第3章 专题5 整体法与隔离法-【高中必刷题】2024-2025学年新教材高中物理必修1同步课件 (粤教版)

物理 必修第一册 YJ 1 5 专题5 整体法与隔离法 刷题型 2 1.[广东珠海2024高一上段考] 用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来，如图所示.现对小球 持续施加一个水平向左的恒力，并对小球 持续施加一个水平向右同样大小的恒力，最后达到平 衡状态.下列选项中表示平衡状态的图可能是( ) A A. B. C. D. 题型1 整体法 3 解析 将两球和两球之间的细线看成一个整体,对整体进行受力分析如图所示,整体达到平衡状态, 根据平衡条件可知整体受到小球上方的细线的拉力的大小等于小球、 的重力大小之和,方向 沿竖直方向,故小球 上方的细线必定沿竖直方向,A正确. 题型1 整体法 4 2.[陕西榆林2024高一上期末] 某体育场看台的风雨棚是钢架结构的，两侧倾斜钢柱用固定在其顶 端的钢索拉住，下端用铰链与水平地面连接，钢索上有许多竖直短钢棒支撑棚顶，整个系统左右 对称，结构简化图如图所示.假设钢柱与水平地面所夹锐角为 ，钢索上端与钢柱的夹角为 ， 钢索、短钢棒及棚顶的总质量为，重力加速度为 ，则钢柱对钢索拉力的大小为( ) B A. B. C. D. 题型1 整体法 5 解析 钢索、短钢棒及棚顶作为一个整体受到三个力作用：整体重力 ,两侧钢柱对钢索拉力均 为,根据受力平衡可得,解得 ,故B正确. 题型1 整体法 6 3.[湖南张家界2024高一上期末] 春节期间人们都喜欢在阳台上挂一些灯笼来作为喜庆的象征.如 图所示，由四根等长的轻质细绳悬挂起三个质量相等的灯笼1、2、3，中间的两根细绳和 之间的夹角 ，则下列选项中正确的是( ) D A.与竖直方向的夹角为 B. 的拉力为单个灯笼重力的2倍 C.绳与绳的弹力大小之比为 D.绳与绳的弹力大小之比为 题型2 隔离法 7 解析 对灯笼2受力分析可知 ,对灯笼1受力分析如图所示,根据平行四边 形定则得,解得,且的反向延长线过 和灯笼1重力夹角的角平分线, 故与竖直方向夹角为 ,故A、B错误；绳与绳的弹力大小之比为 ,故C 错误,D正确. 题型2 隔离法 8 4.[吉林长春外国语学校2024高一上月考] 如图甲所示为砖夹，一次可将五块砖夹起，大大提高了 工作效率.如图乙所示，五块质量相同的砖夹在两侧竖直的夹板间处于静止状态.下列说法正确的 是( ) B 甲 乙 A.砖夹对砖块的水平压力越大，4、5两块砖受到的摩擦力越大 B.3受到2施加的摩擦力大小等于自身重力的一半 C.4对3的摩擦力方向竖直向下 D.1受到2施加的摩擦力与4受到5施加的摩擦力完全相同 题型3 整体法和隔离法的结合 9 解析 设每块砖的质量为 ,只有滑动摩擦力才和正压力成正比,4、5两块砖处于静止状态,受静摩 擦力作用,与正压力无关,故A错误.对五块砖整体进行受力分析，如图1所示,根据平衡条件有 ,方向均竖直向上，分别对1和5进行受力分析,如图2所示,1受到2施加的摩擦力 与5受到4施加的摩擦力大小均等于 ,方向均为竖直向下,根据力的相互作用关系可知,4受 到5施加的摩擦力大小,方向竖直向上,则1受到2施加的摩擦力 与4受到5施加 的摩擦力 大小相等,方向相反,故D错误.对2进行受力分析如图3所示,由力的相互作用关系可知1 对2的摩擦力大小 ,方向竖直向上，根据平衡条件可得2受到3施加的摩擦力大小 ,方向竖直向下,根据力的相互作用关系可知,3受到2施加的摩擦力大小 ,方向竖直向上，故B正确.对3进行受力分析,受重力、2对3的摩擦力和4对3的摩 擦力,如图4所示,根据平衡条件可得3受到4施加的摩擦力大小 ,方向竖直向上,故C错误. 