專(zhuān)題04破解不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的連接體、整體法與隔離法-沖刺高考物理小題限時(shí)集訓(xùn)(解析版)

04破解不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的連接體、整體法與隔離法難度：★★★★☆建議用時(shí)：30分鐘正確率：/151．（2022·浙江·統(tǒng)考高考真題）如圖所示，水平放置的電子秤上有一磁性玩具，玩具由啞鈴狀物件P和左端有玻璃擋板的凹形底座Q構(gòu)成，其重量分別為GP和GQ。用手使P的左端與玻璃擋板靠近時(shí)，感受到P對(duì)手有靠向玻璃擋板的力，P與擋板接觸后放開(kāi)手，P處于“磁懸浮”狀態(tài)（即P和Q的其余部分均不接觸），P與Q間的磁力大小為A．Q對(duì)P的磁力大小等于GB．P對(duì)Q的磁力方向豎直向下C．Q對(duì)電子秤的壓力大小等于GQ＋D．電子秤對(duì)Q的支持力大小等于GP＋【答案】D【解析】AB．由題意可知，因手使P的左端與玻璃擋板靠近時(shí)，感受到P對(duì)手有靠向玻璃擋板的力，即Q對(duì)P有水平向左的磁力；P與擋板接觸后放開(kāi)手，P處于“磁懸浮”狀態(tài)，則說(shuō)明Q對(duì)P有豎直向上的磁力，則Q對(duì)P的磁力方向斜向左上方向，其磁力F大小大于GPCD．對(duì)PQ的整體受力分析，豎直方向電子秤對(duì)Q的支持力大小等于GP＋GQ，即Q對(duì)電子秤的壓力大小等于GP故選D。2．（2023·河南·鄭州外國(guó)語(yǔ)學(xué)校高三模擬）如圖所示，重力均為G的兩個(gè)小球A、B通過(guò)長(zhǎng)度為L(zhǎng)的輕繩拴接后，小球A再通過(guò)另一根長(zhǎng)度也為L(zhǎng)的輕繩拴接在天花板的O點(diǎn)，給小球B施加一個(gè)水平向右的拉力F，系統(tǒng)靜止穩(wěn)定后，小球A與天花板O點(diǎn)之間的輕繩與豎直方向的夾角為α，小球A、B之間的輕繩與豎直方向的夾角為β，則下列關(guān)系式中正確的是（）A．αβ=12 B．sinαsin【答案】D【解析】對(duì)小球B受力分析可得F對(duì)A、B整體受力分析有F聯(lián)立解得tanαtan故選D。3．（2022·陜西咸陽(yáng)·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）掛燈籠的習(xí)俗起源于1800多年前的西漢時(shí)期，已成為中國(guó)人喜慶的象征。如圖所示，由五根等長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩懸掛起四個(gè)質(zhì)量相等的燈籠，中間的細(xì)繩是水平的，另外四根細(xì)繩與水平面所成的角分別為θ1和θ2。關(guān)于θ1和θ2，下列關(guān)系式中正確的是（）A．θ1=2θ2 B．θ1=3θ2C．sinθ1=3sinθ2 D．tanθ1=2tanθ2【答案】D【解析】以左邊兩個(gè)燈籠為整體，設(shè)水平方向BC繩子拉力為T(mén)，則有tan以左邊第二個(gè)燈籠為研究對(duì)象，則有tan聯(lián)立可得tan故選D。4．（2023·河南·模擬預(yù)測(cè)）疊放在水平地面上的四個(gè)完全相同的排球如圖所示，質(zhì)量均為m，相互接觸，球與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，則()A．上方球與下方3個(gè)球間均沒(méi)有彈力B．下方三個(gè)球與水平地面間均沒(méi)有摩擦力C．水平地面對(duì)下方三個(gè)球的支持力均為eq\f(4mg,3)D．水平地面對(duì)下方三個(gè)球的摩擦力均為eq\f(4μmg,3)【答案】C【解析】對(duì)上方球分析可知，小球受重力和下方球的支持力而處于平衡狀態(tài)，所以上方球一定與下方球有力的作用，故A錯(cuò)誤；下方球由于受上方球斜向下的彈力作用，所以下方球有運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，所以下方球受摩擦力作用，故B錯(cuò)誤；對(duì)四個(gè)球整體分析，整體受重力和地面的支持力而處于平衡狀態(tài)，所以下方三個(gè)小球受支持力大小為4mg，則下方每個(gè)小球受支持力為eq\f(4,3)mg，故C正確；三個(gè)下方小球受到的是靜摩擦力，故不能根據(jù)滑動(dòng)摩擦力公式進(jìn)行計(jì)算，故D錯(cuò)誤。