2021_2022学年新教材高中物理第三章相互作用专题练整体法与隔离法含解析粤教版必修第一册

整体法与隔离法

一、选择题

1. (多选)如图所示，用大小相等、方向相反，并在同一水平面上的力F挤压相同的木板，木板之间夹着两块相同的砖，砖和木板保持相对静止，则(　　)

A.两块砖之间的摩擦力为零

B.F越大，板和砖之间的摩擦力越大

C.板与砖之间的摩擦力大小等于每块砖的重力

D.两块砖之间的摩擦力大小等于每块砖的重力

【解析】选A、C。设每一块砖的重力为G，一侧木板对砖的摩擦力大小为Ff1，两块砖之间的摩擦力大小为Ff2，根据平衡条件得

对整体2Ff1＝2G

解得Ff1＝G

对左侧砖Ff1＋Ff2＝G

解得Ff2＝0

D错误A、C正确；

木板对砖的摩擦力大小为Ff1，F增大时，板与砖之间的摩擦力大小不变，恒为Ff1＝G

B错误。

2.如图所示，水平桌面上叠放着A、B两物体，在力F作用下均处于静止状态。则A物体受力个数、B物体受力个数分别为(　　)

A.1个，4个    B．2个，5个

C.3个，6个    D．4个，5个

【解析】选B。整体处于静止状态，则物体A只受重力和B对A的支持力，共2个力。单独分析B，受力分析如图，共5个力，B正确。

3. (金榜原创题)(多选)如图所示，物体A、B、C叠放在水平桌面上，用水平力F拉B，三者仍处于静止状态，在此过程中(　　)

A.物体A对物体B有向左的静摩擦力作用

B.物体B对物体C有向右的静摩擦力作用

C.桌面和物体A之间没有摩擦力的作用

D.桌面对物体A有向左的静摩擦力作用

【解析】选A、D。由于整体处于静止状态，因此物体B对物体C没有摩擦力作用，B错误；物体B水平方向受到水平向右的拉力以及物体A对物体B水平向左的静摩擦力作用，A正确；物体A水平方向受物体B对物体A水平向右的静摩擦力、桌面对物体A水平向左的静摩擦力作用，才能处于平衡状态，C错误，D正确。

4. (2021·广州高一检测)如图所示，物体A、B和C叠放在水平面上，水平力Fb＝5 N，Fc＝10 N，分别作用于物体B、C上，A、B和C保持静止，以F1、F2、F3分别表示A与B、B与C、C与桌面间的静摩擦力的大小，则(　　)

A.F1＝5 N，F2＝0，F3＝5 N

B.F1＝5 N，F2＝5 N，F3＝0

C.F1＝0，F2＝5 N，F3＝5 N

D.F1＝0，F2＝10 N，F3＝5 N

【解析】选C。A、B和C保持静止，以A为研究对象，由于A没有相对运动趋势，所以B对A的静摩擦力F1＝0

以A、B整体为研究对象，A、B整体受到向左的拉力Fb＝5 N，要使A、B处于静止状态，则C对B的静摩擦力应向右，根据力的平衡条件可得

F2＝Fb＝5 N

以A、B和C三个物体的整体为研究对象，整体受到向左的拉力Fb＝5 N、向右的拉力Fc＝10 N的作用，由于Fc>Fb，要使A、B、C处于静止状态，则桌面对C的静摩擦力应向左，根据力的平衡条件可得

F3＝Fc－Fb＝5 N

选项C正确，A、B、D错误。

5. (多选)如图所示，两梯形木块A、B叠放在水平地面上，A、B之间的接触面倾斜，连接A与天花板之间的细绳沿竖直方向。关于两木块的受力，下列说法正确的是(　　)

A.A、B之间一定存在摩擦力作用

B.木块A可能受三个力作用

C.木块A可能受四个力作用

D.B受到地面的支持力一定大于木块B的重力

【解析】选B、C。对A进行受力分析，则A可能受绳子的拉力、重力而处于平衡；此时A、B间没有相互的挤压，故没有摩擦力，A错误；若木块对绳子没有拉力，则此时A受重力、支持力及摩擦力处于平衡状态，B正确；若木块对绳子有拉力，假如A受到的重力大于拉力，则此时A还可以受支持力及摩擦力而处于平衡状态，C正确；若出现A中情况，此时A对B没有压力，故B只受重力和支持力而处于平衡状态；此时支持力等于B的重力，D错误。

6.如图所示，质量为m的长木板放在水平地面上，站在木板上的人用斜向右下方的力F推箱子，三者都保持静止。人和箱子的质量也均为m，重力加速度为g。下列说法正确的是(　　)

A.长木板对地面的压力大于3mg

B.人对长木板的压力大小为mg

C.地面对长木板的摩擦力的方向水平向左

D.箱子受到的摩擦力的方向水平向左

【解析】选D。若人用斜向下的力推箱子，对三者整体受力分析，受重力和支持力，故长木板对地面的压力等于3mg，故A错误；人用力F向右下方推箱子，根据牛顿第三定律可知，箱子对人施加向左上方的作用力，根据平衡条件，由受力分析可知，人对长木板的压力大小小于mg，故B错误；对三者整体受力分析，受重力和支持力，不受静摩擦力，否则不平衡，故地面对木板没有静摩擦力，故C错误；箱子在人的推力作用下，有向右运动的趋势，因此箱子受到的摩擦力的方向水平向左，故D正确。

