高考物理思想方法1 整体法与隔离法
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高考物理思想方法1 整体法与隔离法
配套作业 1. 如图所示，M、N 两物体叠放在一起，在恒力 F 作用下，一起向上做 匀加速直线运动，则关于两物体受力情况的说法正确的是( ) A．物体 M 可能受到 6 个力 B．物体 N 可能受到 4 个力 C．物体 M 与墙之间一定有摩擦力 D．物体 M 与 N 之间一定有摩擦力
解析 以整体为研究对象，根据牛顿第二定律可得：F＝2019ma，解得： a＝201F9m；以第 1、2、3、…2018 个小球为研究对象，根据牛顿第二定律可 得：F1－2＝20119F，F2－3＝20219F，…，F2018－2019＝22001189F，则 F1－2∶F2－3∶…∶ F2018－2019＝1∶2∶3∶…∶2018，由胡克定律 F＝kx，可知弹簧伸长量之比为： x1－2∶x2－3∶…∶x2018－2019＝1∶2∶3∶…∶2018，但弹簧的长度之比不满足该 关系，故 A 正确，B 错误；突然撤去 F 的瞬间，除第 2019 个球所受合力突 然变化外，由于弹簧不能立即发生形变，故其他球的合力未变，所以其他球 的加速度依然为 a，C 正确；第 1 个球脱落瞬间所受合外力变为 0，则加速度 为 0，第 2 个球的合外力变为 2ma，加速度变为 2a，其他球的合力瞬间不变， 加速度依然为 a，故 D 正确。
5．(2019·陕西渭南二模)如图，质量为 M 的楔形物块静置在水平地面上， 其斜面的倾角为 θ，斜面上有一质量为 m 的小物块。给小物块一沿斜面向下 的速度，小物块能匀速下滑，在下滑到某位置时，用一沿斜面向下的恒力 F 推小物块，在小物块继续下滑的过程中，楔形物块始终保持静止，则地面对 楔形物块的支持力为( )
解析 细绳的拉力 T＝mAgsinα，仅增大角 α，细绳的拉力变大，但因开 始时 B 所受的摩擦力方向不能确定，故不能断定物块 B 所受的摩擦力一定增 大，A 错误；仅增大角 α，物块 B 对三棱柱体的压力仍等于 mBgcosβ 不变， B 错误；仅增大角 β，绳子的拉力仍为 T＝mAgsinα 不变，C 错误；对 A、B 两物块以及三棱柱体整体而言，地面对三棱柱体的支持力等于整体的重力， 则仅增大角 β，地面对三棱柱体的支持力不变，D 正确。
A．P 受到 Q 的弹力逐渐减小 B．P 受到 Q 的弹力先增大后减小 C．P 受到地面的摩擦力逐渐增大 D．P 重力、P 对 Q 的支持力和 MN 对 Q 的弹力， 如图 a 所示，根据共点力平衡条件，有：N1＝cmosgθ，N2＝mgtanθ；再对 P、 Q 整体受力分析，受重力、地面的支持力、MN 挡板对其向左的弹力和地面 对其向右的静摩擦力，如图 b 所示，根据共点力平衡条件，有：f＝N2，联立 可得：f＝mgtanθ。由上述分析可知，在 MN 保持竖直且缓慢地向右移动的 过程中，角 θ 逐渐增大，故 f 逐渐增大，N1 逐渐增大，故选 C。
6．(2019·陕西汉中二模)半圆柱体 P 放在粗糙的水平地面上，其右端有放 置的竖直挡板 MN。在 P 和 MN 之间放有一个光滑均匀的小圆柱体 Q，整个 装置处于静止状态。如图所示是这个装置的纵截面图。若用外力使 MN 保持 竖直并缓慢地向右移动，在 Q 落到地面以前，发现 P 始终保持静止。在此过 程中，下列说法中正确的是( )
解析 以左侧绳为研究对象，受力分析如图甲所示，根据平衡条件，有 水平方向：F＝Tsinθ；竖直方向：12mg＝Tcosθ；联立解得：T＝2cmogsθ，F＝12 mgtanθ，故 B 正确。对环进行受力分析如图乙所示，水平方向：f＝Tsinθ＝ 2cmogsθ·sinθ＝12mgtanθ，竖直方向：N＝Tcosθ＋mg＝2cmogsθ·cosθ＋mg＝32mg， 故 A、C 错误。当两环之间的距离增大，θ 变大，故 f 变大，D 正确。
