2023版高考物理专题9受力分析与整体法和隔离法练习含解析

专题9　受力分析与整体法和隔离法

1．受力分析的两种顺序：(1)先场力再弹力后摩擦力，接触力要逐个接触面排查．(2)先已知的力、确定的力，而后再结合运动状态推断未知的力、不确定的力.2.多个物体系统问题通常整体法和隔离法交替使用.3.三重检验：(1)明确各力的施力物体、受力物体．(2)判断研究对象是否能保持原来运动状态．(3)换角度(整体⇌隔离)或换研究对象(相邻的物体)再做受力分析，判断两次分析是否一致．

1.如图1所示，A、B两物体叠放在一起，用手托住，让它们静止靠在墙边，然后释放，使它们同时沿竖直墙面下滑，已知mA>mB，不计空气阻力，则物体B(　　)

图1

A．只受一个重力

B．受到重力、摩擦力各一个

C．受到重力、弹力、摩擦力各一个

D．受到重力、摩擦力各一个，弹力两个

答案　A

解析　物体A、B将一起做自由落体运动，所以A、B之间无相互作用力，物体B与墙面有接触而无挤压，所以与墙面无弹力，则也没有摩擦力，所以物体B只受一个重力，选A.

2.(2020·安徽合肥市一模)如图2所示装置为阅读时使用的角度可调支架，现将一本书放在倾斜支架上，书始终保持静止．关于该书受力情况，下列说法正确的是(　　)

图2

A．可能受两个力

B．可能受三个力

C．一定受摩擦力

D．支架下边缘对书一定有弹力

答案　B

3.(多选)(2020·东北师大等联盟学校检测)如图3所示为形状相同的两个劈形物体，它们之间的接触面光滑，两物体与地面的接触面均粗糙，现对A施加水平向右的力F，两物体均保持静止，则物体B的受力个数可能是(　　)

图3

A．2个  B．3个  C．4个  D．5个

答案　AC

解析　对A受力分析可知，当F与A所受的静摩擦力大小相等时，则A、B之间没有弹力，力F比A所受的静摩擦力大时，则A、B之间有弹力．当A对B没有弹力时，B受到重力和地面的支持力2个力；当A对B有弹力时，B还受到重力、地面的支持力与摩擦力，共4个力，故A、C符合题意，B、D不符合题意．

4.(2020·海南七校联盟联考)如图4所示，两个相同的物体A、B叠在一起放在粗糙的水平桌面上，连在物体B上的轻绳通过定滑轮与空箱C相连，箱内放有一小球与箱内壁右侧接触，整个系统处于静止状态，已知A、B的质量均为m，C的质量为M，小球的质量为m0，物体B与桌面的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，不计滑轮摩擦和空气阻力，下列说法中正确的是(　　)

图4

A．物体A受到三个力的作用

B．小球受到三个力的作用

C．桌面受到物体B的摩擦力大小为2μmg

D．桌面受到物体B的摩擦力大小为(M＋m0)g

答案　D

解析　以A为研究对象，根据平衡条件可知B对A没有摩擦力，则A受到重力和B的支持力两个力的作用，故A错误；小球受重力和箱底的支持力两个力作用，故B错误；以A、B整体为研究对象，由平衡条件可知，桌面对B的摩擦力大小等于(M＋m0)g，不一定等于2μmg，由牛顿第三定律知桌面受到B的摩擦力大小为(M＋m0)g，故C错误，D正确．

5．(多选)(2020·天津市部分区上学期期末)如图5所示，用拉伸的轻质弹簧连接的质量为m的木块静置于倾角为θ的粗糙斜面体上．斜面体质量为M，始终保持静止，重力加速度为g，弹簧与斜面平行，则下列说法正确的是(　　)