7. (2021·鞍山高一检测)如图所示，物块a、b的质量均为m，水平地面和竖直墙面均光滑，在水平推力F作用下，两物块均处于静止状态。则(　　)

A.b受到的摩擦力大小等于0

B.b受到的摩擦力大小等于2mg

C.b对地面的压力大小等于mg

D.b对地面的压力大小等于2mg

【解析】选D。对a受力分析，竖直方向a受重力，b对a的摩擦力，处于平衡状态，故a受到的摩擦力大小等于mg，所以b受到的摩擦力大小等于mg，A、B错误；对整体分析，竖直方向上受总重力，地面的支持力，所以地面对b的支持力为2mg，则b对地面的压力大小等于2mg，C错误，D正确。

8.如图所示，A、B、C三物块叠放并处于静止状态，水平地面光滑，其他接触面粗糙，以下受力分析正确的是(　　)

A.B、C间摩擦力方向水平向右

B.B、C间摩擦力方向水平向左

C.A物块受3个力

D.A物块受5个力

【解析】选C。将C隔离出来，对C受力分析，有重力，地面的支持力和B对C向下的压力，由于水平地面光滑，所以水平地面对C无摩擦力。根据力的平衡条件可知，B、C间无摩擦力，A、B错误；整体分析，A、B、C三物块只受重力与地面的支持力作用，故A物块仅与墙接触并无弹力，也无摩擦力，对A受力分析可知A受重力，B对A的支持力与摩擦力，共3个力，C正确，D错误。

9. (多选)如图所示，物体A靠在竖直墙面上，在竖直向上的力F作用下，A、B共同向上匀速运动，下列说法正确的是(　　)

A.物体A受到物体B对它的作用力的大小等于物体A的重力

B.物体B受到的作用力F的大小可能大于物体A、B的重力之和

C.物体A对物体B的静摩擦力方向沿接触面斜向上

D.物体A一定受到3个力的作用

【解析】选A、D。以AB整体为研究对象，可知墙面对A无弹力，则墙面对A也没有摩擦力，由平衡条件可知竖直方向F＝GA＋GB，B错误；再以B为研究对象，它受四个力作用，重力竖直向下、外力F竖直向上、A对B的压力垂直斜面斜向下，A对B沿斜面向下的摩擦力，C错误；以A为研究对象，它受三个力作用，自身的重力、B对A的支持力和B对A沿斜面向上的摩擦力；A物体向上匀速运动，可知B对A的支持力和B对A沿斜面向上的摩擦力的合力大小等于A的重力，也就是B对A的作用力与重力平衡，所以物体A受到物体B对它的作用力的大小等于物体A的重力，A、D正确。

10. (多选)(2021·天津高一检测)倾角为α、质量为M的斜面体静止在水平桌面上，质量为m的木块沿斜面体匀速下滑。下列说法正确的是(　　)

A.木块受到的摩擦力大小是mg sin α

B.木块对斜面体的压力大小是mg cos α

C.桌面对斜面体的摩擦力大小是mg sin αcos α

D.桌面对斜面体的支持力大小是(M＋m)g

【解析】选A、B、D。先对木块m受力分析，受重力、支持力和滑动摩擦力，如图所示

根据平衡条件，可得摩擦力为

f＝mg sin α

压力为

N＝mg cos α

A、B正确；对M和m整体受力分析，受重力和支持力，二力平衡，故桌面对斜面体的支持力为

N1＝(M＋m)g

摩擦力为零，故C错误，D正确。

11.物块A和B叠放在固定的粗糙的斜面上保持静止，B物体上表面水平，如图所示，则关于B物体受力个数正确的是(　　)

A.2个    B．3个    C．4个    D．5个

【解析】选C。先以A为研究对象，受力情况是重力、B的竖直向上的支持力，B对A没有摩擦力，因为A和B叠放在固定的粗糙的斜面上保持静止，A相对B没有运动趋势。再对B研究，B受到重力、A对B竖直向下的压力，斜面的支持力和静摩擦力，共4个力。

12．(2021·枣庄高一检测)如图所示，质量为m的木块，被垂直于墙面的推力F紧压在倾角为θ的墙面上并保持静止。下列说法中正确的是(　　)

A.墙面对木块的压力大小可能为零

B.墙面对木块的摩擦力大小可能为零

C.墙面对木块的摩擦力大小一定不为零

D.墙面对木块的摩擦力可能沿斜面向下

【解析】选C。对木块受力分析且由平衡条件可知，木块受重力G、推力F、墙面的支持力N、沿墙面向上的静摩擦力f，故C正确，A、B、D错误。

13. (多选)如图所示，倾角为θ的斜面体C置于水平面上，B置于斜面体C上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连，连接B的一段细绳与斜面平行，A、B、C处于静止状态，则(　　)

