第3章 专题探究3 整体法与隔离法-【学霸黑白题】2024-2025学年新教材高中物理必修第一册(教科版2019)

专题探究三整体法与隔离法 黑题 专题强化 限时：45min 题型1整体法 A.A与B之间一定存在摩擦力 1.(2024·广东珠海月考)用轻质细线 B.B与地面之间可能存在摩擦力 把两个质量未知的小球悬挂起来， C.B对A的支持力可能小于mg 如图所示.现对小球a持续施加一个 D.地面对B的支持力的大小一定等于(M+m)g 向左偏下30的恒力，并对小球b持续施加一 4.如图所示，物块A套在粗糙的水平横杆上，其 个向右偏上30°的同样大的恒力，最后达到平 下方用长为L的轻质细线连接一质量为m的 衡，表示平衡状态的图可能是 小球B,开始时系统处于静止状态，现用水平力 F缓慢拉动小球B至图中虚线位置，该过程中 物块A始终处于静止状态，下列说法正确的是 2.(2024·安微天一大联考期末)如图所示，在 倾角0=30°的光滑斜面上周定一个光滑竖直 挡板，三个质量均为m的正方体物块A、B、C 用轻杆连接，构成一个等边三角形放在斜面 A.水平力F的大小不变 B.细线的拉力变小 与挡板之间.A与光滑竖直挡板接触，B放于 C.横杆对物块A的摩擦力变大 光滑斜面上，C位于B的正上方，三个小物块 D.横杆对物块A的支持力变大 均处于静止状态，重力加速度为g,则B对斜 5.(多选)如图，一停放在水平路面上的货车车 面的作用力大小为 厢中，底部平整排列着三个油桶A、B、C,油桶 D摆放在桶A、B之间.司机在C右侧插入一块 薄板，使下层油桶相互紧贴.四个油桶完全相 同，忽略一切摩擦，下列说法正确的是() A.33mg B.6mg C.3mg D.2.3mg 题型2隔离法 A.油桶B所受合外力最大，D所受合外力最小 3.(多选)如图所示，质量为m的木块A放在质量 B.车厢对B的支持力大小是B所受重力的 为M的三角形斜劈上，现用大小均为F、方向相 2倍 反的水平力分别推A和B,它们均静止不动，则 C.A对D的支持力与B对D的支持力大小相 等，且都小于D的重力 D.若抽去薄木板，稳定后B对D的支持力 增大 第三章黑白题069 题型3整体法和隔离法的综合应用 3 A.F,=15 N 3 B.F2= N 6.(2024·江苏海安实验中学期末)如图所示，光 10 滑挡板OP、OQ相互垂直，OP竖直放置，小球 A、B固定在轻杆的两端现用水平力F将B向 G月时N D.E,= N 5 左缓慢推动一小段距离，则此过程中( ) 9.用大小为F的两个力将100块重为G的砖头 夹住，如图所示.设所有接触面间的动摩擦因 数均为4，则第27号和28号砖块之间的摩擦 力为 A.轻杆对A的弹力变大 B.挡板OP对A作用力变大 C.水平力F变小 A.23G B.27G C.28G D.2uF D.挡板OQ对B支持力变小 10.(2024·江苏启东质检)如图所示，物块A、带 7.(2024·湖南平江一中月考)如图所示，一斜 光滑定滑轮的矩形物体B和悬挂的小球C 面体C放置在水平地面上，倾角为0=37°，质 处于静止状态A与B、B与地面的接触面均 量M=6.0kg,物块B置于斜面上，B通过细绳 粗糙.绕过光滑的定滑轮的轻绳和轻弹簧分 跨过光滑的定滑轮与物块A相连接，A、B质量 别与小球C相连，轻弹簧中轴线与竖直方向 相等均为m=1.0kg,连接B的一段细绳与斜 的夹角为60°，轻绳与竖直方向的夹角为 面平行，A、B、C都处于静止状态，sin37°=0.6， 30°，A、B、C的质量分别为m,=2kg、mg= 重力加速度g取10m/s2.则有 5kg、mc=1kg弹簧的伸长量为△x=2cm (重力加速度g取10m/s2).求： (1)弹簧的劲度系数k: (2)物体B对物块A的静摩擦力： (3)地面对物体B的摩擦力. A.C对B的摩擦力大小为6N B.C对B的摩擦力方向沿斜面向上 C.