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专题强化练3　受力分析——整体法与隔离法
一、选择题
1.某人站在自动扶梯的水平踏板上,随扶梯斜向上匀速运动,如图所示。以下说法正确的是(　　)
A.人受到重力和支持力的作用
B.人受到重力、支持力和摩擦力的作用
C.人受到的合外力不为零
D.人受到的合外力方向与速度方向相同
2.如图所示,物体A靠在竖直墙面上,在竖直向上的推力F作用下,A、B保持静止。物体A、B受力的个数分别为(　　)
A.4、3　　　B.3、3　　　C.3、4　　　D.5、4
3.(多选)重力均为G的斜面体a、b如图叠放在水平地面上,a、b间接触面光滑,水平推力F作用在b上,b沿斜面匀速上升,a始终静止。若a的斜面倾角为θ,则(　　)
A.F=G sin θ
B.F=G tan θ
C.地面对a的支持力大小为2G
D.地面对a的摩擦力大小为F
4.如图所示,4个质量均为m的小球,用长度相等的轻绳依次连起,再将其左端用细绳固定在天花板上,右端对4号小球施加一水平力F使全部小球静止。若连接天花板的细绳与水平方向的夹角为45°,则3、4号小球间的轻绳与水平方向的夹角α的正切值等于(　　)
A.1　　　B.　　　C.　　　D.
二、非选择题
5.如图所示,在水平地面上放一木板,重为G1=100 N,板上放一重为G2=500 N的木箱,设木箱与木板、木板与地面间的动摩擦因数μ均为0.5,把连接木箱与墙的绳子拉紧,然后在板上施加一水平向左的拉力F,要使木板从木箱下匀速抽出来,此时绳与水平方向夹角为θ=53°。(sin 53°=0.8,cos 53°=0.6)求:
(1)绳子的拉力的大小;
(2)水平拉力F的大小。
答案全解全析
专题强化练3
受力分析——整体法与隔离法
1.A　对人受力分析,受到重力mg、支持力N,假设有摩擦力f,设方向向右,根据共点力平衡条件知N=mg,f=0,即受重力和支持力,不受摩擦力,故A正确,B错误;人随扶梯斜向上匀速运动,处于平衡状态,合力为零,故C、D错误。
2.C　对A、B两个物块整体进行受力分析,如图甲所示,根据平衡条件可得F=(M+m)g,A物块与墙面之间无弹力,则A物块与墙面之间也就不存在摩擦力;由此对A受力分析,如图乙所示,可知A受重力、B对A的摩擦力和支持力作用;对B受力分析,如图丙所示,可知B受重力、恒力F、A对B的摩擦力和压力作用,故C正确。
易错分析
关于物体A受到几个力作用,有的同学可能会这样分析:首先把A隔离开来进行受力分析,A受到重力、B施加于A的弹力和摩擦力、墙壁施加的弹力,除此之外,竖直墙壁还可能给A施加摩擦力,所以错误地认为A可能受4个或5个力。受力分析中要注意防止“多力”:对每个力都要找出其施力物体,若某个力找不到施力物体则说明该力不存在;研究对象对其他物体的作用力不能画在图中,另外合力与分力不能重复分析;防止“漏力”:按正确的顺序(即重力→弹力→摩擦力→其他力)进行受力分析是防止“漏力”的有效措施。
3.BCD　以物体b为研究对象,对b进行受力分析,受重力G、推力F和斜面的支持力FN,作出力的示意图如图,根据平衡条件得F=FN sin θ,FN cos θ=G,解得F=G tan θ,故A错误,B正确;对a、b整体受力分析,受重力、支持力、推力和向左的静摩擦力,根据平衡条件有,水平方向f=F;竖直方向N=2G,故C、D正确。
4.D　以4个小球组成的整体为研究对象,分析受力情况,如图1所示,根据平衡条件得F=4mg
再以第4个小球为研究对象,分析受力情况,如图2所示,则有tan α==,故D正确,A、B、C错误。
导师点睛
通常在分析外力对系统的作用时,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。本题可先以4个小球组成的整体为研究对象进行受力分析,根据平衡条件可以求出水平拉力,再对第4个小球进行受力分析,根据平衡条件可以求出3、4号小球间的轻绳与水平方向的夹角的正切值。
5.答案　(1)250 N　(2)350 N
解析　(1)以木箱为研究对象,其受力平衡,可得
T sin θ+N2=G2,T cos θ=f2=μN2
解得T=250 N
(2)对木板和木箱整体受力分析,由平衡条件得
F=f1+T cos θ,T sin θ+N1=G1+G2
且f1=μN1
解得F=350 N
1

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