第21讲 整体法和隔离法在平衡中的应用-【黄金起点】2025年初高中衔接必刷题物理

衔接必刷题 物理 力G、绳子的拉力T和地面对钢管作用力F三个力，钢管 3.答案：B 平衡，三个力的作用线必交于一点，由此可知F方向斜向 解析：对Q受力分析，F1表示P对Q的弹 上，与水平面夹角为0，根据共点力平衡条件可知F 力，F2表示MN对Q的弹力，F2的方向 。F一。F.即随着钢管与地面夫角的运新支 水平向左保持不变，F,的方向顺时针旋 转，如图所示。由平行四边形的边长变化 小，地面对钢管支持力（与重力等大反向）的大小不变，地 可知，F1与F2都逐渐增大，故A、C错误： 面对钢管的作用力变大，地面对钢管的摩擦力变大，故 对P、Q整体受力分析，由平衡条件得，f A、C错误，B正确：根据相互作用力，手对绳子的摩擦力 一F2,由于Fg不断增大，故f不断增大，故B正确：由于 方向向右，故D错误。 挡板MV缓慢移动，Q处于平衡状态，所受合力为零，故 3.答案：B D错误。 解析：图甲、丙、丁中，AB杆对B点产生的是拉力，当用轻 4.答案：AB 绳代替时效采不变，仍能使装置平衡，故AB杆可以用与 解析：两橡皮泥都静止处于平衡状态，由平衡条件得F。一 之等长的轻绳代替的有图甲、丙、丁：同理可知，BC杆可 (n1十m2）g= 在m1g,F3=m2g=三m1g<F。,故A正 以用轻绳代替的只有图丙，故B正确。 确：若在1上取△m粘在g处，由平衡条件得F。=(m 4.答案：BC 7 解析：设两边绳子之间的夹角为0，绳上各部分的拉力大 一△m十m2十△m)g=有m1g=Fa,弹簧a的弹力不变，弹 小相等，对滑轮与小球整体进行分析，根据平衡条件有 簧a的长度不变：F%=(m2十△m)g>F6,弹簧b的弹力变 2FCos=mg,解得绳子的拉力大小F=mg。 ·保持B 大，m2重心下降；故B正确；剪断弹簧a瞬间，弹簧a的弹 2co82 力消失，弹簧b的弹力不变，对质量为1的橡皮泥，由牛 点高度不变，在人缓慢向右移动一小段距离的过程中，绳 顿第二定律得m1g十F6=m1a1,解得a1=有g,质量为 子间的夫角0减小，则0s号增大，绳子的拉力下变小，故 2的橡皮泥受力不变，所受合力为零，加速度为零，故C 错误：剪断弹簧b瞬间，弹簧a的弹力不变，弹簧b的弹力 A错误，B正确：结合上述分析可知，滑轮受到绳的作用力 消失，对质量为m1的橡皮泥，由牛顿第二定律得F。 大小等于两边绳子的拉力的合力，与滑轮、小球整体的重 力平衡，则滑轮受到绳的作用力不变，故C正确，D错误。 mg=m1a,解得a=子&，对质量为m2的粮皮泥，由牛 5.答案：AD 颜第二定律得m2g=m2a2,解得a2=g,故D错误。 解析：在0之前，受力分析如图所示。 5.答案：BC 由平衡条件可得 解析：左侧木块与右侧两木块对地面的压力之比为3：5， Focos 0-F=0. 由于滑动摩擦力与其所受的压力成正比，则左侧木块与 Fosin0=mg十FN: 右侧两木块所受摩擦力之比为F1:F2=3：5。三个木 其中F:=uFN,联立解得F。= 块匀速运动，则F1十Fa=F,则质量为3m的木块与地面 usin0-cosg·FN= mgcos usin 0-cos'A 间的降擦力为F1=骨F,质量为m的木块与地面间的 正确，B错误：在to之前，做匀速直线运动水平方向F。cos0 -(Fosin8-mg)=0,变形得Fo(cos0-sin8)= 摩擦力为F包=受F,A,D错误：轻绳的拉力等于质量为 amg,解得cos0-4sin0<0,竖直方向上Fosin0=mg十 3加的木块与地面间的摩擦力，则质量为m的木块受到整 FN,得Fosin>mg:在to之后，水平方向上F合=Fcos8 3F 绳的拉力为FT= -r(Fsin-ng)=F(cosA-asin)十mg,因为F>Fd ，B正确：质量为m的木块处于平衡 且cos0一sin00,可知F合<0，即加速度方向向左，物 状态，则质量为m与4m的木块之间的摩擦力为F=F 体做减速运动，由于Fsin>mg,物体不会脱离天花板， 3F 随着力F的增大，物体的加速度变大，所以物体做加速度 ,C正确 增大的减速运动，直到速度减为零保持静止，C错误，D 第22讲 牛顿第一定律 正确 第21讲整体法和隔离法 达标训练 1.