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第 7 讲 应用整体法与隔离法解决连接体模型
1.(2022·海南)我国的石桥世界闻名,如图,某桥由六块形状完全相同的石块组成,其中石块
1、6固定,2、5质量相同为m,3、4质量相同为m′,不计石块间的摩擦,则m:m′为(
)
√3
A. B.√3 C.1 D.2
2
【解答】解:34两个石块整体对应的圆心角为60度,则2对34整体的作用力与5对34整体的
作用力大小相等,两力夹角为120度,可知F =2m'g。
23
同理2345四块石块整体对应的圆心角为120度,则1对2345整体的作用力与6对2345整体的作
用力大小相等,两力夹角为60度,可知√3F =(2m'+2m)g。
12
对2受力分析如图
水平方向F cos60°=F cos30°
12 23
联立解得:m:m′=2
故D正确,ABC错误。
故选:D。
2.(2022·浙江)如图所示,水平放置的电子秤上有一磁性玩具,玩具由哑铃状物件P和左端有玻
璃挡板的凹形底座Q构成,其重量分别为G 和G 。用手使P的左端与玻璃挡板靠近时,感受到
P Q
P对手有靠向玻璃挡板的力,P与挡板接触后放开手,P处于“磁悬浮”状态(即P和Q的其余
部分均不接触),P与Q间的磁力大小为F。下列说法正确的是( )A.Q对P的磁力大小等于G
P
B.P对Q的磁力方向竖直向下
C.Q对电子秤的压力大小等于G +F
Q
D.电子秤对Q的支持力大小等于G +G
P Q
【解答】解:AB.由题意可知,因手使P的左端与玻璃挡板靠近时,感受到P对手有靠向玻璃
挡板的力,即Q对P有水平向左的磁力;P与挡板接触后放开手,P处于“磁悬浮”状态,则说
明Q对P有竖直向上的磁力,则Q对P的磁力方向斜向左上方向,其磁力F大小大于G ,故
P
AB错误;
CD.对PQ的整体受力分析,在竖直方向上,根据平衡条件可知电子秤对 Q的支持力大小等于
G +G ,根据牛顿第三定律可知Q对电子秤的压力大小等于G +G ,故C错误,D正确。
P Q P Q
故选:D。
一、知识总结
一.模型特点及解决问题的方法、技巧、思路
1.连接体的类型
(1)弹簧连接体
(2)物物叠放连接体
(3)物物并排连接体
(4)轻绳连接体(5)轻杆连接体
2.连接体的运动特点
(1)轻绳——轻绳在伸直状态下,两端的连接体沿绳方向的速度总是相等。
(2)轻杆——轻杆平动时,连接体具有相同的平动速度;轻杆转动时,连接体具有相同的角速
度,而线速度与转动半径成正比。一般情况下,连接体沿杆方向的分速度相等。
(3)轻弹簧——在弹簧发生形变的过程中,两端连接体的速度不一定相等;在弹簧形变最大时,
两端连接体的速率相等。
3.连接体的受力特点
轻绳、轻弹簧的作用力沿绳或弹簧方向,轻杆的作用力不一定沿杆。
4.处理连接体问题的方法
(1)整体法
若连接体内各物体具有相同的加速度,且不需要求物体之间的作用力,可以把它们看成一个整
体,分析整体受到的合力,应用牛顿第二定律求出加速度(或其他未知量)。
(2)隔离法
若连接体内各物体的加速度不相同,或者要求出系统内各物体之间的作用力时,就需要把物体
从系统中隔离出来,应用牛顿第二定律列方程求解。
(3)整体法、隔离法交替运用
若连接体内各物体具有相同的加速度,且要求物体之间的作用力时,可以先用整体法求出加速
度,然后再用隔离法选取合适的研究对象,应用牛顿第二定律求作用力。即“先整体求加速度,后
隔离求内力”。若已知物体之间的作用力,求连接体所受外力,则“先隔离求加速度,后整体求外
力”。
5.应用整体法和隔离法的解题技巧
(1)如图所示,一起加速运动的物体系统,若力作用于m上,则m和m间的相互作用力为F
1 1 2 12
=。此结论与有无摩擦无关(有摩擦,两物体与接触面的动摩擦因数必须相同),物体系统沿水平面、
斜面、竖直方向运动时,此结论都成立。两物体的连接物为轻弹簧、轻杆时,此结论不变。(2)通过跨过滑轮的绳连接的连接体问题:若要求绳的拉力,一般都必须采用隔离法。绳跨过
定滑轮连接的两物体的加速度虽然大小相同但方向不同,故采用隔离法。
6.叠加体系统临界问题的求解思路
二.例题精讲
题型一:轻绳连接体
例1.长为√3L的杆竖直放置,杆两端A、B系着长为3L的不可伸长且光滑的柔软轻绳,绳上套着
一个质量为m的小铁环.已知重力加速度为g,不计空气阻力.
