利用整體法和隔離法求解平衡問題PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1利用整體法和隔離法求解平衡問題利用整體法和隔離法求解平衡問題第1頁/共53頁 會(huì)用整體法和隔離法靈活擇研究對(duì)象，求各部分會(huì)用整體法和隔離法靈活擇研究對(duì)象，求各部分加速度相同的聯(lián)接體中的加速度或合外力時(shí)，優(yōu)先考加速度相同的聯(lián)接體中的加速度或合外力時(shí)，優(yōu)先考慮慮“整體法整體法”； 如果還要求物體間的作用力，再用如果還要求物體間的作用力，再用“隔離法隔離法”。并對(duì)研究對(duì)象正確受力分析，熟練運(yùn)用力的合成分解并對(duì)研究對(duì)象正確受力分析，熟練運(yùn)用力的合成分解法、圖解法和正交分解法等常用方法解決平衡類問題。法、圖解法和正交分解法等常用方法解決平衡類問題。 整體法的優(yōu)點(diǎn)是研究對(duì)象少，未知量少，方程數(shù)整體

2、法的優(yōu)點(diǎn)是研究對(duì)象少，未知量少，方程數(shù)少，求解簡(jiǎn)潔。具體應(yīng)用時(shí)，應(yīng)將兩種方法結(jié)合起來少，求解簡(jiǎn)潔。具體應(yīng)用時(shí)，應(yīng)將兩種方法結(jié)合起來使用。使用。第2頁/共53頁1. 整體法整體法：指對(duì)物理問題中的整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行分析、研究的方法。在力學(xué)中，就是把幾個(gè)物體視為一個(gè)整體，作為研究對(duì)象，受力分析時(shí)，只分析這一整體對(duì)象之外的物體對(duì)整體的作用力（外力），不考慮整體內(nèi)部之間的相互作用力（內(nèi)力）。 2. 隔離法隔離法：隔離法是指對(duì)物理問題中的單個(gè)物體進(jìn)行分析、研究的方法。在力學(xué)中，就是把要分析的物體從相關(guān)的物體體系中隔離出來，作為研究對(duì)象，只分析該研究對(duì)象以外的物體對(duì)該對(duì)象的作用力，不考慮研究對(duì)象對(duì)其他物體的作用

3、力。 處理連結(jié)體問題的方法處理連結(jié)體問題的方法-整體法和隔離法整體法和隔離法第3頁/共53頁在在“連接體運(yùn)動(dòng)連接體運(yùn)動(dòng)”的問題中，比較常見的連接方式有：的問題中，比較常見的連接方式有：用用細(xì)繩細(xì)繩將兩個(gè)物體連接，物體間的相互作用是通過將兩個(gè)物體連接，物體間的相互作用是通過細(xì)繩的細(xì)繩的“張力張力”體現(xiàn)的。體現(xiàn)的。兩個(gè)物體通過互相兩個(gè)物體通過互相接觸擠壓接觸擠壓連接在一起，它們間的連接在一起，它們間的相互作用力是相互作用力是“彈力彈力”、“摩擦力摩擦力”連接在一起。連接在一起。記住以下四句話記住以下四句話1.隔離法是解決連接體問題的基本方法隔離法是解決連接體問題的基本方法2.已知內(nèi)力或要求內(nèi)力時(shí)，

4、必用隔離法已知內(nèi)力或要求內(nèi)力時(shí)，必用隔離法3.求外力、分析外力或與內(nèi)力無關(guān)時(shí)，用整體法較簡(jiǎn)單求外力、分析外力或與內(nèi)力無關(guān)時(shí)，用整體法較簡(jiǎn)單4.通常情況下，用整體法與隔離法相結(jié)合較為簡(jiǎn)單通常情況下，用整體法與隔離法相結(jié)合較為簡(jiǎn)單第4頁/共53頁1.優(yōu)先考慮整體法優(yōu)先考慮整體法例例1.如圖所示，放置在水平地面上的斜面如圖所示，放置在水平地面上的斜面M上有一上有一質(zhì)量為質(zhì)量為m的物體，若的物體，若m在在 沿斜面沿斜面F的作用下向上勻的作用下向上勻速運(yùn)動(dòng)，速運(yùn)動(dòng)，M仍保持靜止，已知仍保持靜止，已知M傾角為傾角為。求地面對(duì)。求地面對(duì)M的支持力和摩擦力。的支持力和摩擦力。解：整體受力分析解：整體受力分析建

5、立直角坐標(biāo)系如圖建立直角坐標(biāo)系如圖由平衡條件可得：由平衡條件可得：Fcos-Ff=0Fsin+FN-(M+m)g=0Ff=Fcos FN=(M+m)g-Fsin第5頁/共53頁同類題練習(xí)同類題練習(xí)求下列情況下粗糙水平面對(duì)的支持力和摩擦力求下列情況下粗糙水平面對(duì)的支持力和摩擦力m勻速下勻速下滑滑M、m均靜止均靜止M、m均靜止，彈簧被伸長均靜止，彈簧被伸長m加速下滑，加速下滑，M靜止靜止FN=(M+m)gFf=0FN=(M+m)gFf=FFN=(M+m)gFf=F彈彈FN=(M+m)g-masinFf=macos第6頁/共53頁A A、有摩擦力作用有摩擦力作用, ,摩擦力的方向水平向右摩擦力的方向

6、水平向右B B、有摩擦力作用有摩擦力作用, ,摩擦力的方向水平向左摩擦力的方向水平向左C C、有摩擦力作用有摩擦力作用, ,但摩擦力的方向不能確定但摩擦力的方向不能確定D D、沒有摩擦力作用沒有摩擦力作用2.2.在粗糙水平面上有一個(gè)三角形木塊在粗糙水平面上有一個(gè)三角形木塊a,a,在它的兩個(gè)粗糙在它的兩個(gè)粗糙斜面上分別放著質(zhì)量為斜面上分別放著質(zhì)量為m m1 1和和m m2 2的兩個(gè)木塊的兩個(gè)木塊b b和和c,c,如圖所示如圖所示, ,已知已知m m1 1mm2 2, ,三木塊均處于靜止?fàn)顟B(tài)三木塊均處于靜止?fàn)顟B(tài), ,則粗糙地面對(duì)三角則粗糙地面對(duì)三角形木塊（）形木塊（）第7頁/共53頁3.3.如圖，

