（2021新人教版）高中物理必修第一册《整体法与隔离法》综合练习卷.docx

1、整体法与隔离法 【类型一】连接体的动平衡 1.如图所示，人重 600 N，木板重 400 N，人与木板间、木板与地面间的动摩擦因数均为 0.2，绳与滑轮的质量 及它们之间的摩擦均不计，现在人用水平拉力拉绳，使他与木板一起向右匀速运动，则() A人拉绳的力是 200 N B人拉绳的力是 100 N C人的脚给木板的摩擦力方向水平向右 D人的脚给木板的摩擦力方向水平向左 2.如图,位于水平桌面上的物块块 P,由跨过定滑轮的轻绳与物块 Q 相连,从滑轮到 P 和到 Q 的两段绳都是水平的,已知 Q 与 P 之间以及 P 与桌面之间的动摩擦因数都是,两物块的质量都是 m,滑轮的质量、 滑轮轴上的摩擦都

2、不计.若用一 水平向右的力 F 拉 P 使它做匀速运动,则 F 的大小为 （） 2 题图 A.4mgB.3mgC.2mgD.mg 3.如图所示，A、B 两木块放在水平面上，它们之间用细线相连，两次连接情况中细线倾斜方向不同但倾角一样，两 木块与水平面间的动摩擦因数相同。先后用水平力 F1和 F2拉着 A、B 一起匀速运动，则() A.F1F2B.F1F2C.FT1FT2D.FT1FT2 4.如图所示，贴着竖直侧面的物体 A 的质量 mA0.2 kg，放在水平面上的物体 B 的质量 mB1.0 kg，绳的质量、绳 和滑轮间的摩擦均不计，且绳的 OB 部分水平，OA 部分竖直，A 和 B 恰好一起

3、做匀速运动.取 g10 m/s2，则下列 判断正确的是 4 题图 A.物体 B 与水平面间的动摩擦因数为 0.2 B.如果用 12 N 的水平力向左拉物体 B，物体 A 和 B 也能做匀速运动 C.若在物体 B 上放一个质量为 mB的物体后再由静止释放，根据 FfFN可知 B 受到的摩擦力将增大 1 倍 D.若在物体 B 上放一个质量为 mB的物体后再由静止释放，则物体 B 受到的摩擦力大小与正压力的大小无关且保持 不变 5.如图所示，有黑白两条毛巾交替折叠放在地面上，白毛巾的中间用绳与墙壁连接着，黑毛巾的中间用手将它拉住， 欲将它们分离开来，若每条毛巾的质量均为 m，毛巾之间及其与地面之间的

4、动摩擦因数均为，则将黑毛巾匀速的 拉出，需要施加的外力 F 的大小为： F 5 题图 A.2mgB.3mgC.4mgD.5mg 6.如图所示，滑块 A 与小球 B 用一根不可伸长的轻绳相连，且滑块 A 套在水平直杆上现用与水平方向成 30角的 力 F 拉 B， 使 A、 B 一起向右匀速运动， 运动过程中 A、 B 保持相对静止 已知 A、 B 的质量分别为 2kg、 1kg， F=10N， 重力加速度为 10m/s2则（） A. 轻绳与水平方向的夹角=30 B. 轻绳与水平方向的夹角=60 C. 滑块 A 与水平直杆之间的动摩擦因数为 4 3 D. 滑块 A 与水平直杆之间的动摩擦因数为 5

5、 3 7.如图所示，质量为 M 的物体放在水平地面上，物体上固定一竖直轻杆，在杆上套一质量为 m 的圆环，环在杆上恰 能匀速下滑，则此时物体对地面的压力为多大？ 8.如图所示，质量为的木板 B 放在水平地面上，质量为的木箱 A 放在木板 B 上一根轻绳一端拴在木箱上，另一端拴 在地面的木桩上， 轻绳绷紧时与水平面的夹角已知木箱 A 与木板 B 之间的动摩擦因数， 木板 B 与地面之间的动摩擦 因数现用水平力 F 将木板 B 从木箱 A 下面匀速抽出，重力加速度 g=10m/s2，试求： 绳上张力 T 的大小； (2)水平力 F 的大小； (3)若剪断轻绳，要把 B 从 A 下面抽出来，水平力

