專題二 整體、隔離法求解連接體問題.doc

無錫市第一女子中學(xué)2006年高一物理專題訓(xùn)練專題二 整體、隔離法求解連接體問題兩個（或兩個以上）物體組成的連接體，它們之間連接的紐帶是 ，高中階段只求 相同的問題。 學(xué)會對連接體的受力分析，分清內(nèi)力和外力【例題】如圖所示，a、b、c三塊木塊疊放在光滑的水平面上，在b上施加水平向右的恒力，使其做加速運動，運動中三木塊保持相對靜止，則（ ）acbFAc對a的摩擦力方向向右Bb對a的摩擦力方向向右Cb受到的摩擦力比c受到的摩擦力大Db受到的摩擦力與c受到的摩擦力反向一 求內(nèi)力：先整體后隔離在連接體內(nèi)，各物體具有相同的加速度，所以，可以把連接體當(dāng)成一個整體，分析它所受的外力，利用牛頓第二定律求出加速度。再把某物體隔離，對該物體單獨進行受力分析，再一次利用牛頓第二定律進行列式求解?！纠?】如圖所示，光滑水平面上，AB兩物體在水平恒力、作用下運動。已知，則A施于B的作用力的大小是多少？【例1引申】若水平面粗糙，A、B是同種材料制成的，在推力F1、F2的作用下運動，物體A對物體B的作用力又為多大？思路點撥 此題設(shè)置的物理情景及所運用的物理規(guī)律都很簡單，第一種情景與第二種情景的區(qū)別是：第一種情景無摩擦，A和B一起肯定勻加速運動，而第二種情景則有摩擦，A和B一起可能勻速運動，也可能勻加速運動可用整體法求出A、B共同運動的加速度，用隔離法求出它們之間的相互作用力內(nèi)力正確解答 （1）地面光滑時，以A、B系統(tǒng)為研究對象，由牛頓第二定律，有F1-F2=(m1+m2)a1 以B為研究對象，B受到A水平向右推力FN1，由牛頓第二定律，有FN1-F2=m2a1 、聯(lián)立求解得（2）當(dāng)?shù)孛娲植跁r，若A、B一起勻速運動，對A、B組成的系統(tǒng)，有 F1-F2-(m1+m2) g=0 以B為研究對象，設(shè)A對B水平向右的推力為FN2，有 FN2-F2-m2g=0、聯(lián)立求解得若A、B一起加速運動，由牛頓第二定律，有F1-F2-(m1+m2) g =(m1+m2)a2 以A為研究對象，設(shè)B對A水平向左的推力為FN3，由牛頓第二定律有 F1-FN3-m1 g= m1a2 、聯(lián)立求解得誤點警示 因為A、B是同種材料制成的，它們與水平面的動摩擦因數(shù)相同，才有上述結(jié)論，若A、B與水平面間的動摩擦因數(shù)不同，則A、B間的相互作用力還與動摩擦因數(shù)有關(guān)（請同學(xué)們自己證明）小結(jié)點評 （1）經(jīng)計算可知，不論地面是否光滑，只要A、B與水平面間的動摩擦因數(shù)相同且A、B一起運動，A、B間的相互作用力是一樣的（2）若把A、B一起放在光滑的斜面上，用F1、F2沿斜面方向推，結(jié)果一樣（3）若用一個力推，令F1=0或F2=0代入上式即可【例2】有5個質(zhì)量均為m的相同木塊,并列地放在水平地面上,如下圖所示。已知木塊與地面間的動摩擦因數(shù)為。當(dāng)木塊1受到水平力F的作用，5個木塊同時向右做勻加速運動，求: 12345F(1) 勻加速運動的加速度; (2) 第4塊木塊所受合力; (3) 第4木塊受到第3塊木塊作用力的大?。ù鸢福?）提示：先將5個木塊視作整體，運用牛頓第二定律求其加速度；然后巧妙地將4、5兩木塊視作整體，分析受力，運用牛頓第二定律求第4木塊受到第3塊木塊作用力的大小【同步訓(xùn)練題】某升降電梯在下降時速度圖象如圖所示，一質(zhì)量為60kg的人隨電梯一起下降，對電梯壓力最大值、最小值各是多少（g取10m/s2）解：人隨電梯一起運動加速度相等02s 26s 68s 運動中人受力 02s 26s 68s 人對電梯壓力為FN為作用反作用力大小相等。 電梯向下運動減速時壓力最大為780N，向下加速時壓力最小為420N。二 求外力：先隔離后整體【例3】 如圖所示,裝有架子的小車，用細線拖著小球在水平地面上向左勻加速運動，穩(wěn)定后繩子與豎直方向的夾角為.求小車加速度a的大小.思路點撥 分析小球受力,根據(jù)牛頓第二定律,由小球加速度的方向確定小球所受合力的方向,求出合力,再由牛頓第二定律求出a的大小.TF合G圖421正確解答 小球與小車相對靜止,它們的加速度相同，小車的加速度方向水平向左,小球的加速度方向也水平向左,由牛頓第二定律可知,小球所受合力的方向水平向左,如圖421所示,小球所受合力的大小 由牛頓第二定律 F合=ma,可得 由于小車和小球的加速度相同,所以小車加速度的大小 a=a=gtan小結(jié)點評 解這類題的關(guān)鍵是由物體加速度的方向確定合力的方向若物體受兩個力的作用,用平行四邊形定則直接求解就比較方便;若物體受力個數(shù)較多，宜采用正交分解法.