《奪冠之路》福建專用高三物理一輪復(fù)習(xí) 第2章章末指導(dǎo) 魯科

章末指導(dǎo)“整體”和“隔離”的重要思想

“整體”和“隔離”是物理學(xué)中處理問題的非常重要的思想，因此，整體法和隔離法是力學(xué)分析中選取研究對(duì)象的常用方法，具體應(yīng)用中要注意以下幾點(diǎn)：1．區(qū)分內(nèi)力和外力對(duì)幾個(gè)物體的整體進(jìn)行受力分析時(shí)，這幾個(gè)物體間的作用力為內(nèi)力，不能在受力圖中出現(xiàn)，當(dāng)把某一物體單獨(dú)隔離分析時(shí)，原來內(nèi)力變成外力，要畫在受力圖上．2．整體法和隔離法的應(yīng)用步驟(1)隔離法：為了研究系統(tǒng)(相關(guān)聯(lián)物體)內(nèi)某個(gè)物體的受力和運(yùn)動(dòng)情況，而將該物體單獨(dú)隔離出來進(jìn)行受力分析的方法．運(yùn)用隔離法解題的基本步驟：①明確研究對(duì)象．②將某個(gè)研究對(duì)象從物體系中隔離出來．③畫出某狀態(tài)下的物體的受力分析圖．④選取適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律列方程求解．(2)整體法：當(dāng)只涉及研究系統(tǒng)而不涉及系統(tǒng)內(nèi)部某些物體的力和運(yùn)動(dòng)時(shí)，一般選取整體為研究對(duì)象進(jìn)行分析的方法．運(yùn)用整體法的一般步驟：①明確研究的系統(tǒng)和全過程．②畫出系統(tǒng)整體的受力圖或運(yùn)動(dòng)全過程的示意圖．③選取適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律列方程求解．【例題】(2011年福建模擬)如圖所示，B和C兩個(gè)小球均重為G，用輕繩懸掛而分別靜止于圖示位置上，試求：(1)AB和CD兩根細(xì)繩的拉力分別為多大？(2)繩BC與豎直方向的夾角θ是多少？思路點(diǎn)撥：①分析求解AB和CD兩根細(xì)繩的拉力時(shí)，采用整體法；②分析求解BC與豎直方向的夾角時(shí)，采用隔離法．解析：(1)將B和C兩個(gè)小球看成一個(gè)整體，對(duì)其進(jìn)行受力分析，如圖(甲)所示，其中FAB和FCD分別是輕繩AB和CD的拉力，則由共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件可知，F(xiàn)AB、FCD和重力2G的合力為零，則FAB＝Fcos30°＝2Gcos30°＝G①FCD＝Fcos60°＝2Gcos60°＝G.②(2)將小球C進(jìn)行隔離，其受力情況分析如圖(乙)所示，其中FBC為繩BC對(duì)小球C的拉力，將FBC和FCD分別進(jìn)行正交分解，則由共點(diǎn)力的平衡條件得FBCsinθ＝FCDsin60°③FBCcosθ＋FCDcos60°＝G④解得θ＝60°.答案：(1)G

G

(2)60°①在研究兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體組成的系統(tǒng)平衡問題時(shí)，往往采用整體法和隔離法；②整體法和隔離法不僅應(yīng)用在處理平衡類問題上，而且可以用來處理非平衡類等所有的連接體問題．拓展訓(xùn)練：(2011年福州模擬)如圖所示，輕繩懸掛兩個(gè)相同的質(zhì)量均為m的小球A、B處于靜止?fàn)顟B(tài)，A、B之間存在著大小相等方向相反的斥力作用，那么對(duì)懸線1的張力F1和懸線2的張力F2大小關(guān)系不可能出現(xiàn)的情況是(

)A．F1>F2B．F1<F2C．F1＝F2D．F1>2mg解析：懸線的張力在數(shù)值上等于懸線對(duì)小球A或B的拉力大小．首先以A、B及懸線2為系統(tǒng)進(jìn)行研究，由平衡條件可知F1＝2mg.再以B為研究對(duì)象，其受力情況是懸線2對(duì)B的拉力F2，重力mg，A、B間的斥力F，根據(jù)平衡條件：F2＝mg＋F，根據(jù)此式可知，如果F<mg，則F1>F2；如果F＝mg，則F1＝F2；如果F>mg，則F1<F2.綜合上述可知A、B、C是可能出現(xiàn)的，選D.答案：D.第二章檢測(cè)試題

(時(shí)間：60分鐘滿分：110分)【測(cè)控導(dǎo)航】考點(diǎn)題號(hào)1.力的作用效果的理解及計(jì)算42.物體的受力分析1、2、3、63.力的動(dòng)態(tài)分析5、7、8、94.平衡問題常用計(jì)算方法12、135.平衡中的極值問題146.實(shí)驗(yàn)11、11一、選擇題(本題包括9小題，每小題4分，共36分)1．下列關(guān)于重力、彈力和摩擦力的說法，正確的是(

