整體法和隔離法在牛頓運(yùn)動(dòng)定律中的應(yīng)用

1、知識(shí)改變命運(yùn)，學(xué)習(xí)成就未來(lái)隔離法和整體法在牛頓運(yùn)動(dòng)定律中的應(yīng)用整體法與隔離法是在高中物理學(xué)習(xí)中常用到的基本方法之一，特別是在力學(xué)部分，巧妙地選擇研究對(duì)象會(huì)使問(wèn)題變得簡(jiǎn)單，明了。整體法：就是把幾個(gè)物體視為一個(gè)整體，受力分析時(shí)，只分析這一整體之外的物體對(duì)整體的作用力，不考慮整體內(nèi)部之間的相互作用力。隔離法：就是把要分析的物體從相關(guān)的物體系中假想地隔離出來(lái)，只分析該物體以外的物體對(duì)該物體的作用力，不考慮物體對(duì)其它物體的作用力。方法選擇：所涉及的物理問(wèn)題是整體與外界作用時(shí)，應(yīng)用整體分析法，可使問(wèn)題簡(jiǎn)化， 而不必考慮內(nèi)力的作用；當(dāng)涉及的物理問(wèn)題是物體間的作用時(shí)，要應(yīng)用隔離分析法， 這時(shí)原整體中相互作用的

2、內(nèi)力就會(huì)變?yōu)楦鱾€(gè)獨(dú)立物體的外力。有時(shí)在一個(gè)問(wèn)題中需要整體法與隔離法交替使用。一、在平衡狀態(tài)下的應(yīng)用當(dāng)幾個(gè)相互連系的物體都處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，可以把這些物體視為一個(gè)整體，由于每一個(gè)獨(dú)立的物體都處于平衡狀態(tài)， 所以整體也處于平衡狀態(tài)。即不管是獨(dú)立的物 體還是整體，受力都要滿足平衡條件?！纠?】如圖所示，放置在水平地面上的直角劈M上有一個(gè)質(zhì)量為 m的物體，若 m在其上方勻速下滑，M仍保持靜止，那么下列說(shuō)法中正確的是：（）A. M對(duì)地面的壓力等于（砒m） gB. M對(duì)地面的壓力大于（M m） gC. 地面對(duì)M沒(méi)有摩擦力D. 地面對(duì)M有向左的摩擦力解析M對(duì)地面的壓力、地面對(duì) M的摩擦力，都是直

3、角劈和物體m作為一個(gè)整體與外界的作用力，故用整體法來(lái)分析求解較為方便。這一整體在豎直方向上受到向下的重力（M+m g和向上的支持力 fn,由平衡條件得 fn=（M+m g,做A正確，B錯(cuò)誤。這一整體在水平方向上平衡，因此水平方向合力為零，由此可推知地面對(duì) M沒(méi)有摩擦力。故C正確，D錯(cuò)誤。【例2】如圖所示，用水平力 F，將質(zhì)量為m的三塊磚壓在豎直墻上，靜S止不動(dòng)，A與F接觸面光滑不受摩擦力，則下列敘述正確的是：（）AB C歡迎各位老師踴躍投稿，稿酬豐厚郵箱：zxjkw第1頁(yè)共5頁(yè)中學(xué)教考網(wǎng)知識(shí)改變命運(yùn)，學(xué)習(xí)成就未來(lái)A. 墻壁施給C的摩擦力為 mg方向豎直向上B. 墻壁施給C的彈力為FC. A施給

4、B的摩擦力大小為 mg方向豎直向下D. C施給B的摩擦力大小為2mg,方向豎直向上解析A、B、C均處于靜止?fàn)顟B(tài)，將三者視為一個(gè)整體來(lái)研究，受力分析如圖a所示,可知墻壁施給 C的摩擦力為3mg方向豎直向上，墻壁施給 C的彈力為F。b所示，可知A施給B的的摩擦力c所示，可知C施給B的的摩擦力將B、C視為一整體來(lái)研究， 其豎直方向受力分析如圖 大小為mg方向豎直向下。將A、B視為一整體來(lái)研究， 其豎直方向受力分析如圖大小為2mg方向豎直向上。故答案應(yīng)為 BCDfCBACLV3mg歡迎各位老師踴躍投稿，稿酬豐厚郵箱：zxjkw第#頁(yè)共5頁(yè)中學(xué)教考網(wǎng)知識(shí)改變命運(yùn)，學(xué)習(xí)成就未來(lái)歡迎各位老師踴躍投稿，稿酬豐