4．(2019·贵阳一模)(多选)如图所示，一根粗细和质量分布均匀的细绳， 两端各系一个质量都为 m 的小环，小环套在固定水平杆上，两环静止时，绳 子过环与细绳结点 P、Q 的切线与竖直方向的夹角均为 θ，已知绳子的质量 也为 m，重力加速度大小为 g，则两环静止时( )
A．每个环对杆的压力大小为 mg B．绳子最低点处的弹力的大小为mgt2anθ C．水平杆对每个环的摩擦力大小为 mgtanθ D．两环之间的距离增大，杆对环的摩擦力增大
解析 M、N 两物体一起向上做匀加速直线运动，合力向上，对 M、N 整体进行受力分析，受到重力和 F，墙对 M 没有弹力，否则合力不能向上， 也就不可能有摩擦力；对 N 进行受力分析得：N 受到重力、M 对 N 的支持 力，这两个力的合力不能竖直向上，所以还受到 M 对 N 沿斜面向上的静摩 擦力，共 3 个力；再对 M 进行受力分析得：M 受到重力、推力 F、N 对 M 的压力以及 N 给 M 沿斜面向下的静摩擦力，共 4 个力，故 D 正确，A、B、 C 错误。
A．(M＋m)g
B．(M＋m)g＋F
C．(M＋m)g＋Fsinθ D．(M＋m)g－Fsinθ
解析 对 M 受力分析可知，当小物块匀速滑行时，M 受重力、m 作用 的沿斜面向下的摩擦力及垂直斜面向下的压力、地面对 M 的支持力；对 m、 M 整体受力分析，小物块匀速下滑时，整体受力平衡，地面对 M 的支持力等 于两物块重力之和；当给 m 施加恒力 F 后，对 m 受力分析，m 所受斜面的 摩擦力与支持力不变，则 M 受到的 m 的作用力不变，M 整体受力未发生变 化，且 M 始终未动，所以地面对 M 的支持力仍等于两物块重力之和，B、C、 D 错误，A 正确。
3．(2019·湖北武汉二模)如图所示，水平面上固定着一个三棱柱体，其左 侧光滑，倾角为 α；右侧粗糙，倾角为 β。放置在三棱柱体上的物块 A 和物 块 B 通过一根跨过顶端定滑轮的细绳相连，若物块 A 和物块 B 始终保持静止。 下列说法正确的是( )
A．仅增大角 α，物块 B 所受的摩擦力一定增大 B．仅增大角 α，物块 B 对三棱柱体的压力可能减小 C．仅增大角 β，绳子的拉力一定增大 D．仅增大角 β，地面对三棱柱体的支持力不变
2．(2019·天津重点中学联合二模)如图，叠放的两个物块无相对滑动地沿 斜面一起下滑，甲图两物块接触面平行于斜面且两物块之间的摩擦力的大小 为 f1，乙图两物块接触面与斜面不平行且两物块之间的摩擦力的大小为 f2， 丙图两物块接触面水平且两物块之间的摩擦力的大小为 f3，下列判断正确的 是( )
A．若斜面光滑，f1＝0，f2≠0，f3≠0 B．若斜面光滑，f1≠0，f2≠0，f3＝0 C．若两物块一起匀速下滑，f1≠0，f2＝0，f3≠0 D．若两物块一起匀速下滑，f1＝0，f2≠0，f3≠0
解析 若斜面光滑，各图中两物块整体沿斜面下滑的加速度均为 gsinθ， 甲、乙、丙三图中的上方物块所受重力沿斜面向下的分力均为 mgsinθ，甲图 中的上方物块所受支持力垂直于斜面向上，在沿斜面方向上没有分力，乙图 和丙图中两物块的接触面与斜面不平行，则上方物块所受支持力在沿斜面方 向均有分力，两物块间必有摩擦力才能使上方物块所受合力沿斜面向下，大 小为 mgsinθ，故 A 正确，B 错误；若两物块一起匀速下滑，则上方滑块合力 为 0，故对上方物块受力分析可得 f1≠0，f2≠0，f3＝0，C、D 错误。
A．F 1－2∶F 2－3∶…∶F 2018－2019＝1∶2∶3∶…∶2018 B．从左到右每根弹簧长度之比为 1∶2∶3∶…∶2018 C．如果突然撤去拉力 F，撤去 F 瞬间，其余每个球的加速度依然为 a， 但第 2019 个小球的加速度除外 D．如果 1 和 2 两个球间的弹簧从第 1 个球处脱落，那么脱落瞬间第 1 个小球的加速度为 0，第 2 个小球的加速度为 2a，其余小球加速度依然为 a
7．(2019·郑州二模)(多选)如图所示，2019 个质量均为 m 的小球通过完 全相同的轻质弹簧(在弹性限度内)相连，在水平拉力 F 的作用下，一起沿光 滑水平面以加速度 a 向右做匀加速运动，设 1 和 2 之间弹簧的弹力为 F1－2， 2 和 3 间弹簧的弹力为 F2－3，……，2018 和 2019 间弹簧的弹力为 F2018－2019， 则下列结论正确的是( )