A.水平面对C的支持力小于B、C的总重力

B.B一定受到C的摩擦力作用

C.C受到水平面的摩擦力为零

D.若将细绳剪断，B物体仍然静止在斜面体上，则水平面对C的摩擦力为零

【解析】选A、D。把BC看作一个整体，对其受力分析，细绳对B的拉力在竖直方向上有分量，所以水平面对C的支持力比B、C的总重力要小，A正确； 若AB的质量存在关系MAg＝MBg sin θ时，B在斜面体C上无相对运动趋势，所以此时BC之间无摩擦力作用，B错误；把BC看作一个整体，对其受力分析，不论B、C间摩擦力大小、方向如何，细绳对B的拉力在水平方向上始终有向右的分量，所以整体有向右的运动趋势，所以水平面对C的摩擦力方向一定向左，C错误。若将细绳剪断，B仍然静止在斜面体C上，对整体受力分析可知水平面对C一定无摩擦力，D正确。

14. (多选)如图所示，将质量为m1和m2的物体分别置于质量为M的物体两侧，均处于静止状态，m1>m2，α<β。下述说法正确的是(　　)

A.m1对M的正压力一定大于m2对M的正压力

B.m1对M的摩擦力一定大于m2对M的摩擦力

C.水平地面对M的支持力一定等于(M＋m1＋m2)g

D.水平地面对M的摩擦力一定等于零

【解析】选A、C、D。分别对m1、m2受力分析，根据平衡条件有FN1＝m1g cos α

FN2＝m2g cos β

因为m1>m2，α<β，所以FN1>FN2，由牛顿第三定律可知，m1对M的正压力一定大于m2对M的正压力，故A正确；分别对m1、m2受力分析，根据平衡条件有

f1＝m1g sin α

f2＝m2g sin β

因为m1>m2，α<β，所以f1与f2的大小无法比较，故B错误；对M、m1、m2整体进行受力分析，只受重力和支持力作用，由受力平衡可知，水平地面对M的支持力一定等于(M＋m1＋m2)g，故C正确；对M、m1、m2整体进行受力分析，只受重力和支持力作用，水平方向没有运动趋势，所以水平地面对M的摩擦力一定等于零，故D正确。

15. (2021·湖南适应性测试)如图，一根质量为m的匀质绳子，两端分别固定在同一高度的两个钉子上，中点悬挂一质量为M的物体。系统平衡时，绳子中点两侧的切线与竖直方向的夹角为α，钉子处绳子的切线方向与竖直方向的夹角为β，则(　　)

A.＝　　　　　B．＝

C.＝    D．＝

【解析】选C。设绳子的拉力为T，则对中间结点受力分析可知，2T cos α＝Mg，对绳子和M受力分析可知2T cos β＝mg＋Mg，解得＝，故选C。

二、非选择题

16．如图甲所示，将完全相同、质量均为4 kg的木块A和B叠放在水平桌面上，在16 N的水平拉力F1作用下，A、B一起做匀速直线运动。(g取10 N/kg)

(1)此时木块B上表面受到摩擦力Ff1是多少？B的下表面所受的摩擦力Ff2又是多少？

(2)桌面与木块之间的动摩擦因数是多少？

(3)若将A、B紧靠着放在水平桌面上(如图乙所示)，用水平推力F2推A使它们一起匀速运动，这时，A对B的弹力有多大？

【解析】(1)A、B做匀速直线运动，水平方向不受力，所以B上表面所受摩擦力

Ff1＝0

下表面所受摩擦力

Ff2＝F1＝16 N

(2)由FN＝(mA＋mB)g

Ff2＝μFN

解得μ＝0.2

(3)A、B紧靠着放在水平桌面上时，对B受力分析

FNB＝mBg

B受到的摩擦力FfB＝μFNB＝8 N

由受力平衡得FB＝FfB＝8 N

答案：(1)0　16 N　(2)0.2　(3)8 N

17．(2021·烟台高一检测)如图所示，两个质量相等的小球A、B均可视为质点，两小球通过两根原长相等的轻质弹簧a、b连接，弹簧a的上端固定在天花板上的O点。现用一水平外力作用于小球B上，该系统处于静止状态，此时弹簧b的中心轴线与竖直方向的夹角为α＝60°，两弹簧的实际长度相等。求：

(1)弹簧a与竖直方向的夹角θ的正切值；

(2)弹簧a、b的劲度系数之比。

【解析】(1)设两小球的质量均为m，对B小球F＝mg tan α

对两小球A、B与弹簧b组成的整体

F＝2mg tan θ

解得tan θ＝tan α＝

(2)对B小球，在竖直方向

Fb cos α＝mg

解得Fb＝2mg

对两小球A、B与弹簧b组成的整体　

Fa＝＝mg

由题意可知，两弹簧的伸长量相等，由胡克定律F＝kΔx，可得

＝＝

答案：(1)　(2)