答案：B 在平衡中的应用 解析：在研究如何踢出“香蕉球”时，需要考虑踢在足球上 达标训练 的位置与角度，所以不可以把足球看作质，点，故A错误： 1.答案：D 惯性只与质量有关，足球在飞行和触网时质量不变，则惯 解析，M、N两物体一起向上做匀加速直线运动，则合力 性不变，故B正确：足球在飞行时脚已经离开足球，故在 向上。对M、N整体进行受力分析，受到重力和F:将对 忽略空气阻力的情况下只受重力，故C错误：触网时足球 对网的力与网对足球的力是相互作用力，大小相等，故D M没有弹力，否则合力不能向上，也就不可能有摩擦力， 故C错误：对V进行受力分析可得：N受到重力，M对N 错误。 2.答案：D 的支持力，这两个力的合力不能向上，所以还受到M对N 解析：质量是惯性大小的唯一量度，与速度无关，质量越 向上的静摩擦力，共3个力，故B错误，D正确：对M进行 大，惯性越大，故A、B错误，D正确：任何物体在任何情况 受力分析可得：M受到重力、推力F,V对M的压力以及 下都有惯性，球由于重力的作用而自由下落时，惯性依然 N给M沿纤面向下的静摩擦力，一共4个力，故A错误。 存在，故C错误。 2.答案：B 3.答案：B 解析，根据题意，以小球a、b整体为研、 解析：由于小球放在劈形物体A上，劈形物体A的上表面 究对象，分析受力，作出F在几个方 光滑，所以在劈形物体A下滑过程中小球在水平方向上 向时整体的受力分析图。根据平衡条 不受外力作用，则小球在水平方向上没有位移，仅沿竖直 件可知，F与FT的合力与整体重力 方向运动，故B正确。 2mg总是大小相等、方向相反，由力 4.答案：BC 的合成图可知，当F与绳子Oa垂直 解析：若小球向前滚动，知小球的速度大于列车的速度， 时，F有最小值，即图中2位置，F的 知列车的速度减小，故A错误；若小球向后滚动，知列车 最小值为Fmn=2 ngsin日=mg,根据胡克定律有Fmim= 的速度大于小球的速度，知列车的速度增加，做加速运 kxmm,解得xm=,即弹簧的形变量的取值范国为x≥ 动，故B正确：磁悬浮列车急刹车时，小球因为有赏性，要 保持原来的匀速直线运动状态，所以小球运动的速度要 坚。本题选不可能的，故B正确。 大于磁悬浮列车运动的速度，即小球要相对磁悬浮列车 向前滚，故正确，D错误。 88第二部分初高中物理知识衔接 3.在如图所示的四幅图中，AB、BC均为轻质杆，各 处于静止状态，不计滑轮摩擦。保持B点高度不 图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接，两杆都 变，手与绳无相对滑动且球不碰地。在人缓慢向 在B处由铰链相连接，且系统均处于静止状态。 右移动一小段距离的过程中 现用等长的轻绳来代替轻杆，使系统依然保持平 A.绳上张力不变 衡，下列说法正确的是 B.绳上张力变小 C.滑轮受到绳的作用力不变 D.滑轮受到绳的作用力变大 5.如图所示，质量为m的物体在与水平方向夹角 为日的推力作用下，沿足够大的水平天花板做匀 速直线运动，从某时刻（设为和）起，该推力随 时间均匀增大，物体与天花板间的动摩擦因数 为，物体受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦 力，重力加速度大小为g,下列判断正确的是 丙 T ( A.