高中物理整体法隔离法解决物理试题答题技巧及练习题一、整体法隔离法解决物理试题1.a、b两物体的质量分别为m1、m2,由轻质弹簧相连。
当用大小为F的恒力沿水平方向拉着 a,使a、b一起沿光滑水平桌面做匀加速直线运动时,弹簧伸长量为x1;当用恒力F竖直向上拉着 a,使a、b一起向上做匀加速直线运动时,弹簧伸长量为x2;当用恒力F倾斜向上向上拉着 a,使a、b一起沿粗糙斜面向上做匀加速直线运动时,弹簧伸长量为x3,如图所示。
则()A.x1= x2= x3 B.x1 >x3= x2C.若m1>m2,则 x1>x3= x2 D.若m1<m2,则 x1<x3= x2【答案】A【解析】【详解】通过整体法求出加速度,再利用隔离法求出弹簧的弹力,从而求出弹簧的伸长量。
对右图,运用整体法,由牛顿第二定律得整体的加速度为:;对b物体有:T1=m2a1;得;对中间图:运用整体法,由牛顿第二定律得,整体的加速度为:;对b物体有:T2-m2g=m2a2得:;对左图,整体的加速度:,对物体b:,解得;则T1=T2=T3,根据胡克定律可知,x1= x2= x3,故A正确,BCD错误。
故选A。
【点睛】本题考查了牛顿第二定律和胡克定律的基本运用,掌握整体法和隔离法的灵活运用.解答此题注意应用整体与隔离法,一般在用隔离法时优先从受力最少的物体开始分析,如果不能得出答案再分析其他物体.2.如图所示,水平地面上有一楔形物块a,其斜面上有一小物块b,b与平行于斜面的细绳的一端相连,细绳的另一端固定在斜面上.a与b之间光滑,a和b以共同速度在地面轨道的光滑段向左运动.当它们刚运行至轨道的粗糙段时可能正确的是A.绳的张力减小,斜面对b的支持力不变B.绳的张力增加,斜面对b的支持力减小C.绳的张力减小,地面对a的支持力不变D.绳的张力增加,地面对a的支持力减小【答案】C【解析】【详解】在光滑段运动时,物块a及物块b均处于平衡状态,对a、b整体受力分析,受重力和支持力,二力平衡;对b受力分析,如图,受重力、支持力、绳子的拉力,根据共点力平衡条件,有F cosθ-F N sinθ=0 ①;F sinθ+F N cosθ-mg=0 ②;由①②两式解得:F=mg sinθ,F N=mg cosθ;当它们刚运行至轨道的粗糙段时,减速滑行,系统有水平向右的加速度,此时有两种可能;①物块a、b仍相对静止,竖直方向加速度为零,由牛顿第二定律得到:F sinθ+F N cosθ-mg=0 ③;F N sinθ-F cosθ=ma④;由③④两式解得:F=mgsinθ-ma cosθ,F N=mg cosθ+ma sinθ;即绳的张力F将减小,而a对b的支持力变大;再对a、b整体受力分析竖直方向重力和支持力平衡,水平方向只受摩擦力,重力和支持力二力平衡,故地面对a支持力不变.②物块b相对于a向上滑动,绳的张力显然减小为零,物体具有向上的分加速度,是超重,支持力的竖直分力大于重力,因此a对b的支持力增大,斜面体和滑块整体具有向上的加速度,也是超重,故地面对a的支持力也增大.综合上述讨论,结论应该为:绳子拉力一定减小;地面对a的支持力可能增加或不变;a 对b的支持力一定增加;故A,B,D错误,C正确.故选C.3.如图所示电路中,L 1、L 2为两只完全相同、阻值恒定的灯泡,R 为光敏电阻(光照越强,阻值越小).闭合电键S 后,随着光照强度逐渐增强( )A .L 1逐渐变暗,L 2逐渐变亮B .L 1逐渐变亮,L 2逐渐变暗C .电源内电路消耗的功率逐渐减小D .光敏电阻R 和灯泡L 1消耗的总功率逐渐增大 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】AB .