配套作业 1. 如图所示，M、N 两物体叠放在一起，在恒力 F 作用下，一起向上做 匀加速直线运动，则关于两物体受力情况的说法正确的是( ) A．物体 M 可能受到 6 个力 B．物体 N 可能受到 4 个力 C．物体 M 与墙之间一定有摩擦力 D．物体 M 与 N 之间一定有摩擦力
解析 以整体为研究对象，根据牛顿第二定律可得：F＝2019ma，解得： a＝201F9m；以第 1、2、3、…2018 个小球为研究对象，根据牛顿第二定律可 得：F1－2＝20119F，F2－3＝20219F，…，F2018－2019＝22001189F，则 F1－2∶F2－3∶…∶ F2018－2019＝1∶2∶3∶…∶2018，由胡克定律 F＝kx，可知弹簧伸长量之比为： x1－2∶x2－3∶…∶x2018－2019＝1∶2∶3∶…∶2018，但弹簧的长度之比不满足该 关系，故 A 正确，B 错误；突然撤去 F 的瞬间，除第 2019 个球所受合力突 然变化外，由于弹簧不能立即发生形变，故其他球的合力未变，所以其他球 的加速度依然为 a，C 正确；第 1 个球脱落瞬间所受合外力变为 0，则加速度 为 0，第 2 个球的合外力变为 2ma，加速度变为 2a，其他球的合力瞬间不变， 加速度依然为 a，故 D 正确。
5．(2019·陕西渭南二模)如图，质量为 M 的楔形物块静置在水平地面上， 其斜面的倾角为 θ，斜面上有一质量为 m 的小物块。给小物块一沿斜面向下 的速度，小物块能匀速下滑，在下滑到某位置时，用一沿斜面向下的恒力 F 推小物块，在小物块继续下滑的过程中，楔形物块始终保持静止，则地面对 楔形物块的支持力为( )
解析 细绳的拉力 T＝mAgsinα，仅增大角 α，细绳的拉力变大，但因开 始时 B 所受的摩擦力方向不能确定，故不能断定物块 B 所受的摩擦力一定增 大，A 错误；仅增大角 α，物块 B 对三棱柱体的压力仍等于 mBgcosβ 不变， B 错误；仅增大角 β，绳子的拉力仍为 T＝mAgsinα 不变，C 错误；对 A、B 两物块以及三棱柱体整体而言，地面对三棱柱体的支持力等于整体的重力， 则仅增大角 β，地面对三棱柱体的支持力不变，D 正确。
A．P 受到 Q 的弹力逐渐减小 B．P 受到 Q 的弹力先增大后减小 C．P 受到地面的摩擦力逐渐增大 D．P 重力、P 对 Q 的支持力和 MN 对 Q 的弹力， 如图 a 所示，根据共点力平衡条件，有：N1＝cmosgθ，N2＝mgtanθ；再对 P、 Q 整体受力分析，受重力、地面的支持力、MN 挡板对其向左的弹力和地面 对其向右的静摩擦力，如图 b 所示，根据共点力平衡条件，有：f＝N2，联立 可得：f＝mgtanθ。由上述分析可知，在 MN 保持竖直且缓慢地向右移动的 过程中，角 θ 逐渐增大，故 f 逐渐增大，N1 逐渐增大，故选 C。
6．(2019·陕西汉中二模)半圆柱体 P 放在粗糙的水平地面上，其右端有放 置的竖直挡板 MN。在 P 和 MN 之间放有一个光滑均匀的小圆柱体 Q，整个 装置处于静止状态。如图所示是这个装置的纵截面图。若用外力使 MN 保持 竖直并缓慢地向右移动，在 Q 落到地面以前，发现 P 始终保持静止。在此过 程中，下列说法中正确的是( )
解析 以左侧绳为研究对象，受力分析如图甲所示，根据平衡条件，有 水平方向：F＝Tsinθ；竖直方向：12mg＝Tcosθ；联立解得：T＝2cmogsθ，F＝12 mgtanθ，故 B 正确。对环进行受力分析如图乙所示，水平方向：f＝Tsinθ＝ 2cmogsθ·sinθ＝12mgtanθ，竖直方向：N＝Tcosθ＋mg＝2cmogsθ·cosθ＋mg＝32mg， 故 A、C 错误。当两环之间的距离增大，θ 变大，故 f 变大，D 正确。
4．(2019·贵阳一模)(多选)如图所示，一根粗细和质量分布均匀的细绳， 两端各系一个质量都为 m 的小环，小环套在固定水平杆上，两环静止时，绳 子过环与细绳结点 P、Q 的切线与竖直方向的夹角均为 θ，已知绳子的质量 也为 m，重力加速度大小为 g，则两环静止时( )