(1)若杆与环保持相对静止,在空中水平向左做匀加速直线运动,此时环恰好与 B端在同一水
平高度,如图(a),请在图(c)中作出此时环的受力示意图,并求出此时加速度的大小a .
1
5
(2)若杆与环保持相对静止,在竖直平面内沿某一方向做匀加速直线运动,加速度大小为 g,
3
此时环恰好位于轻绳正中间,如图(b)所示,求绳中拉力的大小.
【解答】解:(1)受力示意图如右图所示.
设绳上的张力大小为T ,斜绳与水平方向夹角为60°,
1
T sin60°=mg,
1T +T cos60°=ma
1 1 1
解得a =√3g
1
(2)设绳上的张力大小为T 、绳与水平方向的夹角为
2
√6 θ
根据几何边长关系可知cos =
3
θ
(2T cos )2+(mg)2=(ma )2
2 2
√6 θ
T = mg
2
3
答:(1)若杆与环保持相对静止,此时加速度的大小是√3g.
5
(2)若杆与环保持相对静止,在竖直平面内沿某一方向做匀加速直线运动,加速度大小为 g,
3
√6
此时环恰好位于轻绳正中间,如图(b)所示,绳中拉力的大小是 mg.
3
题型二:弹簧连接体
(多选)例2.如图所示,置于粗糙水平面上的物块A和B用轻质弹簧连接,在水平恒力F的作用
下,A、B以相同的加速度向右运动.A、B的质量关系为m >m ,它们与地面间的动摩擦因数
A B
相同.为使弹簧稳定时的伸长量增大,下列操作可行的是( )
A.仅增大B的质量
B.仅将A、B的位置对调
C.仅增大水平面的粗糙程度
D.仅增大水平恒力F
【解答】解:弹簧稳定时的伸长量取决于弹簧的弹力 T,设物块与地面间的动摩擦因数为 ,以
整体为研究对象,根据牛顿第二定律有 μ
F﹣ (m +m )g=(m +m )a
A B A B
以Bμ为研究对象,利用牛顿第二定律有
T﹣ m g=m a
B B
μ
联立整理可得T m F
= B
m +m
A B
由上式分析可知,操作为ABD时,弹簧稳定时的弹力变大,伸长量增大,弹簧的弹力与动摩擦因数无关,故ABD正确,C错误。
故选:ABD。
题型三:板块叠加连接体
(1)加速度相同的物物连接体
例3.如图所示,光滑水平面放有一个质量为 5kg的光滑斜面体A,将另一个质量为3kg物块B放
在斜面上,为了保持物块与斜面相对静止,需用水平向左80N的力F推斜面。现将斜面固定,
对B施加用水平向右的力F 使其静止在斜面上,g取10m/s2.则F 大小为( )
1 1
A.30N B.15N C.50N D.80N
【解答】解:水平向左 80N 的力 F 推斜面时,对整体,根据牛顿第二定律得:a
F 80
= = =10m/s2 ,
m +m 3+5
A B
对B受力分析,根据牛顿第二定律可知,B受到重力和支持力的合力F合 =m
B
a=30N,
斜面固定,对B施加用水平向右的力F 使其静止在斜面上时,B合力为零,根据共点力平衡条
1
件可知:
F
1
=F合 =30N,故A正确,BCD错误。
故选:A。
(2)加速度不相同的物物连接体
例4.如图所示,质量为M的斜劈形物体放在水平地面上,质量为m的粗糙物块以某一初速度沿劈
的粗糙斜面向上滑,至速度为零后又加速返回,而物体M始终保持静止,则在物块m上、下滑
动的整个过程中,下列说法错误的是( )
A.地面对物体M的摩擦力先向左后向右
B.地面对物体M的摩擦力方向没有改变
