衔接点21 整体法和隔离法在平衡中的应用-【赢在高中起跑线】物理初高中教材衔接 知识回顾预习 专题特训（2026年）

衔接必刷题 衔接点21 整体法和隔离法在平衡中的应用 知识清单 高中物理新知识、新模型 二、整体法和隔离法在平衡问题中的应用 一、整体法和隔离法在受力分析中的应用 当系统处于平衡状态时，组成系统的每个物体都 1.分析物体受力的方法 处于平衡状态，选取研究对象时要注意整体法和 (1)条件法：根据各性质力的产生条件进行判断。 隔离法的结合。一般地，当求系统内部间的相互 注意：①有质量的物体在地面附近一定受到重力 作用力时，用隔离法：求系统受到的外力时，用整 的作用。 体法，具体应用中，应将这两种方法结合起来灵 ②弹力的产生条件是相互接触且发生弹性形变。 活运用。 ③摩擦力的产生条件是两物体相互接触、接触面 初、高中物理衔接点 粗糙、相互挤压、有相对运动或相对运动的趋势， 1.同学们在求解共点力的平衡问题时，需要对物体 以上几个条件缺一不可。 进行受力分析，受力分析的基本步骤是：首先选 (2)假设法：假设法是判断弹力和摩擦力有无的 定研究对象，而研究对象可以是单个物体，也可 常用方法。 以是多个物体组成的系统”然后将研究对象从周 (3)状态法：由物体所处的状态分析，若物体静止 围物体中隔离出来，进而分析周围有哪些物体 或做匀速直线运动，可根据平衡条件判断弹力、 对它施加了力的作用：接下来画出受力分析的 摩擦力存在与否。 示意图，物体所受的各个力应画成共点力：最 (4)相互作用法：若甲物体对乙物体有弹力或摩 后根据合成法、分解法或者正交分解法列出平 擦力的作用，则乙物体对甲物体一定有弹力或摩 衡方程。 擦力的作用。 2.整体法的含义：所谓整体法就是对物理问题的整 2.整体法、隔离法的比较 个系统或整个过程进行分析、研究的方法。 项目 整体法 隔离法 整体法的思维特点：整体法是从局部到全局的思 维过程，是系统论中的整体原理在物理学中的 将运动状态相同的几将研究对象与周 运用。 概念 个物体作为一个整体围物体分隔开的 整体法的优点：通过整体法分析物理问题，可以 来分析的方法 方法 弄清系统的整体受力情况和全过程的受力情况， 从整体上揭示事物的本质和变化规律，从而避开 研究系统内物体 了中间环节的繁琐推算，能够灵活地解决问题。 选用 研究系统外的物体对 之间的相互作 隔离法的含义：为了弄清系统（连结体）内某个物 原则 系统整体的作用力 用力 体的受力和运动情况用隔离法 隔离法的基本步骤：(1)明确研究对象或过程、状 受力分析时不要再考 态；(2)将某个研究对象或某段运动过程、某个状 注意 般隔离受力较 虑系统内物体间的相 态从全过程中分离出来：(3)画出某状态下的受 问题 少的物体 互作用 力图或运动过程示意图：(4)选用适当的物理规 律列方程求解。 56 衔接点二初升高知识衔接 专题达标 [经典例题] [轻松训练] 【典例1】如图所示，光滑金属球 一、单选题 的重力G=40N,它的左侧紧 1.如图所示，M、N两物体叠放在一起， 靠竖直的墙壁，右侧置于倾角0 在恒力F作用下，一起沿竖直墙向上 M =37°的斜面体上。已知斜面 做匀加速直线运动，则关于两物体受 体处于水平地面上保持静止状态，sin37°=0.6， 力情况的说法正确的是 c0s37°=0.8。 A.物体M一定受到5个力 B.物体N可能受到4个力 (1)作出金属球的受力示意图： (2)求金属球对斜面体的压力大小： C.物体M与墙之间一定有弹力和摩擦力 D.物体M与N之间一定有摩擦力 (3)求水平地面对斜面体的摩擦力。 2.如图所示，两个小球a、b质“ 【答案】(1)见解析图(2)50N(3)30N,方 0 量均为m,用细线相连并悬 向水平向左 挂于O点，现用一轻质弹簧 a0m000T 【解析】(1)受力示意图如图所示。 给小球a施加一个拉力F, (2)金属球静止，则它受到的三 使整个装置处于静止状态， ⑥ 力平衡（如图所示），由平衡条 且Oa与竖直方向夹角为0=30°，已知弹簧劲度 件可得斜面对金属球的弹力为 系数为k,重力加速度为g,则弹簧形变量不可能 FN2=COS 375=50 N 是 ( 由牛顿第三定律可得金属球对斜面体的压力大 A.3mg B.3mg C.4v3mg D.2mg k 2k 3k 小为50N。 