A．每个环对杆的压力大小为 mg B．绳子最低点处的弹力的大小为mgt2anθ C．水平杆对每个环的摩擦力大小为 mgtanθ D．两环之间的距离增大，杆对环的摩擦力增大
解析 M、N 两物体一起向上做匀加速直线运动，合力向上，对 M、N 整体进行受力分析，受到重力和 F，墙对 M 没有弹力，否则合力不能向上， 也就不可能有摩擦力；对 N 进行受力分析得：N 受到重力、M 对 N 的支持 力，这两个力的合力不能竖直向上，所以还受到 M 对 N 沿斜面向上的静摩 擦力，共 3 个力；再对 M 进行受力分析得：M 受到重力、推力 F、N 对 M 的压力以及 N 给 M 沿斜面向下的静摩擦力，共 4 个力，故 D 正确，A、B、 C 错误。
A．(M＋m)g
B．(M＋m)g＋F
C．(M＋m)g＋Fsinθ D．(M＋m)g－Fsinθ
解析 对 M 受力分析可知，当小物块匀速滑行时，M 受重力、m 作用 的沿斜面向下的摩擦力及垂直斜面向下的压力、地面对 M 的支持力；对 m、 M 整体受力分析，小物块匀速下滑时，整体受力平衡，地面对 M 的支持力等 于两物块重力之和；当给 m 施加恒力 F 后，对 m 受力分析，m 所受斜面的 摩擦力与支持力不变，则 M 受到的 m 的作用力不变，M 整体受力未发生变 化，且 M 始终未动，所以地面对 M 的支持力仍等于两物块重力之和，B、C、 D 错误，A 正确。
3．(2019·湖北武汉二模)如图所示，水平面上固定着一个三棱柱体，其左 侧光滑，倾角为 α；右侧粗糙，倾角为 β。放置在三棱柱体上的物块 A 和物 块 B 通过一根跨过顶端定滑轮的细绳相连，若物块 A 和物块 B 始终保持静止。 下列说法正确的是( )
A．仅增大角 α，物块 B 所受的摩擦力一定增大 B．仅增大角 α，物块 B 对三棱柱体的压力可能减小 C．仅增大角 β，绳子的拉力一定增大 D．仅增大角 β，地面对三棱柱体的支持力不变
2．(2019·天津重点中学联合二模)如图，叠放的两个物块无相对滑动地沿 斜面一起下滑，甲图两物块接触面平行于斜面且两物块之间的摩擦力的大小 为 f1，乙图两物块接触面与斜面不平行且两物块之间的摩擦力的大小为 f2， 丙图两物块接触面水平且两物块之间的摩擦力的大小为 f3，下列判断正确的 是( )
A．若斜面光滑，f1＝0，f2≠0，f3≠0 B．若斜面光滑，f1≠0，f2≠0，f3＝0 C．若两物块一起匀速下滑，f1≠0，f2＝0，f3≠0 D．若两物块一起匀速下滑，f1＝0，f2≠0，f3≠0
解析 若斜面光滑，各图中两物块整体沿斜面下滑的加速度均为 gsinθ， 甲、乙、丙三图中的上方物块所受重力沿斜面向下的分力均为 mgsinθ，甲图 中的上方物块所受支持力垂直于斜面向上，在沿斜面方向上没有分力，乙图 和丙图中两物块的接触面与斜面不平行，则上方物块所受支持力在沿斜面方 向均有分力，两物块间必有摩擦力才能使上方物块所受合力沿斜面向下，大 小为 mgsinθ，故 A 正确，B 错误；若两物块一起匀速下滑，则上方滑块合力 为 0，故对上方物块受力分析可得 f1≠0，f2≠0，f3＝0，C、D 错误。
A．F 1－2∶F 2－3∶…∶F 2018－2019＝1∶2∶3∶…∶2018 B．从左到右每根弹簧长度之比为 1∶2∶3∶…∶2018 C．如果突然撤去拉力 F，撤去 F 瞬间，其余每个球的加速度依然为 a， 但第 2019 个小球的加速度除外 D．如果 1 和 2 两个球间的弹簧从第 1 个球处脱落，那么脱落瞬间第 1 个小球的加速度为 0，第 2 个小球的加速度为 2a，其余小球加速度依然为 a
7．(2019·郑州二模)(多选)如图所示，2019 个质量均为 m 的小球通过完 全相同的轻质弹簧(在弹性限度内)相连，在水平拉力 F 的作用下，一起沿光 滑水平面以加速度 a 向右做匀加速运动，设 1 和 2 之间弹簧的弹力为 F1－2， 2 和 3 间弹簧的弹力为 F2－3，……，2018 和 2019 间弹簧的弹力为 F2018－2019， 则下列结论正确的是( )