C.地面对物体M的支持力总小于(M+m)g
D.地面对物体M的摩擦力大小不同【解答】解:AB.物体m先减速上升,后加速下滑,加速度一直沿斜面向下,将物体 m的加速
度分解为沿水平和竖直两个方向,如图所示
根据牛顿第二定律,对于m,M对m的作用力的方向始终没变化,则m对M的作用力的方向也
没有发生变化,即地面对斜面体的静摩擦力方向没有改变,故A错误,B正确;
C.对M与m整体受力分析,受到重力、地面支持力F 、和地面摩擦力,如图所示,
N
在竖直方向有:
(M+m)g﹣F =masin
N
所以地面对物体M的支θ持力总小于(M+m)g,故C正确;
D.根据牛顿第二定律,对于m,受到的M对m的作用力:
F=macos ,其中 为斜面倾角,
θ θ mgsinθ+μmgcosθ
物块上滑的加速度大小a = =gsin + gcos ,
1
m
θ μ θ
mgsinθ-μmgcosθ
物块下滑的加速度大小a = =gsin ﹣ gcos ,
2
m
θ μ θ
由于物块上滑的加速度大于下滑的加速度,则 M对m的作用力大小不同,m对M的作用力也不
同,所以地面对物体M的摩擦力大小不同,故D正确。
本题选错误的,故选:A。
题型四:板块叠加+轻绳连接体
(1)加速度大小相同,方向不同的物体用轻绳连接
例5.如图所示,在光滑的斜面上放一个质量为m的盒子A,A盒用轻质细绳跨过定滑轮与B盒相
连,B盒内放着一个质量也为m的物体。如果把这个物体改放在A盒内,则系统的加速度恰好
等值反向,则B盒的质量为(不计一切摩擦)( )m m 2 m
A. B. C. m D.
2 4 3 3
【解答】解:设B盒的质量为m′。
当物体放在B盘中时,以AB和物体整体为研究对象,根据牛顿第二定律:(mg+m′g)﹣
mgsin30°=(2m+m′)a
当物体放在A盘中时,以AB和物体整体为研究对象,根据牛顿第二定律:m′g﹣(m+m′)
gsin30°=(2m+m′)a′
由题意,a′=﹣a
m
联立得:m′=
4
故选:B。
(2)加速度相同的物体用轻绳连接
(多选)例6.如图所示,光滑水平面上放置质量分别为m、2m和3m的三个木块,其中质量为
2m和3m的木块间用一不可伸长的轻绳相连,轻绳能承受的最大拉力为T.现用水平拉力F拉
其中一个质量为3m的木块,使三个木块以同一加速度运动,则以下说法正确的是( )
A.当F逐渐增加1N时(轻绳未断),轻绳中拉力增加0.5N
B.当F逐渐增大到T时,轻绳刚好被拉断
C.当F逐渐增大到1.5T时,轻绳还不会被拉断
2
D.轻绳刚要被拉断时,质量为m和2m的木块间的摩擦力为 T
3
【解答】解:A、对三个木块整体,由牛顿第二定律可得:
F=(m+2m+3m)a=6ma,
F
则三个木块共同的加速度为:a= ;
6m
隔离后面的组合体,由牛顿第二定律可得,轻绳中拉力为:
F 1
F′=3ma=3m× = F,
6m 2由此可知:
A、因绳子拉力等于总拉力的一半,所以当F逐渐增加1 N时,轻绳中拉力增加0.5 N,故A正
确;
1
B、当F逐渐增大到T时,轻绳中拉力F′= T<T,即小于轻绳能承受的最大拉力为T,轻绳
2
还没有被拉断,故B错误;
3
C、当F逐渐增大到1.5T时,轻绳中拉力F′= T<T,即小于轻绳能承受的最大拉力为T,轻
4
绳还没有被拉断,故C正确;