另外由a=gtan可知, 角的變大是a增大的結(jié)果，速度增大不一定有此效果; 角減小是a變小的結(jié)果，只要向右偏,向左的速度仍在增大.發(fā)散演習(xí)1.在例3中已知小車向左運動，則下列說法正確的是 ( )A.若小球偏離豎直方向右偏,則小車向左加速運動B.若小球偏離豎直方向左偏,則小車向左減速運動C.若小球偏離豎直方向左偏的角度恒定,則小車向左做勻減速直線運動D.若小球偏離豎直方向左偏的角度越來越大，則小車的速度減小的越來越快(答案:A、B、C、D)提示:注意與a、v的關(guān)系，v的增加還是減小決定偏的方向，v變化的快慢a決定的大小【例3引申】置于水平面上的小車，有一彎折的細桿，彎折成角度，如圖434所示，其另一端固定了一個質(zhì)量為m的小球問：當(dāng)車子以加速度向左加速前進時，小球?qū)殫U的作用力是多大？思路點撥 小球?qū)殫U的作用力很難直接求出，依據(jù)牛頓第三定律轉(zhuǎn)移研究對象，只要能求出細桿對小球的作用力，其反作用力就是所求圖4-35FF1F2G正確解答 以小球為研究對象，小球受兩個力的作用：重力G和桿對它的作用力F，將F沿水平和豎直方向分解，水平分力為F1，豎直分力為F2，如力435所示，由牛頓第二定律可知F2-mg=0 F1=m 桿對小球的作用力F=由牛頓第三定律可得小球?qū)殫U作用力的大小F=F=【例4】如圖所示,斜面體放在水平面上，斜面體的傾角為,斜面光滑,欲使放在斜面上的物體能相對于斜面靜止,則斜面體應(yīng)朝那個方向做勻加速直線運動?加速度的大小a0等于多少?若aa0,物體將向那個方向滑動?(答案:向左做勻加速直線運動，a0=gtan,aa0,物體將沿斜面向上滑動)提示:分析物體受力,FN和G的合力方向應(yīng)水平向左,所以加速度方向必水平向左.利用正交分解法討論滑動方向比較方便.如圖所示，質(zhì)量為M的斜面A置于粗糙水平地面上，動摩擦因數(shù)為，物體B與斜面間無摩擦。在水平向左的推力F作用下，A與B一起做勻加速直線運動，兩者無相對滑動。已知斜面的傾角為，物體B的質(zhì)量為，則它們的加速度及推力F的大小為（ ）CmMFA. ，B. ， C. ， D. ，【同步訓(xùn)練題】專題二 整體、隔離法求解連接體問題 同步訓(xùn)練題1如圖所示，在小車中的懸線上掛一個小球，當(dāng)小車做變速運動時，懸線將不再豎直方向上，則當(dāng)懸線保持與豎直方向夾角為時，小車的加速度是多少？試討論小車的可能運動情況。 am1m2BC2如圖所示，在一個水平向右勻加速直線運動的質(zhì)量為M的車廂里，用一個定滑輪通過繩子懸掛兩個物體，物體的質(zhì)量分別為m1、m2。已知m1m2，m2靜止在車廂的地板上，m1向左偏離豎直方向角。這時，作用在m2上的摩擦力大小是多少？車廂的地板對m2的支持力為多少？3如圖所示，AB兩個物體用輕線相連的位于光滑水平面上的物塊m1和m2，質(zhì)量都為1kg，拉力F1=10N，F(xiàn)2=6N與輕線沿同一水平直線。 則在兩個物塊運動過程中，求：BAF1F2 m1的加速度 輕線的拉力4如圖，質(zhì)量為2m的物塊A與水平地面的摩擦可忽略不計，質(zhì)量為m的物塊B與地面的動摩擦因數(shù)為。在已知水平推力F的作用下，A、B作加速運動。求A對B的作用力為多大？FTaTb5如圖所示，用力F拉著三個物體在光滑的水平面上一起運動，現(xiàn)在中間物體上加上一個小物體，在原拉力F不變的條件下四個物體仍一起運動，那么連接物體的繩子張力和未放小物體前相比( ) （要有分析過程）ATa增大 BTa減小 CTb增大 DTb減小6如圖所示，當(dāng)小車向右加速運動時，物塊M 向?qū)τ谲噹o止于豎直車廂壁上，當(dāng)車的加速度增大時，則（ ） （要有分析過程） A、M受摩擦力增大 B、物塊M對車廂壁的壓力增大 C、物塊M仍能相對于車靜止 D、M受靜摩擦力不變7如圖所示，水平桌面上的物體A，質(zhì)量為m1，與桌面的滑動摩擦系數(shù)為，用細繩跨過定滑輪與質(zhì)量為m2的物體B連接，設(shè)B的加速度為a.把B移去，用一豎直向下的拉力Fm2g代替B，設(shè)這時A的加速度為a，試比較a與a的大小關(guān)系（要有分析過程） 8如圖，小車上固定一彎折硬桿ABC，C端固定一質(zhì)量為m的小球，巳知角恒定，當(dāng)小車水平向左