专题10受力分析 整体法隔离法-高三物理一轮复习重难点逐个突破

专题10  受力分析  整体与隔离法

考点一  受力分析

1． 受力分析的一般顺序：先分析场力再分析弹力最后分析摩擦力。

      1>场力包括重力、电场力、磁场力。

2>由于两个物体只有直接接触才能产生弹力，所以分析弹力时可以绕研究对象—周，找出研究对象跟哪些物体接触，有几个接触的物体就可能有几个弹力作用。

2． 受力分析的方法步骤

1>确定研究对象（整体法或隔离法）

2>按顺序对研究对象受力分析（只分析研究对象所受的力，不考虑研究对象对周围物体的作用力）

3>画出研究对象的受力示意图（1.只分析性质命名的力，即场力、弹力、摩擦力，不分析根据效果命名的力，如向心力、下滑力、回复力等。 2.合力和分力不能同时作为物体所受的力。 3.每画一个力都要按力的方向画上箭头并标上符号）

4>检查受力分析是否正确：受力分析的结果要满足物体所处的运动状态

1.按要求画出下列受力分析

1.【答案】如图

【解析】

考点二  整体法与隔离法

1.整体法：把加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法，整体法用于研究系统外的物体对系统整体的作用力或求系统整体的加速度，整体法不需要分析系统内物体间的作用力。

2.隔离法：将研究对象与周围物体分隔开进而单独进行分析的方法，隔离法用于研究系统内物体之间的相互作用力。

3.一般情况下可以先用整体法分析系统外力或加速度，再用隔离法分析系统内力。

2.按要求画出下列受力分析

2.【答案】如图

【解析】

3．如图所示，物体B的上表面水平，当A、B相对静止沿斜面匀速下滑时，斜面在水平面上保持静止不动，则下列判断正确的有(      )

A．物体C受水平面的摩擦力方向一定水平向右

B．水平面对物体C的支持力小于三物体的重力大小之和

C．物体B、C都只受4个力作用

D．物体B的上表面一定是粗糙的

【答案】C

【解析】

由于物体是匀速下滑，对整体来说，合力为零，水平面对C没有摩擦力．而且水平面对C的支持力等于三者重力之和．由于A和B匀速运动，所以A和B之间没有摩擦力，所B上表面可以是光滑的，所以选项C正确．

4.(多选)如图所示，两个相似的斜面体A、B在竖直向上的力F的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上．关于斜面体A和B的受力情况，下列说法正确的是(　　)

A．A一定受到四个力

B．B可能受到四个力

C．B与墙壁之间一定有弹力和摩擦力

D．A与B之间一定有摩擦力

【答案】AD

【解析】

对A、B整体受力分析，如图甲所示，受到向下的重力和向上的推力F，由平衡条件可知B与墙壁之间不可能有弹力，因此也不可能有摩擦力，故C错误；对B受力分析如图乙所示，其受到重力、A对B的弹力及摩擦力而处于平衡状态，故B受到三个力，B错误；对A受力分析，如图丙所示，受到重力、推力、B对A的弹力和摩擦力，共四个力，A、D正确．

5．(多选)如图所示，物体A恰好能静止在斜面上，现用一个力F作用在物体A上，力F方向沿斜面向上，斜面B始终静止在地面上，则下列说法正确的是（　　）

A．物体A一定受到沿斜面方向的摩擦力

B．施加F之前地面对斜面B一定没有摩擦力

C．施加F之后地面对斜面B一定有水平向左的摩擦力

D．无论物体A被拉力拉动沿斜面匀速上升还是加速上升，斜面B受地面的摩擦力都相同

【答案】BCD

【解析】

A．物体A可能在拉力、重力及支持力的作用下平衡，此时不受摩擦力。A错误；

B．施加F之前，将A和B看作一个整体，水平方向无外力，所以系统没有运动的趋势，所以不受摩擦力。B正确；

C．施加F之后如果A静止，将A和B看作一个整体，系统有向右运动的趋势，所以地面对斜面B有水平向左的摩擦力，如果A加速，则A给B的摩擦力沿斜面向上，所以A对B的作用力向右下，即B有向右运动的趋势，所以地面对斜面B有水平向左的摩擦力。总之，施加F之后地面对斜面B一定有水平向左的摩擦力。C正确；

D．无论物体A被拉力拉动沿斜面匀速上升还是加速上升，A对B的作用力不变，所以斜面B受地面的摩擦力不变。D正确。

6．(多选)如图所示，重叠物A、B接触面间动摩擦因数都为μ，地面都光滑．当物体A受到水平拉力F作用，A、B处于相对静止时，关于A、B所受摩擦力对它们运动的影响，下列说法正确的是（　　）

