人教版 (2019)第三章 相互作用——力5 共点力的平衡巩固练习

第三章　相互作用——力

专题强化练4　整体法与隔离法

选择题

1.(2020湖南湘潭一中高一上期中,)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与竖直方向的夹角为30°,弹簧C水平,则弹簧A、C的伸长量之比为(　　)

A.∶4 B.4∶ C.1∶2 D.2∶1

2.(2019陕西师大附中高一上期末,)L形木板P(上表面光滑)放在固定斜面上,轻质弹簧一端固定在木板上,另一端与置于木板上表面的滑块Q相连,如图所示。若P、Q一起沿斜面匀速下滑,不计空气阻力。则木板P 的受力个数为(　　)

A.3 B.4 C.5 D.6

3.(2019江苏苏州高一上期末,)如图,一个L形木板(上表面光滑)放在斜面体上,轻质弹簧一端固定在木板上,另一端与置于木板上表面的木块相连。斜面体放在平板小车上,整体一起沿水平向右的方向做匀速直线运动,不计空气阻力,则关于各物体的受力情况,下列说法正确的是(深度解析)

A.L形木板受4个力的作用

B.斜面体可能只受2个力作用

C.木块受2个力作用

D.斜面体不可能受平板小车对它的摩擦力作用

4.(2020河南南阳一中高三模拟,)(多选)如图所示,A、B、C三个完全相同的水泥管道静止叠放在水平地面上,假设每个管道的质量为m,重力加速度为g,下列说法正确的是(　　)

A.A对B的弹力大小为mg

B.地面对B、C均没有摩擦力作用

C.地面对B的支持力大小为mg

D.地面对B的摩擦力大小为mg

5.(2020辽宁省实验中学高一上期末,)将重为4mg的均匀长方体物块切成相等的A、B两部分,切面与边面夹角为45°,如图所示叠放并置于水平地面上,现用弹簧测力计竖

直向上拉物块A的上端,弹簧测力计示数为mg,整个装置保持静止,则(　　)

A.地面与物块间可能存在静摩擦力

B.物块对地面的压力大于3mg

C.A对B的压力大小为mg

D.A、B之间静摩擦力大小为mg

6.(2020浙江嘉兴一中高一上期中,)质量为M的半球形物体A和质量为m的光滑球形物体B紧靠着放在倾角为α的固定斜面上,并处于静止状态,如图所示。下列关于物体受力情况的判断正确的是(　　)

A.物体A对物体B的弹力方向沿斜面向上

B.物体A受到的静摩擦力大小为Mg sin α

C.物体B对物体A的压力大于mg sin α

D.物体B对斜面的压力等于mg cos α

7.(2020辽宁大连高三模拟,)(多选)如图所示,光滑水平地面上放有截面为圆周的柱状物体A,A与墙面之间放一光滑的圆柱形物体B,对A施加一水平向左的力F,整个装置保持静止。若将A的位置向左移动稍许,整个装置仍保持平衡,则(　　)

A.水平外力F增大

B.墙对B的作用力减小

C.地面对A的支持力减小

D.B对A的作用力减小

答案全解全析

1.D　将两小球及弹簧B视为整体进行受力分析,如图所示,有:FC=FA sin 30°,FC=kxC,FA=kxA,===2∶1,故D正确,A、B、C错误。

2.C　先把P、Q、弹簧看成一个整体进行分析,整体在重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力三个力作用下处于平衡状态。隔离Q进行分析,Q在重力、木板P的支持力、弹簧的弹力(沿斜面向上)三个力作用下处于平衡状态。由牛顿第三定律可知Q对P有一个压力,弹簧对P有一个弹力(沿斜面向下),所以P共受到5个力的作用,C正确。

3.D　先把L形木板、弹簧、木块、斜面体看成一个整体进行分析,受重力、小车的支持力,选项D正确;隔离木块进行分析,其受重力、L形木板的支持力、弹簧的弹力(沿斜面向上)三个力作用处于平衡状态,选项C错误;隔离L形木板进行分析,其受重力、斜面体的支持力、弹簧的弹力(沿斜面向下)、木块的压力、斜面体对它的摩擦力5个力作用,选项A错误;隔离斜面体进行分析,其受重力、小车的支持力、L形木板对它的压力和摩擦力4个力作用,选项B错误。

技巧点拨

整体法和隔离法的选取原则

(1)当分析系统所受外力时,可以采用整体法来分析外界对系统的作用力。

(2)当分析系统内各物体间相互作用时,一般采用隔离法且选择受力较少的物体为研究对象。

(3)整体法的优点在于减少力的个数,但不能分析内力;隔离法的优点是对多个物体受力了解比较清楚,但计算时有点麻烦。

4.AD　选择A、B、C为研究对象,可得其截面图如图甲所示,对A受力分析如图乙所示,由题意知,FBA=FCA,2FBA cos 30°=mg,则A对B的弹力FAB=FBA=mg,选项A正确;对B受力分析如图丙所示,由于A对B有斜向左下的弹力,则地面对B有摩擦力作用,同理,地面对C也有摩擦力作用,选项B错误;对B,由平衡条件可得mg+FAB cos 30°=FNB,FAB sin 30°=Ff,联立解得FNB=mg,Ff=mg,选项C错误,选项D正确。

甲

5.D　对A、B整体受力分析,水平方向不受地面的摩擦力,否则不能平衡,竖直方向受力平衡,则有FN+F=4mg,解得FN=3mg,则物块对地面的压力等于3mg,故A、B错误;对A部分受力分析,如图所示。把A部分所受力沿切面和垂直切面方向进行分解,根据平衡条件得FNA=(2mg-mg) sin 45°,Ff=(2mg-mg)· cos 45°,解得FNA=Ff=mg,由牛顿第三定律知A对B的压力FNB=FNA=mg,故C错误,D正确。

6.C　隔离物体B进行受力分析如图所示,可知物体B受到重力mg、斜面的支持力FN1和物体A对其的弹力FN2作用,由于物体A对物体B的弹力方向与两者的接触面垂直,故物体A对物体B的弹力方向不沿斜面向上,选项A错误;将物体A和B看成一个整体,受力分析可知,物体A受到的静摩擦力大小为Ff=(M+m)g sin α,选项B错误;对物体B,根据平衡条件可得mg sin α=FN2 cos θ,FN1+FN2 sin θ=mg cos α,可解得FN2=mg>mg sin α,FN1=mg(cos α- sin α tan θ)<mg cos α,再结合牛顿第三定律可知选项C正确,D错误。

7.BD　对B受力分析,受到重力mg、A对B的支持力FNAB和墙壁对B的支持力FNB,如图甲所示,

甲

乙

当A向左移动后,A对B的支持力FNAB的方向变化,根据平衡条件结合合成法可以知道A对B的支持力FNAB和墙对B的支持力FNB都在不断减小,由牛顿第三定律知B对A的作用力减小,故B、D正确;再对A和B整体受力分析,受到总重力G、地面支持力FN、外力F和墙的弹力FNB,如图乙所示,根据平衡条件,有F=FNB,FN=G,故地面对A的支持力不变,外力F随着墙对B的支持力FNB的减小而减小,故A、C错误。