3.半圆柱体P放在粗糙的 (3)对金属球和斜面体整体分析 水平地面上，其右端有 由斜面体平衡，可知水平地面对斜面体的摩擦力 一固定放置的竖直挡板 大小为F(=F2sin37°=30N,方向水平向左。 MN。在半圆柱体P和n 7777 【典例2】在恒力F作用下，a、b两物 MN之间放有一个光滑的均匀小圆柱体Q,整个 体一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运 装置处于平衡状态，如图所示是这个装置的纵截 动，则关于它们受力情况的说法正 面图。现使MN保持竖直并且缓慢地向右平 确的是 移，在Q滑落到地面之前，发现P始终保持静 A.a一定受到4个力 止。则在此过程中，下列说法中正确的是() A.MN对Q的弹力逐渐减小 B.b可能受到4个力 B.地面对P的摩擦力逐渐增大 C.a与墙壁之间一定有弹力和摩擦力 C,P、Q间的弹力先减小后增大 D.a与b之间不一定有摩擦力 D.Q所受的合力逐渐增大 【答案】A 二、多选题 【解析】对物体b受力分析，受重力、支持力和 4.如图所示，劲度系数不同的两个轻质弹 摩擦力，处于三力平衡状态，故B,D错误；对物 簧a、b悬挂了质量为m1和m2两块橡 a图 体a、b整体受力分析，受重力、恒力F,若墙壁对 皮泥，整个装置保持静止时，弹簧a的 m 整体有支持力，水平方向不能平衡，故墙壁对整 长度与弹簧b的长度相等：已知4m2= 体没有支持力，故也没有摩擦力：对物体“受力 3m1,重力加速度为g,则 () ☐m防 分析，受恒力F、重力、物体b对a的压力和摩擦 A.弹簧a的弹力比弹簧b的弹力大 力，即物体a共受4个力，故A正确，C错误。 B.在m1上取△m粘在m2处，m2重心下降 57 衔接必刷题 C.剪断弹簧a瞬间，质量为1的橡皮泥加速度 大小为4g,方向竖直向下，质量为2的橡皮 泥加速度为零 D.剪斯弹簧b瞬间，质量为1的橡皮泥加速度 大小为3g,方向竖直向下，质量为m2的橡皮 A.质量为3m的木块与地面间的摩擦力为 泥加速度大小为g,方向竖直向下 5.如图所示，水平地面上放置相同材料制成的质量 B.质量为m的木块受到轻绳的拉力为 8 不同的三个木块，物体所受的滑动摩擦力与其所 受的压力成正比。现用水平拉力F拉其中一个 C.质量为m与4m的木块之间的摩擦力为 8 质量为4m的木块，使三个木块一起水平向右匀 Q.质量为4m的木块与地面间的摩擦力为。 速运动，则 ( 衔接点22 牛顿第一定律 知识清单 初中物理知识储备 2.伽利略的理想实验 一、“伽利略斜面小车实验” (1)斜面实验：如图所示，让一个小球沿斜面从静 在这个实验中，让每次让小车从斜面的同一高度 止状态开始运动，小球将“冲”上另一个斜面。如 滑下，目的是让小车在进入水平表面时具有相同 果没有摩擦，小球将到达原来的高度。减小第二 的速度，这样才能比较小车在不同表面运动的情 个斜面的倾角，小球运动的距离更长，但所到达 况。如下图所示，是小车从斜面上滑下后，在平 的高度相同。当第二个斜面最终变为水平面时， 面上最终停下的位置。 小球将永远运动下去 品 毛巾表面 木板表面 玻璃表面 实验表明：平面越光滑，小车运动的距离越远，这 丙 说明小车受到的阻力越小，速度减小的越慢。如 (2)推理结论：力不是维持物体运动的原因。 果小车不受阻力，小车将一直运动下去。 3.笛卡儿的观点：如果运动中的物体没有受到力的 二、牛顿第一定律 作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既 1.内容：一切物体在没有受到外力作用时，总保持 不会停下来，也不会偏离原来的方向。 静止状态或匀速直线运动状态。 二、牛顿第一定律 2.牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上，运用 1.牛顿第一定律的内容：一切物体总保持匀速直线 科学的推理的方法而概括出来的规律，是一个非 运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫 常重要的规律，是整个力学的基础和出发点。所 使它改变这种状态。 