光照强度逐渐增强,光敏电阻阻值减小,电路的总电阻减小,电路中总电流增大,则L 2逐渐变亮.由U E Ir =-知,路端电压减小,又L 2两端电压增大,则L 1两端电压减小,L 1逐渐变暗,故A 正确B 错误;C .电路中总电流增大,电源内电路消耗的功率:2r P I r =电路中的总电流增大,故电源内电路消耗的功率增大,故C 错误;D .将L 2看成电源内电路的一部分,光敏电阻R 和灯泡L 1消耗的总功率是等效电源的输出功率,由于等效电源的内阻大于外电阻,所以当光敏电阻的阻值减小,外电阻减小,等效电源的内、外电阻差增大,等效电源输出功率减小,故D 项错误. 【点睛】电源的内外电阻相等时,电源的输出功率最大.4.如图甲所示,一轻质弹簧的下端,固定在水平面上,上端叠放着两个质量均为m 的物体A 、B (物体B 与弹簧栓接),弹簧的劲度系数为k ,初始时物体处于静止状态。
现用竖直向上的拉力F 作用在物体A 上,使物体A 开始向上做加速度为a 的匀加速运动,测得两个物体的v ﹣t 图象如图乙所示(重力加速度为g ),则( )A .施加外力的瞬间,F 的大小为2m (g ﹣a )B.A、B在t1时刻分离,此时弹簧的弹力大小m(g+a)C.弹簧弹力等于0时,物体B的速度达到最大值D.B与弹簧组成的系统的机械能先增大,后保持不变【答案】B【解析】【详解】A.施加F前,物体AB整体平衡,根据平衡条件,有:2mg=kx;施加外力F的瞬间,对整体,根据牛顿第二定律,有:22+-=F F mg ma弹其中:F弹=2mg解得:F=2ma故A错误。
B.物体A、B在t1时刻分离,此时A、B具有共同的速度与加速度,且F AB=0;对B:F弹′-mg=ma解得:F弹′=m(g+a)故B正确。
C .B受重力、弹力及压力的作用;当合力为零时,速度最大,而弹簧恢复到原长时,B受到的合力为重力,已经减速一段时间,速度不是最大值;故C错误;D.B与弹簧开始时受到了A的压力做负功,故开始时机械能减小;故D错误;5.如图,斜面体a放置在水平地面上。
一根跨过光滑定滑轮的轻绳,左侧平行斜面与斜面上的物块b相连,另一端与小球c相连,整个系统处于静止状态。
现对c施加一水平力F,使小球缓慢上升一小段距离,整个过程中a、b保持静止状态。
则该过程中()A.轻绳的拉力一定不变B.a、b间的摩擦力一定增大C.地面对a的摩擦力可能不变D.地面对a的弹力一定减小【答案】D【解析】【详解】A .对小球c受力分析,如图所示:三个力构成动态平衡,由图解法可知,绳的拉力T F 逐渐增大,水平力F 逐渐增大,故A 错误;B .对b 物体分析,由于不知变化前b 所受摩擦力方向,故绳的拉力增大时,b 物体的滑动趋势无法确定,则a 、b 间的摩擦力可能增大或减小,故B 错误; CD .以a 、b 为整体分析,如图所示:由平衡条件可得:cos T f F θ=地 sin T a b N F G G θ+=+地因绳的拉力T F 变大,可知a 与地间的摩擦力一定增大,地面对a 的弹力一定减小,故C 错误,D 正确; 故选D 。
6.如图所示,质量为m 的球置于斜面上,被一个拴在斜面上的细绳拉住。
现用一个力F 推斜面,使斜面在水平面上和小球一起做加速度为a 的匀加速直线运动,忽略一切摩擦,以下说法中正确的是A .若加速度足够小,细绳对球的弹力可能为零B .细绳对球的弹力可能为零C .斜面和细绳对球的弹力的合力一定等于maD.当F变化时,斜面对球的弹力不变【答案】B【解析】A、B、D、对小球和斜面的整体分析可知,推力越大整体的加速度越大,当推力达到一临界值时,斜面的加速度足够大使得小球相对斜面产生上滑趋势,此时绳子的拉力为零,故A、D错误,B正确。