图中的AB杆可以用轻绳代替的是甲、乙、丁 B.图中的AB杆可以用轻绳代替的是甲、丙、丁 C.图中的BC杆可以用轻绳代替的是乙、丙、丁 <00 D.图中的BC杆可以用轻绳代替的是甲、乙、丁 A.在to之前，推力的大小为 二、多选题 usin 0-cos 0 4.如图所示，绕过滑轮的 B.在o之前，天花板对物体的弹力大小为 轻绳一端固定在竖直 umgcos 墙上，站在地面上的人 usin 0-cos 0 C.在t。之后，物体做加速度增大的加速运动 用手拉着绳的另一端， D.在to之后，物体先做加速度增大的减速运动， 滑轮下吊着一个小球， 最后停止 第21讲 整体法和隔离法在平衡中的应用 知识清单 ZHISHIQING D A N 高中物理新知学习 (3)状态法：由物体所处的状态分析，若物体静止 或做匀速直线运动，可根据平衡条件判断弹力、 一、整体法和隔离法在受力分析中的应用 摩擦力存在与否。 1.分析物体受力的方法 (4)相互作用法：若甲物体对乙物体有弹力或摩 (1)条件法：根据各性质力的产生条件进行判断。 擦力的作用，则乙物体对甲物体一定有弹力或摩 注意：①有质量的物体在地面附近一定受到重力 擦力的作用。 的作用。 2.整体法、隔离法的比较 ②弹力的产生条件是相互接触且发生弹性形变。 ③摩擦力的产生条件是两物体相互接触、接触面 项目 整体法 隔离法 粗糙、相互挤压、有相对运动或相对运动的趋势， 将运动状态相同的几将研究对象与周 以上几个条件缺一不可。 概念 个物体作为一个整体 围物体分隔开的 (2)假设法：假设法是判断弹力和摩擦力有无的 来分析的方法 方法 常用方法。 衔接必刷题 物理 研究系统内物体 对它施加了力的作用：接下来画出受力分析的 选用 研究系统外的物体对 之间的相互作 示意图，物体所受的各个力应画成共点力：最 原则 系统整体的作用力 用力 后根据合成法、分解法或者正交分解法列出平 衡方程。 受力分析时不要再考 注意 般隔离受力较 2.整体法的含义：所谓整体法就是对物理问题的整 虑系统内物体间的相 问题 少的物体 个系统或整个过程进行分析，研究的方法。 互作用 整体法的思维特点：整体法是从局部到全局的思 二、整体法和隔离法在平衡问题中的应用 维过程，是系统论中的整体原理在物理学中的 当系统处于平衡状态时，组成系统的每个物体都 运用。 处于平衡状态，选取研究对象时要注意整体法和 整体法的优点：通过整体法分析物理问题，可以 隔离法的结合。一般地，当求系统内部间的相互 弄清系统的整体受力情况和全过程的受力情况， 作用力时，用隔离法：求系统受到的外力时，用整 从整体上揭示事物的本质和变化规律，从而避开 体法，具体应用中，应将这两种方法结合起来灵 了中间环节的繁琐推算，能够灵活地解决问题。 活运用。 隔离法的含义：为了弄清系统（连结体）内某个物 初高中物理衔接点 体的受力和运动情况用隔离法 1.同学们在求解共点力的平衡问题时，需要对物体 隔离法的基本步骤：(1)明确研究对象或过程、状 进行受力分析，受力分析的基本步骤是：首先选 态；(2)将某个研究对象或某段运动过程、某个状 定研究对象，而研究对象可以是单个物体，也可 态从全过程中分离出来；(3)画出某状态下的受 以是多个物体组成的系统”然后将研究对象从周 力图或运动过程示意图：(4)选用适当的物理规 围物体中隔离出来，进而分析周围有哪些物体 律列方程求解。 经典例题 JINGDIANLITI 【典例1】如图所示，光滑金属 (3)对金属球和斜面体整体分析 球的重力G=40N,它的左侧 由斜面体平衡，可知水平地面对斜面体的摩擦力 紧靠竖直的墙壁，右侧置于倾 大小为Fr=F2sin37°=30N,方向水平向左。 角=37的斜面体上。已知斜 【典例2】在恒力F作用下，a、b两 面体处于水平地面上保持静止状态，sin37° 物体一起沿粗糙竖直墙面匀速向 0.6,c0s37°=0.8. 