7、質(zhì)量如圖，質(zhì)量m m5 kg5 kg的木塊置于傾角的木塊置于傾角 3737 、質(zhì)量、質(zhì)量M M10 kg10 kg的粗糙斜面上，用一平行于斜面、大小為的粗糙斜面上，用一平行于斜面、大小為50 50 N N的力的力F F推物體，使木塊靜止在斜面上推物體，使木塊靜止在斜面上，求地面對(duì)斜面的支持力求地面對(duì)斜面的支持力和靜摩擦力。和靜摩擦力。m F M FN=(M+m)g-Fsin370=120NFf=Fcos370=40N第8頁/共53頁4.4.如圖所示，傾角為如圖所示，傾角為的三角滑塊及其斜的三角滑塊及其斜面上的物塊靜止在粗糙水平地面上現(xiàn)用面上的物塊靜止在粗糙水平地面上現(xiàn)用力力F F垂直作用在物塊

8、上，物塊及滑塊均未被垂直作用在物塊上，物塊及滑塊均未被推動(dòng)，則滑塊受到地面的靜摩擦力大小為推動(dòng)，則滑塊受到地面的靜摩擦力大小為 （ ）A0 BFcos CFsin DFtan C第9頁/共53頁5.如圖所示，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物塊正在沿斜面以速度v0勻速下滑，斜劈保持靜止，則地面對(duì)斜劈的摩擦力 （ ）A等于零B不為零，方向向右C不為零，方向向左D不為零，v0較大時(shí)方向向左，v0較小時(shí)方向向右v0A第10頁/共53頁6.6.用輕質(zhì)細(xì)線把兩個(gè)質(zhì)量未知的小球懸掛起來，如圖用輕質(zhì)細(xì)線把兩個(gè)質(zhì)量未知的小球懸掛起來，如圖1 12 2所示，今對(duì)小球所示，今對(duì)小球a a持續(xù)施加一個(gè)向左偏下持續(xù)

9、施加一個(gè)向左偏下3030的恒的恒力，并對(duì)小球力，并對(duì)小球b b持續(xù)施加一個(gè)向右偏上持續(xù)施加一個(gè)向右偏上3030的同樣大小的同樣大小的恒力，最后達(dá)到平衡，表示平衡狀態(tài)的圖可能是的恒力，最后達(dá)到平衡，表示平衡狀態(tài)的圖可能是 第11頁/共53頁例例2.2. 如圖所示，位于水平桌面上的物塊如圖所示，位于水平桌面上的物塊P P，由跨過定，由跨過定滑輪的輕繩與物塊滑輪的輕繩與物塊Q Q相連，從滑輪到相連，從滑輪到P P和到和到Q Q的兩段繩的兩段繩都是水平的。已知都是水平的。已知Q Q與與P P之間以及之間以及P P與桌面之間的動(dòng)摩與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)都是擦因數(shù)都是，兩物塊的質(zhì)量都是，兩物塊的質(zhì)量都是m

10、 m，滑輪的質(zhì)，滑輪的質(zhì) 量、量、滑輪軸上的摩擦都不計(jì)，若用一水平向右的力滑輪軸上的摩擦都不計(jì)，若用一水平向右的力F F拉拉P P使使它做勻速運(yùn)動(dòng)，則它做勻速運(yùn)動(dòng)，則F F的大小為（的大小為（ ）A.4mg B.3mgA.4mg B.3mg C.2mg C.2mg D.D.mgmg解析：選整體為研究對(duì)象，有解析：選整體為研究對(duì)象，有F=2T+2F=2T+2 mg,mg,選選Q Q為研為研究對(duì)象，有究對(duì)象，有T=T= mgmg，因此有，因此有F=4F=4 mgmg。因此選項(xiàng)。因此選項(xiàng)A A正正確。確。FQPA第12頁/共53頁ABOPQ解析：選擇環(huán)解析：選擇環(huán)P P、Q Q和細(xì)繩為和細(xì)繩為研究對(duì)

11、象在豎直方向上只受研究對(duì)象在豎直方向上只受重力和支持力重力和支持力F FN N的作用，而環(huán)的作用，而環(huán)動(dòng)移前后系統(tǒng)的重力保持不變，動(dòng)移前后系統(tǒng)的重力保持不變，故故F FN N保持不變?nèi)…h(huán)保持不變?nèi)…h(huán)Q Q為研究為研究對(duì)象，其受力如圖示對(duì)象，其受力如圖示F FT Tcos cos = mg= mg，當(dāng)，當(dāng)P P環(huán)向左移時(shí)，環(huán)向左移時(shí)， 將變將變小，故小，故F FT T變小，正確答案為變小，正確答案為B B。mgFN1FT.整體法和隔離法交替使用整體法和隔離法交替使用第13頁/共53頁變形：有一個(gè)直角支架變形：有一個(gè)直角支架 AOBAOB，AOAO水平放置，表面粗糙，水平放置，表面粗糙，OBOB豎

