专题02 易出错的4类组合体的受力分析-强基计划丨2020年高三物理尖子生自我修养

“强基计划”尖子生的自我修养系列 易出错的4类组合体的受力分析 准确地受力分析是正确解答物理问题的前提和保证，作答前养成良好的受力分析习惯，可以帮助我们减少错误，还可以在分析中获得便捷思路。而受力分析容易出错的问题一般都是涉及多物体组合的情景，下面根据物理情景分4类组合体进行研究。 滑块组合类 1.如图所示，在水平桌面上叠放着质量相等的A、B两块木板，在木板A上放着质量为m的物块C，木板和物块均处于静止状态。A、B、C之间以及B与地面之间的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g，现用水平恒力F向右拉木板A，则以下判断正确的是(　　) A．不管F多大，木板B一定保持静止 B．B受到地面的摩擦力大小一定小于F C．A、C之间的摩擦力大小一定等于μmg D．A、B之间的摩擦力大小不可能等于F 2.[多选]如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上向右滑行，木块同时受到向右的拉力F的作用，长木板处于静止状态。已知木块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数为μ2，以下几种说法正确的是(　　) A．木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mg B．木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m＋M)g C．当F>μ2(m＋M)g时，木板便会开始运动 D．无论怎样改变F的大小，木板都不可能运动 3.如图所示，质量均为m的相同工件a、b，横截面为平行四边形，靠在一起置于水平面上，它们的侧面与水平面的夹角为θ。已知a、b间相接触的侧面是光滑的，当在工件b上加一水平推力F时，两工件一起向左匀速运动，下列说法正确的是(　　) A．工件a对地面的压力等于工件b对地面的压力 B．工件a对地面的压力小于工件b对地面的压力 C．工件a受到的摩擦力等于工件b受到的摩擦力 D．工件a受到的摩擦力大于工件b受到的摩擦力 [题后悟通] (1)在分析物体间的摩擦力大小时应先分清是静摩擦力，还是滑动摩擦力，只有滑动摩擦力才可利用Ff＝μFN计算大小。 (2)只有物体间的静摩擦力达到最大静摩擦力时物体间才可能发生相对滑动。如第1题中，B与地面间的静摩擦力最大为μ(m＋M板)g，达不到B与地面间的最大静摩擦力μ(m＋2M板)g，故B一定保持静止。 木块与斜面组合类 4.如图所示，质量为m的硬纸面字典A对称跨放在硬纸面的书本B上。将书本B的一端缓慢抬高至字典刚要滑动，此时书脊与水平面的夹角为θ。下列说法正确的是(　　) A．B对A的作用力为零 B．B的一个侧面对A的弹力为mgcos θ C．B对A的最大静摩擦力的合力为mgsin θ D．A受到三个力的作用 5.如图所示，光滑斜面固定于水平面，滑块A、B叠放后一起冲上斜面，且始终保持相对静止，A上表面水平，则在斜面上运动时，B受力的示意图为(　　) 6.如图所示，物体B叠放在物体A上，A、B的质量均为m，且上、下表面均与斜面平行，它们以共同速度沿倾角为θ的固定斜面C匀速下滑，则(　　) A．A、B间没有静摩擦力 B．A受到B的静摩擦力方向沿斜面向上 C．A受到斜面的滑动摩擦力大小为2mgsin θ D．A与B间的动摩擦因数μ＝tan θ 7．[多选](2020·临汾调研)如图所示，倾角为θ的斜面体c置于水平地面上，小物块b置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接，连接b的一段细绳与斜面平行。在a中的沙子缓慢流出的过程中，a、b、c都处于静止状态，则(　　) A．b对c的摩擦力一定减小 B．b对c的摩擦力方向可能平行斜面向上 C．地面对c的摩擦力方向一定向右 D．地面对c的摩擦力一定减小 [题后悟通] (1)物体刚要沿斜面滑动时仍处于平衡状态，沿斜面方向所受的合力仍为零。 (2)物体保持平衡态，平衡条件是所受合力为0，未知力必与其他力的合力反向等值；物体处于匀变速状态，利用牛顿运动定律F合＝ma求解。 (3)巧用牛顿第三定律的相互性，在判断某些“疑难杂症”力时非常方便。 杆与球(环)组合类 8．(2020·苏北三市联考)如图所示，一个质量m＝1 kg的小环套在倾角为37°的光滑固定直杆上，为使小环能够静止不动，需对它施加一个水平拉力F。已知重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6。则F的大小和方向分别是(　　) A．7.5 N，水平向左　　　　　　 B．7.5 N，水平向右 C．13.3 N，水平向左 D．13.3 N，水平向右 9．(2020·山西质量监测)如图所示，质量为m的小球套在竖直固定的光滑圆环上，轻绳一端固定在圆环的最高点A，另一端与小球相连。小球静止时位于环上的B点，此时轻绳与竖直方向的夹角为60°，则轻绳对小球的拉力大小为(　　) A.mg B．mg C.mg D．2mg 10.质量不计的棒AB的一端A固定于水平地面，可