A．两图中A物所受摩擦力都是阻力，方向都水平向右

B．两图中B物所受摩擦力都是动力，方向都水平向左

C．两图中B物所受摩擦力都为动力，甲图中方向为水平向左，乙图中方向水平向右

D．甲图中B所受摩擦力为动力，乙图中B所受摩擦力为阻力，它们的方向都是水平向左

【答案】AD

【解析】

对甲图分析可知，甲中A物体受到的摩擦力为静摩擦力，方向与运动方向相反；故为阻力；B物体受到的A的摩擦力为动力，方向向左；乙图中，AB相对静止，只能是AB均静止，故A受摩擦力向右，B受摩擦力向左；B受到的摩擦力为阻力，故AD正确，BC错误。

故选AD。

7．(多选)有三个相同的物体叠放在一起，置于粗糙水平地面上，物体之间不光滑，如图所示，现用一水平力作用在乙物体上，物体仍保持静止，下列说法正确的是（          ）

A．丙受到地面的摩擦力大小为，方向水平向左

B．甲受到水平向右的摩擦力作用

C．乙对丙的摩擦力大小为，方向水平向右

D．丙对乙的摩擦力大小为，方向水平向右

【答案】AC

【解析】

A．对整体受力分析，水平方向整体受到拉力与受到地面对丙的水平向左的静摩擦力，丙受到地面的摩擦力大小为，故A正确；

B．对甲受力分析，受重力和支持力，不受到摩擦力作用，故B错误；

CD．对甲、乙整体受力分析，水平方向受拉力F和向左的摩擦力，根据平衡条件，丙对乙的摩擦力大小为F，方向水平向左，那么乙对丙的摩擦力大小为F，方向水平向右，故C正确，D错误；

故选AC。

8．(2022·湖南长沙市长沙县第六中学月考)如图，斜面光滑且固定在地面上，A、B两物体一起靠惯性沿光滑斜面下滑，下列判断正确的是(　　)

A．图甲中两物体之间的绳中存在弹力

B．图乙中两物体之间存在弹力

C．图丙中两物体之间既有摩擦力，又有弹力

D．图丁中两物体之间既有摩擦力，又有弹力

【答案】C

【解析】

图甲：整体法分析，根据(m1＋m2)gsin θ＝(m1＋m2)a，隔离A可知FT＋m1gsin θ＝m1a，解得绳的拉力FT＝0，故A错误；图乙：对两物体应用整体法，根据牛顿第二定律可知(m1＋m2)gsin θ＝(m1＋m2)a，隔离A可知FN＋m1gsin θ＝m1a，解得两物体之间的弹力FN＝0，故B错误；图丙：对两物体应用整体法，根据牛顿第二定律可知(m1＋m2)gsin θ＝(m1＋m2)a，解得加速度沿斜面向下，隔离A，将加速度分解到竖直和水平方向，根据牛顿第二定律可知，题图丙中两物体之间既有摩擦力，又有弹力，故C正确；图丁：对两物体应用整体法，根据牛顿第二定律可知(m1＋m2)gsin θ＝(m1＋m2)a，隔离A可知Ff＋m1gsin θ＝m1a，解得：Ff＝0，故D错误．

9．(多选)如图所示，用一水平力F把A、B两个物体挤压在竖直的墙上，A、B两物体均处于静止状态，下列判断正确的是(　　)

A．B物体对A物体的静摩擦力方向向下

B．F增大时，A和墙之间的摩擦力也增大

C．若B的重力大于A的重力，则B受到的摩擦力大于墙对A的摩擦力

D．不论A、B的重力哪个大，B受到的摩擦力一定小于墙对A的摩擦力

【答案】AD

【解析】

解析　将A、B视为整体，可以看出A物体受到墙的摩擦力方向竖直向上．对B受力分析可知B受到的摩擦力方向向上，由牛顿第三定律可知B对A的摩擦力方向向下，

A正确；由于A、B两物体受到的重力不变，根据平衡条件可知B错误；A和墙之间的摩擦力与A、B两物体的重力等大、反向，故C错误，D正确．

10.(2022·黑龙江鹤岗市第一中学高三月考)如图甲所示，A、B两小球通过两根轻绳连接并悬挂于O点，已知两轻绳OA和AB的长度之比为∶1，A、B两小球质量分别为2m和m，现对A、B两小球分别施加水平向右的力F1和水平向左的力F2，两球恰好处于如图乙的位置静止，此时B球恰好在悬点O的正下方，轻绳OA与竖直方向成30°，则(　　)

