整體法和隔離法.PPT

1、.1整體法與隔離法在靜力學中的應用平衡類問題.2A 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【1 1】在粗糙水平面上有一個三角形木塊】在粗糙水平面上有一個三角形木塊a,a,在它的兩個粗在它的兩個粗糙斜面上分別放著質量為糙斜面上分別放著質量為m m1 1和和m m2 2的兩個木塊的兩個木塊b b和和c,c,如圖所如圖所示示, ,已知已知m m1 1mm2 2,

2、,三木塊均處于靜止狀態(tài)三木塊均處于靜止狀態(tài), ,則粗糙地面則粗糙地面對三角形木塊對三角形木塊.32.2.如圖，質量如圖，質量m m5 kg5 kg的木塊置于傾角的木塊置于傾角 3737 、質量、質量M M10 10 kgkg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 N50 N的力的力F F推推物體，物體，使木塊靜止在斜面上使木塊靜止在斜面上，求地面對斜面的支持，求地面對斜面的支持力和靜摩擦力。力和靜摩擦力。m F M FN=(M+m)g-Fsin370=120NFf=Fcos370=40N.44.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

3、度v0勻速下滑，斜劈保持靜止，則地面對斜劈的摩擦力 （ ）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較大時方向向左，v0較小時方向向右v0A.51.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上有一質上有一質量為量為m的物體，若的物體，若m在在 沿斜面沿斜面F的作用下向上勻速運的作用下向上勻速運動，動，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。求地面對M的的支持力和摩擦力。支持力和摩擦力。解：整體受力分析解：整體受力分析建立直角坐標系如圖建立直角坐標系如圖由平衡條件可得：由平衡條件可得：Fcos-Ff=

4、0Fsin+FN-(M+m)g=0Ff=Fcos FN=(M+m)g-Fsin.6同類題練習同類題練習求下列情況下粗糙水平面對的支持力和摩擦力求下列情況下粗糙水平面對的支持力和摩擦力m勻速下滑勻速下滑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.7例例3. 3. 如圖所示，質量為、頂角為如圖所示，質量為、頂角為的直角劈和質量為的正的直角劈和質量為的正方體放在兩豎直墻和水平面之間，處于靜止狀態(tài)方體放在兩豎直墻和水平面之間，

5、處于靜止狀態(tài).m.m與與M M相接觸，相接觸，若不計一切摩擦，求若不計一切摩擦，求（1 1）水平面對正方體的彈力大小；）水平面對正方體的彈力大小；（2 2）墻面對正方體的彈力大小。）墻面對正方體的彈力大小。mMmMMgNF1F2（2 2）對）對MM進行受力分析進行受力分析 聯(lián)立以上三式解出墻面對正方體聯(lián)立以上三式解出墻面對正方體的彈力大小的彈力大小.8如圖所示，質量為如圖所示，質量為M M的直角三棱柱的直角三棱柱A A放在水平地面上，三棱放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面傾角為柱的斜面是光滑的，且斜面傾角為。質量為。質量為m m的光滑球的光滑球放在三棱柱和光滑豎直墻壁之間，放在三棱柱

6、和光滑豎直墻壁之間，A A和和B B都處于靜止狀態(tài)，都處于靜止狀態(tài)，求地面對三棱柱支持力和摩擦力各為多少？求地面對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.92.10.11【例【例1】 如圖所示，質量為M的楔形物塊靜置在水平地面上，其斜面的傾角為 .斜面上有一質量為m的小物塊，小物塊與斜面之間存在摩擦用恒力F沿斜面向上拉小物塊，使之勻速上滑在小物塊運動的過程中，楔形物塊始終保持靜止地面對楔形物塊的支持力為( )DA(M+m)g B(M+m)g-FC(M+m)g+Fsin D(M+m)g-Fsi

7、n.12【例【例2】如圖所示，質量為M，長為L的木板放在光滑的斜面上，為使木板靜止于斜面上，質量為m的人應在木板上以多大的加速度跑動(設人腳底與木板不打滑)？若使人與斜面保持相對靜止，人在木板上跑動時，木板的加速度有多大？ .13【解析】【解析】方法一：用隔離思維求解對人：mgsin+f=mam對木板：Mgsin=f 由式得am=同量，aM= () sinMm gm() sinMm gM.14方法二：用整體思維求解人和木板為系統(tǒng)，所受重力(M+m)g，支持力N，且合力等于(M+m)gsin由牛頓第二定律F合=m1a1+m2a2+mnan得(M+m)g=MaM+mam，且aM=0(靜止) 所以a

8、m= ，同理，若人與斜面保持相對靜止，木板的加速度為aM=Mm gsinmMm gsinM.15013.南昌二中南昌二中08屆第二次階段性考試屆第二次階段性考試10 10如圖所示，豎直放置在水平面上的輕彈簧上疊如圖所示，豎直放置在水平面上的輕彈簧上疊放著兩物體放著兩物體A、B，A、B的質量均為的質量均為2kg，它們處于，它們處于靜止狀態(tài)。若突然將一個大小為靜止狀態(tài)。若突然將一個大小為10N，方向豎直向下，方向豎直向下的力施加在物體的力施加在物體A上，則此瞬間上，則此瞬間A對對B的壓力大小是的壓力大小是（取（取g=10m/s2） （ ） A5N B15N C25N D35NBAC解見下頁解見下頁