C、对小球受力可知重力和斜面的弹力、绳的拉力,由牛顿第二定律知三个力的合力为ma,故C错误。
故选B。
【点睛】本题运用正交分解法,根据牛顿第二定律研究物体的受力情况,要正确作出物体的受力图,并抓住竖直方向没有加速度,找到临界情况.7.如图所示,质量为m的物体放在斜面体上,在斜面体以加速度a水平向右做匀加速直线运动的过程中,物体始终与斜面体保持相对静止,则斜面体对物体的摩擦力Ff和支持力FN分别为(重力加速度为g)( )A.Ff=m(gsinθ+acosθ) FN=m(gcosθ-asinθ)B.Ff=m(gsinθ+acosθ) FN=m(gcosθ-acosθ)C.Ff=m(acosθ-gsinθ) FN=m(gcosθ+asinθ)D.Ff=m(acosθ-gsinθ) FN=m(gcosθ-acosθ)【答案】A【解析】对物体受力分析,受重力、支持力、摩擦力(沿斜面向上),向右匀加速,故合力大小为ma,方向水平向右;采用正交分解法,在平行斜面方向,有:F f-mg sinθ=ma cosθ,在垂直斜面方向,有:mg cosθ-F N=ma sinθ,联立解得:F f=m(g sin θ+a cosθ),F N=m(g cosθ-a sinθ);故A正确,B,C,D 错误;故选A.【点睛】解决本题的关键能够正确地受力分析,抓住物体与斜面的加速度相等,结合牛顿第二定律进行求解.8.如图,质量均为m的A、B两个小物体置于倾角为30°的斜面上,它们相互接触但不粘连.其中B与斜面同动摩擦因数为36μ=,A为光滑物体,同时由静止释放两个物体,重力加速度为g.则下列说法正确的是( )A .两个物体在下滑过程中会分开B .两个物体会一起向下运动,加速度为2gC .两个物体会一起向下运动.加速度为38g D .两个物体会一起向下运动,它们之间的相互作用力为12mg 【答案】C 【解析】 对A 受力分析,由牛顿第二定律得sin A BA A A m g N m a θ-= 对B 受力分析,由牛顿第二定律得sin cos B BA B B B m g N m g m a θμθ+-=,且有A B a a = 联立解得11cos 28BA N umg mg θ==,38A B a a g ==,故B 正确,ACD 错误; 故选B .【点睛】两物体刚好分离的条件是两物体之间作用力为0,=a a 后前.9.如图所示,A 、B 两物体质量均为m ,叠放在轻质弹簧上(弹簧下端固定于地面上)。
对A施加一竖直向下、大小为F (F >2mg )的力,将弹簧再压缩一段距离(弹簧始终处于弹性限度内)而处于平衡状态。
现突然撤去力F ,设两物体向上运动过程中A 、B 间的相互作用力大小为F N 。
不计空气阻力,关于F N 的说法正确的是(重力加速度为g )( )A .刚撤去力F 时,F N =2mg F+ B .弹簧弹力大小为F 时,F N =2F C .A 、B 的速度最大时,F N =mg D .弹簧恢复原长时,F N =0【答案】BCD 【解析】 【详解】A.在突然撤去F 的瞬间,AB 整体的合力向上,大小为F ,根据牛顿第二定律,有:F =2ma解得:2F a m=对物体A 受力分析,受重力和支持力,根据牛顿第二定律,有:F N -mg =ma联立解得:2N FF mg =+,故A 错误; B.弹簧弹力等于F 时,根据牛顿第二定律得:对整体有: F -2mg =2ma对A 有:F N -mg =ma联立解得:2N FF =,故B 正确; D.当物体的合力为零时,速度最大,对A ,由平衡条件得F N =mg ,故C 正确。