备考2024届高考物理一轮复习强化训练第二章相互作用专题三受力分析共点力的平衡整体法与隔离法的应用
展开2.转换研究对象:用隔离法直接分析一个物体的受力情况不方便时,可转换研究对象,先隔离分析相互作用的另一个物体的受力情况,再根据牛顿第三定律分析该物体的受力情况.
1.[2022海南]我国的石桥世界闻名,如图,某桥由六块形状完全相同的石块组成,其中石块1、6固定,2、5质量相同为m,3、4质量相同为m',不计石块间的摩擦,则m:m'为( D )
A.32B.3C.1D.2
解析 六块形状完全相同的石块围成的半圆对应的圆心角为180°,每块石块对应的圆心角为30°,对第3块石块受力分析如图甲所示,结合力的合成可知tan60°=F4m'g,对第2块和第3块石块整体受力分析如图乙所示,可知tan30°=F4(m+m')g,解得mm'=2,故选D.
图甲 图乙
2.如图所示,一轻绳跨过光滑的定滑轮,一端与质量为10kg的吊篮相连,另一端被站在吊篮里质量为50kg的人握住,整个系统悬于空中并处于静止状态.重力加速度g=10m/s2,滑轮两侧的轻绳均处于竖直方向,则该人对吊篮的压力大小为( B )
A.150NB.200N
C.300ND.350N
解析 设轻绳的拉力为F,以人与吊篮组成的整体为研究对象,进行受力分析,根据平衡条件有2F=(m+M)g,将m=10kg、M=50kg代入,解得F=300N;再对人进行受力分析,根据平衡条件有F+FN=Mg,解得FN=200N,根据牛顿第三定律,可知该人对吊篮的压力大小为200N,B正确.
3.[2024湖南长沙高三联考/多选]如图所示,斜面c上放有两个完全相同的物体a、b,两物体间用一根细线连接,在细线的中点加一与斜面垂直的拉力F,使两物体及斜面均处于静止状态.下列说法正确的是( AC )
A.c受到地面的摩擦力向右
B.a、b两物体的受力个数一定相同
C.斜面对a、b两物体的支持力一定相同
D.逐渐增大拉力F,b物体先滑动
解析 以a、b、c整体为研究对象,受力分析,可知有向左运动的趋势,则c受到地面的摩擦力向右,故选项A正确.a物体受重力、细线拉力、支持力、摩擦力;b物体受重力、支持力、拉力,不一定有摩擦力,故选项B错误.对a、b分别受力分析,如图所示,正交分解可知N=mgcsα-Tsinθ,支持力相等,故选项C正确;对a沿斜面方向有Tcsθ+mgsinθ=fa,对b沿斜面方向有Tcsθ-mgsinθ=fb,又正压力N相等,所以最大静摩擦力相等,则a先达到最大静摩擦力,先滑动,D错误
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