水平面对C的摩擦力大小为6N D.水平面对C的支持力大小为64N 8.(2024·山东滨州期末)小院里一 条轻质葫芦藤（视为轻绳）上结了 三只葫芦，轻质藤1绕在横梁上与竖直方向的 夹角为0=30°，轻质藤4水平缠绕在竖直立柱 上，三个葫芦的质量均为m=10g,四条轻质 葫芦藤的拉力分别是F,、F2、F3、F4重力加速 度g取10m/s2.下列说法正确的是 必修第一册·JK黑白题070根据平衡条件有F,sin30°=G,F,cos30°=F,.联立以上各式 总重3mg和斜面的支持力N,如图所示 解得523 F.=3,F=2G,￡，=3G,选项B错误： 由以上结果可得 4'万2，选项C正确，D错误故本 F1F1 题选C 3.C解析：如图所示： 12.00m 根据平衡条件可得B受到斜面的支持力为N=3mg cos 10 23mg,则B球对斜面的作用力大小为N'=N=23mg,故 13.00m 选D. 5.00cm 3.CD解析：对A,B整体受力分析，如图所示， 901 受到重力(M+m)g、支持力N和已知的两个 由几何关系可知平衡时每根弹簧的长度均为 推力，对于整体，由于两个推力刚好平衡，故 (M+mig /12.00+5.00em=13.00m,每根弹簧的仲长量均为△x= 整体与地面间没有摩擦力，且有N= 4.00em,每根弹簧的弹力大小均为F=△r=1.3N,根据竖直 (M+m)g,故B错误，D正确再对木块A受力分析，至少受重 方向受力平衡可得矿泉水瓶受到的重力大小G=3FsB= 力mg,已知的推力F,B对A的支持力N”,当推力F沿斜面 3x13×N=1.5N.故选C 的分力大于重力沿斜面的分力时，摩擦力的方向沿斜面向 下，当推力F沿斜面的分力小于重力沿斜面的分力时，摩擦 4,D解析：对宝宝受力分析，如图所示： 力的方向沿斜面向上，当推力F沿斜而的分力等于重力沿斜 22f 面的分力时，摩擦力为零，在垂直斜面方向上有N'=mgcs0+ 22F、 Fsin0(8为斜劈领角).故A错误，C正确. 4.C解析：以小球B为研究对象，小球B受重力mg、细线的 *6 拉力T和水平力F的作用，受力情况如图所示： 设每个受力点受到的支持力为F、,摩擦力为，由图可知，不 能确定宝宝每个受力点受到墙壁的支持力与重力的大小关 系，也不能确定每个受力点受到墙壁的摩擦力与重力的大小 关系，但可以确定每个受力点受到墙壁的摩擦力一定大于支 持力.故选D. 压轴挑战 用水平力F缓慢拉动小球B的过程中，细线与竖直方向的 5.C解析：小球C为轻环，重力不计.受两边细线的拉力的合 夹角0不断变大，则水平力F和细线的拉力T均变大，AB错 力与杆垂直，C环与乙环的连线与竖直方向的夹角为60°， 误：以物块A和小球B整体为研究对象，水平方向上横杆对 C环与甲环的连线与竖直方向的夹角为30°，A点与甲环的连 物块A的摩擦力=F变大，竖直方向上横杆对物块A的支 线与竖直方向的夹角为30°，乙环与B点的连线与竖直方向 持力N=(M+m)g,保持不变，C正确，D错误故选C 的夹角为60°，根据平衡条件，对甲环2Tc0s30°=m,8,对乙环 5.CD解析：车停放在路面上，4个油桶静止在货车上，则4个 有2Tcos60°=m2g,得m1:m2=an60°，故C正确，ABD错 油桶的合力全为零，故A错误：把A、B、D三个油桶看成整 误故选C 体，竖直方向根据平衡条件2F、=3mg,则车厢对B的支持力 专题探究三整体法与隔离法 大小是B所受重力的号倍，故B错误：对桶D受力分析，受 重力、A对D的支持力与B对D的支持力，如图所示 黑题 专题遥化 1.A解析：将两球连同之问的细线看成一个整体，对整体受 力分析如图，根据平衡条件可知α球上方的细线必定沿竖直 方向.