高一物理必修一專題整體法和隔離法的應(yīng)用

1、-作者xxxx-日期xxxx高一物理必修一專題整體法和隔離法的應(yīng)用【精品文檔】A級(jí)基礎(chǔ)鞏固題1如右圖所示，長木板靜止在光滑的水平地面上，一木塊以速度v滑上木板，已知木板質(zhì)量是M，木塊質(zhì)量是m，二者之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，那么，木塊在木板上滑行時(shí)()A木板的加速度大小為mg/MB木塊的加速度大小為gC木板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)D木塊做勻減速直線運(yùn)動(dòng)答案：ABCD解析：木塊所受的合力是摩擦力mg，所以木塊的加速度為g，做勻減速直線運(yùn)動(dòng)；木板同樣受到摩擦力作用，其加速度為，做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故A、B、C、D均正確2如下圖所示，質(zhì)量均為m的A、B兩球之間系著一條不計(jì)質(zhì)量的輕彈簧放在光滑水平面上，A球緊靠墻壁，今

2、用力F將B球向左推壓彈簧，平衡后，突然將力F撤去的瞬間，則()AA球的加速度為BA球的加速度為零CB球的加速度為 DB球的加速度為零答案：BC解析：用力F壓B球平衡后，說明在水平方向上，彈簧對(duì)B球的彈力與力F平衡，而A球是彈簧對(duì)A球的彈力與墻壁對(duì)A球的彈力相平衡，當(dāng)撤去了力F的瞬間，由于彈簧的彈力是彈簧形變而產(chǎn)生的，這一瞬間，彈簧的形變沒有消失，彈簧的彈力還來不及變化，故彈力大小仍為F，所以B球的加速度aB，而A球受力不變，加速度為零，B、C兩選項(xiàng)正確3如下圖所示，有一箱裝得很滿的土豆，以一定的初速度在動(dòng)摩擦因數(shù)為的水平地面上做勻減速運(yùn)動(dòng)，不計(jì)其它外力及空氣阻力，則中間一質(zhì)量為m的土豆A受到其

3、他土豆對(duì)它的作用力大小應(yīng)是()AmgBmgCmg Dmg答案：C解析：對(duì)箱子及土豆整體分析知MgMa，ag.對(duì)A土豆分析有Fmg4質(zhì)量為50kg的人站在質(zhì)量為200kg的車上，用繩以200N的水平力拉車，如右圖所示，車與水平地面間的摩擦可以忽略不計(jì)，人與車保持相對(duì)靜止，則()A車對(duì)地保持相對(duì)靜止B車將以/s2的加速度向右運(yùn)動(dòng)C車將以/s2的加速度向右運(yùn)動(dòng)D車將以1m/s2的加速度向右運(yùn)動(dòng)答案：A解析：以人和車整體為研究對(duì)象，它們所受合外力為零，故加速度為零車對(duì)地保持相對(duì)靜止5(2008·武鳴高一期末)如右圖車廂頂部固定一滑輪，在跨過定滑輪繩子的兩端各系一個(gè)物體，質(zhì)量分別為m1、m2，

4、且m2>m1，m2靜止在車廂底板上，當(dāng)車廂向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，系m1的那段繩子與豎直方向夾角為，如右圖所示，若滑輪、繩子的質(zhì)量和摩擦忽略不計(jì)，求：(1)車廂的加速度大??；(2)車廂底板對(duì)m2的支持力和摩擦力的大小答案：(1)gtan(2)m2gm1g/cosm2gtan解析：(1)設(shè)車廂的加速度為a，車廂的加速度與小球的加速度一致，右圖為小球受力分析圖，F(xiàn)為m1g、T的合力，tanF/m1g，F(xiàn)m1gtanm1a，agtan，cosm1g/T，Tm1g/cos(2)對(duì)m2進(jìn)行受力分析可得：NTm2g，則車廂底板對(duì)m2的支持力為Nm2gm1g/cosm2受到的摩擦力為F合fm2am2gtan.B級(jí)

5、能力提升題6如下圖所示，A和B質(zhì)量相等均為m，A與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1，靜摩擦因數(shù)為2，B與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為3，原來在水平拉力F的作用下，A和B彼此相對(duì)靜止，相對(duì)地面勻速運(yùn)動(dòng)(下圖甲)，撤消F后，A和B彼此保持相對(duì)靜止，相對(duì)地面勻減速運(yùn)動(dòng)(下圖乙)，則A、B相對(duì)地面勻減速運(yùn)動(dòng)的過程中，A、B之間的摩擦力的大小為()A1mgB2mgC3mg DF/2答案：CD解析：B與地面之間的壓力、支持力大小始終等于A、B兩個(gè)物體的總重力，因此地面對(duì)B的滑動(dòng)摩擦力的大小始終為Ff3(2mg)A、B勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，受力平衡：FFf，A、B一起以加速度a做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)于A、B組成的系統(tǒng)來說，地面對(duì)B的滑動(dòng)摩