6、F 至少应为多大？ 【类型二】连接体的静平衡 1.用两段等长的轻质细线将 a、b 两个小球连接并悬挂于 O 点，如图甲所示，球 a 受到水平向右的力 3F 的作用，小 球 b 受到水平向左的力 F 的作用，平衡时细线都被拉紧，则系统平衡时两球的位置情况如图乙所示，球 b 位于 O 点 正下方，则 a、b 两球质量之比为（） A. 1：1B. 1：2C. 2：1D. 2：3 2.如图，支架固定在水平地面上，其倾斜的光滑直杆与地面成 30角，两圆环 A、B 穿在直杆上，并用跨过光滑定滑 轮的轻绳连接，滑轮的大小不计，整个装置处于同一竖直平面内。圆环平衡时，绳 OA 竖直，绳 OB 与直杆间夹角 为

7、 30。则环 A、B 的质量之比为 A.B. 1:2C.D. 3.两个可视为质点的小球 A 和 B，质量均为 m，用长度相同的两根细线分别悬挂在天花板上的同一点 O现用相同 长度的另一根细线连接 A、B 两个小球，然后用一水平方向的力 F 作用在小球 A 上，此时每根细线均处于伸直状态， 且 OB 细线恰好处于竖直方向，如图所示，如果两小球均处于静止状态，则力 F 的大小为（） A3mgBmgC 3 3 mgD0 4.如图所示，轻质光滑滑轮两侧用细绳连着两个物体 A 与 B，物体 B 放在水平地面上，A、B 均静止已知 A 和 B 的 质量分别为 mA、mB，绳与水平方向的夹角为，下述正确的是

8、（） A物体 B 对地面的压力可能为 0 B物体 B 受到的摩擦力为 mAgcos C地面对 B 的作用力方向竖直向上 D地面对 B 的作用力方向斜向左上方 5.三个相同的光滑圆柱体 a、b、c 静止地叠放在两个等高的支架上，其横截面如图所示。a、b，的圆心与左支架的 支点在一条直线上；a、c 的圆心与右支架的支点在一条直线上。设三个圆柱体的质量均为 m，则 A两支架对圆柱体 b、c 的支持力大小均为mg3 B两支架对圆柱体 b、c 的支持力大小均为mg 2 3 Cb、c 之间一定有弹力 Db、c 之间可能无弹力 6 如图所示，质量为 m、顶角为的直角劈和质量为 M 的正方体放在两竖直墙和水平

9、面间，处于静止状态. 若不计 一切摩擦，则 A.正方体对水平面的弹力大小为(M+m)g B.墙面对正方体的弹力大小 mgtan C.正方体对直角劈的弹力大小为 mgcos D.墙面对直角劈的弹力大小 mgsin 7.如图所示，直角三角形框架 ABC(角 C 为直角)固定在水平地面上，已知 AC 与水平方向的夹角为30.小环 P、Q 分别套在光滑臂 AC、BC 上，用一根不可伸长的细绳连接两小环，静止时细绳恰好处于水平方向，小环 P、Q 的质 量分别为 m1、m2，则小环 P、Q 的质量的比值为() A.m1 m2 3 Bm1 m23 C.m1 m2 3 3 Dm1 m2 1 3 8.表面光滑、

