高一物理 力專題提升 專題04 整體、隔離法在平衡問題中的應(yīng)用

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE1學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE專題04整體、隔離法在平衡問題中的應(yīng)用【專題概述】1.方法:整體法和隔離法選擇研究對象是解決物理問題的首要環(huán)節(jié)．若一個系統(tǒng)中涉及兩個或者兩個以上物體的平衡問題，在選取研究對象時,要靈活運(yùn)用整體法和隔離法．對于多物體問題，如果不求物體間的相互作用力，我們優(yōu)先采用整體法，這樣涉及的研究對象少，未知量少,方程少,求解簡便;很多情況下,通常采用整體法和隔離法相結(jié)合的方法．方法整體法隔離法概念將加速度相同的幾個相互關(guān)聯(lián)的物體作為一個整體進(jìn)行分析的方法將所研究的對象從周圍的物體中分離出來進(jìn)行分析的方法選用原則研究系統(tǒng)外的物體對系統(tǒng)整體的作用力或系統(tǒng)整體的加速度研究系統(tǒng)內(nèi)部各物體之間的相互作用力注意問題受力分析時不考慮系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的相互作用力一般情況下隔離受力較少的物體應(yīng)注意的四個問題．①不要把研究對象所受的力與研究對象對其他物體的作用力混淆,分清施力物體,受力物體．②對于分析出的物體受到的每一個力，都必須明確其來源,即每一個力都應(yīng)找出其施力物體，不能無中生有③區(qū)分合力與分力．研究對象的受力圖,通常只畫出物體實(shí)際受到的力，不要把按效果命名的分力或合力分析進(jìn)去，受力圖完成后再進(jìn)行力的合成或分解．④區(qū)分內(nèi)力與外力:對幾個物體的整體進(jìn)行受力分析時，這幾個物體間的作用力為內(nèi)力，不能在受力圖中出現(xiàn)；當(dāng)把某一物體單獨(dú)隔離分析時,內(nèi)力變成外力,要在受力分析圖中畫出．2.受力分析的一般步驟【典例精講】第一類題:兩個物體，其中一個處于靜止?fàn)顟B(tài)，另外一個處于運(yùn)動狀態(tài),那么我們在做題的過程中既可以用整體法也可以用隔離法【典例1】如圖所示，放置在水平地面上的質(zhì)量為M的直角劈上有一個質(zhì)量為m的物體，若物體在直角劈上勻速下滑，直角劈仍保持靜止,那么下列說法正確的是A．直角劈對地面的壓力等于(M＋m)gB．直角劈對地面的壓力大于（M＋m)gC．地面對直角劈沒有摩擦力D．地面對直角劈有向左的摩擦力【答案】AC【解析】解法一隔離法【典例2】如下圖所示，A、B兩物體疊放在水平地面上,已知A、B的質(zhì)量分別為mA＝10kg，mB＝20kg，A與B之間、B與地面之間的動摩擦因數(shù)均為μ＝0.5。一輕繩一端系住物體A，另一端系于墻上,繩與豎直方向的夾角為37°，今欲用外力將物體B勻速向右拉出,求所加水平力F的大?。╯in37°＝0.6，cos37°＝0.8，取g＝10m/s2)【答案】160N【解析】分析A、B的受力如圖所示，建立直角坐標(biāo)系．第二類題：兩個物體,都處于靜止?fàn)顟B(tài)，在解題的過程中可以用整體隔離法【典例3】如圖所示,位于豎直側(cè)面的物體A的質(zhì)量mA＝0。2kg，放在水平面上的物體B的質(zhì)量mB＝1。0kg，繩和滑輪間的摩擦不計，且繩的OB部分水平,OA部分豎直，A和B恰好一起勻速運(yùn)動，取g＝10m/s2.(1)求物體B與水平面間的動摩擦因數(shù)；（2）如果用水平力F向左拉物體B,使物體A和B做勻速運(yùn)動需多大的拉力？審題突破：（1）請分別畫出物體A、B的受力分析圖．(2)用力F向左勻速拉B時，B受到的繩的拉力和摩擦力如何變化？提示:因用力F向左勻速拉B，故A、B仍受力平衡，繩拉力大小不變，摩擦力大小也不變,但方向由水平向左變成水平向右．【答案】（1)0.2（2）4N均不變，對物體B由平衡條件得:F－T－μFN＝0.解得:F＝4N?！镜淅?】