以它不能用实验验证，因为任何物体都受到其它 2.惯性 物体的作用，但是它能经受住实践的检验 (1)物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态 三、惯性 的性质叫作惯性。牛顿第一定律也被叫作惯性 定义：一切物体都有保持原来运动状态不变的性 定律。 质，我们把这种性质叫作惯性。 (2)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性。 高中物理新知识、新模型 三、惯性与质量 一、理想实验的魅力 物体惯性大小仅与质量有关，质量是物体惯性大 1.亚里士多德认为：必须有力作用在物体上，物体才 小的唯一量度，惯性大小与物体是否运动、运动 能运动：没有力的作用，物体就要静止在某个地方。 快慢等因素均无关。 58H衔接必刷题 两，点较链的作用力及重物重力，由三力平衡可知竖直墙 2.答案：B 对A、B两点较链的总作用力方向竖直向上，大小等于 解析：对钢管受力分析，钢管受重力 mg,故B正确：若在O点施加从零缓慢增大且水平向左 G、绳子的拉力FT、地面对钢管竖直 的外力，则O点受力情况如图2，沿两杆方向将mg和F 向上的支持力FN,水平向右的摩擦 正交分解可得FB=ngcos53°-Fcos37°，FaA-ngsin53° 力Ft。FN=mg,F=FT,可认为钢 十Fsin37°，F缓慢增大时F)A一直增大，Fo地先减小后反 管受到重力G、绳子的拉力T和地 向增大，故C正确：若在O点施加从零缓慢增大且水平向 面对钢管作用力F三个力，钢管平 右的外力，测O点受力情况如图3，沿两杆方向将mg和 衡，三个力的作用线必交于一，点，由 F正交分解可得F(粥=Fcos37°+mgcos53°，FA= ngsin53°-Fsin37°，故F缓慢增大时FA先减小后反向 此可知F方向斜向上，与水平面夹角为，根据共，点力平 增大，FB一直增大，故D错误。 一品：F1=品品。-F.即随着锅管与地 衡条件可知F=mg 面夹角的逐渐变小，地面对钢管支持力（与重力等大反 向)的大小不变，地面对钢管的作用力变大，地面对钢管 的摩擦力变大，故A、C错误，B正确：根据相互作用力，手 对绳子的摩擦力方向向右，故D错误。 3.答案：B 解析：图甲，丙、丁中，AB杆对B点产生的是拉力，当用轻 绳代替时效采不麦，仍能使装置平衡，故AB杆可以用与 图1 图2 图3 之等长的轻绳代替的有图甲、两、丁：同理可知，BC杆可 5.答案：BC 以用轻绳代替的只有图丙，故B正确。 解析：未加F时，物块匀速下滑，受力平衡，物块受到重 4.答案：AB 力、支持力和摩擦力的作用，由平衡条件得mgsin30° 解析：如图所示，两个绳子是对M mg0s30,解得物块与斜面间的动摩擦国数=，物 称的，与竖直方向夹角是相等 的。假设绳子的长度为x,绳子 块匀逸下滑过程中，整体水平方向受力平衡，则地面对斜 与水平方向的夹角为0，两杆之 面的摩擦力为零：若α=0°，对物块施加一个水平方向的 间的距离为L,则有xcos0=L。 力，物块下滑过程中对斜面压力和摩擦力成比例增加，即 绳子一端在上下移动的时候 物块对斜面的作用力方向没有变，则 绳子的长度不变，两杆之间的 地面对斜面的摩擦力仍为零：若a 距离不变，则日角度不变：两个 60°，对物休施加一个垂直于斜面方向 绳子的合力向上，大小等于衣服的重力，由于夹角不变， 的力F,物块下滑过程中，对斜面的 所以绳子的拉力不变，A正确，C错误：当V向右移动后 压力增加F、摩擦力增加：F,如图所 根据xCOs0=L,即L变大，绳长不变，所以0角减小，绳子 示。根据几何关系可知tan0= 下，如图故此时物块对斜 与竖直方向的夹角变大，绳子的拉力变大，B正确：绳长和 两杆距离不变的情况下，0不变，所以挂的衣服质量变化， 面的作用力方向仍向下，地面对斜面的摩擦力为零，在竖 不会影响悬挂点的移动，D错误。 直平面内给物块一任意方向的外力F,此力F可以分解 5.答案：AD 为垂直于斜面方向的力和沿斜面方向的力，而这两个分 解析：在t。之前，受力分析如图所示。 