10、半径为 R 的半球固定在水平地面上,球心 O 的正上方 O处有一无摩擦定滑轮,轻质细绳两端各系一个小 球挂在定滑轮上,如图所示.两小球平衡时,若滑轮两侧细绳的长度分别为 L1=2.4R 和 L2=2.5R,则这两个小球的质量之比 m1m2为（不计球的大小） 6 题图 A.241B.251C.2425D.2524 参考答案 【类型一】连接体的动平衡 1.如图所示，人重 600 N，木板重 400 N，人与木板间、木板与地面间的动摩擦因数均为 0.2，绳与滑轮的质量 及它们之间的摩擦均不计，现在人用水平拉力拉绳，使他与木板一起向右匀速运动，则() A人拉绳的力是 200 N B人拉绳的力是 100

11、 N C人的脚给木板的摩擦力方向水平向右 D人的脚给木板的摩擦力方向水平向左 【答案】BC 【解析】 先运用整体法， 选取人和木板组成的系统为研究对象， 设绳中弹力大小为FT， 则2FT(G人G水板)0.2(600 400) N200 N，所以 FT100 N，选项 A 错误，B 正确；再运用隔离法，选取人为研究对象，水平方向上，人共 受到两个力的作用： 绳子水平向右的弹力和木板对人的脚的摩擦力， 因为二力平衡， 所以该摩擦力与弹力等大反向， 即摩擦力方向水平向左，根据牛顿第三定律，人的脚给木板的摩擦力方向水平向右，选项 C 正确，D 错误 2.如图,位于水平桌面上的物块块 P,由跨过定滑轮的

12、轻绳与物块 Q 相连,从滑轮到 P 和到 Q 的两段绳都是水平的,已知 Q 与 P 之间以及 P 与桌面之间的动摩擦因数都是,两物块的质量都是 m,滑轮的质量、 滑轮轴上的摩擦都不计.若用一 水平向右的力 F 拉 P 使它做匀速运动,则 F 的大小为 （） 2 题图 A.4mgB.3mgC.2mgD.mg 【答案】A 【解析】隔离法 以 Q 为研究对象,Q 在水平方向受绳的拉力1和 P 对 Q 的摩擦力 f1作用,由平衡可知：F1= f1=mg 以 P 为研究对象, 水平方向受外力 F,绳的拉力 F2、Q 对 P 的摩擦力 f1和地面对 P 的摩擦力 f2,由平衡条件知：F =F2+ f1+f

13、2,f2=N=2mg, 由牛顿第三定律知：F1= F2=mg,f1= f1=mg,代入得：F =4mg,A 选项正确 解法二：整体法 分析整体受力，水平方向有向右的拉力 F、地面对整体向左的摩擦力 f2=N=2mg、绳对 P、Q 的拉力 2T，由平衡 条件有 F=2T+f2.再以 Q 为研究对象，Q 在水平方向受绳的拉力 T 和 P 对 Q 的摩擦力 f1作用,由平衡可知：T= f1=mg， 联立解得 F=4mg，A 正确。 3.如图所示，A、B 两木块放在水平面上，它们之间用细线相连，两次连接情况中细线倾斜方向不同但倾角一样，两 木块与水平面间的动摩擦因数相同。先后用水平力 F1和 F2拉着

14、 A、B 一起匀速运动，则() A.F1F2B.F1F2C.FT1FT2D.FT1FT2 【答案】B 【解析】因两木块与水平面间的动摩擦因数相同，可取整体为研究对象，由平衡条件可知，整体与地面间 压力相同，则两种情况下系统所受摩擦力相同，则所受拉力也相同，B 正确。 4.如图所示，贴着竖直侧面的物体 A 的质量 mA0.2 kg，放在水平面上的物体 B 的质量 mB1.0 kg，绳的质量、绳 和滑轮间的摩擦均不计，且绳的 OB 部分水平，OA 部分竖直，A 和 B 恰好一起做匀速运动.取 g10 m/s2，则下列 判断正确的是 4 题图 A.物体 B 与水平面间的动摩擦因数为 0.2 B.如果