如圖所示，小球被輕質(zhì)細(xì)繩系住斜吊著放在靜止的光滑斜面上,設(shè)小球質(zhì)量m＝1kg，斜面傾角α＝30°，細(xì)繩與豎直方向夾角θ＝30°，光滑斜面體的質(zhì)量M＝3kg，置于粗糙水平面上(g取10m/s2）。求：（1）細(xì)繩對小球拉力的大小；(2)地面對斜面體的摩擦力的大小和方向．【答案】（1）5.77N（2）2。89N方向水平向左【解析】（1）以小球?yàn)檠芯繉ο笫芰Ψ治鋈鐖D甲所示．FN＝T，Tcos30°＝mg得T＝＝3N＝N＝5。77N.(2）以小球和斜面整體為研究對象受力分析如圖乙所示，因?yàn)橄到y(tǒng)靜止，所以f＝Tsin30°＝×N＝N＝2.89N，方向水平向左．第三類:兩個物體都是勻速狀態(tài)，可以采用整體、隔離法解題【典例5】如圖所示，質(zhì)量為m的木塊A放在斜面體B上，現(xiàn)用水平向右的恒力F作用在斜面體B上，若A和B沿水平方向以相同的速度一起向右做勻速直線運(yùn)動,則A和B之間的相互作用力的大小與木塊A對斜面體B的摩擦力大小分別為（）A．mg,mgsinθ B．mg,mgcosθC．mgcosθ，mgsinθ D．mgtanθ，0【答案】A【典例6】如圖所示,A、B兩個物體疊放在一起，放于斜面C上，物體B的上表面水平，現(xiàn)三者在水平外力F的作用下一起向左做勻速直線運(yùn)動，下列說法正確的是（)A．物體A可能受到3個力的作用B．物體B可能受到3個力的作用C．物體C對物體B的作用力豎直向上D．物體C和物體B之間可能沒有摩擦力【答案】C【總結(jié)提升】方法點(diǎn)竅當(dāng)我們做題時，發(fā)現(xiàn)對象不止一個的時候，就要考慮應(yīng)該用什么方法解題,可以用先整體，在隔離,也可以用隔離在隔離、也可以用先隔離在整體、具體采用什么方法解題，就要看怎么樣解題比較方便了、并且在運(yùn)用整體法時,可以去除系統(tǒng)的內(nèi)力，只對系統(tǒng)的外力進(jìn)行受力分析,這樣可以避免多力，使問題簡單化．強(qiáng)調(diào)注意：在受力分析時,若不能確定某力是否存在，可先對其作出存在的假設(shè)，然后分析該力存在對物體運(yùn)動狀態(tài)的影響來判斷該力是否存在．【專練提升】1、如圖所示,位于傾角為θ的斜面上的物塊B由跨過定滑輪的輕繩與物塊A相連．從滑輪到A與B的兩段繩都與斜面平行．已知A與B之間及B與斜面之間均不光滑，若用一沿斜面向下的力F拉B并使它做勻速直線運(yùn)動,則B受力的個數(shù)為（）A．4個 B．5個C．6個 D．7個【答案】D【解析】對B進(jìn)行受力分析,它受重力、斜面的支持力、拉力F、細(xì)繩沿斜面向上的拉力、物塊A對B的壓力、物塊A與B之間的滑動摩擦力、B與斜面間的滑動摩擦力,因此B共受7個力作用2．如圖所示，傾斜天花板平面與豎直方向夾角為θ,推力垂直天花板平面作用在木塊上，使其處于靜止?fàn)顟B(tài)，則（）A．木塊一定受到三個力的作用B．天花板對木塊的彈力FN〉FC．木塊受到的靜摩擦力等于mgcosθD．木塊受到的靜摩擦力等于mg/cosθ【答案】C3、如圖所示,水平固定且傾角為30°的光滑斜面上有兩個質(zhì)量均為m的小球A、B,它們用勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧連接，現(xiàn)對B施加一水平向左的推力F使A、B均靜止在斜面上，此時彈簧的長度為l,則彈簧原長和推力F的大小分別為(）A．l＋，mg B．l－，mgC．l＋，2mg D．l－，2mg【答案】B?！窘馕觥恳訟、B整體為研究對象，則Fcos30°＝2mgsin30°，得F＝mg；隔離A有kx＝mgsin30°，得彈簧原長為l－x＝l－.故B正確．4．四個半徑為r的勻質(zhì)球在光滑的水平面上堆成錐形，如圖所示．下面的三個球A、B、C用繩縛住,繩與三個球心在同一水平面內(nèi)，D球放在三球上方處于靜止?fàn)顟B(tài)，如果四個球的質(zhì)量均為m，則D球?qū)、B、C三球的壓力均為()A．mg B。mgC.mg D.mg【答案】D.5、如圖所示放在水平地面上的物體P的重量為GP＝10N，與P相連的細(xì)線通過光滑的滑輪掛了一個重物Q拉住物體P，重物Q的重量為GQ＝