图5

A．木块一定受到摩擦力的作用

B．木块可能受到摩擦力的作用

C．水平面对斜面体的支持力大小为(M＋m)g

D．水平面对斜面体的摩擦力方向水平向右

答案　BC

解析　若弹簧对木块向上的弹力大小恰好等于mgsin θ，木块不受摩擦力的作用，若弹簧对木块向上的弹力大小大于mgsin θ，木块受的摩擦力沿斜面向下，若弹簧对木块向上的弹力大小小于mgsin θ，木块受的摩擦力沿斜面向上，故B正确，A错误；取轻质弹簧、木块和斜面体为一整体受力分析，竖直方向受力平衡，FN＝(M＋m)g，由水平方向合力为零可得，水平面对斜面体的摩擦力一定为零，故C正确，D错误．

6．(2019·河南豫北十校联考)两相同的楔形木块A、B叠放后分别以甲、乙两种方式在水平外力F1和竖直外力F2作用下保持静止状态，如图6所示，则在这两种方式中，木块B受力个数分别为(　　)

图6

A．4；4  B．4；3  C．5；3  D．5；4

答案　C

解析　题图甲中，根据整体法可知，木块B除了受重力外，一定受到墙面水平向右的弹力和竖直向上的静摩擦力，隔离B分析，其一定还受到A垂直于接触面斜向左上的弹力，隔离A分析，A受到重力、水平向左的推力、B对其垂直于接触面斜向右下的弹力，这样的三个力不可能使A平衡，所以A一定还要受到B对其沿接触面斜向右上的静摩擦力，可知B一定受到A沿接触面斜向左下的静摩擦力，故B共受5个力的作用；题图乙中，根据整体法可知B与墙面间既无弹力也无摩擦力，所以B受重力、A的弹力和A沿接触面斜向右上的摩擦力共3个力的作用，C正确．

7．(多选)(2020·云南保山市模拟)如图7甲、乙所示，倾角为θ的粗糙斜面上放置一滑块M，在滑块M上放置一个质量为m的物块，M和m相对静止，一起沿斜面匀加速下滑，斜面保持静止，下列说法正确的是(　　)

图7

A．图甲中物块m受到摩擦力，方向水平向左

B．图乙中物块m受到摩擦力，方向平行于斜面向上

C．图甲中物块M受到5个力

D．图乙中物块M受到6个力

答案　ABC

解析　题图甲中以m为研究的对象，由于两个物体一起匀加速向下运动，m有水平向左的分加速度，所以物块m受到摩擦力，方向水平向左，故A正确．题图乙中，假设物块m受到摩擦力大小为Ff，方向平行于斜面向上，对整体，由牛顿第二定律有(M＋m)gsin θ－μ(M＋m)gcos θ＝(M＋m)a，μ是M与斜面间的动摩擦因数；对m，由牛顿第二定律有mgsin θ－Ff＝ma，解得Ff＝μmgcos θ>0，假设正确，故B正确．题图甲中物块M受到重力、m对它的压力与摩擦力、斜面的支持力和沿斜面向上的摩擦力，共5个力，故C正确．题图乙中物块M受到重力、m对它的压力与摩擦力、斜面的支持力和沿斜面向上的摩擦力，共5个力，故D错误．

8.(多选)如图8，固定在地面上的带凹槽的长直杆与水平面成α＝30°角，轻质环a套在杆上，置于凹槽内质量为m的小球b通过一条细绳跨过定滑轮与环a连接．a、b静止时，细绳与杆间的夹角为30°，重力加速度为g，不计一切摩擦，下列说法正确的是(　　)

图8

A．a受到3个力的作用

B．b受到3个力的作用

C．细杆对b的作用力大小为mg

D．细绳对a的拉力大小为mg

答案　BD

解析　轻质环a套在杆上，没有质量，不受重力，不计摩擦，则a静止时细绳的拉力与杆对a的弹力平衡，故拉a的细绳与杆垂直，a受到两个力作用，故A错误；对b球受力分析可知，b受到重力、细绳的拉力和杆对b球的弹力，b受到3个力的作用，故B正确；以b为研究对象，受力分析如图所示，根据几何关系可得β＝θ＝30°，设细杆对b的作用力大小为FN，则：2FNcos 30°＝mg，则FN＝mg，故C错误；对b分析，细绳的拉力大小FT＝FN＝mg，则细绳对a的拉力大小为mg，故D正确．