6、擦力Ff就是合外力，等于(2ma)；對(duì)于A來說，B對(duì)A的靜摩擦力Ff1就是合力，等于(ma)于是Ff1.綜合以上三式得Ff13mg和Ff1.7(2007·山東高考)如圖所示，物體A靠在豎直墻面上，在力F作用下，A、B保持靜止物體B的受力個(gè)數(shù)為()A2B3C4D5答案：C解析：以A為研究對(duì)象，受力分析，有豎直向下的重力、垂直豎直墻面的水平支持力，還有B對(duì)A的支持力和摩擦力，這樣才能使之平衡，根據(jù)牛頓第三定律，A對(duì)B有支持力和摩擦力，B還受到重力和推力F，所以B受四個(gè)力作用8如右圖所示，用輕細(xì)繩l連接質(zhì)量分別為m1、m2的A、B兩物體，在光滑的水平面上先后用大小相同的恒力F，向右拉物體A

7、或向左拉物體B，使A、B一起做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)第一種情況，繩l的張力為FT1；第二種情況下，繩l的張力為FT2.請(qǐng)用牛頓力學(xué)方法分析和討論FT1和FT2的大小關(guān)系答案：B解析：把A、B兩物體看作一個(gè)整體，利用整體法有：a因A、B一起做勻加速運(yùn)動(dòng)，故它們的加速度都與整體加速度相同第一種情況：隔離m2有FT1m2aF；第二種情況：隔離m1有FT2m1aF.9如圖所示，物體A的質(zhì)量是1kg，放在光滑的水平桌面上，在下列兩種情況下，物體A的加速度各是多大？(滑輪摩擦不計(jì)，繩子質(zhì)量不計(jì)，g10m/s2)(1)用F1N的力拉繩子(2)在繩端掛一個(gè)質(zhì)量為的物體B.試討論：在什么情況下繩端懸掛的物體

8、B的重力可近似等于物體A所受到的拉力？答案：見解析解析：(1)對(duì)A，由牛頓第二定律得，加速度a1m/s21m/s2.(2)A、B的加速度相等，對(duì)A、B組成的系統(tǒng)，由牛頓第二定律得，加速度a2m/s2/s2.由于A、B組成的系統(tǒng)的加速度a，對(duì)A，由牛頓第二定律得，繩的拉力FmAa.可見，只有當(dāng)mBmA時(shí)，可近似認(rèn)為FmBg.10如圖所示，一塊質(zhì)量為M的木板沿傾斜角為的斜面無摩擦地下滑，現(xiàn)要使木板保持勻速，則質(zhì)量為m的人向下奔跑的加速度是多少？答案：gsin解析：設(shè)木板受摩擦力Ff1，人受摩擦力Ff2，兩者是作用力與反作用力因?yàn)槟景鍎蛩?，所以沿斜面方向有：MgsinFf1，由牛頓第三定律Ff1Ff

9、2又由牛頓第二定律對(duì)人有：mgsinFf2ma所以agsin.C級(jí)高考模擬題11(2008·寧夏)一有固定斜面的小車在水平面上做直線運(yùn)動(dòng)，小球通過細(xì)繩與車頂相連小球某時(shí)刻正處于圖示狀態(tài)設(shè)斜面對(duì)小球的支持力為N，細(xì)繩對(duì)小球的拉力為T，關(guān)于此時(shí)刻小球的受力情況，下列說法正確的是()A若小車向左運(yùn)動(dòng)，N可能為零B若小車向左運(yùn)動(dòng)，T可能為零C若小車向右運(yùn)動(dòng)，N不可能為零D若小車向右運(yùn)動(dòng)，T不可能為零答案：AB解析：若N0，則小球受到重力mg和拉力T的作用，這兩個(gè)力的合力向右，根據(jù)牛頓第二定律知小球具有向右的加速度又因車與球相對(duì)靜止，故車有向右的加速度，對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)可能向右加速運(yùn)動(dòng)或向左減速運(yùn)動(dòng)

10、，選項(xiàng)A正確，C錯(cuò)誤若T0，則小球受到重力mg和支持力N的作用，這兩個(gè)力的合力向左，根據(jù)牛頓第二定律知小球具有向左的加速度、又因車與球相對(duì)靜止，故車有向左的加速度，對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)可能向左加速運(yùn)動(dòng)或向右減速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B正確，D錯(cuò)誤12(2009·高考安徽卷)在2008年北京殘奧會(huì)開幕式上，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)韌不拔的意志和自強(qiáng)不息的精神為了探求上升過程中運(yùn)動(dòng)員與繩索和吊椅間的作用，可將過程簡化一根不可伸縮的輕繩跨過輕質(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