D

)A．物體的重心一定在物體的幾何中心上B．勁度系數(shù)越大的彈簧，產(chǎn)生的彈力越大C．動(dòng)摩擦因數(shù)與物體之間的壓力成反比，與滑動(dòng)摩擦力成正比D．靜摩擦力的大小在零和最大靜摩擦力之間發(fā)生變化解析：物體的重心不一定在物體的幾何中心上，如質(zhì)量分布不均勻的球體；只有在形變量相同的條件下，勁度系數(shù)越大，才產(chǎn)生的彈力越大；對(duì)于確定物體之間，動(dòng)摩擦因數(shù)是常數(shù)；靜摩擦力的大小在零和最大靜摩擦力之間發(fā)生變化．綜上所述，選項(xiàng)D正確．2．(2011年江西省聯(lián)考)如圖所示，在傾角為α的傳送帶上有質(zhì)量均為m的三個(gè)木塊1、2、3，中間均用原長為L、勁度系數(shù)為k的輕彈簧連接起來，木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，其中木塊1被與傳送帶平行的細(xì)線拉住，傳送帶按圖示方向勻速運(yùn)行，三個(gè)木塊處于平衡狀態(tài)．下列結(jié)論正確的是(

B

)3．圖中彈簧秤、繩和滑輪的重量均不計(jì)，繩與滑輪間的摩擦力不計(jì)，物體的重力都是G，在圖甲、乙、丙三種情況下，彈簧秤的讀數(shù)分別為F1、F2、F3，則(

B

)A．F3>F1＝F2B．F3＝F1>F2C．F1＝F2＝F3D．F1>F2＝F34．(2011年安徽合肥質(zhì)檢)如圖所示，物體放在傾斜木板上，當(dāng)木板傾角θ為30°和45°時(shí)，物體受到的摩擦力大小恰好相同，則物體和木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)最接近(

C

)A．0.5B．0.6C．0.7D．0.8解析：當(dāng)木板傾角θ為30°和45°時(shí)摩擦力大小相等，說明傾角為30°時(shí)物體受到的摩擦力為靜摩擦力，大小等于物體重力沿斜面向下的分力，即F1＝mgsin30°；當(dāng)傾角為45°時(shí)，物體一定沿斜面下滑，所受的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，大小F2＝μmgcos45°；依題意得mgsin30°＝μmgcos45°，解得μ≈0.7.5．如圖所示，物體P左邊用一根輕彈簧和豎直墻相連，放在粗糙水平面上，靜止時(shí)彈簧的長度大于原長，若再用一個(gè)從零開始逐漸增大的水平力F向右拉P，直到拉動(dòng)，那么在P被拉動(dòng)之前的過程中，彈簧對(duì)P的彈力T的大小和地面對(duì)P的摩擦力f的大小變化情況是(

D

)A．T始終增大，f始終減小B．T先不變后增大，f先減小后增大C．T保持不變，f始終減小D．T保持不變，f先減小后增大7．(2011年濟(jì)南模擬)如圖所示，一根自然長度為l0的輕彈簧和一根長度為a的輕繩連接，彈簧的上端固定在天花板的O點(diǎn)上，P是位于O點(diǎn)正下方的光滑輕小定滑輪，已知OP＝l0＋a.現(xiàn)將繩的另一端與靜止在動(dòng)摩擦因數(shù)恒定的水平地面上的滑塊A相連，滑塊對(duì)地面有壓力作用．再用一水平力F作用于A使之向右做直線運(yùn)動(dòng)(彈簧的下端始終在P之上)，則滑塊A受地面的滑動(dòng)摩擦力(

D

)A．逐漸變小B．逐漸變大C．先變小后變大D．大小不變解析：物塊在開始位置受重力G、支持力N，彈簧的彈力F＝kx0，F(xiàn)＋N＝G，N＝G－kx0；當(dāng)物塊滑到某一位置時(shí)，繩的伸長量為x，繩與地面的夾角為α，由豎直方向受力平衡得N′＋kx·sinα＝G，則N′＝G－kx0＝N，即支持力不變化，滑動(dòng)摩擦力f＝μN(yùn)不變．綜上所述，選項(xiàng)D正確．8．(2011年寧夏二校摸底測(cè)試)如圖所示，在粗糙水平地面上放著一個(gè)截面為四分之一圓弧的柱狀物體A，A的左端緊靠豎直墻，A與豎直墻之間放一光滑圓球B，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，若把A向右移動(dòng)少許后，它們?nèi)蕴幱陟o止?fàn)顟B(tài)，則(