题型3 整体法和隔离法的结合 10 图1 图2 图3 图4 题型3 整体法和隔离法的结合 11 5.[广东中山纪念中学2024高一上段考] （多选）如图所示，两个完全相同的箱子甲、乙放在水平 地面上，箱子中分别放着两个完全相同的木块和 ，用两根完全相同的轻质弹簧连接，弹簧的另 一端固定在箱子的右上角.两个箱子唯一的不同之处在于甲箱中的木块 位置比较靠左，弹簧处于 拉长状态，乙箱中的木块 位置比较靠右，而弹簧处于压缩状态，下列说法正确的是( ) AD A.两个箱子对地面的压力大小相等 B.两个箱子受到地面的摩擦力方向相反 C.两个木块对箱子的压力大小相等 D.两个木块受到箱子的摩擦力方向相反 题型3 整体法和隔离法的结合 12 思路导引 以整体为研究对象,根据竖直方向和水平方向受力平衡分析箱子对地面的压力和箱子受 到地面的摩擦力情况；隔离、 进行受力分析,甲中弹簧处于拉长状态,乙中弹簧处于压缩状态,根 据平衡条件分析甲、乙箱子中的木块所受压力和摩擦力的大小、方向. 题型3 整体法和隔离法的结合 13 解析 以甲箱子、木块A和弹簧作为整体,整体受重力、地面的支持力.根据受力平衡可知,甲箱子受 到地面的摩擦力为0,地面对甲箱子的支持力等于整体的重力；同理,以乙箱子、木块B和弹簧作为 整体,根据受力平衡可知,乙箱子受到地面的摩擦力为0,地面对乙箱子的支持力等于整体的重力,则 根据力的相互作用关系可知,两个箱子对地面的压力大小相同,故A正确,B错误.甲箱中的弹簧处于拉 长状态,对A有斜向上的拉力,乙箱中的弹簧处于压缩状态,对B有斜向下的压力 .对木块A、B受力 分别分析如图1、图2所示,由于弹簧对木块A的拉力有竖直向上的分力,则木块A对箱子的压力小于 木块A的重力；由于弹簧对木块B的弹力有竖直向下的分力,则木块B对箱子的压力大于木块B的重 题型3 整体法和隔离法的结合 14 力.则两个木块对箱子的压力大小不相等,故C错误.弹簧对木块A有水平向右的分力,则木块A受到箱 子的摩擦力方向向左；弹簧对木块B有水平向左的分力,则木块B受到箱子的摩擦力方向向右,可知 两个木块受到箱子的摩擦力方向相反,故D正确. 图1 图2 题型3 整体法和隔离法的结合 15 5 专题5 整体法与隔离法 刷难关 16 1.[安徽安庆二中2024质量检测] 如图所示，有40颗质量相等的小球（可视为质点），将它们用 长度相等的轻绳依次连接，再将两端固定在天花板上，静止时，连接天花板的轻绳与水平方向夹 角为 ，已知每颗小球的重力均为 ，则第15颗小球与第16颗小球之间轻绳的张力大小为 ( ) C A. B. C. D. 17 解析 以左侧20颗小球为整体,设每个小球的质量为 ,受力分析如图甲所示,由共点力的平衡条件 可知,解得 ,以16到20这五个球为整体,受力分析如图乙所示,根据共点力的平 衡条件可得第15颗小球与第16颗小球之间轻绳的张力大小为,解得 ,故 C正确. 甲 乙 18 2.（多选）如图所示，质量的斜面体 静止在粗糙的水平地面上，斜面体的两个斜面均 光滑，两个质量均为的物体、分别在沿各自斜面向上的力和 的作用下处于静止 状态，两个斜面的倾角分别为 、 .取重力加速度大小 ， ， ，以下说法正确的是( ) BC A.拉力 B.拉力 C.地面对斜面体的支持力大小为 D.地面对斜面体 的摩擦力向左 19 解析 对A进行受力分析,如图甲所示,沿斜面方向有 ,解得 ,故A错误.对B进行 受力分析,如图乙所示,沿斜面方向有 ,解得 ,故B正确.C与地面接触,对整体进 行受力分析,如图丙所示,假设摩擦力的方向水平向右,水平方向有 ,竖直方向 有,解得 , ,故C正确,D错误. 