15、用 12 N 的水平力向左拉物体 B，物体 A 和 B 也能做匀速运动 C.若在物体 B 上放一个质量为 mB的物体后再由静止释放，根据 FfFN可知 B 受到的摩擦力将增大 1 倍 D.若在物体 B 上放一个质量为 mB的物体后再由静止释放，则物体 B 受到的摩擦力大小与正压力的大小无关且保持 不变 【答案】AD 【解析】A、B两者恰好一起匀速运动，则有mAgmBg，0.2，A 正确.要使B带着A向左做匀速 运动，需要的拉力FmAgmBg4 N，B 错误.在物体B上放一个质量为mB的物体后再由静止释放， 假设能滑动，则滑动摩擦力为 2mBg4 NmAg2 N，假设不成立，因此B不能滑动，其受

16、到的摩 擦力为静摩擦力，大小等于A的重力仍为 2 N，C 错误，D 正确. 5.如图所示，有黑白两条毛巾交替折叠放在地面上，白毛巾的中间用绳与墙壁连接着，黑毛巾的中间用手将它拉住， 欲将它们分离开来，若每条毛巾的质量均为 m，毛巾之间及其与地面之间的动摩擦因数均为，则将黑毛巾匀速的 拉出，需要施加的外力 F 的大小为： F 5 题图 A.2mgB.3mgC.4mgD.5mg 【答案】 【解析】将黑毛巾匀速拉出，由平衡条件可知拉力 F 应等于黑毛巾的四个表面所受的摩擦力，摩擦力的大小从上到 下依次为mg 2 1 、mg 2 2 、mg 2 3 、mg 2 4 ，故有mgmgF5)2 2 3 1

17、2 1 (，D 正确。 6.如图所示，滑块 A 与小球 B 用一根不可伸长的轻绳相连，且滑块 A 套在水平直杆上现用与水平方向成 30角的 力 F 拉 B， 使 A、 B 一起向右匀速运动， 运动过程中 A、 B 保持相对静止 已知 A、 B 的质量分别为 2kg、 1kg， F=10N， 重力加速度为 10m/s2则（） A. 轻绳与水平方向的夹角=30 B. 轻绳与水平方向的夹角=60 C. 滑块 A 与水平直杆之间的动摩擦因数为 4 3 D. 滑块 A 与水平直杆之间的动摩擦因数为 5 3 【答案】AD 【解析】分析 B 球受力如图甲所示，由平衡条件可知拉力 F、重 力二者的合力与 AB

18、 间轻绳的拉力等值反向，因拉力 F 与 B 球重力大小相等，故图中四边形为菱形， 易知图中 0 30，A 正确 B 错误。再以整体为对象分析受力如图乙所示，仍由平衡条件得fF 0 30cos、 gmmFN BA )(30sin 0 ，结合摩擦力公式Nf解得 5 3 ，C 错误 D 正确。 7.如图所示，质量为 M 的物体放在水平地面上，物体上固定一竖直轻杆，在杆上套一质量为 m 的圆环，环在杆上恰 能匀速下滑，则此时物体对地面的压力为多大？ 【答案】(Mm)g 【解析】对小环受力分析可知，环在匀速下滑过程中受到向上的摩擦力 Ffmg；由牛顿第三定律可知，环给杆一个 反作用力，大小也为 mg，方

19、向向下，因此物体对地面的压力等于(Mm)g. 8.如图所示，质量为的木板 B 放在水平地面上，质量为的木箱 A 放在木板 B 上一根轻绳一端拴在木箱上，另一端拴 在地面的木桩上， 轻绳绷紧时与水平面的夹角已知木箱 A 与木板 B 之间的动摩擦因数， 木板 B 与地面之间的动摩擦 因数现用水平力 F 将木板 B 从木箱 A 下面匀速抽出，重力加速度 g=10m/s2，试求： 绳上张力 T 的大小； (2)水平力 F 的大小； (3)若剪断轻绳，要把 B 从 A 下面抽出来，水平力 F 至少应为多大？ 【答案】100N200N232N 【解析】对物体 A 受力分析及建立直角坐标系，如图所示： A