12、直向下，表面光滑，豎直向下，表面光滑，AOAO上套有小環(huán)上套有小環(huán)P P，OBOB上套有小環(huán)上套有小環(huán) Q Q，兩環(huán)質(zhì)量均為兩環(huán)質(zhì)量均為m m，兩環(huán)間由一根質(zhì)量可忽略、不可伸兩環(huán)間由一根質(zhì)量可忽略、不可伸展的細(xì)繩相連，并在某一位置平衡（如圖），現(xiàn)將展的細(xì)繩相連，并在某一位置平衡（如圖），現(xiàn)將P P環(huán)向環(huán)向左移一小段距離，兩環(huán)再次達(dá)到平衡，那么將移動(dòng)后的左移一小段距離，兩環(huán)再次達(dá)到平衡，那么將移動(dòng)后的平衡狀態(tài)和原來的平衡狀態(tài)比較，平衡狀態(tài)和原來的平衡狀態(tài)比較，AOAO桿對(duì)桿對(duì)P P環(huán)的支持力環(huán)的支持力N N和摩擦力和摩擦力f f的變化情況是：（的變化情況是：（ ） A AN N不變，不變，f f

13、變大變大 B BN N不變，不變，f f變小變小C CN N變大，變大，f f變大變大 D DN N變大，變大，f f變小變小B第14頁/共53頁小結(jié)：小結(jié)： 復(fù)雜的物理問題大多涉及若干個(gè)物體或復(fù)雜的物理問題大多涉及若干個(gè)物體或物體若干個(gè)過程，隔離法是處理復(fù)雜問題的物體若干個(gè)過程，隔離法是處理復(fù)雜問題的基本方法。但如果問題能用整體法處理，則基本方法。但如果問題能用整體法處理，則往往比只用隔離法簡(jiǎn)便得多，所以處理復(fù)雜往往比只用隔離法簡(jiǎn)便得多，所以處理復(fù)雜物理問題時(shí)，研究對(duì)象能以整體為對(duì)象，先物理問題時(shí)，研究對(duì)象能以整體為對(duì)象，先以整體為對(duì)象，研究過程能取整個(gè)過程就取以整體為對(duì)象，研究過程能取整個(gè)

14、過程就取整個(gè)過程。（若選取某個(gè)與所求力有關(guān)的物整個(gè)過程。（若選取某個(gè)與所求力有關(guān)的物體為研究對(duì)象不能順利解答時(shí)，應(yīng)注意變換體為研究對(duì)象不能順利解答時(shí)，應(yīng)注意變換研究對(duì)象）研究對(duì)象）第15頁/共53頁例例3.3. 如圖所示，質(zhì)量為、頂角為如圖所示，質(zhì)量為、頂角為的直角劈和質(zhì)量為的的直角劈和質(zhì)量為的正方體放在兩豎直墻和水平面之間，處于靜止?fàn)顟B(tài)正方體放在兩豎直墻和水平面之間，處于靜止?fàn)顟B(tài).m.m與與M M相接相接觸，若不計(jì)一切摩擦，求觸，若不計(jì)一切摩擦，求（1 1）水平面對(duì)正方體的彈力大??；）水平面對(duì)正方體的彈力大??；（2 2）墻面對(duì)正方體的彈力大小。）墻面對(duì)正方體的彈力大小。mMmMMgNF1F2

15、（2 2）對(duì)）對(duì)MM進(jìn)行受力分析進(jìn)行受力分析 聯(lián)立以上三式解出墻面對(duì)正方聯(lián)立以上三式解出墻面對(duì)正方體的彈力大小體的彈力大小第16頁/共53頁7.7.質(zhì)量相同的四木塊疊放在一起，如圖所示，靜止質(zhì)量相同的四木塊疊放在一起，如圖所示，靜止在水平地面上，現(xiàn)有大小相等、方向相反的力在水平地面上，現(xiàn)有大小相等、方向相反的力F F分別分別作用的第作用的第2 2塊和第塊和第4 4塊木塊上，四木塊仍然靜止，則塊木塊上，四木塊仍然靜止，則從上到下各層接觸面間的摩擦力多大？從上到下各層接觸面間的摩擦力多大？00FF第17頁/共53頁8.如圖所示，三個(gè)物體均靜止，F(xiàn)=2N（方向水平），則A與B之間，B與C之間，C與地

16、面之間的摩擦力分別為（ ）A.0、0、0B.0、1N、1NC.0、2N、2ND. 2N、2N、2NABCFc第18頁/共53頁 9.如下圖所示，在兩塊相同的豎直木板之間，有質(zhì)量均為m的四塊相同的磚，用兩個(gè)大小均為F的水平力壓木板，使磚靜止不動(dòng)，則：(1)第1塊磚和第4塊磚受到木板的摩擦力各為多大?(2)第2塊磚和第3塊磚之間的相互作用的摩擦力為多大?(3)第3塊磚受到第4塊磚的摩擦力為多大?解解:(1)以四塊磚為對(duì)象得：以四塊磚為對(duì)象得：f=2mg 方向向上方向向上(2)以以1、2塊磚為對(duì)象得：塊磚為對(duì)象得：f1=0(3)以第四塊磚為對(duì)象得：以第四塊磚為對(duì)象得：f4=mg 方向向上方向向上第1

17、9頁/共53頁10.質(zhì)量均為質(zhì)量均為m的的a、b兩木塊疊放在水平面上，如圖兩木塊疊放在水平面上，如圖所示，所示，a受到斜向上與水平面成受到斜向上與水平面成角的力角的力F作用，作用，b受受到斜向下與水平面成到斜向下與水平面成角等大的力角等大的力F作用，兩力在同作用，兩力在同一豎直平面內(nèi)，此時(shí)兩木塊保持靜止，則一豎直平面內(nèi)，此時(shí)兩木塊保持靜止，則( )A.b對(duì)對(duì)a的支持力一定等于的支持力一定等于mgB.水平面對(duì)水平面對(duì)b的支持力可能大于的支持力可能大于2mgC.a、b之間一定存在靜摩擦力之間一定存在靜摩擦力D.b與水平面之間可能存在靜摩擦力與水平面之間可能存在靜摩擦力C第20頁/共53頁11.11

