高考物理專題講座：整體法與隔離法1.ppt

高考物理專題講座 整體法與隔離法 一 牛頓運(yùn)動(dòng)定律解連接體問(wèn)題 一 整體法與隔離法在實(shí)際問(wèn)題中 常常遇到幾個(gè)相互聯(lián)系的 在外力作用下一起運(yùn)動(dòng)的物體系 因此 在解決此類問(wèn)題時(shí) 必然涉及選擇哪個(gè)物體為研究對(duì)象的問(wèn)題 二 內(nèi)力和外力1 系統(tǒng) 相互作用的物體稱為系統(tǒng) 系統(tǒng)由兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體組成 2 系統(tǒng)內(nèi)部物體間的相互作用力叫內(nèi)力 系統(tǒng)外部物體對(duì)系統(tǒng)內(nèi)物體的作用力叫外力 知識(shí)梳理 三 系統(tǒng)牛頓第二定律牛頓第二定律不僅對(duì)單個(gè)質(zhì)點(diǎn)適用 對(duì)系統(tǒng)也適用 并且有時(shí)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)用牛頓第二定律要比逐個(gè)對(duì)單個(gè)物體運(yùn)用牛頓第二定律解題要簡(jiǎn)便許多 可以省去一些中間環(huán)節(jié) 大大提高解題速度和減少錯(cuò)誤的發(fā)生 對(duì)系統(tǒng)運(yùn)用牛頓第二定律的表達(dá)式為 即系統(tǒng)受到的合外力 系統(tǒng)以外的物體對(duì)系統(tǒng)內(nèi)物體作用力的合力 等于系統(tǒng)內(nèi)各物體的質(zhì)量與其加速度乘積的矢量和 若系統(tǒng)內(nèi)物體具有相同的加速度 表達(dá)式為 四 整體法與隔離法的綜合應(yīng)用實(shí)際上 不少問(wèn)題既可用 整體法 也可用 隔離法 解 也有不少問(wèn)題則需要交替應(yīng)用 整體法 與 隔離法 因此 方法的選用也應(yīng)視具體問(wèn)題而定 1 求內(nèi)力 先整體求加速度 后隔離求內(nèi)力 2 求外力 先隔離求加速度 后整體求外力 例1 相同材料的物塊m和m用輕繩連接 在m上施加恒力f 使兩物塊作勻加速直線運(yùn)動(dòng) 求在下列各種情況下繩中張力 1 地面光滑 t 2 地面粗糙 t 解 1 由牛頓第二定律 對(duì)整體可得 f m m a隔離m可得 t ma聯(lián)立解得 t mf m m 2 由牛頓第二定律 對(duì)整體可得 f m m g m m a隔離m可得 t mg ma聯(lián)立解得 t mf m m 例題分析 t t f 3 豎直加速上升 t 4 斜面光滑 加速上升 t 解 由牛頓第二定律 對(duì)整體可得 f m m g m m a隔離m可得 t mg ma聯(lián)立解得 t mf m m 解 由牛頓第二定律 對(duì)整體可得 f m m gsin m m a隔離m可得 t mgsin ma聯(lián)立解得 t mf m m 總結(jié) 無(wú)論m m質(zhì)量大小關(guān)系如何 無(wú)論接觸面是否光滑 無(wú)論在水平面 斜面或豎直面內(nèi)運(yùn)動(dòng) 細(xì)線上的張力大小不變 動(dòng)力分配原則 兩個(gè)直接接觸或通過(guò)細(xì)線相連的物體在外力的作用下以共同的加速度運(yùn)動(dòng)時(shí) 各個(gè)物體分得的動(dòng)力與自身的質(zhì)量成正比 與兩物體的總質(zhì)量成反比 條件 加速度相同 接觸面相同 同步練習(xí) 1 如圖所示 質(zhì)量分別為ma mb的a b兩物塊用輕線連接放在傾角為 的斜面上 用始終平行于斜面向上的拉力f拉a 使它們沿斜面勻加速上升 a b與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為 為了增加輕線上的張力 可行的辦法是 a 減小a物的質(zhì)量b 增大b物的質(zhì)量c 增大傾角 d 增大動(dòng)摩擦因數(shù) 答案 ab 2 如圖所示 彈簧秤外殼質(zhì)量為m0 彈簧及掛鉤的質(zhì)量忽略不計(jì) 