A．F1＝F2   B．F1＝F2

C．F1＝2F2   D．F1＝3F2

【答案】C

【解析】

由题意知两轻绳OA和AB的长度之比为∶1，B球恰好在悬点O的正下方，由几何关系可知，OA与AB垂直；以B球为研究对象，受力示意图如图甲所示，由平衡条件得F2＝mgtan (90°－30°)＝mg，以A、B两球整体为研究对象，受力示意图如图乙所示，由平衡条件得F1－F2＝3mgtan 30°＝mg，可得F1＝2mg，即F1＝2F2，故C正确．

考点三  牛顿第三定律

1.牛顿第三定律内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上．

2.相互作用力与平衡力的比较

3.因为作用力和反作用力总是大小相等、方向相反，所以进行受力分析时如果分析某个力不方便，可以转而分析其反作用力。例如求压力时，可先求支持力，摩擦力的求解也是如此．可见牛顿第三定律将起到非常重要的转换研究对象的作用，使得我们对力的分析更简洁、灵活．

11．（2022·广西·灵川县潭下中学高二期中）跳高运动员能从地面上跳起的原因是（　　）

A．地面给运动员的支持力大于运动员给地面的压力

B．地面给运动员的支持力小于运动员给地面的压力

C．运动员给地面的压力大于运动员受到的重力

D．地面给运动员的支持力大于运动员受到的重力

【答案】D

【解析】

AB．地面对运动员的支持力和运动员对地面的压力是一对作用力和反作用力，大小相等，方向相反，故AB错误；

C．运动员对地面的压力，是地面受到的作用力，不是运动员能够起跳的原因，故C错误；

D．运动员在起跳过程中运动员的加速度竖直向上，根据牛顿第二定律可知，运动员所受合力竖直向上，所以地面对运动员的支持力大于运动员的重力，故D正确。

12．(多选)大雪天车轮打滑，车辆难以前进，交警帮忙向前推车，在推车的过程中，关于人和车之间的作用力，下列说法正确的是（　　）

A．人对车的力大于车对人的力

B．人对车的力等于车对人的力

C．人对车的力和车对人的力是一对相互作用力

D．人对车的力和车对人的力是一对平衡力

【答案】BC

【解析】

ABC．人对车的力和车对人的力是两个物体之间的相互作用力，是一对作用力和反作用力，根据牛顿第三定律知，人对车的力等于车对人的力，故A错误，BC正确；

D．一对平衡力是两个等大反向的力作用在同一个物体上，而两个物体之间的作用力和反作用力是作用在两个物体上的，故D错误。

13．(多选)如图所示的“押加”是我国少数民族体育项目之一，又称为大象拔河。比赛中，甲、乙双方通过腿、腰、肩和颈用“力”拖动布带互拉，以决胜负。忽略布带的质量，下列关于比赛过程的说法正确的是（　　）

A．在僵持状态下，甲拉绳的力与乙拉绳的力是一对平衡力

B．在僵持状态下，乙对甲的拉力与乙对地面的摩擦力是一对平衡力

C．甲若获胜是因为甲的拉力大于乙的拉力

D．甲、乙拖动布带互拉的力一定大小相等

【答案】AD

【解析】

A．在僵持状态下，绳处于静止状态，在水平方向上，甲与乙的拉力相互平衡，是一对平衡力，A项正确；

B．乙对甲的拉力是甲受到的力，乙对地面的摩擦力是地面受到的力，两个力不在同一物体上，不是平衡力，B项错误；

CD．甲拉乙的力与乙拉甲的力是一对相互作用力，大小相等，所以C项错误，D项正确。

14.如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上以加速度a水平向右加速滑行，长木板与地面间的动摩擦因数为μ1，木块与长木板间的动摩擦因数为μ2，重力加速度为g，若长木板仍处于静止状态，则长木板对地面摩擦力的大小和方向为(　　)

A．μ1(m＋M)g，向左 B．μ2mg，向右

C．μ2mg＋ma，向右 D．μ1mg＋μ2Mg，向左

【答案】B

【解析】

对木块分析可知，长木板对它水平向左的摩擦力大小为Ff1＝μ2mg，由牛顿第三定律可知，木块对长木板的摩擦力向右，大小也为Ff1；由于长木板仍处于静止状态，对长木板受力分析可知，地面对它的静摩擦力方向向左，大小为Ff2＝Ff1＝μ2mg，由牛顿第三定律可知，长木板对地面的摩擦力大小为μ2mg，方向向右，故B正确．