20、静止，由于受力平衡故在 x 轴上： 在 y 轴上： 又由于 故由得： 对物体 B 受力分析及建立直角坐标系，如图所示： 由于 B 静止，受力平衡,故在 x 轴上： 在 y 轴上： 又由于 故由得： 木箱 A 恰好发生相对滑动的临界条件为： 对 A，根据牛顿第二定律，有： 解得： 【类型二】连接体的静平衡 1.用两段等长的轻质细线将 a、b 两个小球连接并悬挂于 O 点，如图甲所示，球 a 受到水平向右的力 3F 的作用，小 球 b 受到水平向左的力 F 的作用，平衡时细线都被拉紧，则系统平衡时两球的位置情况如图乙所示，球 b 位于 O 点 正下方，则 a、b 两球质量之比为（） A. 1：1B

21、. 1：2C. 2：1D. 2：3 【答案】A 【解析】由于两细线等长，则由图乙可知两细线与竖直方向的平角相等，设为。分析整体受力，由 平衡条件可得： gmm FF ba )( 3 tan ；再分析 b 球受力，仍由平衡条件可得 gm F b tan，故可解得 ba mm， A 正确。 2.如图，支架固定在水平地面上，其倾斜的光滑直杆与地面成 30角，两圆环 A、B 穿在直杆上，并用跨过光滑定滑 轮的轻绳连接，滑轮的大小不计，整个装置处于同一竖直平面内。圆环平衡时，绳 OA 竖直，绳 OB 与直杆间夹角 为 30。则环 A、B 的质量之比为 A.B. 1:2C.D. 【答案】A 【解析】设绳的

22、拉力为 T，则对物体 A：mAg=T；对物体 B：mBgsin300=Tcos300；联立解得：，故选 A. 3.两个可视为质点的小球 A 和 B，质量均为 m，用长度相同的两根细线分别悬挂在天花板上的同一点 O现用相同 长度的另一根细线连接 A、B 两个小球，然后用一水平方向的力 F 作用在小球 A 上，此时每根细线均处于伸直状态， 且 OB 细线恰好处于竖直方向，如图所示，如果两小球均处于静止状态，则力 F 的大小为（） A3mgBmgC 3 3 mgD0 【答案】A 【解析】由 OB 细线恰好处于竖直方向可知 AB 两球间的细绳上无拉力，否则 B 球不可能处于静止状态，由此可知 球 A

23、只受到重力 mg、OA 绳的拉力 T、水平拉力 F 三个力的作用而处于平衡，由于三根细线长 度相等，则 T 与竖直方向成 600夹角，再由平衡条件作出力的合成图示如图所示，则有：Fmgtan600，A 正确。 4.如图所示，轻质光滑滑轮两侧用细绳连着两个物体 A 与 B，物体 B 放在水平地面上，A、B 均静止已知 A 和 B 的 质量分别为 mA、mB，绳与水平方向的夹角为，下述正确的是（） A物体 B 对地面的压力可能为 0 B物体 B 受到的摩擦力为 mAgcos C地面对 B 的作用力方向竖直向上 D地面对 B 的作用力方向斜向左上方 【答案】BD 【解析】 物体 B 在绳子拉力作用下

24、有向右运动的趋势而保持相对于地静止， 地面对 B 一定有静摩擦力 根据平衡得， f=Tcos=mAgcos因为 B 对地面有摩擦力，则压力一定不为零故 A 错误，B 正确地面对 B 的作用力为摩擦力和 支持力的合力，大小与拉力和重力的合力大小相同，方向相反，因为重力和拉力的合力方向斜向右下方，则地面对 B 的作用力方向斜向左上方故 C 错误，D 正确 5.三个相同的光滑圆柱体 a、b、c 静止地叠放在两个等高的支架上，其横截面如图所示。a、b，的圆心与左支架的 支点在一条直线上；a、c 的圆心与右支架的支点在一条直线上。设三个圆柱体的质量均为 m，则 A两支架对圆柱体 b、c 的支持力大小均为