D、轻绳刚要被拉断时,轻绳的拉力刚好为T,由牛顿第二定律可得,后面两个木块的加速度:
T
a′= ,
3m
对质量为 m 木块,由牛顿第二定律得:质量为 m 和 2m 的木块间的摩擦力:f=ma′=m
T T
× = ,故D错误。
3m 3
故选:AC。
三.举一反三,巩固练习
1. 已知A与B的质量分别为m =1kg,m =2kg,A与B间的动摩擦因数 =0.3,B与
A B 1
水平面间的动摩擦因数 =0.2,如图甲、乙所示。现用大小为12N的水平力F,μ 分别作用在
2
A、B上,已知最大静摩μ擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10m/s2,则各物体所受摩擦力的
情况是( )
A.甲图中,A不受摩擦力,B受到地面水平向左的大小为6N的摩擦力
B.甲图中,A受摩擦力水平向右,大小为3N;B受地面的摩擦力水平向左,大小为6N
C.乙图中,A受摩擦力水平向左,大小为8N;B受地面的摩擦力水平向左,大小为6N
D.乙图中,A受摩擦力水平向左,大小为3N;B受地面的摩擦力水平向左,大小为3N
【解答】解:AB、根据题意可知,A、B间的最大静摩擦力为f = m g=0.3×10N=3N
1 1 A
地面与B间的最大静摩擦力为f = (m +m )g=0.2×(1+2)N=μ6N,甲图中,由于F>f
2 2 A B 2
μ则B由静止开始运动,假设A、B保持相对静止,由牛顿第二定律有F﹣f =(m +m )a ,解
2 A B 1
得:a =2m/s2
1
对A,设A、B间静摩擦力为f,由牛顿第二定律有f=ma =1×2N=2N<3N
1
则假设成立,即A、B一起向右加速运动,则A受B水平向右的静摩擦力,大小为2N,B受地
面水平向左的滑动摩擦力,大小为6N,故AB错误;
CD.乙图中,根据题意,由于A、B间最大静摩擦力小于B与地面间的最大静摩擦力,则A、B
间发生相对运动,对A分析,可知A受B水平向左的滑动摩擦力,大小为3N,由牛顿第三定律
可知,B受A向右的滑动摩擦力,大小为3N小于B与地面间的最大静摩擦力,则B仍然静止不
动,则B受地面水平向左的静摩擦力,大小为3N,故C错误,D正确。
故选D。
2. 如图甲所示为明朝宋应星所著《天工开物》中用重物测量弓弦张力的“试弓定力”插
图。示意图如图乙所示,在弓的中点悬挂质量为M的重物,弓的质量为m,弦的质量忽略不
计,悬挂点为弦的中点,张角为 ,当地重力加速度为g,则弦的张力为( )
θ
(M+m)g (M+m)g
A. θ B. θ
2cos 2sin
2 2
Mg mg
C. θ D. θ
2sin 2cos
2 2
【解答】解:整体法对弓和物体受力分析如图:竖直方向上由受力平衡可得:
θ
2Fcos =(M+m)g
2
解得:
(M+m)g
F=
θ
2cos
2
所以A正确,BCD错误;
故选:A。
3. 如图所示,倾角为 的斜面体放在粗糙的水平地面上,现有一带固定支架的滑块m正
沿斜面加速下滑。支架上用细θ 线悬挂的小球达到稳定(与滑块相对静止)后,悬线的方向与竖
直方向的夹角也为 ,斜面体始终保持静止,则下列说法正确的是( )
θ
A.斜面光滑
B.斜面粗糙
C.达到稳定状态后,斜面体对物块的摩擦力沿斜面向上
D.达到稳定状态后,地面对斜面体的摩擦力水平向右
【解答】解:ABC、设整体的质量为 M,如果斜面光滑,对整体根据牛顿第二定律可得:
Mgsinθ
a= =gsinθ
M方向沿斜面向下,而小球的加速度为: m gsinθ ,故A正确,BC错误;
a= 1 =gsinθ
m
1
D、带固定支架的滑块下滑时,对斜面有斜向右下方的压力,斜面有相对地面向右的运动趋势,
地面对斜面体的摩擦力水平向左,故D错误。
故选:A。
4. 完全相同的直角三角形滑块A、B,按如图所示放置,设A、B接触的斜面光滑,A
与桌面间的动摩擦因数为 ,斜面倾角 =30°,现在B上作用一水平推力F,恰好使A、B一
起在桌面上匀速运动,且Aμ、B保持相对θ静止。则A与桌面间的动摩擦因数 为( )
μ
√3 √3 √3 √3
A.μ= B.μ= C.μ= D.μ=
6 5 4 3
【解答】解:设滑块质量为m,整体在水平方向上受推力和滑动摩擦力,有F=2 mg
隔离对B分析,B受到重力、推力F和支持力,如图示 μ
根据共点力平衡,运用合成法,得:
√3
mgtan =F=2 mg,解得 tanθ 3 √3.故A正确,B、C、D错误。
= = =
2 2 6
θ μ μ
故选:A。
5. 王同学用光滑的硬钢丝弯折成“ ”形状,将它竖直固定放置。OB是竖直方
向,BC是水平方向,角AOB等于30°,一个光滑的轻环套在足够长OA上,一根足够长的轻
绳一端固定在OB上的M点,轻绳穿过小环,另一端吊着一个质量为m的物体,下列说法正
确的是( )A.OA杆受到小环的压力大小为2mg
B.OA杆受到小环的压力大小为√3mg
C.绳端从M点移到B点绳子张力变大
D.绳端从B点水平向左移到N点绳子张力大小不变
【解答】解:CD.对悬挂的重物受力分析可知,绳子中的拉力始终与重物重力平衡F=mg
故,无论绳子左端点如何移动绳子中的张力大小都保持不变,C错误,D正确;
AB.小环是轻环,所以绳上拉力的合力与杆垂直,小环受力情况如图所示,由几何关系可知,
两绳子夹角为120°,故N=F=mg
由牛顿第三定律可知,OA杆受到小环的压力大小为mg,故AB错误。
故选D。
6. 如图所示,用轻绳系住一质量为2m的匀质大球,大球和墙壁之间放置一质量为m的
匀质小球,各接触面均光滑.系统平衡时,绳与竖直墙壁之间的夹角为 ,两球心连线O O 与
1 2
轻绳之间的夹角为 ,则 、 应满足( ) α
β α β
A.绳子的拉力可能小于墙壁的支持力B.墙壁的支持力一定小于两球的重力
C.3tan =tan( + )
D.3tanα=3tan(α +β )
【解答】α解:A、α设绳β 子拉力为F,墙壁支持力为N,两球之间的压力为T,将两个球作为一个
整体进行受力分析,如图1所示。根据图1中几何关系可得绳子的拉力大于墙壁的支持力,故 A
错误;
B、根据平衡条件可得:N=3mgtan ①,由于 大小不确定,所以墙壁的支持力不一定小于两
球的重力,故B错误; α α
CD、对小球进行受力分析,如图2所示,根据平衡条件可得:N=mgtan
根据几何关系可得 = + ,则N=mgtan( + ) ② θ
联立①②得:3tanθ=αtanβ( + ),故C正α确、β D错误。
故选:C。 α α β
7. 我国元宵节素有猜灯谜的习俗。如图所示,用1、2、3、4四根轻质细绳悬挂三个质
量相等的彩灯,其中最右端的绳子沿水平方向,绳1和绳3与竖直方向夹角分别为 和 。则
1 3
下列说法中正确的是( ) θ θ