18、.如圖所示，在一根水平的粗糙的直橫梁上，套有兩如圖所示，在一根水平的粗糙的直橫梁上，套有兩個(gè)質(zhì)量均為個(gè)質(zhì)量均為m m的鐵環(huán)，兩鐵環(huán)系有等長的細(xì)繩，共同拴的鐵環(huán)，兩鐵環(huán)系有等長的細(xì)繩，共同拴著質(zhì)量為著質(zhì)量為M M的小球，兩鐵環(huán)與小球均保持靜止?，F(xiàn)使兩的小球，兩鐵環(huán)與小球均保持靜止?，F(xiàn)使兩鐵環(huán)間距離增大少許，系統(tǒng)仍保持靜止，則水平橫梁對(duì)鐵環(huán)間距離增大少許，系統(tǒng)仍保持靜止，則水平橫梁對(duì)鐵環(huán)的支持力鐵環(huán)的支持力N N和摩擦力和摩擦力f f將（將（ ）A AN N增大，增大，f f不變不變B BN N增大，增大，f f增大增大C CN N不變，不變，f f不變不變D DN N不變，不變，f f增大增大D

19、 第21頁/共53頁 12.如如圖所示，輕繩的兩端分別系在圓環(huán)圖所示，輕繩的兩端分別系在圓環(huán)A和小球和小球B上，圓環(huán)上，圓環(huán)A套在粗糙的水平直桿套在粗糙的水平直桿MN上現(xiàn)用水平力上現(xiàn)用水平力F拉著繩子上的一點(diǎn)拉著繩子上的一點(diǎn)O，使小球，使小球B從圖中實(shí)線位置緩從圖中實(shí)線位置緩慢上升到虛線位置，但圓環(huán)慢上升到虛線位置，但圓環(huán)A始終保持在原位置不始終保持在原位置不動(dòng)則在這一過程中，環(huán)對(duì)桿的摩擦力動(dòng)則在這一過程中，環(huán)對(duì)桿的摩擦力f和環(huán)對(duì)桿的和環(huán)對(duì)桿的壓力壓力N的變化情況是的變化情況是：（）：（）Af不變，不變，N不變不變 Bf增大，增大，N不變不變Cf增大，增大，N減小減小 Df不變，不變，N減小減

20、小B第22頁/共53頁13.13.如圖所示，質(zhì)量為如圖所示，質(zhì)量為m m的球用細(xì)繩掛在質(zhì)量為的球用細(xì)繩掛在質(zhì)量為M M的木塊下的木塊下，木塊套在水平桿上，木塊與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，木塊套在水平桿上，木塊與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 ，水，水平拉力平拉力F F為多大時(shí)才能拉著球和木塊一起做勻速運(yùn)動(dòng)，這為多大時(shí)才能拉著球和木塊一起做勻速運(yùn)動(dòng)，這時(shí)繩與水平方向的夾角時(shí)繩與水平方向的夾角 多大？多大？ 整體法求的水平整體法求的水平拉力拉力F= （m+M）g隔離體法求得夾隔離體法求得夾角，對(duì)角，對(duì)m進(jìn)行受進(jìn)行受力分析力分析第23頁/共53頁14.14.如圖所示，質(zhì)量為如圖所示，質(zhì)量為M M的直角三棱柱的直角三棱

21、柱A A放在水平地面上，放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面傾角為三棱柱的斜面是光滑的，且斜面傾角為。質(zhì)量為質(zhì)量為m m的光的光滑球放在三棱柱和光滑豎直墻壁之間，滑球放在三棱柱和光滑豎直墻壁之間，A A和和B B都處于靜止都處于靜止?fàn)顟B(tài)，求地面對(duì)三棱柱支持力和摩擦力各為多少？狀態(tài)，求地面對(duì)三棱柱支持力和摩擦力各為多少？AB隔離體法求得隔離體法求得f=mgtan f=mgtan 整體法求得整體法求得N=(M+m)gN=(M+m)g第24頁/共53頁15.15.如圖所示，兩只相同的均勻光滑小球置于半徑為如圖所示，兩只相同的均勻光滑小球置于半徑為R R的的圓柱形容器中，且小球的半徑圓柱形容器

22、中，且小球的半徑r r滿足滿足2 2r Rr R，則以下關(guān)于則以下關(guān)于A A、B B、C C、D D四點(diǎn)的彈力大小說法中正確的是四點(diǎn)的彈力大小說法中正確的是( )( )A AD D點(diǎn)的彈力可以大于、等于或小于小球的重力點(diǎn)的彈力可以大于、等于或小于小球的重力B BD D點(diǎn)的彈力等于點(diǎn)的彈力等于A A點(diǎn)的彈力點(diǎn)的彈力( (指大小指大小) )C CB B點(diǎn)的彈力恒等于一個(gè)小球重力的點(diǎn)的彈力恒等于一個(gè)小球重力的2 2倍倍D DC C點(diǎn)的彈力可以大于、等于或小于小球的重力點(diǎn)的彈力可以大于、等于或小于小球的重力 ABC第25頁/共53頁效果相同嗎？第26頁/共53頁在解答過程較為復(fù)雜的綜合題時(shí)，常常將整體

23、法與隔離法交叉地、聯(lián)合地使用或者叫做不拘一格靈活運(yùn)用，怎樣有利就怎樣用 第27頁/共53頁16.16.如圖所示，質(zhì)量為如圖所示，質(zhì)量為M M的木板懸掛在滑輪組下，上端由的木板懸掛在滑輪組下，上端由一根懸繩一根懸繩C C固定在橫梁下質(zhì)量為固定在橫梁下質(zhì)量為m m的人手拉住繩端，使的人手拉住繩端，使整個(gè)裝置保持在空間處于靜止?fàn)顟B(tài)求整個(gè)裝置保持在空間處于靜止?fàn)顟B(tài)求（1 1）懸繩）懸繩C C所受拉力多大？所受拉力多大？（2 2）人對(duì)木板的壓力）人對(duì)木板的壓力( (滑輪的質(zhì)量不計(jì)滑輪的質(zhì)量不計(jì)) ) 說明說明 本題能成立的條件是本題能成立的條件是3mM，即即mM/3這表明人的質(zhì)量不能太這表明人的質(zhì)量不能

