是支持力与摩擦力的合力．《力和运动基础导学导练》
受力分析整体法与隔离法
每一个力都应找到对应的施力物体
【变式2】典例中,横梁BC换为水平轻杄,且B端用铰链
受的力应与物体的运动状态对应
固定在竖直墙上,如图7所示,轻绳AD拴接在C端,求
计算结果保留三位有效数字
特别提醒
轻绳AC段的张力F4C的大小
受力分析时要注意以下三个易错点
(2)座轻杆BC对C端的支持力
①不错力
不要混淆研究对象受到别的物体的力与研究对
象对别的物体的作用力
②不添力
不要把合力或分力或效果力作为物体所受的力
③不漏力
注意物体与周围哪些物体有接触,有几处接触,歐师点评
就可以预计可能有几个弹力和几个摩擦力
学生感悟
方法点拔
点拨一弹力有无及方向的判断
【典例1】如图所示,用两根细线把A、B两小球悬挂在天
悬挂在天≯点拨二摩擦力有无及方向的判断
花板上的同一点O,并用第三根细线连接A、B两小球,然
【典例3】如图所示是皮带传动装置示意图,A为主动轮,
后用某个力F作用在小球A上,使三根绀线均处于直线状B为从动轮,关于A轮上P点和B轮上Q点所受摩擦力的方
态,且OB细线恰好沿竖直方向,两小球均处于静止状态则向,下列说法正确的是()
该力可能为图中的()
A. FI
B. F
D. FL
1·
Q
A.P、O点所受摩擦力的方向均沿轮的切线向上
B.P、O点所受摩擦力的方向均沿轮的切线向下
C.P、Q点所受摩擦力的方向沿轮的切线,Q点向上,P点向
B
典例1图
变式1图
P、O点所受摩擦力的方向沿轮的切线,P点向上,O点向
【变式1】如图所示
球用两根轻绳挂于天花板上,球
静止,绳1倾斜,绳2恰好竖直,则小球所受的作用力有
【变式3】自行车在平直公路上匀速前进或加速滑行时,前
后轮所受摩擦力方向(
A.都向前
B.都向后
教师点
C.前轮向前,后轮向后
前轮向后,后轮向前
学生感悟
教师点评
生感
【典例2】如图所示,轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右
端的定滑轮挂住一个质量为10kg的物体,∠ACB=30°,g
取10
(1)轻绳AC段的张力FAC的大小
【典例4】如图所示,物块自光滑曲面上P点滑下,通过粗
(2)横梁BC对C端的支持力的大小及方向
糙的静止的水平传送带后落于地面上Q点,现让传送带在
皮带轮带动下逆时针转动,让m仍从P处滑下,不计空
阻力,则物块m的落地点()
A.仍在O点
B.在O点右边
在Q点左边
D.木块可能落不到地面

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