力对斜面的摩擦力均为零，所以无论施加什么方向的力， 在B停止运动前，地面对斜面的摩擦力为零，物块仍沿斜 由平衡条件可得 面匀速下滑，故A错误，B、C正确：若F推着物块沿斜面 Focos 0-F=0, 匀速上滑，设F与斜面夹角Y,根据平衡条件得Fc0sY= Fosin 0=mg+FN, mgsin8十(mgcos0十Fsin y),解得F= 其中F:=FN,联立解得Fo= mgsin 0+umgeos 0 mgsin 0+gmgeos 0 g mgcos cos y-usin y ,所以Fmin三 1+2sin(3-y) usin 0-cos 0FN= sin 0-cos 0A 正确，B错误：在t0之前，做匀速直线运动水平方向Focos日 mgs0生gcos0-mgsin20-mg,故D错误。 一u(Fosin0-ng)=0,变形得Fa(cos0-sin0)= 1+ umg,解得cos0-asin0<0,竖直方向上Fosin0=mg十 衔接点20多力平衡和动态平衡 FN,得Fosin0>mg:在to之后，水平方向上F合=Fcos0 -(Fsin0-mg)=F(cos0-sin0)十mg,因为F>F0 轻松训练 且cos0-usin0<0,可知F合<0，即加速度方向向左，物 1.答案：C 体微减速运动，由于Fsin>mg,物体不会脱离天花板， 解析：对篮球受力分析如图所示。 随着力F的增大，物体的加速度变大，所以物体做加速度 增大的减速运动，直到速度减为零保持静止，心错误，D 正确。 衔接点21整体法和隔离法 在平衡中的应用 设篮球质量m,由于篮球处于静止状态，所以F1和g的 轻松训练 1.答案：D cos 0 cos 0F-mgtan 0= 合力大小等于F2,则有F2=mg=G 解析：M、V两物体一起向上做匀加速直线运动，则合力 Gtan0:故Fz>F1,F2>G,故A、B 向上。对M、N整体进行受力分析，受到重力和F:墙对 错误：对篮球进行受力分析如图所 M没有弹力，否则合力不能向上，也就不可能有摩擦力 示。挡板绕O缓慢把挡板绕其与 故C错误：对N进行受力分析可得：N受到重力，M对N 坡面的接触轴逆时针转一个较小 的支持力，这两个力的合力不能向上，所以还受到M对N 角度，图中得B缓慢下移，即F 向上的静摩擦力·共3个力，故B错误，D正确；对M进行 =F1,F2'=F2,则F1减小，Fg也 受力分析可得：M受到重力、推力F,V对M的压力以及 减小，故C正确，D错误。 N给M沿斜面向下的静摩擦力，一共4个力，故A错误。 100 参考答案 2.答案：B 2.答案：D 解析：根据题意，以小球a、b整体 F 解析：质量是惯性大小的唯一量度，与速度无关，质量越 为研究对象，分析受力，作出F在 大，惯性越大，故A、B错误，D正确；任何物体在任何情况 几个方向时整体的受力分析图 下都有惯性，球由于重力的作用而自由下落时，惯性依然 根据平衡条件可知，F与FT的合 -1 存在，故C错误。 力与整体重力2mg总是大小相 3.答案：B 等、方向相反，由力的合成图可 解析：由于小球放在劈形物体A上，劈形物体A的上表面 知，当F与绳子Ou垂直时，F有 光滑，所以在劈形物体A下滑过程中小球在水平方向上 最小值，即图中2位置，F的最小 2mg 不受外力作用，则小球在水平方向上没有位移，仅沿竖直 值为Fmim=2 ngsin0=mg,根据胡克定律有Fmin=k:xmim, 方向运动，故B正确 解得=，即弹黄的形变量的取值范国为x≥受 4.答案：BC 解析：若小球向前滚动，知小球的速度大于列车的遠度， 本题选不可能的，故B正确。 知列车的速度减小，故A错误：若小球向后滚动，知列车 3.答案：B 的速度大于小球的速度，知列车的速度增加，做加速运 解析：对Q受力分析，F1表示P对Q 动，故B正确：磁悬浮列车急制车时，小球因为有惯性，要 的弹力，F2表示MN对Q的弹力，F 保持原来的匀速直线运动状态，所以小球运动的速度要 的方向水平向左保持不变，F1的方向 大于磁悬浮列车运动的速度，即小球要相对磁悬浮列车 顺时针流转，如图所示。由平行四边形 向前滚，故C正确，D错误。 的边长变化可知，F与F2都逐渐增 5.