第三章 专题探究三 整体法与隔离法-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理必修第一册（人教版2019)

专题探究三 黑题 专题强化 题型1整体法 1.(2024·广东珠海月考)用轻质 细线把两个质量未知的小球悬挂起 右 来，如图所示.现对小球a持续施加 一个向左偏下30°的恒力，并对小球b持续施 加一个向右偏上30°的同样大的恒力，最后达 到平衡，表示平衡状态的图可能是 2.(2024·安徽天一大联考期末)如图所 示，在倾角0=30的光滑斜面上固定一个光滑 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 斜面与挡板之间.A与光滑竖直挡板接触，B 放于光滑斜面上，C位于B的正上方，三个小 物块均处于静止状态，重力加速度为g,则B 对斜面的作用力大小为 ( A.33mg B.6mg C.3mg D.2/3mg 题型2隔离法 3.(多选)如图所示，质量 为m的木块A放在质量为 M的三角形斜劈上，现用大小均为F、方向相 反的水平力分别推A和B.它们均静止不 动，则 A.A与B之间一定存在摩擦力 B.B与地面之间可能存在摩擦力 第三章 整体法与隔离法 限时：45min C.B对A的支持力可能小于mg D.地面对B的支持力的大小一定等于(M+m)g 4.*如图所示，物块A套在粗糙的水平横杆 上，其下方用长为L的轻质细线连接一质量 为m的小球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 R● A.水平力F的大小不变 B.细线的拉力变小 C.横杆对物块A的摩擦力变大 D.横杆对物块A的支持力变大 5.#(2025·山西太原期末) 如图所示，取下轴承的外圈 竖直放置，轴承外圈可看作 内壁光滑的竖直圆形轨道。 其内恰好可填装5个完全相同且重为G的光 滑球状钢珠.钢珠1、5的重心与圆心O在同一 条平行于地面的水平线上.下列选项正确的是 A.1受到轴承外圈的弹力水平向左 B.根据题设条件，2对1的作用力不可求 C.2受到1、3作用力的合力与水平方向成 45°角 D.2与3的作用力大于1与2的作用力 题型3整体法和隔离法的综合应用 6.(2024·江苏海安实验中学期末)如图所 示，光滑挡板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 黑白题071 B向左缓慢推动一小段距离，则此过程中 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 D.挡板OQ对B支持力变小 7.#(2025·浙江温州期末)如图甲所示为一 鸡蛋收纳架，利用斜坡使鸡蛋自动滚下.斜坡 底端有一竖直挡板，斜坡倾角0=30°并开有凹 槽，凹槽宽度为2R.现将5个鸡蛋放置在鸡蛋 架上，将鸡蛋简化为质量为m、半径为R的球， 图乙为正视图，图丙为沿斜坡方向视角.已知 重力加速度大小为g,不计一切摩擦，下列说 法正确的是 7 鸡器 2R 丙 A.鸡蛋架对5号鸡蛋的作用力大小为mg B.4号鸡蛋对5号鸡蛋的支持力大小为mg C.竖直挡板对1号鸡蛋的支持力大小为 53 3 mg D.凹槽单侧对5号鸡蛋的支持力大小为 √2 2m8 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、F重力 必修第一册·RJ 加速度g取10m/s2.下列说法正确的是 3 A.F215 B.=3 10 C.F3=5 N D只 -N 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.23GB.27GC.28G D.2μf 10.:(2024·江苏启东质检)如图所示，物块 A、带光滑定滑轮的矩形物体B和悬挂的小 球C处于静止状态.A与B、B与地面的接触 面均粗糙.绕过光滑定滑轮的轻绳和轻弹 簧分别与小球C相连，轻弹簧中轴线与竖直 方向的夹角为60°，轻绳与竖直方向的夹角 为30°，A、B、C的质量分别为m,=2kg、mB= 5kg、me=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： (2)物体B对物块A的静摩擦力： (3)地面对物体B的摩擦力。 0000000 30y 60 黑白题072sin asin B故选B. T,cosa=mg联立解得F=mgm(a+B) T 压轴桃战 5,C解析：小环C为轻环，重力不计，受两边细线的拉力的合 力与杆垂直，C环与乙环的连线与竖直方向的夹角为60， 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 线与竖直方向的夹角为30°，乙环与B点的连线与竖直方向 的夹角为60°.根据平衡条件，对甲环有27c0s30°=m1g,对乙 环有2Tcos60°=m2g,得m1:m2=tan60°，放C正确，ABD错 误故选C 专题探究三整体法与隔离法 黑题 专题强化 1.A解析：将两球连同之间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a球上方的细线必定沿竖直 方向.故A正确，BCD错误故选A 0 F 2.D解析：由题意，对A、B、C整体分析.受到挡板的弹力F、 总重3mg和斜面的支持力V,如图所示： 根据平衡条件可得B受到斜面的支持力为N=3mg 23mg,则物块B对斜面的作用力大小为N'=V=23mg,故 选D. 3.CD解析：对A,B整体受力分析，如图所示， 受到重力(M+m)g,支持力N和已知的两个 F- 推力，对于整体，由于两个推力刚好平衡，故 整体与地面间没有摩擦力，且有N=+mg+ (M+m)g,故B错误，D正确.再对木块A受力分析，至少受重 力mg,已知的推力F,B对A的支持力N,当推力F沿斜面 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沿斜而的分力小于重力沿斜而的分力时.