整體法和隔離法.PPT

1、.1整體法與隔離法在靜力學(xué)中的應(yīng)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(gè)三角形木塊】在粗糙水平面上有一個(gè)三角形木塊a,a,在它的兩個(gè)粗在它的兩個(gè)粗糙斜面上分別放著質(zhì)量為糙斜面上分別放著質(zhì)量為m m1 1和和m m2 2的兩個(gè)木塊的兩個(gè)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?fàn)顟B(tài)三木塊均處于靜止?fàn)顟B(tài), ,則粗糙地面則粗糙地面對(duì)三角形木塊對(duì)三角形木塊.32.2.如圖，質(zhì)量如圖，質(zhì)量m m5 kg5 kg的木塊置于傾角的木塊置于傾角 3737 、質(zhì)量、質(zhì)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(duì)斜面的支持，求地面對(duì)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(duì)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(shí)方向向左，v0較小時(shí)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(zhì)上有一質(zhì)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(yùn)的作用下向上勻速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)，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(duì)。求地面對(duì)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(biāo)系如圖建立直角坐標(biāo)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(xí)同類題練習(xí)求下列情況下粗糙水平面對(duì)的支持力和摩擦力求下列情況下粗糙水平面對(duì)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(zhì)量為、頂角為如圖所示，質(zhì)量為、頂角為的直角劈和質(zhì)量為的正的直角劈和質(zhì)量為的正方體放在兩豎直墻和水平面之間，處于靜止?fàn)顟B(tài)方體放在兩豎直墻和水平面之間，

5、處于靜止?fàn)顟B(tài).m.m與與M M相接觸，相接觸，若不計(jì)一切摩擦，求若不計(jì)一切摩擦，求（1 1）水平面對(duì)正方體的彈力大??；）水平面對(duì)正方體的彈力大小；（2 2）墻面對(duì)正方體的彈力大小。）墻面對(duì)正方體的彈力大小。mMmMMgNF1F2（2 2）對(duì)）對(duì)MM進(jìn)行受力分析進(jìn)行受力分析 聯(lián)立以上三式解出墻面對(duì)正方體聯(lián)立以上三式解出墻面對(duì)正方體的彈力大小的彈力大小.8如圖所示，質(zhì)量為如圖所示，質(zhì)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(zhì)量為。質(zhì)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?fàn)顟B(tài)，都處于靜止?fàn)顟B(tài)，求地面對(duì)三棱柱支持力和摩擦力各為多少？求地面對(duì)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(zhì)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(zhì)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(yùn)動(dòng)的過程中，楔形物塊始終保持靜止地面對(duì)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(zhì)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(zhì)量為m的人應(yīng)在木板上以多大的加速度跑動(dòng)(設(shè)人腳底與木板不打滑)？若使人與斜面保持相對(duì)靜止，人在木板上跑動(dòng)時(shí)，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(duì)人：mgsin+f=mam對(duì)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(duì)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(zhì)量均為的質(zhì)量均為2kg，它們處于，它們處于靜止?fàn)顟B(tài)。若突然將一個(gè)大小為靜止?fàn)顟B(tài)。若突然將一個(gè)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(duì)對(duì)B的壓力大小是的壓力大小是（?。ㄈ=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(zhì)量為如圖所示，一質(zhì)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(zhì)量為上，在劈的斜面上放一質(zhì)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(duì)地面始終靜止，則關(guān)于相對(duì)地面始終靜止，則關(guān)于地面對(duì)劈的摩擦力地面對(duì)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(guān)的關(guān)系如何系如何.52桌面光滑，求繩的拉力？.5312345F求求2對(duì)對(duì)3的作用力的作用力.54練習(xí)練習(xí)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(yùn)動(dòng)，對(duì)兩物體間細(xì)繩拉力正確的說法是：勻加速直線運(yùn)動(dòng)，對(duì)兩物體間細(xì)繩拉力正確的說法是： （ ） (A)水平面光滑時(shí)，繩拉力等

11、于水平面光滑時(shí)，繩拉力等于mF/(Mm)； (B)水平面不光滑時(shí)，繩拉力等于水平面不光滑時(shí)，繩拉力等于m F/(Mm)； (C)水平面不光滑時(shí)，繩拉力大于水平面不光滑時(shí)，繩拉力大于mF/(Mm)； (D)水平面不光滑時(shí)，繩拉力小于水平面不光滑時(shí)，繩拉力小于mF/(Mm)。MmF解解：由上題結(jié)論：由上題結(jié)論： T 的大小與的大小與無關(guān)，應(yīng)選無關(guān)，應(yīng)選 A BA B.55如圖所示，質(zhì)量為如圖所示，質(zhì)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(zhì)量為其上游質(zhì)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(duì)滑動(dòng)，求相對(duì)滑動(dòng)，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(dòng)摩擦因緊靠著置于動(dòng)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(yùn)動(dòng)，求它們之間相互作共同向上加速運(yùn)動(dòng)，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(zhì)量】一彈簧稱的稱盤質(zhì)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(zhì)量質(zhì)量m m2 2=10.5kg=10.5kg，彈簧質(zhì)量不計(jì)，彈簧質(zhì)量不計(jì)，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?fàn)顟B(tài)，如圖靜止?fàn)顟B(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(yùn)動(dòng)，已靜止開始向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng),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(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(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

15、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).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(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g10m/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( ) 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(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)gTTm1gTF.61同步練習(xí)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F