24、太小小 思考思考 你覺得要實(shí)現(xiàn)本題的狀態(tài)必須要滿足什么條件你覺得要實(shí)現(xiàn)本題的狀態(tài)必須要滿足什么條件 ?(1)整體法求得拉力，整體法求得拉力，F(xiàn)=（m+M）g(2)對(duì)人：對(duì)人：N-mg-F1=0 F1=mg-N 對(duì)木板：對(duì)木板：N+Mg=F1+2F1=3(mg-N) N=(3mg-Mg)/4第28頁/共53頁17.如下圖所示，人重600 N，木板重400 N，人與木板、木板與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)皆為0.2，現(xiàn)在人用水平力拉繩，使他與木塊一起向右勻速運(yùn)動(dòng)，則（ ）A.人拉繩的力是200 N B.人拉繩的力是100 NC.人的腳給木塊的摩擦力向右 D.人的腳給木塊的摩擦力向左把人和木板看做是一個(gè)整體，這

25、個(gè)整體一起向右勻速運(yùn)動(dòng)，和外力為零。整體所受把人和木板看做是一個(gè)整體，這個(gè)整體一起向右勻速運(yùn)動(dòng)，和外力為零。整體所受的外力有，地面給的摩擦力，大小為的外力有，地面給的摩擦力，大小為200牛，還有牛，還有兩段繩子兩段繩子給的拉力。所以每根繩子給的拉力。所以每根繩子上面所承受的拉力是上面所承受的拉力是100牛。用隔離體法對(duì)木板進(jìn)行分析。木板受到向左的摩擦力大牛。用隔離體法對(duì)木板進(jìn)行分析。木板受到向左的摩擦力大小為小為200牛，受到向右的拉力為牛，受到向右的拉力為100牛，則還應(yīng)該受到人給木板的摩擦力方向向右，牛，則還應(yīng)該受到人給木板的摩擦力方向向右，大小也應(yīng)該是一百牛?；蛘咧苯訉?duì)人進(jìn)行受力分析，受

26、到向右的繩子拉力，還能保大小也應(yīng)該是一百牛?；蛘咧苯訉?duì)人進(jìn)行受力分析，受到向右的繩子拉力，還能保持勻速運(yùn)動(dòng)，必然會(huì)有向左的摩擦力來平衡，摩擦力是木板給的，所以人對(duì)木板的持勻速運(yùn)動(dòng)，必然會(huì)有向左的摩擦力來平衡，摩擦力是木板給的，所以人對(duì)木板的摩擦力方向應(yīng)該向右。摩擦力方向應(yīng)該向右。BC第29頁/共53頁18.如圖所示，測(cè)力計(jì)、繩子和滑輪的質(zhì)量都不計(jì)，摩擦不計(jì)，物體A重40N，物體B重10N，以下說法正確的是 （ ）A.地面對(duì)A的支持力是30N B.測(cè)力計(jì)示數(shù)20NC.物體A受到的合外力是30ND.測(cè)力計(jì)示數(shù)30NAB第30頁/共53頁19.19.在圖中有相同兩球放在固定的斜面上，并用一豎直擋在圖

27、中有相同兩球放在固定的斜面上，并用一豎直擋板板MNMN擋住，兩球的質(zhì)量均為擋住，兩球的質(zhì)量均為m m，斜面的傾角為斜面的傾角為，所有摩所有摩擦均不計(jì)（擦均不計(jì)（ ）BCD先用整體法分析擋板對(duì)先用整體法分析擋板對(duì)B球的彈力的大小。彈力的方向始球的彈力的大小。彈力的方向始終不變，兩球?qū)π泵娴膲毫﹄S著夾角終不變，兩球?qū)π泵娴膲毫﹄S著夾角的變化而變化。的變化而變化。 再用隔離體法對(duì)再用隔離體法對(duì)A進(jìn)行受力分析，隨著夾角的變化，進(jìn)行受力分析，隨著夾角的變化，B對(duì)對(duì)A的力以及的力以及A對(duì)斜面的力都在變化，但是這兩個(gè)力的夾角對(duì)斜面的力都在變化，但是這兩個(gè)力的夾角始終是九十度始終是九十度第31頁/共53頁20

28、. 20. 如圖，兩根直木棍如圖，兩根直木棍ABAB和和CDCD相互平行，斜靠在豎直墻相互平行，斜靠在豎直墻壁上固定不動(dòng)，一根水泥圓筒從木棍的上部勻速滑下壁上固定不動(dòng)，一根水泥圓筒從木棍的上部勻速滑下若保持兩木棍傾角不變，將兩棍間的距離減小后固定不若保持兩木棍傾角不變，將兩棍間的距離減小后固定不動(dòng)，仍將水泥圓筒放在兩木棍上部，則水泥圓筒在兩木動(dòng)，仍將水泥圓筒放在兩木棍上部，則水泥圓筒在兩木棍上將：棍上將：( )( )A A仍勻速滑下仍勻速滑下 B B加速滑下加速滑下 C C可能靜止可能靜止 D D一定靜止一定靜止重力方向，支持力方向，摩擦力方向都沒重力方向，支持力方向，摩擦力方向都沒有變，那么