5．（2022·海南·高考真題）我國(guó)的石橋世界聞名，如圖，某橋由六塊形狀完全相同的石塊組成，其中石塊1、6固定，2、5質(zhì)量相同為m，3、4質(zhì)量相同為m′，不計(jì)石塊間的摩擦，則m:m′A．32 B．3 C．1 【答案】D【解析】六塊形狀完全相同的石塊圍成半圓對(duì)應(yīng)的圓心角為180°，每塊石塊對(duì)應(yīng)的圓心角為30°，對(duì)第結(jié)合力的合成可知tan對(duì)第2塊和第三塊石塊整體受力分析如圖tan解得m故選D。6．（2023·湖北·模擬）如圖所示，質(zhì)量為M的光滑斜面體上有一質(zhì)量為m的木塊沿斜面勻加速下滑，斜面體靜止不動(dòng)，則斜面體對(duì)地面的壓力應(yīng)（）A．等于（M+m）g B．大于（M+m）g C．小于（M+m）g D．無(wú)法確定【答案】C【解析】由題，斜面是光滑的，則由牛頓第二定律可得物體m下滑時(shí)加速度大小為a=gsinθ．對(duì)整體進(jìn)行研究，分析受力情況，作出力的示意圖將m的加速度a分解為水平和豎直兩個(gè)方向，根據(jù)牛頓第二定律有：豎直方向：（M+m）g-N=masinθ＞0，則N＜（M+m）g，所以斜面體受地面的支持力小于（M+m）g．故選C．【點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵對(duì)斜面體和滑塊整體受力分析后根據(jù)牛頓第二定律列式分析，也可以采用隔離法，先后研究滑塊和斜面體．7．（2023·遼寧丹東·模擬）如圖所示，P、Q兩物體的質(zhì)量分別為mP=2?kg、mQ=3?kg，二者間用輕彈簧連接，在大小為F1A．0.4m/s2；0.4mC．38m/s2；2m【答案】D【解析】在水平力F1、F2作用下，兩物體沿光滑水平面做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得F解得a=2對(duì)物體P，由牛頓第二定律可得F解得彈簧彈力F=8撤去F1的瞬間，彈簧彈力不變，對(duì)物體P，由牛頓第二定律可得解得a撤去F1的瞬間，對(duì)物體Q，由牛頓第二定律可得解得a故選D。8．（2023·廣東模擬）如圖所示，物體A與B相對(duì)靜止，共同沿固定斜面C勻速下滑，則下列正確的說(shuō)法是A．A、B間摩擦力為零B．B與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=C．B受到的滑動(dòng)摩擦力的大小為mD．斜面受到B施加的滑動(dòng)摩擦力的方向沿斜面向上【答案】B【解析】A．對(duì)A物體受力分析，如圖由共點(diǎn)力平衡條件可得fA=故AB間摩擦力不為零，故A錯(cuò)誤。BCD．對(duì)AB整體受力分析，如圖由共點(diǎn)力平衡條件可得f=mA滑動(dòng)摩擦力f=μN(yùn)聯(lián)立以上式子可得μ=整體受到的摩擦力就是斜面對(duì)物體B的摩擦力，故B受到的滑動(dòng)摩擦力的大小為f=m根據(jù)牛頓第三定律，則斜面受到B施加的滑動(dòng)摩擦力的方向沿斜面向下。故B正確，CD錯(cuò)誤。故選B。9．（2023·福建模擬）(多選)如圖所示，傾角為θ的斜面體C置于地面上，A、B兩物體上下疊放并一起沿著C的上表面勻速下滑，B上表面保持水平，斜面體C始終保持靜止，則（）A．斜面體C與物體B之間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)大小為tanB．物體A受到B施加的摩擦力水平向右C．斜面體C對(duì)B施加的作用力豎直向上D．地面對(duì)斜面體C的摩擦力水平向左【答案】AC【解析】A．依題意，把A、B看著一個(gè)整體，則有Mg可得斜面體C與物體B之間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)大小為μ=故A正確；B．物體A勻速運(yùn)動(dòng)，合力為零，可知A只受重力及B的支持力的作用，受到B施加的摩擦力為零，故B錯(cuò)誤；C．把A、B看著一個(gè)整體，由平衡條件可知，斜面體C對(duì)B施加的作用力與整體的重力等大，反向，即方向豎直向上，故C正確；D．由選項(xiàng)C分析可知，C對(duì)A、B整體的作用力方向豎直向上，則AB對(duì)C的作用力方向豎直向下，由平衡條件可知，地面對(duì)斜面體C的摩擦力為零，故D錯(cuò)誤。故選AC。10．（2023春·山西運(yùn)城·模擬）(多選)如圖所示，一質(zhì)量不計(jì)的豎直圓盤(pán)可繞固定的水平軸O在豎直平面內(nèi)無(wú)摩擦地轉(zhuǎn)動(dòng)。