C

)A．B對(duì)墻的壓力增大B．A與B之間的作用力增大C．地面對(duì)A的摩擦力減小D．A對(duì)地面的壓力減小解析：A對(duì)B的支持力F1指向圓弧的圓心，當(dāng)A向右移動(dòng)時(shí)，F(xiàn)1與豎直方向的夾角θ將減小，設(shè)F2為豎直墻對(duì)B的壓力，根據(jù)力的平衡條件得：F1cosθ＝mBg，F(xiàn)1sinθ＝F2，θ減小，則F1減小，B錯(cuò)誤；F2＝mBgtanθ，θ減小，F(xiàn)2減小，A錯(cuò)誤；對(duì)A、B利用整體法分析，地面對(duì)A的摩擦力f的大小等于F2，F(xiàn)2減小，f減小，C正確；A對(duì)地面的壓力大小等于A、B重力之和，是定值，D錯(cuò)誤．9．(2011年湖南十二校聯(lián)考一模)如圖所示，頂端裝有定滑輪的斜面體放在粗糙水平地面上，A、B兩物體通過細(xì)繩連接，并處于靜止?fàn)顟B(tài)(不計(jì)繩的質(zhì)量和繩與滑輪間的摩擦)．現(xiàn)用水平向右的力F作用于物體B上，將物體B緩慢拉高一定的距離，此過程中斜面體與物體A仍然保持靜止．在此過程中(

C

)A．水平力F一定變小B．斜面體所受地面的支持力一定變大C．地面對(duì)斜面體的摩擦力一定變大D．物體A所受斜面體的摩擦力一定變大二、實(shí)驗(yàn)題(共20分)11．(12分)以下是一名同學(xué)做“探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)．(1)下列實(shí)驗(yàn)步驟是這名同學(xué)準(zhǔn)備完成的，請(qǐng)你幫他按操作的先后順序，將各步驟的序號(hào)寫在橫線上________．A．以彈簧伸長量為橫坐標(biāo)，以彈力為縱坐標(biāo)，描出各組數(shù)據(jù)(x，F(xiàn))對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，并用平滑的曲線連接起來；B．記下彈簧不掛鉤碼時(shí)，其下端在刻度尺上的刻度l0；C．將鐵架臺(tái)固定于桌子上，并將彈簧的一端系于橫梁上，在彈簧附近豎直固定一把刻度尺；D．依次在彈簧下端掛上1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)、……鉤碼，并分別記下鉤碼靜止時(shí)，彈簧下端所對(duì)應(yīng)的刻度并記錄在表格內(nèi)，然后取下鉤碼；E．以彈簧伸長量為自變量，寫出彈力與彈簧伸長量的關(guān)系式；F．解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義．(2)該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了如圖所示的Fx圖象．①試根據(jù)圖象寫出函數(shù)的表達(dá)式(x以cm為單位)________________________________________________________________________．②函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義：________________________________________________________________________________________________________________________________________________.解析：(1)根據(jù)該實(shí)驗(yàn)的規(guī)范操作知，先后順序應(yīng)為：C、B、D、A、E、F.(2)①由圖線斜率知k＝0.43N/cm，所以F＝kx＝0.43x.②k為彈簧的勁度系數(shù)，表示彈簧每伸長(或壓縮)1cm所需拉力為0.43N.答案：(1)C、B、D、A、E、F

(2)①F＝0.43x②彈簧每伸長(或壓縮)1cm所需拉力為0.43N11．(2011年江蘇四市模擬)(8分)在“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)中，需要將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上兩根細(xì)繩，細(xì)繩的另一端都有繩套(如圖)．實(shí)驗(yàn)中需用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住繩套，并互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O.(1)某同學(xué)在做該實(shí)驗(yàn)時(shí)認(rèn)為：A．拉橡皮條的繩細(xì)一些且長一些，實(shí)驗(yàn)效果較好B．拉橡皮條時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)、橡皮條、細(xì)繩應(yīng)貼近木板且與木板平面平行C．橡皮條彈性要好，拉結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O時(shí)，拉力要適當(dāng)大些D．拉力F1和F2的夾角越大越好其中不正確的是________(填入相應(yīng)的字母)．(2)若兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)均為4N，且兩彈簧測(cè)力計(jì)拉力的方向相互垂直，則________(填“能”或“不能”)用一個(gè)量程為5N的彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量出它們的合力，理由是____________．解析：(1)拉力F1和F2的夾角越大，而合力小，作圖時(shí)相對(duì)誤差太大，故選D項(xiàng)．(2)若兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)均為4N，且兩彈簧測(cè)力計(jì)拉力的方向相互垂直，則其合力為4N>5N，故不能用一個(gè)量程為5N的彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量出它們的合力．答案：(1)D

(2)不能彈簧測(cè)力計(jì)量程太小三、計(jì)算題(共44分)12．(12分)如圖所示為一攀巖運(yùn)動(dòng)員正在豎直巖壁上攀登，由于身背很重的行裝，重心上移至肩部的O點(diǎn)，總質(zhì)量為75kg.此時(shí)手臂與身體垂直．手臂與巖壁夾角θ為60°，求此時(shí)手受到的拉力和腳受到的作用力．(設(shè)手受到的拉力和腳受到的作用力均通過重心O，g取11m/s2)解析：以人和行裝整體為研究對(duì)象受力分析如圖所示．根據(jù)平衡條件知．Fsin60°＝Ncos60°(4分)Fcos60°＋Nsin60°＝mg(4分)解得：F＝mg＝375N(2分)N＝375N．(2分)答案：375N

375N13．