A.sin =3sin
3 1
B.cosθ =3cosθ
1 3
C.tanθ=3tanθ
3 1
D.绳θ1拉力一θ定是绳3拉力的2倍【解答】解:对三个彩灯整体受力分析,受重力和1、4两个轻绳的拉力,如图1所示:
根据平衡条件,有:T =3mgtan
4 1
再对最下面的彩灯受力分析,受θ重力和两个轻绳的拉力,如图2所示:
根据平衡条件结合图中几何关系可得:
T cos =mg,
3 3
T sinθ=T ,
3 3 4
联立解θ 得:T =mgtan
4 3
所以有:3mgtan =mθgtan
1 3
即:tan =3tanθ,故C正θ确、ABD错误。
3 1
故选:Cθ。 θ
8. 如图所示,水平面上有一固定着轻质定滑轮O的木块A,它的上表面与水平面平行,
它的右侧是一个倾角 =37°的斜面。放置在A上的物体B和物体C通过一轻质细绳相连,细
绳的一部分与水平面平θ 行,另一部分与斜面平行。现对 A施加一水平向右的恒力F。使A、
B、C恰好保持相对静止。已知A的质量为2m,B、C的质量均为m,重力加速度为g,不计
一切摩擦(sin37°=0.6,cos37°=0.8),则恒力F的大小为( )5 3 4
A.mg B. mg C. mg D. mg
4 4 3
【解答】解:对B、C受力分析,如图所示
使A、B、C恰好保持相对静止时三者具有相同的加速度
对B,根据牛顿第二定律得
T=ma①
对C,根据牛顿第二定律得
F sin ﹣Tcos =ma②
N
F cosθ+Tsin θ=mg③
N
θ θ g
联立①②③代入数据解得a=
3
对A、B、C整体用牛顿第二定律得
g 4mg
F=(2m+m+m)a=4m = 。
3 3
故D正确,ABC错误。
故选:D。
9. 为改善电脑族“长期弯腰、颈椎酸痛”问题,根据人体工程学设计,可设计角度约
70°可调笔记本支架如图4(a)。假设支架斜面和笔记本足够长,在支架顶端放置一台质量为
M的笔记本,笔记本顶端放一部质量为 m的手机,如图4(b)所示,笔记本与支架间的动摩
擦因数为 ,手机与笔记本间的动摩擦因数为 ,支架由水平方向位置缓慢向上转动,支架与
1 2
水平方向成μ 角度时, <tan < ;成 角时μ, < <tan ;下列说法正确的是( )
1 2 1 2
α μ α μ β μ μ βA.支架与水平方向成 角时,手机相对笔记本滑动,笔记本相对支架未滑动
B.从支架开始转动到与α水平方向成 角的过程中,手机所受摩擦力逐渐减小
C.从支架与水平方向成 角转动到与α水平方向成 角的过程中,笔记本与支架间的摩擦力逐渐
减小,手机与笔记本间的摩擦α力逐渐增大 β
D.从支架开始转动到与水平方向成 角的过程中,笔记本对支架压力先增大后减小
【解答】解:A、支架与水平方向成β角时,因
1
<tan ,对手机和笔记本整体,即
1
(M+m)
gcos <(M+m)gsin ,所以笔记α本相对支架μ 滑动α,又 >tan ,对手机即 μmgcos >
2 2
mgsiαn ,所以手机相对α笔记本未滑动,故A错误; μ α μ α
B、从α支架开始转动到与水平方向成 角的过程中,手机相对笔记本未滑动,手机所受静摩擦力
f=mgsin (0≤ ≤ ),逐渐增大,故α B错误;
C、从支架θ 与水平θ 方α向成 角转动到与水平方向成 角的过程中,由A分析可知笔记本相对支架