圓盤(pán)上固定著質(zhì)量均為m小球A和B，且OA=3a，OB=a，OA與OB垂直。當(dāng)OA處于水平位置靜止釋放，則在圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的有（）A．轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中AB球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B．當(dāng)A球位于O點(diǎn)正下方時(shí)，圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度達(dá)到最大C．圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，圓盤(pán)始終對(duì)A球不做功D．圓盤(pán)沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)到角速度為0時(shí)OA與豎直方向成30°角【答案】AD【解析】A．豎直圓盤(pán)質(zhì)量不計(jì),圓盤(pán)在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，對(duì)于AB球組成的系統(tǒng)，只有重力做功，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，故A正確；B．AB球組成的系統(tǒng)重心位于兩者連線(xiàn)的中點(diǎn)，當(dāng)系統(tǒng)的重心到達(dá)O點(diǎn)正下方時(shí)，系統(tǒng)重力勢(shì)能減少量最大，則動(dòng)能的增加量最大，圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度最大，可知，當(dāng)A球位于O點(diǎn)正下方時(shí)，圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度不是最大，故B錯(cuò)誤；C．圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，由于B的機(jī)械能是變化的，由系統(tǒng)的機(jī)械能守恒知A的機(jī)械能是變化的，由功能關(guān)系可知圓盤(pán)對(duì)A球要做功，故C錯(cuò)誤；D．設(shè)圓盤(pán)沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)到角速度為0時(shí)OA與豎直方向成α角，根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒知：從開(kāi)始釋放到圓盤(pán)角速度為0的過(guò)程中，A的機(jī)械能減少量等于B的機(jī)械能增加量，即得mg?解得α=30°故D正確。故選AD。11．（2023·河北衡水·河北衡水中學(xué)?？寄M預(yù)測(cè)）如圖所示，水平地面上固定一斜面體，斜面體的傾角為α，小斜劈B上表面水平，放置在斜面上，物塊A處于小斜劈的上表面，通過(guò)兩端帶有鉸鏈的輕桿與物塊C相連，物塊C緊靠墻面，墻面的傾角為θ，已知輕桿跟墻面垂直，A、B、C均靜止，α<θ，關(guān)于A、B、C的受力，下列說(shuō)法正確的是（）A．A對(duì)B的摩擦力水平向右B．小斜劈B可能不受斜面體的摩擦力作用C．物塊C的受力個(gè)數(shù)可能是3個(gè)D．A對(duì)B的壓力大小一定等于A、C的重力之和【答案】B【解析】A．對(duì)A受力分析可知，桿對(duì)A的彈力方向沿CA方向，故B對(duì)A的摩擦力水平向右，那么A對(duì)B的摩擦力水平向左，A錯(cuò)誤；B．B可能只受到重力、A施加的壓力、A的摩擦力和斜面的支持力作用而平衡，B正確；C．對(duì)C受力分析如圖C受重力、桿的作用力、墻面的支持力、摩擦力，4個(gè)力的作用，且滿(mǎn)足Fcosθ+D．對(duì)AC整體受力分析如圖N聯(lián)立可得N因?yàn)椴磺宄﨔cosθ與故選B。12．（2023·高三課時(shí)練習(xí)）如圖甲所示，將兩質(zhì)量不同的物體P、Q放在傾角為θ的光滑斜面體上，在物體P上施加沿斜面向上的恒力F，使兩物體沿斜面向上做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；圖乙為將圖甲中的斜面體調(diào)整為水平，并在物體P上施加水平恒力F；圖丙為兩物體疊放在一起，在物體P上施加一豎直向上的恒力F使二者向上加速運(yùn)動(dòng).三種情況下力F大小相等，加速度大小分別為a甲、a乙、a丙，兩物體間的作用力分別為F甲、F乙、F丙，則下列說(shuō)法正確的是（