29、所有力的大小也就都沒有變。有變，那么所有力的大小也就都沒有變。大家可能認(rèn)為隨著兩木棍間距離的變化，大家可能認(rèn)為隨著兩木棍間距離的變化，泥筒給木棍的壓力可能也會(huì)隨之變化，但泥筒給木棍的壓力可能也會(huì)隨之變化，但是，需要注意的是，木棍給泥筒豎直方向是，需要注意的是，木棍給泥筒豎直方向上的作用力始終沒有變化，永遠(yuǎn)都是等于上的作用力始終沒有變化，永遠(yuǎn)都是等于重力，變化的只是水平方向的分力。重力，變化的只是水平方向的分力。A第32頁/共53頁1 1、當(dāng)用隔離法時(shí)，必須按題目的需要進(jìn)行恰當(dāng)?shù)倪x擇、當(dāng)用隔離法時(shí)，必須按題目的需要進(jìn)行恰當(dāng)?shù)倪x擇隔離體，否則將增加運(yùn)算過程的繁瑣程度。隔離體，否則將增加運(yùn)算過程的繁

30、瑣程度。2 2、只要有可能，要盡量運(yùn)用整體法。因?yàn)檎w法的好處、只要有可能，要盡量運(yùn)用整體法。因?yàn)檎w法的好處是，各隔離體之間的許多未知力，都作為內(nèi)力而不出現(xiàn)是，各隔離體之間的許多未知力，都作為內(nèi)力而不出現(xiàn)，對(duì)整體列一個(gè)方程即可。，對(duì)整體列一個(gè)方程即可。3 3、用整體法解題時(shí)，必須滿足一個(gè)條件，即連結(jié)體各部、用整體法解題時(shí)，必須滿足一個(gè)條件，即連結(jié)體各部分都處于平衡態(tài)。如果不是這樣，便只能用隔離法求解分都處于平衡態(tài)。如果不是這樣，便只能用隔離法求解。4 4、往往是一道題中要求幾個(gè)量，所以更多的情況是整體、往往是一道題中要求幾個(gè)量，所以更多的情況是整體法和隔離法同時(shí)并用，這比單純用隔離法要簡(jiǎn)便。

31、法和隔離法同時(shí)并用，這比單純用隔離法要簡(jiǎn)便。 小小 結(jié)：結(jié)： 隔離法和整體法是解動(dòng)力學(xué)問題的基本方法。隔離法和整體法是解動(dòng)力學(xué)問題的基本方法。應(yīng)注意：應(yīng)注意：第33頁/共53頁動(dòng)態(tài)平衡問題的特征是指物體的加速度和動(dòng)態(tài)平衡問題的特征是指物體的加速度和速度始終為零。解決動(dòng)態(tài)平衡問題的方法一般速度始終為零。解決動(dòng)態(tài)平衡問題的方法一般采用解析法和圖解法。解析法是列平衡方程，采用解析法和圖解法。解析法是列平衡方程，找出各力之間的關(guān)系進(jìn)行判斷；圖解法是利用找出各力之間的關(guān)系進(jìn)行判斷；圖解法是利用平行四邊形定則或三角形定則，做出若干平衡平行四邊形定則或三角形定則，做出若干平衡狀態(tài)的示意圖，根據(jù)力的有向線段的

32、長度和角狀態(tài)的示意圖，根據(jù)力的有向線段的長度和角度的變化確定力的大小和方向的變化情況。度的變化確定力的大小和方向的變化情況。第34頁/共53頁例例1.1.用與豎直方向成用與豎直方向成角（角（4545）的傾斜輕繩）的傾斜輕繩a a和水平輕和水平輕繩繩b b共同固定一個(gè)小球，這時(shí)繩共同固定一個(gè)小球，這時(shí)繩b b的拉力為的拉力為F F1 1?，F(xiàn)保持小球在原。現(xiàn)保持小球在原位置不動(dòng)，使繩位置不動(dòng)，使繩b b在原豎直平面內(nèi)逆時(shí)轉(zhuǎn)過在原豎直平面內(nèi)逆時(shí)轉(zhuǎn)過角后固定，繩角后固定，繩b b的的拉力變?yōu)槔ψ優(yōu)镕 F2 2；再轉(zhuǎn)過；再轉(zhuǎn)過角固定，繩角固定，繩b b的拉力為的拉力為F F3 3，則（，則（ ）A A

33、F F1 1=F=F3 3FF2 2 B BF F1 1FF2 2FF3 3C CF F1 1=F=F3 3FFF2 2，選項(xiàng)，選項(xiàng)A A、D D正確正確第35頁/共53頁解法二：（圖解法）以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，解法二：（圖解法）以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，球受重力球受重力G G、繩、繩a a的拉力的拉力FaFa和繩和繩b b的拉力的拉力F Fb b，因?yàn)榍蚴冀K處于平衡狀態(tài)，故三個(gè)力的合因?yàn)榍蚴冀K處于平衡狀態(tài)，故三個(gè)力的合力始終為零，三力構(gòu)成封閉三角形，當(dāng)繩力始終為零，三力構(gòu)成封閉三角形，當(dāng)繩b b逆時(shí)針轉(zhuǎn)過逆時(shí)針轉(zhuǎn)過 、22角時(shí)，角時(shí)，F(xiàn) Fb b的方向也逆時(shí)針的方向也逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，做出動(dòng)態(tài)圖如圖所示，轉(zhuǎn)動(dòng)

34、，做出動(dòng)態(tài)圖如圖所示，F(xiàn) Fb b先減小后先減小后增大，由對(duì)稱性看出，增大，由對(duì)稱性看出，F(xiàn) F1 1=F=F3 3FF2 2，而，而FaFa一一直減小。故選項(xiàng)直減小。故選項(xiàng)A A、D D正確。正確。GFaF1FbF2F3第36頁/共53頁(2012慶陽模擬慶陽模擬)如圖所示，把球夾在豎直墻面如圖所示，把球夾在豎直墻面AC和木板和木板BC之間，不計(jì)摩擦，設(shè)球?qū)Φ膲毫橹g，不計(jì)摩擦，設(shè)球?qū)Φ膲毫镕N1，球?qū)Π宓膲毫?，球?qū)Π宓膲毫镕N2，在將板，在將板BC逐漸放至水平的過程中，下列說法中正確的逐漸放至水平的過程中，下列說法中正確的是是( )A.FN1增大，增大，F(xiàn)N2減小減小 B.FN