5、厚郵箱：zxjkw第#頁(yè)共5頁(yè)中學(xué)教考網(wǎng)知識(shí)改變命運(yùn)，學(xué)習(xí)成就未來(lái)a所示，今對(duì)小球 a持續(xù)施加【例3】用輕質(zhì)細(xì)線把兩個(gè)質(zhì)量未知的小球掛起來(lái)，如圖一個(gè)向左偏下30 °的恒力，并對(duì)小球 b持續(xù)施加一個(gè)向右偏上30°的同樣大的恒力，最后左 右4b達(dá)到平衡，在下列各圖( )歡迎各位老師踴躍投稿，稿酬豐厚郵箱：zxjkw第#頁(yè)共5頁(yè)中學(xué)教考網(wǎng)知識(shí)改變命運(yùn)，學(xué)習(xí)成就未來(lái)歡迎各位老師踴躍投稿，稿酬豐厚郵箱：zxjkw第#頁(yè)共5頁(yè)中學(xué)教考網(wǎng)知識(shí)改變命運(yùn)，學(xué)習(xí)成就未來(lái)DABC解析以小球 a、b和它們之間的連線組成的整體為研究對(duì)象，這 一整體受到的外力有：重力（ m+m） g，外加恒力Fi、F

6、2，上面懸線的彈 力Ft，由于Fi、F2等值反向，互相抵消。平衡時(shí)，懸線的彈力Ft必與重力（m+mO g等值反向，即懸線應(yīng)在豎直位置。故選項(xiàng)A正確。WWW, ZX KW. COM、在牛頓第二定律中的應(yīng)用當(dāng)連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度時(shí)，可以把它們視為一整體，利用整體法求出加速度，再結(jié)合隔離法求解它們之間的作用力?！纠?】如圖所示，水平地面上兩個(gè)完全相同的物體A和B緊靠在一起，在水平推力F歡迎各位老師踴躍投稿，稿酬豐厚郵箱：zxjkw第#頁(yè)共5頁(yè)中學(xué)教考網(wǎng)知識(shí)改變命運(yùn)，學(xué)習(xí)成就未來(lái)歡迎各位老師踴躍投稿，稿酬豐厚郵箱：zxjkw第#頁(yè)共5頁(yè)中學(xué)教考網(wǎng)知識(shí)改變命運(yùn)，學(xué)習(xí)成就未來(lái)的作用下運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)ab

7、代表A B間的作用力，則(A. 若地面完全光滑，則 Fab= FB. 若地面完全光滑，則 Fab=-2C. 若地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為卩，則Fab= FD. 若地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為卩，則Fab=-2A B加速度相同，以整體為研究對(duì)象,解析設(shè)物體的質(zhì)量為m且與地面間有摩擦。由牛頓第二定律得：F 2 mg= 2ma所以：F - 2 33m Fa 32m2m隔離B,則有:Fab 3 mg= ma所以：Fab ma 3 mg=2同理當(dāng)?shù)孛婀饣瑫r(shí)，A B間的作用力Fab-2【例5】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

8、、滑輪的摩擦均可不計(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/s 2,F 260NB.a 1.0m/s 2,F 330NC.2a 3.0m/s ，F(xiàn) 110ND.a 3.0m/s 2,F 50N解析人與吊板的加速度相同，把人與吊板看作一整體作為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行受力分析如圖，由牛頓第二定律得：2F- (m+M g= (m+M a歡迎各位老師踴躍投稿，稿酬豐厚郵箱：zxjkw第5頁(yè)共5頁(yè)中學(xué)教考網(wǎng)知識(shí)改變命運(yùn)，學(xué)習(xí)成就未來(lái)44中學(xué)教考網(wǎng)知識(shí)改變命運(yùn)，學(xué)習(xí)成就未來(lái)WWW.ZXJKW.C0M2F2解得加速度