掛鉤吊著一重物質(zhì)量為m 現(xiàn)用一方向豎直向上的外力f拉著彈簧秤 使其向上做勻加速運(yùn)動(dòng) 則彈簧秤的讀數(shù)為 a mgb c d 答案 c 3 光滑水平桌面上有一鏈條 共有 p q 個(gè)環(huán) 每個(gè)環(huán)的質(zhì)量均為m 鏈條右端受到一水平拉力f 如右圖所示 則從右向左數(shù) 第p環(huán)對(duì)第 p 1 環(huán)的拉力是a fb p 1 fc qf p q d pf p q 答案 c 例2 2004年全國(guó) 如圖所示 兩個(gè)用輕線相連的位于光滑水平面上的物塊 質(zhì)量分別為m1 和m2 拉力f1和f2方向相反 與輕線沿同一水平直線 且f1 f2 試求在兩個(gè)物塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中輕線的拉力t 解析 設(shè)兩物塊一起運(yùn)動(dòng)的加速度為a 則有f1 f2 m1 m2 a 根據(jù)牛頓第二定律 對(duì)質(zhì)量為m1的物塊有f1 t m1a 由 兩式得 總結(jié) 1 若m1 m2 則拉力t f1 f2 22 若f1 f2 則拉力t f1 f23 若f1 f2方向相同 則拉力t m2f1 m1f2 m1 m2 t 同步練習(xí) 4 如圖所示 在光滑的水平地面上 有兩個(gè)質(zhì)量相等的物體 中間用勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧相連 在外力作用下運(yùn)動(dòng) 已知f1 f2 當(dāng)運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí) 彈簧的伸長(zhǎng)量為 a f1 f2 kb f1 f2 2kc f1 f2 2kd f1 f2 k 答案 c 例3 2002年廣西物理 跨過(guò)定滑輪的繩的一端掛一吊板 另一端被吊板上的人拉住 如圖所示 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 滑輪的摩擦均可忽略不計(jì) 取重力加速度g 10m s2 當(dāng)人以440n的力拉繩時(shí) 人與吊板的加速度a和人對(duì)吊板的壓力f分別為 a a 1 0m s2 f 260nb a 1 0m s2 f 330nc a 3 0m s2 f 110nd a 3 0m s2 f 50n 解析 根據(jù)牛頓第二定律 對(duì)人和吊板整體有2t m1 m2 g m1 m2 a可解得 a 1 0m s2隔離人有 t f m1g m1a解得 f 330n由牛頓第三定律知 人對(duì)吊板的壓力f 330n m1 m2 g t t m1g t f 同步練習(xí) 6 09年安徽卷 在2008年北京殘奧會(huì)開(kāi)幕式上 運(yùn)動(dòng)員手拉繩索向上攀登 最終點(diǎn)燃了主火炬 體現(xiàn)了殘疾運(yùn)動(dòng)員堅(jiān)忍不拔的意志和自強(qiáng)不息的精神 為了探究上升過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員與繩索和吊椅間的作用 可將過(guò)程簡(jiǎn)化 一根不可伸縮的輕繩跨過(guò)輕質(zhì)的定滑輪 一端掛一吊椅 另一端被坐在吊椅上的運(yùn)動(dòng)員拉住 如圖所示 設(shè)運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為65kg 吊椅的質(zhì)量為15kg 不計(jì)定滑輪與繩子間的摩擦 重力加速度取g 10m s2 當(dāng)運(yùn)動(dòng)員與吊椅一起正以加速度a 1m s2上升時(shí) 試求 1 運(yùn)動(dòng)員豎直向下拉繩的力 2 運(yùn)動(dòng)員對(duì)吊椅的壓力 解析 1 設(shè)運(yùn)動(dòng)員受到繩向上的拉力為f 由于跨過(guò)定滑輪的兩段繩子拉力相等 吊椅受到繩的拉力也是f 對(duì)運(yùn)動(dòng)員和吊椅整體進(jìn)行受力分析如圖所示 則有 2f m人 m