高中物理题型解题技巧之力学篇03应用整体法和隔离法的解题技巧-内力公式（原卷版）

高中物理题型解题技巧之力学篇03内力公式一、必备知识1.连接体问题母模型如图1所示，光滑地面上质量分别为m1、m2的两物体通过轻绳连接，水平外力F作用于m2上，使两物体一起加速运动，此时轻上的拉力多大？由于即滑动摩擦力与支持力成正比，所以全反力的方向不变，设全反力与支持力的夹角为，则即为定值，其中为摩擦角。（1）.物理场景：如图2所示，一质量为m的物块在拉力F作用下沿水平面做匀速直线运动，物块与水平面间的动摩擦因数为，问当拉力与水平方向夹角多大时，拉力F最小，并求出此最小值？（2）.常规解法：对物块受力分析且正交分解如图3所示由平衡可得，水平方向：，竖直方向：且，则整理得即由辅助角公式可得当时，最大，此时拉力最小，为。（3）.全反力解法：将摩擦力与支持力合成为全反力，设全反力与支持力的夹角为，由三角形法则可知，当拉力与全反力垂直时，拉力最小，如图4所示三、实战应用(应用技巧解题，提供解析仅供参考)一、单选题1．（2022·浙江·高考真题）如图所示，学校门口水平地面上有一质量为m的石墩，石墩与水平地面间的动摩擦因数为，工作人员用轻绳按图示方式匀速移动石墩时，两平行轻绳与水平面间的夹角均为，则下列说法正确的是（）A．轻绳的合拉力大小为B．轻绳的合拉力大小为C．减小夹角，轻绳的合拉力一定减小D．轻绳的合拉力最小时，地面对石墩的摩擦力也最小2．（2021·四川成都·一模）如图，在跨过光滑定滑轮的轻绳拉动下，木箱从距滑轮很远处沿水平地面向右匀速运动。已知木箱与地面间的动摩擦因数为，木箱始终在地面上。则整个过程中拉力F的大小变化情况是（）A．先减小后增大 B．先增大后减小 C．一直减小 D．一直增大3．（2021·浙江·绍兴市柯桥区教师发展中心模拟预测）某同学在家卫生大扫除中用拖把拖地，沿推杆方向对拖把施加推力，如图所示，此时推力与水平方向的夹角为，且拖把刚好做匀速直线运动，则（）A．拖把所受地面的摩擦力为B．地面对拖把的作用力方向与水平向左的夹角大于C．从某时刻开始保持力的大小不变，减小与水平方向的夹角，地面对拖把的支持力变大D．同学对推杆的作用力与推杆对拖把的作用力是一对作用力与反作用力4．（2022·江苏·模拟预测）如图所示，战士在水平地面上拉轮胎训练，战士以速度v做匀速直线运动，运动过程中保持双肩及两绳的端点A、B等高，两绳间的夹角为，所构成的平面与水平面间的夹角不变，则（）A．保持v不变，变小，绳子的拉力变小 B．保持v不变，变小，绳子的拉力变大C．保持不变，v较小时，绳子的拉力较小 D．保持不变，v较小时，绳子的拉力较大5．（2021·四川巴中·模拟预测）如图所示，某同学拉动一个箱子在水平面匀速前进，拉力与水平面的夹角为，下列说法正确的是（）A．仅改变前进的速度，速度越大，拉力越大B．仅改变夹角，越大，拉力越小C．地面对箱子的作用力竖直向上D．地面对该同学和箱子作用力的合力竖直向上6．（2018·河北定州中学高三期末）如图所示，倾角的斜面上有一木箱，木箱与斜面之间的动摩擦因数。现对木箱施加一拉力F，使木箱沿着斜面向上做匀速直线运动。设F的方向与斜面的夹角为，在从0逐渐增大到53°的过程中，木箱的速度保持不变，则（）A．F先减小后增大 B．F先增大后减小C．F一直增大 D．F一直减小7．（2022·云南·瑞丽市第一民族中学高三期末）如图所示，用与水平方向成θ角的拉力F作用在物块上，随着θ从逐渐增大到的过程中，物块始终沿水平面做匀速直线运动．关于物块受到的外力，下列判断正确的是（）A．拉力F先减小后增大B．拉力F一直减小C．物块受到地面的支持力先减小后增大D．物块受到地面的摩擦力一直减小三、解答题8．（2022·山东·模拟预测）如图所示，质量的金属块放在水平地面上，在斜向上的拉力F作用下，