甲 乙 丙 20 3.如图所示，三根完全相同的粗细均匀的圆木、、 堆放在水平地面上 并处于静止状态，每根圆木的质量为，截面的半径为 ，三个截面圆心 连线构成的等腰三角形的顶角 .若在地面上的两根圆木刚好要 D A.圆木间的弹力大小为 B.地面上的每根圆木受到地面的摩擦力大小为 C.地面上的每根圆木受到地面的作用力大小为 D.地面与圆木间的动摩擦因数为 滑动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不考虑圆木之间的摩擦，重力加速度为 ，则( ) 21 解析 对A进行受力分析,如图所示,A处于平衡状态,所受合力为零,有 , ,解得 ,A错误；地面上的每根圆木受到地面的摩擦力大 小为 ,由力的相互作用关系可得,解得 ,B错误；对B,在竖直方向 上有,由力的相互作用关系可得,解得 ,地面上的每根圆木 受到地面的作用力大小为 ,C错误；地面上的两根 圆木刚好要滑动时,摩擦力恰好是最大静摩擦力,则有,解得 ,D正确. 22 4.[陕西咸阳实验中学2024高一上期中] 某工人使用双轮手推车运送短钢管，钢管 在推车里保持静止，手推车装入钢管后的侧面示意图如图所示.推车的侧面 与 底面垂直，当侧面与水平方向夹角 时，6号钢管对侧面 的压力 等于其重力 ，忽略一切摩擦，则( ) D A.其他钢管对6号钢管的作用力大小等于 B.底面受到的压力小于侧面 受到的压力 C.若减小 角，钢管仍保持静止.则钢管对推车的总作用力将增大 D.若减小 角，钢管仍保持静止，则底面 受到的压力减小 23 思路导引 隔离6号钢管对其进行受力分析,根据平衡条件求解其他钢管对6号钢管的作用力大小;对 所有钢管整体进行受力分析,根据平衡条件和力的相互作用关系列式分析即可. 24 解析 对6号钢管进行受力分析,由于钢管静止,即受力平衡,则其他钢管对6号钢管的作用力与6号钢 管的重力及侧面给的支持力的合力等大反向,如图甲所示,重力与支持力的合力大小为 ,故其他 钢管对6号钢管的作用力大小也为 ,故A错误；将所有钢管视为一个整体,进行受力分析,如图乙所 示,可得,由力的相互作用关系可知,底面受到的压力大于侧面 受到的压力, 故B错误；将所有钢管视为整体,根据受力平衡可知,推车对钢管整体的作用力与钢管整体的重力平 衡,故无论 如何变化,只要钢管仍保持静止,推车对钢管整体的作用力保持不变,钢管对推车的总作 用力保持不变,故C错误；若减小 角,钢管仍保持静止,有 ,可知钢管受到底面 的支持力减小,根据力的相互作用关系可知底面 受到的压力减小,故D正确. 甲 乙 25 5.[云南昆明云南师大附中2024高一上期末] （多选）如图所示，一根弯折的光滑杆上套着两个小 环、，小环直径略大于杆，两小环用轻绳相连.小环在沿杆向上的力 的作用下缓慢沿杆向上 运动的过程中，下列说法正确的是( ) ABD A.杆对环的弹力增大 B.轻绳上的张力会变大 C.力变小 D.杆对 环的弹力变小 26 解析 设绳与竖直杆的夹角为 ,与倾斜杆的夹角为 ,倾斜杆与水平方向的夹角为 .分别对A、B 受力分析,如图所示.将绳对B的拉力正交分解,由平衡条件可得竖直杆的支持力和绳的拉力大小分 别为 ,,小环A在沿杆向上的力的作用下缓慢沿杆向上运动的过程中, 增 大,则、都变大,故A、B正确；对小环A受力分析,受到绳的拉力,倾斜杆的支持力 ,重 力和,由平衡条件可得,随着小环A上移,夹角 逐渐减小,可知力 变大,故 C错误；对两个小环和轻绳整体受力分析,可得 ,由几何关系 可得为倾斜杆和竖直方向的夹角,为定值,增大,因此 减小,故D正确. 27 $$