整体法和隔离法

第10节整体法和隔离法.1.2013年重庆卷1．如题1图所示，某人静躺在椅子上，椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角θ。若此人所受重力为G，则椅子各部分对他的作用力的合力大小为A．GB．GsinθC．GcosθD．Gtanθ答：A解析：对人，由整体法，据二力平衡知合力大小为G，选A。2.2013年山东卷15、如图所示，用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧A与竖直方向夹角为30°，弹簧C水平，则弹簧A、C的伸长量之比为（）A、4:3B、3:4C、2:1D、1:2答案：D。解析：设弹簧的劲度系数为k，小球的质量为m，设弹簧A的拉力为FA，弹簧C的拉力为FC，把两球看作一个整体，则有：FAsin300=FC，即FA=2FC，两弹簧的伸长量之比为2：1，即答案D正确。3.2012年物理江苏卷5.如图所示,一夹子夹住木块,在力F作用下向上提升.夹子和木块的质量分别为m、M,夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为f.若木块不滑动,力F的最大值是【答案】AgMmmMmfgMmMMmfmMmfMMmf)()(2)D)()(2)C)(2)B)(2)A（（（（【解析】整体法mmmagmMF)(，隔离法，对木块，mMaMgf2，解得MMmfFm)(2.ffmMF图1θ30ABC30ABC4.2012年物理上海卷8．如图，光滑斜面固定于水平面，滑块A、B叠放后一起冲上斜面，且始终保持相对静止，A上表面水平。则在斜面上运动时，B受力的示意图为（）答案：A解析：将A、B做为一个整体，则一起冲上斜面时，受重力及斜面的支持力，合力沿斜面向下，然后再用隔离体法，单独对B进行受力分析可知，B受摩擦力一定沿水平方向，且一定水平向左，竖直方向上重力大于支持力，这样才能使合力沿斜面向下，因此A正确。5.2011年理综天津卷2．如图所示，A、B两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中B受到的摩擦力A．方向向左，大小不变B．方向向左，逐渐减小C．方向向右，大小不变D．方向向右，逐渐减小答：A【解析】对于多个物体组成的物体系统，若系统内各个物体具有相同的运动状态，应优先选取整体法分析，再采用隔离法求解。取A、B系统整体分析有f地A=μ(mA+mB)g=(mA+mB)a，a=μg，B与A具有共同的运动状态，取B为研究对象，由牛顿第二定律有：fAB=μmBg=mBamB)a=常数，物体B做速度方向向右的匀减速运动，故而加速度方向向左。6.2016年上海卷4.如图，顶端固定着小球的直杆固定在小车上，当小车向右做匀加速运动时，球所受合外力的方向沿图中的（A）OA方向（B）OB方向（C）OC方向（D）OD方向【答案】D【解析】据题意可知，小车向右做匀加速直线运动，由于球固定在杆上，而杆固定在小车上，则三者属于同一整体，根据整体法和隔离法的关系分析可知，球和小车的加速度相同，所以球的加速度BAGFN（A）GFN（B）GFN（C）GFN（D）FfFfFfFfABvABCDO也应该向右，球所受的合力也向右，故选项D正确。7.2013年北京卷16．倾角为、质量为M的斜面体静止在水平桌面上，质量为m的木块静止在斜面体上。下列结论正确的是A．木块受到的摩擦力大小是mgcosB．木块对斜两体的压力大小是mgsinC．桌面对斜面体的摩擦力大小是mgsincosD．桌面对斜面体的支持力大小是(M+m)g【答案】D【解析】隔离木块分析，可知木块受重力、斜面体的支持力N和静摩擦力f三个力的作用而静止，将重力沿斜面方向和垂直斜面方向分解可知，故A错误，由牛顿第三定律可知木块对斜面体的压力大小是mgcos，故B错误。以块和斜面体整体为研究对象，合力为零，根据平衡条件可知，桌面对斜面体的支持力大小是(M+m)g，水平方向没有其他外力，则桌面对斜面体没有摩擦力，故C错，D正确。8.2011年上海卷16．如图，在水平面上的箱子内，带异种电荷的小球a、b用绝缘细线分别系于上、下两边，处于静止状态。地面受到的压力为N，球b所受细线的拉力为F。剪断连接球b的细线后，在球b上升过程中地面受到的压力A．小于NB．等于NC．等于N+FD．大于N+F答案：D解析：本题考查牛顿定律。当剪断连接球b的细线后，b球向上加速运动，且加速度a越来越大，整体处于超重状态，且超重量越来越大。未剪断细线时由平衡条件，对系统整体：N＝(Ma＋Mb＋M箱)g，①式；对b球：F＋Mbg＝F库，②式；设此后地面对箱子的支持力为N′，由系统整体牛顿第二定律可知：N′－(Ma＋Mb＋M箱)g＝Ma×0＋Mba＋M箱×0＝Mba，③式；剪断细线后对b球由牛顿第二定律：F库′－Mbg＝Mba，④式；且此后由库仑定律可知小球受到的库仑力F库′越来越大，F库′＞F库，⑤式；由①②③④⑤式联立解得：N′＝N＋Mba＞N＋F，故此后在b球上升的过程中，箱子对地面的压力大小N′＞N＋F，D对。9.2015年理综新课标Ⅱ卷20.在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩连接好的车厢。当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时，连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的abmMPQRF拉力大小为F；当机车在西边拉着这列车厢以大小为a32的加速度向西行驶时，P和Q间的拉力大小仍为F。不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为（BC）A．8B．10C．15D．18解析：由设这列车厢的节数为n，P、Q挂钩东边有m节车厢，每节车厢的质量为m，由牛顿第二定律可知：mknFkmF)(32，解得：nk52，k是正整数，n只能是5的倍数，故B、C正确，A、D错误10.2015年理综山东卷16．如图，滑块A置于水平地面上，滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A（A、B接触面竖直），此时A恰好不滑动，B刚好不下滑。已知A与B间的动摩擦因数为μ1，A与地面间的动摩擦因数为μ2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A与B的质量之比为（B）A．211B．2121-1C．21211D．21212解析：物体AB整体在水平方向2()ABFmmg；对物体B在竖直方向有：1BFmg；联立解得：2121-1BAmm，选项B正确.11.2017年海南卷9．如图，水平地面上有三个靠在一起的物块P、Q和R，质量分别为m、2m和3m，物块与地面间的动摩擦因数都为μ。用大小为F的水平外力推动物块P，设R和Q之间相互作用力与Q与P之间相互作用力大小之比为k。下列判断正确的是（BD）A．若μ≠0，则k=56B．若μ≠0，则35kC．若μ=0，则12kD．若μ=0，则35k解析：对整体由牛顿第二定律，ammmgmmmF)32()32(对P有mamgTF对Q有mamgTT22对R有mamgT33BA解得gmFa6，FT21，FT65，所以35TTk，比值k与μ无关，故BD正确。