故A正确，BCD错误故选A Fa g 根据平衡条件可知2Fc0s8=mg,代人数据解得F= 3 mg, 则A对D的支持力与B对D的支持力大小相等，且都小于 D的重力，若抽去薄木板，B向右移动，稳定后9变大，则F= 2,D解析：由题意，对A,B,C整体研究，受到挡板的弹力F g变大，故CD正确故选CD 2cos 8 参考答案与解析黑白题23 6.C解析： 50G-G-G=48G.对3号砖分析 16 1G 6 根据平衡条件推得3号和4号砖之间的摩擦力大小为= 50G-G-G-G=47G,同理可得，第27号和28号砖块之间的摩 AB.设杆与OP的夹角为日，对A球受力分析如图，由平衡条 擦力大小为m=50G-27G=23G,故选A 件可得。R=g如Q,现用水平力F将B向左援慢 推动一小段距离，A球上升，夹角8变小，轻杆对A的弹力变 10.(①250Vm(2)53N,方向水平向右(2)5 N,方向 小，挡板OP对A作用力变小，所以AB错误：C.把A、B看成 水平向右 一个整体，对整体受力分析有，水平方向受两力，水平向左的 解析：(1)对小球的受力分析如图所示 力F与水平向右的弹力F,竖直方向受两力，竖直向下的 总重力G,与竖直向上的挡板OQ支持力N,由平衡条件可 得，水平力F总是与Fm相等，所以轻杆对A的弹力Fm变 小时，水平力F变小，则C正确：D.竖直方向总重力G与竖 meg 直向上的挡板OQ支持力N也总是相等的，所以挡板OQ对 根据正交分解法，则有mcg=F cos60°+F,os30°， B支持力保持不变，则D错误，故选C. Fasin60°-F,sin30°，代入数据得F,=53N,Fa=5N,由 7.D解析：AB.对物块B受力分析，有mgin37°=6N<T= mg=10N.可知，C对B的摩擦力方向沿斜面向下，且Fm= 胡克定律F=△r,可得k F4_5N=250N/m △x2cm T-mgsin37°=4N,故AB错误：CD.对斜面体C和物块B受 (2)由二力平衡可知B对A的静摩擦力为=F,=53N,方 力分析，由平衡条件可得水平方向F”静=Tc0s37°=8N,同 向水平向右 理，竖直方向可得(M+m)g=F、+Tsin37°，解得F,=64N.故 (3)将A、B看成整体，受力分析如图所示 C错误：D正确.故选D. F 8.C解析：AD.将三个葫芦视为整体，由平衡得F,= 3mg=23g=号N.F.=3 ngtan30°=3mg=7元N, 故AD错误；B.设藤2与竖直方向夹角为a,对1,2之间的 专性+mRg 葫芦分析得F,sin9=F2sina,F1cos0=mg+F,cos,解得F,= 7 根据正交分解法.则有a=F,cs60°.5 2 一N,方向水平 7mg=0N,故B错误：C.设藤3与竖直方向夹角为B, 向右。 对2,3之间的葫芦分析得F,sin B=F,F,cosB=mg,解得 F=2mg=了N,故C正确，故选C 专题探究四 受力平衡的临界极值问题 9.A解析：对100块砖这个整体分析 黑题 专题强化 1.A解析：将一个大小，方向确定的力分解为两个等大的力 时，合力在两个分力的角平分线上，且两分力的夹角越大，分 234 99 100 力越大，因而当绳子拉力达到F=10N的时候，绳子间的张 角最大，为120°，此时两个挂钉间的距离最大：画框受到重 力和绳子的拉力，三个力为共点力，受力如图： 1100G 根据平衡力条件2=100G,解得f=50G,对1号砖分析 G 挂钉 根据平衡条件推得1号和2号砖之间的摩擦力大小为无= 50G-G=49G,对2号砖分析 绳子与竖直方向的夹角为0=60°，绳子长为1。=1m,则 月 c 有g=2fm0,两个挂钉的间距L=2x(久n0）,解得L= 1 3 根据平衡条件推得2号和3号砖之间的摩擦力大小为= m,放选A 必修第一册·JK黑白题24