25、mg3 B两支架对圆柱体 b、c 的支持力大小均为mg 2 3 Cb、c 之间一定有弹力 Db、c 之间可能无弹力 【答案】AC 【解析】以三个光滑圆柱体 a、b、c 组成的整体为研究对象，受力情况如图， 作 出 两 支 持 力 的 合 力 ， 由 平 衡 条 件 及 几 何 关 系 知 ，abc为 等 边 三 角 形 ， 角为 300， mg mg FF cb 3 cos 2/3 ，故 A 正确，B 错误；以三个光滑圆柱体 b 研究对象，一定受有重力、圆柱体 a 的压力 Fab、支架的支持力 Fb，且这三个力的合力一定不为零，由平衡条件知，b、c 之间一定有弹力， 故 C 正确 6 如图所示

26、，质量为 m、顶角为的直角劈和质量为 M 的正方体放在两竖直墙和水平面间，处于静止状态. 若不计 一切摩擦，则 A.正方体对水平面的弹力大小为(M+m)g B.墙面对正方体的弹力大小 mgtan C.正方体对直角劈的弹力大小为 mgcos D.墙面对直角劈的弹力大小 mgsin 【答案】A 【解析】分析正方体和直角劈整体受力如图甲，竖直方向有地面支持力 N 和二者的重力（M+m)g，水平方向有墙对 正方体的弹力 F1和墙对直角劈的弹力 F2。对整体由平衡条件有 N=（M+m)g，F1=F2,根据牛顿第三定律知正方体对水 平地面的弹力大小等于 N= （M+m)g,A 正确。 分析直角劈受力如图乙

27、， 由几何关系可得墙对直角劈的弹力 tan 2 mg F ， 正方体对直角劈的弹力大小 cos mg F，再由 F1=F2可知墙对正方体弹力: tan 21 mg FF，B、C、D 错误。 7.如图所示，直角三角形框架 ABC(角 C 为直角)固定在水平地面上，已知 AC 与水平方向的夹角为30.小环 P、Q 分别套在光滑臂 AC、BC 上，用一根不可伸长的细绳连接两小环，静止时细绳恰好处于水平方向，小环 P、Q 的质 量分别为 m1、m2，则小环 P、Q 的质量的比值为() A.m1 m2 3 Bm1 m23 C.m1 m2 3 3 Dm1 m2 1 3 【答案】B 【解析】如图所示，设绳子

28、拉力大小为 T，对 m1进行受力分析，由平衡条件有：T1=m1gtan 同理对 m2进行受力分析，由平衡条件有：T2=m2gcot，同一条轻绳上有 T1=T2 联立得：3cot 2 2 1 m m ，正确。 8.表面光滑、半径为 R 的半球固定在水平地面上,球心 O 的正上方 O处有一无摩擦定滑轮,轻质细绳两端各系一个小 球挂在定滑轮上,如图所示.两小球平衡时,若滑轮两侧细绳的长度分别为 L1=2.4R 和 L2=2.5R,则这两个小球的质量之比 m1m2为（不计球的大小） 6 题图 A.241B.251C.2425D.2524 【答案】D 【解析】分别将 m1、m2受到的绳子的拉力 FT1、FT2，球面的支持力 FN1、FN2和重力 m1g、m2g 分别组成两个矢量三角形， 和绳长 l1、l2，半径 R 和 O、O组成的长度三角形相似，由对应边成比例得 1 11 l F OO gm T 、 2 22 l F OO gm T ，由于 FT1FT2， 所以 m1gl1=m2gl2，故 24 25 1 2 2 1 l l m m ，D 正确。