）A．a(chǎn)乙最大，F(xiàn)乙最大B．a(chǎn)丙最大，F(xiàn)丙最大C．a(chǎn)甲=D．a(chǎn)乙>【答案】D【解析】設(shè)物體P的質(zhì)量為M，物體Q的質(zhì)量為m.由牛頓第二定律對(duì)圖甲中的物體P和QF?(M+m)g對(duì)物體QF解得a甲=同理對(duì)圖乙，解得F=(M+m)a乙同理對(duì)圖丙，解得a丙=顯然a乙>故選D。13．（2022·山東煙臺(tái)·萊州市第一中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，質(zhì)量為2.5m的物體A放在傾角為α=30°的固定斜面體上，一平行于斜面的輕繩跨過(guò)光滑定滑輪一端與物體A連接，另一端與一豎直輕彈簧相連，彈簧下端懸掛一質(zhì)量為m的砝碼盤(pán)B，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將質(zhì)量為m的砝碼輕輕放在B盤(pán)中，二者開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。B在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終未著地，已知最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。輕繩不可伸長(zhǎng)，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，要使物體A始終保持靜止?fàn)顟B(tài)，A和斜面體之間的動(dòng)摩擦因數(shù)的最小值為（）A．33 B．C．4315 【答案】D【解析】放砝碼前，彈簧的伸長(zhǎng)量為x砝碼和B盤(pán)向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程，與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，砝碼和B盤(pán)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)彈力最大，則有2mg(x?可得3mg=kx動(dòng)摩擦因數(shù)最小時(shí)，由平衡關(guān)系可得kx=2.5mg可得μ=故ABC錯(cuò)誤，D正確。故選D。14．（2023·高三課時(shí)練習(xí)）(多選)如圖所示，一根不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)光滑的水平軸O，兩端分別連接質(zhì)量均為m的小球A和物塊B，物塊B置于O點(diǎn)正下方的水平面上，拉直繩使OA水平，此時(shí)OA的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，由圖示位置釋放后，小球轉(zhuǎn)動(dòng)到水平軸正下方過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A．物塊B始終處于靜止?fàn)顟B(tài)B．小球A運(yùn)動(dòng)到水平軸正下方時(shí)的速度小于2gLC．小球A運(yùn)動(dòng)到水平軸正下方時(shí)的速度方向水平向左D．小球A機(jī)械能不守恒【答案】BD【解析】A．若物塊B始終靜止，則當(dāng)小球A向下運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)正下方時(shí)，繩子上的拉力必大于mg，故物塊B一定會(huì)向上運(yùn)動(dòng)，所以A錯(cuò)誤；BC．設(shè)小球A運(yùn)動(dòng)到水平軸正下方時(shí)，定滑輪與A之間的距離為x，對(duì)A、B由機(jī)械能守恒有m得v則vA的速度方向不垂直繩子，B正確，C錯(cuò)誤；D．B向上運(yùn)動(dòng)，繩子拉力對(duì)B做正功，對(duì)A做負(fù)功，小球A機(jī)械能不守恒，D正確。故選BD。15．（2023·河北·模擬預(yù)測(cè)）(多選)如圖所示，一輕彈簧一端固定在傾角為53°的光滑斜面的底端，另一端拴住質(zhì)量為Mp=2kg的物塊P，Q為一質(zhì)量為MQ=4kg的重物，Q與P接觸但不