35、1減小，減小，F(xiàn)N2增大增大C.FN1增大，增大，F(xiàn)N2增大增大 D.FN1減小，減小，F(xiàn)N2減小減小第37頁/共53頁【解析解析】選選D.D.如圖所示，利用圖解法可知如圖所示，利用圖解法可知F FN1N1、F FN2N2都減小，都減小，故故D D正確正確. . 第38頁/共53頁(2012慶陽模擬慶陽模擬)如圖所示，把球夾在豎直墻面如圖所示，把球夾在豎直墻面AC和木板和木板BC之間，不計(jì)摩擦，設(shè)球?qū)Φ膲毫橹g，不計(jì)摩擦，設(shè)球?qū)Φ膲毫镕N1，球?qū)Π宓膲毫?，球?qū)Π宓膲毫镕N2，在將板，在將板BC逐漸放至水平的過程中，下列說法中正確的逐漸放至水平的過程中，下列說法中正確的是是( )A.

36、FN1增大，增大，F(xiàn)N2減小減小 B.FN1減小，減小，F(xiàn)N2增大增大C.FN1增大，增大，F(xiàn)N2增大增大 D.FN1減小，減小，F(xiàn)N2減小減小D第39頁/共53頁習(xí)習(xí).如圖如圖2410所示，用繩所示，用繩OA、OB和和OC吊著重物吊著重物P處處于靜止?fàn)顟B(tài)，其中繩于靜止?fàn)顟B(tài)，其中繩OA水平，繩水平，繩OB與水平方向成與水平方向成角角現(xiàn)用水平向右的力現(xiàn)用水平向右的力F緩慢地將重物緩慢地將重物P拉起，用拉起，用FA和和FB分別分別表示繩表示繩OA和繩和繩OB的張力，則的張力，則()AFA、FB、F均增大均增大 BFA增大，增大，F(xiàn)B不變，不變，F(xiàn)增大增大CFA不變，不變，F(xiàn)B減小，減小，F(xiàn)增大增大

37、 DFA增大，增大，F(xiàn)B減小，減小，F(xiàn)減小減小圖2410解析：把解析：把OA、OB和和OC三根繩和重物三根繩和重物P看作一個(gè)整體，整體受到重力看作一個(gè)整體，整體受到重力mg，A點(diǎn)的拉力點(diǎn)的拉力FA，方向沿著，方向沿著OA繩水平向左，繩水平向左，B點(diǎn)的拉力點(diǎn)的拉力FB，方向沿著，方向沿著OB繩斜向右繩斜向右上方，水平向右的拉力上方，水平向右的拉力F而處于平衡狀態(tài)，有：而處于平衡狀態(tài)，有：FAFFBcos ，F(xiàn)Bsin mg，因?yàn)椋驗(yàn)椴蛔?，所以不變，所以FB不變?cè)僖圆蛔冊(cè)僖設(shè)點(diǎn)進(jìn)行研究，點(diǎn)進(jìn)行研究，O點(diǎn)受到點(diǎn)受到OA繩的拉力，繩的拉力，方向不變，沿著方向不變，沿著OA繩水平向左，繩水平向左，OB

38、繩的拉力，大小和方向都不變，繩的拉力，大小和方向都不變，OC繩的繩的拉力，大小和方向都可以變化，拉力，大小和方向都可以變化，O點(diǎn)處于平衡狀態(tài)，因此這三個(gè)力構(gòu)成一個(gè)封點(diǎn)處于平衡狀態(tài)，因此這三個(gè)力構(gòu)成一個(gè)封閉的矢量三角形閉的矢量三角形(如圖如圖)，剛開始，剛開始FC由豎直方向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到圖中的虛線位置，由豎直方向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到圖中的虛線位置，因此因此FA和和FC同時(shí)增大，又同時(shí)增大，又FAFFBcos ，F(xiàn)B不變，所以不變，所以F增大，所以增大，所以B正確正確B第40頁/共53頁例例2 2如圖所示，固定在水平面上的光滑半球如圖所示，固定在水平面上的光滑半球，球心，球心O O的正上方固定一個(gè)小定滑輪，

39、細(xì)繩一的正上方固定一個(gè)小定滑輪，細(xì)繩一端拴一小球，小球置于半球面上的端拴一小球，小球置于半球面上的A A點(diǎn)，另一點(diǎn)，另一端繞過定滑輪。今緩慢拉繩使小球從端繞過定滑輪。今緩慢拉繩使小球從A A點(diǎn)滑到點(diǎn)滑到半球頂點(diǎn)，則此過程中，小球?qū)Π肭虻膲毫Π肭蝽旤c(diǎn)，則此過程中，小球?qū)Π肭虻膲毫 FN N及細(xì)繩的拉力及細(xì)繩的拉力F FT T大小變化情況是（大小變化情況是（ ）A AF FN N變大，變大，F(xiàn) FT T變大變大 B BF FN N變小，變小，F(xiàn) FT T變大變大C CF FN N不變，不變，F(xiàn) FT T變小變小 D DF FN N變大，變大，F(xiàn) FT T變小變小解析：小球每一時(shí)刻都處于平衡狀態(tài)，