9、： a=g=1.0m/sm +M對(duì)人分析，人受到三個(gè)力作用，一是重力mg二是吊板對(duì)人的支持力 Fn,三是繩子對(duì)人的拉力F,由牛頓第二定律得：F+ Fn mg= ma得：F= mg+m Fn= 330N由牛頓第三定律得，人對(duì)吊板的壓力等于330N,方向向下。三、當(dāng)連接體內(nèi)各物體的加速度不相同時(shí)，一般情況下采用隔離法， 但也可以用整體法可以使一些問(wèn)題大大簡(jiǎn)化。Fx= maix+ m2a2x+ mnanxFy= maiy+ m2a2y+ mnany【例8】（04全國(guó)卷理綜19T）如圖，在傾角為：的固定光滑斜面上，有一用繩子拴著的長(zhǎng)木板，木板上站著一只貓。 已知木板的質(zhì)量是貓的質(zhì)量的 2倍。當(dāng)繩子突然

10、斷開(kāi)時(shí)，貓立即沿著板向上跑,以保持其相對(duì)斜面的位置不變。則此時(shí)木板沿斜面下滑的加速度為:A g .A. sin:2c. 一 g sin :2a【解析】：C.2 g sin 二設(shè)貓的質(zhì)量為m則木板的質(zhì)量為 2m>對(duì)貓受力分析,由平衡條件得貓受摩擦力F f=mg sin :方向沿斜面向上。對(duì)木板受力分析，由牛頓第二定律得mg sin + 2 mg sin .二=2m a3求解得：a= gsin此題也可對(duì)貓和木板組成的整體應(yīng)用牛頓第二定律求解。把貓與木板視為一整體，受力分析如圖，由牛頓第二定律得:(m+M gsin a = Ma解得：a = (m M)gsin a = 3gsin：【例6】如圖

11、所示,A為電磁鐵，C為膠木秤盤,C上放一質(zhì)量為 M的鐵片B, A和C （包歡迎各位老師踴躍投稿，稿酬豐厚郵箱：zxjkw第#頁(yè)共5頁(yè)中學(xué)教考網(wǎng)知識(shí)改變命運(yùn)，學(xué)習(xí)成就未來(lái)歡迎各位老師踴躍投稿，稿酬豐厚郵箱：zxjkw第#頁(yè)共5頁(yè)中學(xué)教考網(wǎng)知識(shí)改變命運(yùn)，學(xué)習(xí)成就未來(lái)括支架）的總質(zhì)量為 m整個(gè)裝置用輕繩懸掛于 o點(diǎn)，當(dāng)電磁鐵通電,鐵片被吸引上升的過(guò)程中，輕繩上拉力F的大小為:A. F= mg郵箱：zxjkw頁(yè)匚歡迎各位老師踴躍投稿，稿酬豐厚郵箱：zxjkw第#頁(yè)共5頁(yè)中學(xué)教考網(wǎng)知識(shí)改變命運(yùn)，學(xué)習(xí)成就未來(lái)WWW, ZXJKW.COMB. mg< Fv( m+M gC. F=( m+M gD. F>( m+M g解析鐵片由靜止被吸引上升做須做加速運(yùn)動(dòng)，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)，受二個(gè)外力的作用:重力(葉m g和繩子的拉力F。當(dāng)B加速上長(zhǎng)升時(shí)，對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用牛頓第二定律：F( m+M g= Ma得：F=( m+M g + Ma系統(tǒng)處于超重狀態(tài)，所以 D正確?！纠?】如圖所示，在臺(tái)秤的托盤上放一底面粗糙、傾斜角為0、質(zhì)量為M的斜面體,斜面上放一個(gè)質(zhì)量為 m的物體，如果斜面光滑，求物體從斜面上滑下過(guò)程中臺(tái)秤的讀數(shù)。1解析物體沿光滑斜面下滑時(shí)，斜面的加速度為零