高一物理叠加体受力分析

-1-掌握母题100例，触类旁通赢高考高考题千变万化，但万变不离其宗。千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。研究母题，掌握母题解法，使学生触类旁通，举一反三，可使学生从题海中跳出来，轻松备考，事半功倍。母题十四、叠加体受力分析【解法归纳】对于叠加体，若计算所受的某个外力，可以采用整体法分析整体所受外力，然后利用平衡条件得出所求力；若计算物体之间的作用力，必须采用隔离法隔离与该力相关的某个物体分析受力，然后利用平衡条件得出所求力。典例14（2010浙江理综）如图4所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛（不计空气阻力）。下列说法正确的是（）A.在上升和下降过程中A对B的压力一定为零B.上升过程中A对B的压力大于A对物体受到的重力C.下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力D.在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力【解析】：以A、B整体为研究对象，仅受重力，由牛顿第二定律知二者运动的加速度为g，方向竖直向下。以A为研究对象，因加速度为g，方向竖直向下，故由牛顿第二定律知A所受合力为A的重力，所以A仅受重力作用，在上升和下降过程中A对B的压力一定为零，选项A正确BCD错误。【答案】A【点评】此题考查叠加体的抛体问题。衍生题1（2006全国卷II.15）如图，位于水平桌面上的物块P，由跨过定滑轮的轻绳与物块相连，从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的，已知Q与P之间以及桌面之间的动摩擦因数都μ，两物块的质量都是m，滑轮轴上的摩擦不计，若用一水平向右的力F拉P使P做匀速运动，则F的大小为A．4μmgB．3μmgC．2μmgD．μmg【答案】：A【解析】：以Q为研究对象，Q在水平方向受绳的拉力F1和P对Q的摩擦力Fμ1作用，由平衡条FQPABv图4-2-件可知：F1＝Fμ1＝μmg；以P为研究对象，P受到向右的水平拉力F，绳的拉力F2，Q对P的摩擦力Fμ1’和地面对P的摩擦力Fμ2，由平衡条件可知：F＝F2＋Fμ1’＋Fμ2，Fμ2＝μFN＝2μmg，牛顿第三定律知：F1＝F2，Fμ1’＝Fμ1，联立解得：F＝4μmg，选项A正确。【点评】：本题涉及了对平衡问题的处理，在涉及两个或两个以上研究对象时，往往考虑用整体法和隔离法，重点在于物体的受力分析。衍生题2（2002江苏河南大综合）如图4所示，物体a、b和c叠放在水平桌面上，水平力Fb=5N、FC=10N分别作用于物体b、c上，a、b和c仍保持静止。以f1、f2、f3分别表示a与b、b与c、c与桌面间的静摩擦力的大小则A．f1=5N，f2=0，f3=5NB．f1=5N，f2=5N，f3=0C．f1=0，f2=5N，f3=5ND．f1=0，f2=10N，f3=5N解析：把a、b和c看作整体，分析受力，应用平衡条件得c与桌面间的静摩擦力的大小f3=5N。隔离a受力分析，由平衡条件可得，a与b间的静摩擦力的大小f1=0。把ab看作整体，分析受力，应用平衡条件得bc间的静摩擦力的大小f2=5N。所以选项C正确。【答案】C衍生题3．（2012济南外国语学校检测）如图所示，物体m与斜面体M一起静止在水平面上。若将斜面的倾角θ稍微增大一些，且物体m仍静止在斜面上，则（）A．斜面体对物体的支持力变小B．斜面体对物体的摩擦力变大C．水平面与斜面体间的摩擦力变大D．水平面与斜面体间的摩擦力变小解析：隔离物体m对其受力分析，应用平衡条件得斜面体对物体的支持力等于mgcosθ，斜面体对物体的摩擦力等于mgsinθ，将斜面的倾角θ稍微增大一些，斜面体对物体的支持力变小，对物体的摩擦力变大，选项AB正确；把物体m与斜面体M看作一个整体，分析受力，整体只受竖直向下的重力和竖直向上的支持力，水平面与斜面体间的摩擦力为零。将斜面的倾角θ稍微增大一些，不影响整体受力，选项CD错误。【点评】AB-3-衍生题4.(2012山东兖州摸底测试)质量分别为m和M的两物体叠放在水平面上如图所示，两物体之间及M与水平面间的动摩擦因数均为。现对M施加一个水平力F，则以下说法中不正．．确．的是（）A．若两物体一起向右匀速运动，则M受到的摩擦力等于FB．若两物体一起向右匀速运动，则m与M间无摩擦，M受到水平面的摩擦力大小等于μmgC．若两物体一起以加速度a向右运动，M受到的摩擦力的合力大小等于F–MaD．若两物体一起以加速度a向右运动，M受到的摩擦力的合力大小等于μ(m+M)g+ma【解析】：若两物体一起向右匀速运动，则M受力平衡，M受到的摩擦力等于F，选项A说法正确。若两物体一起向右匀速运动，则m与M间无摩擦，M受到水平面的摩擦力大小等于μ(m+M)g,，选项B说法不正确。若两物体一起以加速度a向右运动，隔离M分析受力，根据牛顿运动定律，F-f=Ma,M受到的摩擦力的合力大小等于F–Ma，选项C说法正确。隔离m分析受力，根据牛顿运动定律，M对m的摩擦力f=ma,方向向右，由牛顿第三定律可知，m对M的摩擦力为ma，方向向左。M还受到向左的地面摩擦力μ(m+M)g，所以M受到的摩擦力的合力大小等于μ(m+M)g+ma，选项D说法正确。【答案】B