摩擦 力的方向沿斜面向上.当推力F沿斜面的分力等于重力沿斜 面的分力时，摩擦力为零.在垂直斜面方向上有N'=mg心os+ Fsin0(0为斜劈倾角)，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 参考答案与解析 拉力T和水平力F的作用.受力情况如图所示： mg 用水平力F缓慢拉动小球B的过程中，细线与竖直方向的 夹角日不断变大，则水平力F和细线的拉力T均变大，AB错 误：以物块A和小球B整体为研究对象，水平方向上横杆对 物块A的摩擦力=F变大，竖直方向上横杆对物块A的支 持力N=(M+m)g,保持不变，C正确.D错误.故选C. 5.D解析：AB.对1,2两钢珠受力分析，如图所示，1受到轴承 外圈的弹力水平向右，由几何关系可知，1,2两铜珠球心与 轴承外圈圆心的连线构成等腰三角形，顶角为45°， 0s2250,放AB错误： ∠00,0=∠00,0，=67.5°，则有F,=g C.由于F:与水平方向夹角为45°，根据平衡条件可知，2受 到1、，3作用力的合力与F和重力的合力等大、反向，由此可 知，2受到1,3作用力的合力的方向与水平方向的夹角不等 于45，故C错误：D.对2，水平方向有Fc0s22.5°= Fsim22.5+Fcos45°，竖直方向有F,im22.5°+ 2mg+mgtan 22.5 Fsim45=mg+Fes2.5°，所以B=sn2259+es2250 tan22.5°+2 m25行，放D正确故选D mg F 6.C解析：AB.设杆与OP的夹角为0，对A球受力分析如图 由平荷条件可得Fn=。人，=mgtm0,现用水平力F将B 向左缓慢推动一小段距离，A球上升，夹角0变小，轻杆对A 的弹力变小，挡板OP对A作用力变小，则AB错误：C.把A B看成一个整体，对整体受力分析有，水平方向受两力，水平 向左的力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的支持力N,由平 衡条件可得，水平力F总是与F舞相等，所以轻杆对A的弹 力F舞变小时，水平力F变小，则C正确：D.竖直方向总重 力G与竖直向上的挡板OQ支持力N也总是相等的，所以 挡板OQ对B支持力保持不变，则D错误，故选C 7.C解析：A.对5号鸡蛋进行分析，根据平衡条件，鸡蛋架对 5号鸡蛋的作用力大小N,=mgcs0=5m )mg,故A错误：B.对 5号鸡蛋进行分析，根据平衡条件，4号鸡蛋对5号鸡蛋的支 持力大小X6=mgin0=2mg,故B错误：C.对5个鸡蛋整体 进行分析，根据平衡条件可知.竖直当板对1号鸡蛋的支持 黑白题29 大小为Fn=5mgam:55g,故C正确：D,根据对称柱性 可知，凹槽两侧对5号鸡蛋的支持力大小相等，令该支持力 方向与垂直于斜坡方向夹角为a,根据几何关系有sina= 2R 2 2 R ,解得a=45°，对5号鸡蛋进行分析，结合上述 有2csa=水=名mg,解得N=6ng 3 4mg,放D错误.故选C 8.C解析：AD.将三个葫芦视为整体，由平衡条件得F,= 3 3mg=23mg=N.F=3mgan30°=√3mg=0N, 故AD错误：B.设藤2与竖直方向夹角为a,对1、2之间的 葫芦分析得F,sin0=F,sina,F,cos8=mg+F2csa,解得F2= Vimg-h 10 N,故B错误：C.设藤3与竖直方向夹角为B, 对2,3之间的葫芦分析得F,sinB=F4、F,cosB=mg,解得 F=2mg=5N,故C正确，故选C 9.A解析：对00块砖这个整体分析： 234 9899100 ￥100G 根据平衡力条件2=100G.解得f=50G,对1号砖分析： tC 根据平衡条件推得」号和2号砖之间的摩擦力大小为= 50G-G=49G,对2号砖分析： 根据平衡条件推得2号和3号砖之间的摩擦力大小为6= 50G-G-G=48G,对3号砖分析： ↑2 h 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 擦力大小为f=50G-27G=23G,故选A 10.(1)250Nm(2)55N,方向水平向右(2)5 2N,方向 水平向右 解析：(1)对小球的受力分析如图甲所示 g 甲 根据正交分解法，则有mcg=Fw cos60°+F,cos30°， F0sin60=Fsin30°，代人数据得F,=55N,F=5N,由 必修第一册·RJ 胡克定律Fkd,可得k=-0三250Vm (2)由二力平衡可知B对A的静摩擦力为f=F,=53N,方 向水平向右. (3)将A,B看成整体，受力分析如图乙所示 Fxt (A+mg)g 根据正交分解法，则有a=F,os60°=5, N,方向水平 2 向右， 专题探究四受力平衡的临界极值问题 黑题专强化 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 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： 挂钉C挂钉 绳子与竖直方向的夹角为6=60，绳子长为。=1m,则 有mg=2Fces6,两个挂钉的间距L=2× (台0)小，解得L 3 m,放选A 2.C解析：以0点为对象，根据受力平衡可得Ts45°= T=mg,Ta1sin450=Tm,可得TM=2mg,Tw=mg,可知当 所悬挂物体的重力达到5N时，此时Tm=5N,T,=5v2N< 10N,为使OA,OB均不被拉断，0C下端所悬挂物体的最大 重力是5N.故选C. 。e。 sin 8 解析：作出物体A受力如图所示， 由平衡条件： F,=Fsin 0+F sin 8-mg=0...D F,=Fcos 0-F-F cos 8=0..2 由02式分别得：F:器。 点2.0 要使两绳都能绷直，则有： F,≥0同 F2≥0…⑥ 由③⑤式得F有最大值：F=mg sin 由④6式得F有最小值：Fm2sind mg 即器6f≤器 sin 8' 黑白题30