11、擦，重力加速度取g10m/s2.當(dāng)運(yùn)動(dòng)員與吊椅一起正以加速度a1m/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)吊椅的壓力答案：(1)運(yùn)動(dòng)員拉繩的力大小為440N，方向豎直向下(2)運(yùn)動(dòng)員對(duì)吊椅壓力大小為275N，方向豎直向下解析：解法一：(1)設(shè)運(yùn)動(dòng)員和吊椅的質(zhì)量分別為M和m，繩拉運(yùn)動(dòng)員的力為F.以運(yùn)動(dòng)員和吊椅整體為研究對(duì)象，受到重力的大小為(Mm)g，向上的拉力為2F，根據(jù)牛頓第二定律有2F(Mm)g(Mm)a解得：F440N.根據(jù)牛頓第三定律，運(yùn)動(dòng)員拉繩的力的大小為440N，方向豎直向下(2)以運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象，運(yùn)動(dòng)員受到三個(gè)力的作用，重力大小Mg，繩的拉力F，吊椅對(duì)運(yùn)

12、動(dòng)員的支持力FN.根據(jù)牛頓第二定律FFNMgMa解得FN275N根據(jù)牛頓第三定律，運(yùn)動(dòng)員對(duì)吊椅壓力大小為275N，方向豎直向下解法二：設(shè)運(yùn)動(dòng)員和吊椅的質(zhì)量分別為M和m；運(yùn)動(dòng)員豎直向下的拉力大小為F，對(duì)吊椅的壓力大小為FN.根據(jù)牛頓第三定律，繩對(duì)運(yùn)動(dòng)員的拉力大小為F，吊椅對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力大小為FN.分別以運(yùn)動(dòng)員和吊椅為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律FFNMgMaFFNmgma由得F440NFN275N.例1. 如圖1所示，質(zhì)量為m2kg的物體，置于質(zhì)量為M10kg的斜面體上，現(xiàn)用一平行于斜面的力F20N推物體，使物體向上勻速運(yùn)動(dòng)，斜面體的傾角，始終保持靜止，求地面對(duì)斜面體的摩擦力和支持力（?。┙馕觯?/p>

13、（1）隔離法：先對(duì)物體m受力分析，如圖甲所示。由平衡條件有甲垂直斜面方向： 平行斜面方向： 再對(duì)斜面體受力分析，如圖乙所示，由平衡條件有乙水平方向： 豎直方向： 結(jié)合牛頓第三定律知 聯(lián)立以上各式，可得地面對(duì)斜面體的摩擦力，方向水平向左；地面對(duì)斜面體的支持力，方向豎直向上。（2）整體法：因本題沒有要求求出物體和斜面體之間的相互作用力，而且兩個(gè)物體均處于平衡狀態(tài)（盡管一個(gè)勻速運(yùn)動(dòng)，一個(gè)靜止），故可將物體和斜面體視為整體，作為一個(gè)研究對(duì)象來研究，其受力如圖丙所示，由平衡條件有：丙水平方向： 豎直方向： 將題給數(shù)據(jù)代入，求得比較上面兩種解法，整體法的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的。但并非所有情況都可以用整體法，當(dāng)要

14、求出物體之間的相互作用力時(shí)，則必須用隔離法求出物體間的相互作用力，因?yàn)檎w法不能暴露出物體之間的相互作用力。例2. 如圖2所示，在兩塊相同的豎直木板之間，有質(zhì)量均為m的四塊完全相同的磚，用兩個(gè)同樣大小的水平力壓木板，使磚靜止不動(dòng)。求：（1）木板對(duì)第1塊磚和第4塊磚的摩擦力各多大？（2）第2塊磚和第3塊磚之間的摩擦力？（3）第3塊磚和第4塊磚之間的摩擦力？圖2解析：（1）將4塊磚看作整體作為研究對(duì)象，對(duì)整體進(jìn)行受力分析，如圖3所示，豎直方向由平衡條件可得，得到木板對(duì)第1塊磚和第4塊磚的摩擦力均為。圖3（2）第1塊和第2塊磚看作整體隔離后進(jìn)行受力分析，如圖4所示，豎直方向，木板對(duì)第1塊磚的摩擦力為，由平衡條件可知此二力已經(jīng)達(dá)到平衡，故第3塊磚對(duì)第2塊磚的摩擦力為零。圖4（3）將第4塊磚單獨(dú)從系統(tǒng)中隔離出來進(jìn)行受力分析，如圖5所示，豎直方向，由平衡條件可得，得第3塊磚對(duì)第4塊磚的摩擦力為，方向豎直向下。圖5變形：若4塊磚只是右邊受到水平力作用緊壓在墻上靜止，如圖6所示，則各接觸面間的摩擦力有何變化？圖6（答：從左至右，各接觸面間的摩擦力大小