《2022-2023年高一物理期末同步重点考点模型方法特训专练》专题3.4 整体隔离法、内力分配法和等时圆法处理牛顿动力学问题（解析版）

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2022-2023 年高一物理同步重点考点模型方法特训专练
专题 3.4 整体隔离法、内力分配法和等时圆法处理牛顿动力学问题
特训专题 特训内容
专题 1整体隔离法（1T—5T）
专题 2内力分配法（6T—10T）
专题 3等时圆法（11T—15T）
【典例专练】
一、整体隔离法
1．我国航天员要在天宫 1号航天器实验舱的桌面上测量物体的质量，采用的方法如下：质量为 的标准
物A的前后连接有质量均为 的两个力传感器，待测质量的物体 B连接在后传感器上，在某一外力作用下
整体在桌面上运动，如图所示，稳定后标准物 A前后两个传感器的读数分别为 、 ，由此可知待测物体
B的质量为（　　）
A．B．C．D．
【答案】B
【详解】整体为研究对象，由牛顿第二定律得 隔离 B物体，由牛顿第二定律得
联立可得 故选 B。
2．如图所示，水平恒力 推平板小车和货物一起做加速度为 的匀加速直线运动，小车和货物的质量分别
为 和 ，货物与小车间的动摩擦因数为 。小车与地面间的滚动摩擦力不计，且货物与平板车左侧推杆
不接触，在运动过程中下列分析正确的是（　　）
A．货物受到的合力大小为
B．货物受到的合力大小一定为
C．小车受到货物的摩擦力大小一定为
D．小车受到的合力大小一定为
【答案】C
【详解】A．对小车和货物整体法，可得
根据牛顿第二定律，货物受到的合力大小为 ： ，A错误；
C．小车对货物的摩擦力提供货物加速度，即小车对货物的摩擦力大小为 根据作用力与反作
用力可知，小车受到货物的摩擦力大小一定为 ，C正确；
BD．小车与货物之间的滑动摩擦力大小为 小车与货物之间相对静止，不能够利用滑动摩擦力
计算公式 计算摩擦力，BD 错误。故选 C。
3．如图所示，倾角 θ=30°的光滑斜面固定在水平地面上，质量均为 m的物块 A和物块 B并排放在斜面上，
与斜面垂直的挡板 P固定在斜面底端，轻弹簧一端固定在挡板上，另一端与物块 A连接，物块 A、B不粘
连，处于静止状态。现用一沿斜面向上的外力 FT拉物块 B，使物块 A、B一起沿斜面向上以加速度 a做匀加
速直线运动。已知重力加速度为 g，弹簧的劲度系数为 k，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）
A．当弹簧恢复原长时，物块 A、B分离
B．物块 A、B分离前外力 FT一直增大
C．从外力所 FT作用在物块 B上到物块 A、B分离的时间为
D．从外力 FT作用在物块 B上到物块 A、B分离的过程中，物块 B的位移为
【答案】BD
【分析】分离瞬间，对 A受力分析，根据运动状态判断弹簧的状态；对 A、B整体受力分析，根据牛顿第
二定律判断外力的变化；根据共点力平衡求解施加外力前弹簧的形变量，根据牛顿第二定律求解 A、B分
离时弹簧的形变量，进而得到物块运动位移，根据匀变速直线运动位移—时间关系求解分离时间；
【详解】A．两物块一起沿斜面向上做匀加速直线运动，分离瞬间，两物体接触面间弹力为 0，两物块加速
度均为 a，合力沿斜面向上，则对物块 A，弹簧弹力一定沿斜面向上，即弹簧处于压缩状态，故 A错误；
B．A、B分离前，两物块一起做匀加速运动，对整体受力分析，由牛顿第二定律得 FT+kx 2﹣mgsinθ=2ma
随两物块运动，加速度 a不变，弹簧形变量 x逐渐减小，外力 FT逐渐增大，故 B正确；
CD．未施加外力时，A、B处于静止状态，对 A、B整体受力分析 2mgsinθ=kx1弹簧压缩量
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