答案：ACD 大，故A、C错误；对P、Q整体受力分 解析：物体的惯性是物体的固有属性，只与质量有关，与 析，由平衡条件得，=F2,由于F2不 物体的运动状态无关，抛掉副油箱可以减小质量，减小惯 断增大，故∫不断增大，故B正确：由于挡板MN缓授移 性，A错误，B正确：处于失重状态的物体仍具有惯性，C 动，Q处于平衡状态，所受合力为零，故D错误。 错误；乒兵球运动距离小是空气阻力较大造成的，其质量 4.答案：AB 小，惯性小，但不是由于这个原因造成的，D错误。 解析：两橡皮泥都静止处于平衡状态，由平衡条件得F。= 衔接点23实验：探究加速度 (m十m)g=子mg,F=mg=子mR<E,故A正 与力、质量的关系 确：若在m1上取△m粘在m2处，由平衡条件得F。=(m 轻松训练 1.答案：(1)②减小均匀 一△m十m2十△m)g=mg=Fa,弹簧a的弹力不变，弹 (2)没有满足小车质量远大于所挂狱码的质量 簧a的长度不变：F%=(m2十△m)g>F6,弹簧b的弹力变 (3)0.3751.50 大，m2重心下降：故B正确：剪断弹簧a瞬间，弹簧a的弹 解析：(1)由图乙可知点与点之间的距离越来越大，可知 力消失，弹簧b的弹力不变，对质量为1的橡皮泥，由牛 小车做加速运动，说明木板的倾角太大，所以应诚小木板 的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹均匀，说明平 顿第二定律得m1g十F6=m1a1,解得a1=g,质量为 衡摩擦力已彻底 m?的擦皮泥受力不变，所受合力为零，加速度为零，故C (2)假设砝码和砝码盘的质量为m,小车的质量为M,对 错误：剪断弹簧b瞬间，弹簧a的弹力不变，弹簧b的弹力 mg,对陆码和陆 消失，对质量为1的橡皮泥，由牛顿第二定律得F。 系统整体有mg=(m十MDa,解得a一M干m】 m1g=m1d,解得a=子g,对质量为m:的撩皮泥，由牛 码盘分新有mg一F=ma,解得F=Mmg=mg,可知 Mm1+ 顿第二定律得m2g=m2a2,解得a2=g,故D错误。 5.答案：BC 当m《M时F≈mg,则a=M干m后，可知a与F成正 解析：左侧木块与右侧两木块对地面的压力之比为3：5， 由于清动摩擦力与其所受的压力成正比，则左侧木块与 比。当m>M时a=g,即随着m的不断增加，4值会不断 右侧两木块所受摩擦力之比为F自：F2=3：5。三个木 逼近g,故图象变弯曲的原因是小车质量没有满足远大于 块匀速运动，则F十F2=F,则质量为3m的木块与地面 所挂砝码的质量。 间的摩擦力为F红=冬，质量为4m的木块与地面间的 (3)物体通过1计数点的速度一27 2-7.50×10- -m.'s 2×0.1 摩擦力为FB=吕F,A,D辑误：轻绳的拉力等于质量为 =0.375m叫s,运动的加速度4=2一20_1.50×10 0.12 -m s2 3m的木块与地面间的摩擦力，则质量为m的木块受到轻 =1.50m.s2 绳的拉力为F=5,B正确：质量为m的水换处于年街 2.答案：(1)平衡摩擦力(2)C(3)1.302.00(4)C 解析：(1)将长木板右端造当垫高，可以让小车重力的分 状态，则质量为m与4m的木块之间的摩擦力为F:=F 力与摩擦力平衡，从而控制小车受到的力，使得连接小 =3F ,C正赡 绳子的拉力就等于小车受到的合外力。 (2)电火花打点计时器是一种能够按照相同的时间间隔， 在纸带上连续打点的仪器，它使用交流电源，由学生电源 衔接点22 牛顿第一定律 供电，工作电压为220V,故C正确，A,B错误。 轻松训练 (3)由于匀变速直线运动中某一段的平均速度等于这一 1.答案：B 段中间时刻的瞬时速度，又由于打点计时器打出的纸带 解析：在研究如何踢出“香蕉球”时，需要考虑踢在足球上 中每两点间的时间间隔是相同的，所以E点是DF的中 的位置与角度，所以不可以把足球看作质点，故A错误： m/s≈ 惯性只与质量有关，足球在飞行和触网时质量不变，则惯 间时刻，则有vE=0F=(53.99-28.02)×102 0.2 性不变，故B正确：足球在飞行时脚已经离开足球，故在 1.30m/s。由逐差法可得小车从O到F运动的加速度大 忽略空气阻力的情况下只受重力，故C错误：触网时足球 小为a= [(53.99-18.01)-18.01]×10-2 m/s 对网的力与网对足球的力是相互作用力，大小相等，故D T? 0.33 错误。 2.00m/s2。 101