上运动，则关于它们受力情况的说 (1)作出金属球的受力示意图： 法正确的是 (2)求金属球对斜面体的压力大小： A.a一定受到4个力 (3)求水平地面对斜面体的摩擦力。 B.b可能受到4个力 【答案】(1)见解析图(2)50N(3)30N,方 C.a与墙壁之间一定有弹力和摩擦力 向水平向左 D.a与b之间不一定有摩擦力 【解析】(1)受力示意图如图所示。 【答案】A (2)金属球静止，则它受到的三 【解析】对物体b受力分析，受重力、支持力和 力平衡（如图所示），由平衡条 摩擦力，处于三力平衡状态，故B、D错误；对物 件可得斜面对金属球的弹力为 体a、b整体受力分析，受重力、恒力F,若墙壁对 FNa-co50 N 整体有支持力，水平方向不能平衡，故墙壁对整 体没有支持力，故也没有摩擦力；对物体a受力 由牛顿第三定律可得金属球对斜面体的压力大 分析，受恒力F、重力、物体b对a的压力和摩擦 小为50N。 力，即物体a共受4个力，故A正确，C错误。 58 第二部分初高中物理知识衔接 达标训练 DABIAO XUNLIA N 一、单选题 二、多选题 1.如图所示，M、N两物体叠放在一起， 4.如图所示，劲度系数不同的两个轻质 在恒力F作用下，一起沿竖直墙向上 弹簧4、b悬挂了质量为m1和m2两块 做匀加速直线运动，则关于两物体受 橡皮泥，整个装置保持静止时，弹簧α m 力情况的说法正确的是 的长度与弹簧b的长度相等：已知4m2 A.物体M一定受到5个力 =3m1,重力加速度为g,则( m2 B.物体N可能受到4个力 C.物体M与墙之间一定有弹力和摩擦力 A.弹簧a的弹力比弹簧b的弹力大 D.物体M与N之间一定有摩擦力 B.在m1上取△m粘在m2处，m2重心下降 2.如图所示，两个小球a、b质☑ C.剪断弹簧a瞬间，质量为m1的橡皮泥加速度 量均为m,用细线相连并悬 大小为4g,方向竖直向下，质量为m2的橡皮 挂于O点，现用一轻质弹 a0000000T 泥加速度为零 簧给小球a施加一个拉力 D.剪断弹簧b瞬间，质量为m1的橡皮泥加速度 F,使整个装置处于静止状 ⑥ 大小为3g,方向竖直向下，质量为m2的橡皮 态，且Oa与竖直方向夹角为0=30°，已知弹簧 泥加速度大小为g,方向竖直向下 劲度系数为k,重力加速度为g,则弹簧形变量不 5.如图所示，水平地面上放置相同材料制成的质量 可能是 () 不同的三个木块，物体所受的滑动摩擦力与其所 A.mg k B.3mg C.4 3mg D.2mg 2k 3k 受的压力成正比。现用水平拉力F拉其中一个 3.半圆柱体P放在粗糙 质量为4m的木块，使三个木块一起水平向右匀 的水平地面上，其右端 速运动，则 有一固定放置的竖直挡 板MN。在半圆柱体P 777777777777777777777 和MN之间放有一个光滑的均匀小圆柱体Q,整个 装置处于平衡状态，如图所示是这个装置的纵截面 图。现使MN保持竖直并且缓慢地向右平移，在Q A.质量为3m的术块与地面间的摩擦力为号 滑落到地面之前，发现P始终保持静止。则在此过 程中，下列说法中正确的是 围质量为加的木块受到轻绳的拉力为背 A.MN对Q的弹力逐渐减小 B.地面对P的摩擦力逐渐增大 C.质量为m与4m的木块之间的摩擦力为3 8 C.P、Q间的弹力先减小后增大 D.Q所受的合力逐渐增大 D。质量为4m的木块与地面间的摩擦力为F 第22讲 牛顿第一定律 知识清单 ZHISHIQING DA N 初中物理知识储备 的速度，这样才能比较小车在不同表面运动的情 况。如下图所示，是小车从斜面上滑下后，在平 一、“伽利略斜面小车实验” 面上最终停下的位置。 在这个实验中，让每次让小车从斜面的同一高度 滑下，目的是让小车在进入水平表面时具有相同 毛巾表面 木板表面 玻璃表面 59