9、.16044.鹽城市鹽城市2008屆六所名校聯(lián)考試題屆六所名校聯(lián)考試題 3 3如圖所示，一質量為如圖所示，一質量為M的直角劈的直角劈B放在水平面放在水平面上，在劈的斜面上放一質量為上，在劈的斜面上放一質量為m的物體的物體A，用一沿斜，用一沿斜面向上的力面向上的力F作用于作用于A上，使其沿斜面勻速上滑，在上，使其沿斜面勻速上滑，在A上滑的過程中直角劈上滑的過程中直角劈B相對地面始終靜止，則關于相對地面始終靜止，則關于地面對劈的摩擦力地面對劈的摩擦力f及支持力及支持力N正確的是（正確的是（ ）Af = 0 ，N = Mg+mgBf 向左，向左，N Mg+mgCf 向右，向右，N m，第一次用水平力

10、第一次用水平力F向右推向右推M，M與與m間相互間相互作用力為作用力為F1，第二次用水平力，第二次用水平力F向左推向左推m， M與與m間相互作用力為間相互作用力為F2,那麼那麼F1與與F2的關的關系如何系如何.52桌面光滑，求繩的拉力？.5312345F求求2對對3的作用力的作用力.54練習練習1 、如圖所示，置于水平面上的相同材料的、如圖所示，置于水平面上的相同材料的m和和M用輕繩連接，在用輕繩連接，在M上施一水平力上施一水平力F(恒力恒力)使兩物體作使兩物體作勻加速直線運動，對兩物體間細繩拉力正確的說法是：勻加速直線運動，對兩物體間細繩拉力正確的說法是： （ ） (A)水平面光滑時，繩拉力等

11、于水平面光滑時，繩拉力等于mF/(Mm)； (B)水平面不光滑時，繩拉力等于水平面不光滑時，繩拉力等于m F/(Mm)； (C)水平面不光滑時，繩拉力大于水平面不光滑時，繩拉力大于mF/(Mm)； (D)水平面不光滑時，繩拉力小于水平面不光滑時，繩拉力小于mF/(Mm)。MmF解解：由上題結論：由上題結論： T 的大小與的大小與無關，應選無關，應選 A BA B.55如圖所示，質量為如圖所示，質量為M的斜面放在水平面上，的斜面放在水平面上，其上游質量為其上游質量為 m 的物塊，各接觸面均無摩的物塊，各接觸面均無摩擦，第一次將水平力擦，第一次將水平力F1加在加在m 上，第二次將上，第二次將水平力

12、水平力F2加在加在M上，兩次要求上，兩次要求m與與M不發(fā)生不發(fā)生相對滑動，求相對滑動，求F1與與F2之比之比F1F2m:M.56能力思維方法【例【例2 2】如圖】如圖3-4-33-4-3，物體，物體M M、m m緊靠著置于動摩擦因緊靠著置于動摩擦因數(shù)為的斜面上，斜面的傾角為數(shù)為的斜面上，斜面的傾角為，現(xiàn)施一水平力，現(xiàn)施一水平力F F作作用于用于M M，M M、m m共同向上加速運動，求它們之間相互作共同向上加速運動，求它們之間相互作用力的大小用力的大小. .圖圖3-4-33-4-3.57能力思維方法【例【例4 4】一彈簧稱的稱盤質量】一彈簧稱的稱盤質量m m1 1=1.5kg=1.5kg，盤內(nèi)

13、放一物體，盤內(nèi)放一物體P P，P P的的質量質量m m2 2=10.5kg=10.5kg，彈簧質量不計，彈簧質量不計，其勁度系數(shù)其勁度系數(shù)k=800N/mk=800N/m，系統(tǒng)處于，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，如圖靜止狀態(tài)，如圖3-4-83-4-8所示，現(xiàn)所示，現(xiàn)給給P P施加一豎直向上的力施加一豎直向上的力F F使從使從靜止開始向上做勻加速運動，已靜止開始向上做勻加速運動，已知在最初知在最初0.2s0.2s內(nèi)內(nèi)F F是變力，在是變力，在0.2s0.2s后后F F是恒力，求是恒力，求F F的最小值和的最小值和最大值各為多少？最大值各為多少？圖圖3-4-83-4-8.58相同材料的物塊m和M用輕繩連接，在

14、M上施加恒力 F，使兩物塊作勻加速直線運動,求在下列各種情況下繩中張力。FMm(1)地面光滑，T=? (2)地面粗糙，T=？FMm解：（1）由牛頓第二定律，對整體可得：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)例題分析例題分析FMmTFMmTf.59(3)豎直加速上升，T=?(4)斜面光滑，加速上升，T=?MmFmMF解：由牛頓第二定律，對整體可得：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

15、二定律，對整體可得：F- (M+m)gsin=(M+m)a隔離m可得：T-mgsin=ma聯(lián)立解得：T=mF/(M+m).60(2002年廣西物理)跨過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 的質量為70kg，吊板的質量為10kg，繩及定滑輪的質量、滑輪的摩擦均可忽略不計取重力加速度g10m/s2當人以440N的力拉繩時，人與吊板的加速度a和人對吊板的壓力F分別為( ) Aa=1.0m/s2，F(xiàn)=260N Ba=1.0m/s2，F(xiàn)=330N Ca=3.0m/s2，F(xiàn)=110N Da=3.0m/s2，F(xiàn)=50N解析：根據(jù)牛頓第二定律，對人和吊板整體有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，人對吊板的壓力F=330N(m1+ m2)gTTm1gTF.61同步練習同步練習4.如圖所示，在光滑的水平地面上，有兩個質量相等的物體，中間用勁度系數(shù)為k的輕質彈簧相連，在外力作用下運動，已知F