40、作出解析：小球每一時(shí)刻都處于平衡狀態(tài)，作出小球的受力分析示意圖，根據(jù)平衡條件，由小球的受力分析示意圖，根據(jù)平衡條件，由矢量三角形和幾何三角形相似，可得矢量三角形和幾何三角形相似，可得FNFTGORhhRGlFRFTNhRGRFNhRGlFT。第41頁/共53頁例例3 3如圖，在具有水平轉(zhuǎn)軸如圖，在具有水平轉(zhuǎn)軸O O的圓柱體的圓柱體A A點(diǎn)放一重物點(diǎn)放一重物P P，圓柱體緩慢地勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，圓柱體緩慢地勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，P P隨圓柱體從隨圓柱體從A A轉(zhuǎn)至轉(zhuǎn)至A A 的過程中與圓柱體始終保持相對(duì)靜止，則的過程中與圓柱體始終保持相對(duì)靜止，則P P受到的摩受到的摩擦力擦力F Ff f的大小變化情況，下列各圖中正

41、確的是的大小變化情況，下列各圖中正確的是 （ ）OAAPFfFfFfFfttttA B C D第42頁/共53頁2、極值問題：平衡物體的極值，一般指在力的變化、極值問題：平衡物體的極值，一般指在力的變化過程中的最大值和最小值問題。解決這類問題的方法常用解過程中的最大值和最小值問題。解決這類問題的方法常用解析法，即根據(jù)物體的平衡條件列出方程，在解方程時(shí)，采用析法，即根據(jù)物體的平衡條件列出方程，在解方程時(shí)，采用數(shù)學(xué)知識(shí)求極值或者根據(jù)物理臨界條件求極值。另外，圖解數(shù)學(xué)知識(shí)求極值或者根據(jù)物理臨界條件求極值。另外，圖解法也是常用的一種方法，即根據(jù)物體的平衡條件作出力的矢法也是常用的一種方法，即根據(jù)物體的

42、平衡條件作出力的矢量圖，畫出平行四邊形或者矢量三角形進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，確定量圖，畫出平行四邊形或者矢量三角形進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，確定最大值或最小值。最大值或最小值。 1、臨界問題：當(dāng)某物理量變化時(shí)，會(huì)引起其他幾個(gè)物、臨界問題：當(dāng)某物理量變化時(shí)，會(huì)引起其他幾個(gè)物理量的變化，從而使物體所處的平衡狀態(tài)理量的變化，從而使物體所處的平衡狀態(tài)“恰好出現(xiàn)恰好出現(xiàn)”或或“恰好不出現(xiàn)恰好不出現(xiàn)”，在問題的描述中常用，在問題的描述中常用“剛好剛好”、“剛能剛能”、“恰好恰好”等語言敘述。解決這類問題的基本方法是假設(shè)推理等語言敘述。解決這類問題的基本方法是假設(shè)推理法，即先假設(shè)某種情況成立，然后再根據(jù)平衡條件及有關(guān)知法，即先假

43、設(shè)某種情況成立，然后再根據(jù)平衡條件及有關(guān)知識(shí)進(jìn)行論證、求解。識(shí)進(jìn)行論證、求解。第43頁/共53頁例例1.1.如圖所示，一根輕繩上端固定在如圖所示，一根輕繩上端固定在O O點(diǎn)，下端拴一個(gè)重為點(diǎn)，下端拴一個(gè)重為G G的的鋼球鋼球A A，球處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)對(duì)球施加一個(gè)方向向右的外力，球處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)對(duì)球施加一個(gè)方向向右的外力F F，使球緩慢偏移，在移動(dòng)中的每一刻，都可以認(rèn)為球處于平衡狀使球緩慢偏移，在移動(dòng)中的每一刻，都可以認(rèn)為球處于平衡狀態(tài)，如果外力態(tài)，如果外力F F方向始終水平，最大值為方向始終水平，最大值為2G2G，試求：（，試求：（1 1）輕繩）輕繩張力張力T T的大小取值范圍；（的大小取值范圍

44、；（2 2）在乙圖中畫出輕繩張力與）在乙圖中畫出輕繩張力與coscos的關(guān)系圖象的關(guān)系圖象T T乙乙O Ocoscos O O甲甲F FF F解：（解：（1 1）當(dāng)水平拉力）當(dāng)水平拉力F=0F=0時(shí)輕時(shí)輕繩處于豎直位置，繩子張力最小繩處于豎直位置，繩子張力最小當(dāng)水平拉力當(dāng)水平拉力F=2GF=2G時(shí)，繩子張力最大時(shí)，繩子張力最大 . .GTminGGGT5)2(22max因此輕繩的張力范圍是因此輕繩的張力范圍是GTG5（2 2）cosGT 第44頁/共53頁 “極限法極限法”求解臨界問題求解臨界問題【例證例證3】物體物體A的質(zhì)量為的質(zhì)量為2 kg，兩根輕細(xì)繩，兩根輕細(xì)繩b和和c的一端連接于豎直墻

45、上，另一端系于物體的一端連接于豎直墻上，另一端系于物體A上，在物體上，在物體A上另施加一個(gè)方向與水平線成上另施加一個(gè)方向與水平線成角的拉力角的拉力F，相關(guān)幾何關(guān)系如圖所示，相關(guān)幾何關(guān)系如圖所示，=60.若要使兩繩都能伸直，求拉力若要使兩繩都能伸直，求拉力F的大的大小范圍小范圍.(g取取10 m/s2)【解題指南解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意要使解答本題時(shí)應(yīng)注意要使兩繩都能伸直，必須保證兩繩的拉力兩繩都能伸直，必須保證兩繩的拉力都大于或等于零，進(jìn)而根據(jù)平衡條件都大于或等于零，進(jìn)而根據(jù)平衡條件，正交分解求出，正交分解求出F F的極值的極值. .第45頁/共53頁【解答解答】c c繩剛好伸直時(shí)，拉力繩剛好伸直時(shí)，拉力F F最小，物體最小，物體A A受力如圖所示：受力如圖所示：解法一：采用極限法：解法一：采用極限法： F較小時(shí)較小時(shí),Fc=0，F(xiàn)較大時(shí)，較大時(shí)， 拉力拉力Fb=0。列方程求解。列方程求解由平衡條件得：由平衡條件得：F Fminminsin+Fsin+Fb bsin-