高一物理-必修1-相互作用-受力分析-整體法與隔離法

1、n在求解連接體問題時(shí)常常用到整體法與隔離法所謂“連接體”問題，是指運(yùn)動(dòng)中的幾個(gè)物體或上下疊放在一起、或前后擠靠在一起、或通過細(xì)繩、輕桿、輕彈簧連在一起、或由間接的場力(如萬有引力、電場力、磁場力)作用在一起的物體組n整體法是指當(dāng)連接體內(nèi)的物體之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)(即有共同加速度)時(shí)，可把此物體組作為一個(gè)整體對(duì)象考慮，分析其受力情況，整體運(yùn)用牛頓第二定律列式求解(當(dāng)然，當(dāng)連接體內(nèi)的物體之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，仍可整體運(yùn)用牛頓第二定律求解)隔離法是指在求解連接體內(nèi)各個(gè)物體之間的相互作用力(如相互間的壓力或相互間的摩擦力等)時(shí)，可以把其中一個(gè)物體從連接體中“單獨(dú)”隔離出來，進(jìn)行受力分析的方法n整體法與隔離法在

2、較為復(fù)雜的問題中常常需要有機(jī)地結(jié)合起來聯(lián)合、交叉運(yùn)用，這將會(huì)更快捷有效n答案：Bn小結(jié)：若系統(tǒng)內(nèi)各物體的加速度相同，解題時(shí)可先用整體法求加速度，后用隔離法求物體間相互作用力n變式訓(xùn)練1質(zhì)量分別為m1、m2、m3、m4的四個(gè)物體彼此用輕繩連接，放在光滑的桌面上，拉力F1、F2分別水平地加在m1、m4上，如圖所示求物體系的加速度a和連接m2、m3輕繩的張力T.(F1F2)n答案：見解析n例2如右圖所示，質(zhì)量為m的物塊放在傾角為的斜面上，斜面體的質(zhì)量為M，斜面與物塊無摩擦，地面光滑，現(xiàn)對(duì)斜面施一個(gè)水平推力F，要使物體相對(duì)斜面靜止，力F應(yīng)多大？n答案：(mM)gtan.n解析：二物體無相對(duì)滑動(dòng)，說明二

3、物體加速度相同，方向水平n先選擇物塊為研究對(duì)象，受兩個(gè)力，重力mg、支持力FN、且二力合力方向水平向左，如下圖所示，n由圖可得：mamgtannagtann再選整體為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律F(mM)a(mM)gtan.n規(guī)律總結(jié)：要使物體與斜面保持相對(duì)靜止，即相對(duì)斜面不上滑也不下滑，加速度就應(yīng)水平這是一種臨界狀態(tài)，考慮一下，當(dāng)F大于(mM)gtan或小于(mM)gtan時(shí)，物塊相對(duì)斜面將怎樣運(yùn)動(dòng)？n變式訓(xùn)練2如右圖所示一只質(zhì)量為m的貓，抓住用繩吊在天花板上的質(zhì)量為M的垂直桿子當(dāng)懸繩突然斷裂時(shí)，小貓急速沿桿豎直向上爬，以保持它離地面的高度不變則桿下降的加速度為()n例3將質(zhì)量為m的小球用輕質(zhì)

4、細(xì)繩拴在質(zhì)量為M的傾角為的楔形木塊B上，如右圖所示已知B的傾斜面光滑，底面與水平地面之間的摩擦因數(shù)為.n(1)若對(duì)B施加向右的水平拉力，使B向右運(yùn)動(dòng)，而A不離開B的斜面，這個(gè)拉力不得超過多少？n(2)若對(duì)B施以向左的水平推力，使B向左運(yùn)動(dòng)，而A不致在B上移動(dòng)，這個(gè)推力不得超過多少？n n解析：這是一道有臨界狀態(tài)的問題的題，(1)若拉力F太大，B的加速度大，使A脫離，當(dāng)恰好不脫離時(shí)拉力為F1則有圖(1)n圖(1) n對(duì)小球：mgcotman圖(2) n規(guī)律總結(jié)：某種物理現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為另一種物理現(xiàn)象的轉(zhuǎn)折狀態(tài)叫做臨界狀態(tài)臨界狀態(tài)又可理解為“恰好出現(xiàn)”與“恰好不出現(xiàn)”的交界狀態(tài)n處理臨界狀態(tài)的基本方法和

5、步驟是：n分析兩種物理現(xiàn)象及其與臨界值相關(guān)的條件：n用假設(shè)法求出臨界值；n比較所給條件與臨界值的關(guān)系，確定物理現(xiàn)象，然后求解n變式訓(xùn)練3如右圖所示，在勁度系數(shù)為k的彈簧下端掛一質(zhì)量為m的物體，物體下有一托盤，用托盤托著物體使彈簧恰好處于原長，然后使托盤以加速度a豎直向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)(ag)，試求托盤向下運(yùn)動(dòng)多長時(shí)間能與物體脫離？n解析：在物體與托盤脫離前，物體受重力，彈簧拉力和托盤支持力的作用，隨著托盤向下運(yùn)動(dòng)，彈簧的拉力增大，托盤支持力減小，但仍維持合外力不變，加速度不變，物體隨托盤一起向下勻加速運(yùn)動(dòng)當(dāng)托盤運(yùn)動(dòng)至使支持力為零后，彈簧拉力的增大將使物體的加速度開始小于a，物體與托盤脫離，所

6、以物體與托盤脫離的條件是支持力FN0，設(shè)此時(shí)彈簧伸長了x，物體隨托盤一起運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，由牛頓第二定律得n1如圖所示，光滑水平面上放置質(zhì)量分別是為m,2m的A、B兩個(gè)物體，A、B間的最大靜摩擦力為mg，現(xiàn)用水平拉力F拉B、使A、B以同一加速度運(yùn)動(dòng)，則拉力F的最大值為 ()nAmg B2mgnC3mg D4mgn答案：Cn2如右圖所示，跨過定滑輪的細(xì)繩的一端掛一吊板，另一端被吊板上的人拉住，已知人的質(zhì)量為70kg，吊板的質(zhì)量為10kg，繩及定滑輪的質(zhì)量、滑輪的摩擦均可不計(jì)，取重力加速度g10m/s2.當(dāng)人以440N的力拉繩時(shí)，人與吊板的加速度和人對(duì)吊板的壓力分別為多少？n答案：a1.0m/s2FN330Nn解析：以人和吊板組成的整體為研究對(duì)象，人以440N的力拉繩時(shí)，該整體受到兩個(gè)向上的拉力均為440N，受到重力的大小為700100800(N)，其合力為88080080(N)，由牛頓第二定律Fma得a1.0m/s2.n再以人為研究對(duì)象，人受到重力