滑动,笔记本与支架间的α滑动摩擦力f′= (M+mβ)gcos ( ≤ ≤ )逐渐减小,又因为 <
1 1
<tan ,所以手机相对笔记本未滑动,手μ机与笔记本间的θ摩擦α力θf=βmgsin ( ≤ ≤ )逐渐μ 增
2
μ大,故βC正确; θ α θ β
D、从支架开始转动到与水平方向成 角的过程中,笔记本对支架压力 N=(M+m)gcos
(0≤ ≤ )一直减小,故D错误; β θ
故选:θC。β
10. 如图所示,A,B两木块放在粗糙水平面上,它们之间用不可伸长的轻绳相连,两次
连接情况中轻绳倾斜方向不同,已知两木块与水平面间的动摩擦因数分别为 和 ,且0<
A B
< ,先后用水平拉力F 和F 拉着A、B一起水平向右匀速运动,则匀速μ 运动μ过程中(
B A 1 2
μ) μ
A.F <F B.F >F C.F =F D.无法确定
1 2 1 2 1 2
【解答】解:设两绳子与水平夹角为 ,对第一个图进行受力分析,根据平衡条件可得:F =
1
f +f θ
A B
其中:f = (m g﹣T sin ),f = (m g+T sin )
A A A 1 B B B 1
联立解得:μF = m g+ mθg+( ﹣μ )T sin θ
1 A A B B B A 1
同理可知,第二μ个图的拉μ力:F =μ mμg+ m gθ﹣( ﹣ )T sin
2 A A B B B A 1
μ μ μ μ θ由题意可知0< < 可知,F <F ,故BCD错误,A正确.
B A 1 2
故选:A。 μ μ
11. 如图所示,有P、N两块质量相同的物块,在物块P上施加一沿水平方向的外力F,
使它们叠放在竖直面上且处于静止状态,下列说法正确的是( )
A.物块P一定受到4个力的作用
B.物块P一定受到3个力的作用
C.物块N一定受到4个力的作用
D.物块N可能受到6个力的作用
【解答】解:AB.如果P、N之间没有摩擦力,则物块P不能平衡,所以N对P有向左下的支
持力和沿着接触面向左上的摩擦力,物块P一定受到4个力的作用,故A正确,B错误;
CD.整体分析可知,墙对N有向上的摩擦力,大小等于两者的重力之和,物块N还受到重力、
墙对N的支持力,P对N的支持力,P对N的摩擦力,所以物块N一定受到5个力的作用,CD
错误;
故选:A。
12. 如图,质量为M、半径为R的半球形物体A放在水平地面上,通过最高点处的钉子
用水平细线拉住一质量为m、半径为r的光滑球B。整个装置处于静止状态,已知重力加速度
为g,则( )
A.A受到地面的摩擦力方向向右
B.A对地面的压力大于(M+m)g
R+r
C.A对B的支持力大小为 mg
R√r2-2rR
D.细线对小球的拉力大小为 mg
R
【解答】解:AB、把AB看成一个整体,对整体受力分析得整体受重力和地面对整体的支持力,
地面对整体没有摩擦力,即A对地面没有摩擦力,否则不能平衡;
在竖直方向上,整体对地面的压力即是A对地面的压力等于(M+m)g,故AB错误;
CD、对小球B受力分析,如图所示:
mg
根据平衡条件,有:F= ,T=mgtan ,
cosθ
θ
其中cos R ,tan √(R+r) 2-R2,
= =
R+r R
θ θ
故:F R mg,T=mgtan =mg√(R+r) 2-R2 √r2+2Rr ,故C正确,D错误。
= = mg
R+r R R
θ
故选:C。