物理第15講-力的合成、分解與平衡——多體動態(tài)分析,隔離法與整體法

1、力的合成、分解與平衡一多體動態(tài)分析，隔離法與整體法一、學(xué)習(xí)目標(biāo)（1）通過分析題目，使相對復(fù)雜的力學(xué)問題變得簡潔、清晰、明了，使學(xué)生將整個力 的變化過程了然于胸。（2）加深學(xué)生對力的合成分解規(guī)律的認(rèn)知，對力的知識點(diǎn)融會貫通，為高起點(diǎn)解決復(fù) 雜力學(xué)問題提供嶄新的思路，從根本方法上提高學(xué)生把握和解決復(fù)雜力學(xué)問題的能力。（3）深入掌握隔離法和整體法，提高對物理題目的分析和解決能力。二、例題解析【例1】如圖所示，在一粗糙水平面上有兩塊質(zhì)量分別為ml和m2的木塊1和2,中間用一原長為I、勁度系數(shù)為k的輕彈簧連接起來，木塊與地面間的動摩擦因數(shù)為卩.現(xiàn)用一水平力向右拉木塊 2,當(dāng)兩木塊一起勻速運(yùn)動時，兩木塊之

2、間的距離是（）A.IkmigI(mi m2)gB.kPIm2gC.kPm1m2 、I(1 2)gD.km1 m2【例2】如圖所示，水平放置的兩固定光滑硬桿OA 0B成0角，在兩桿上各套一輕環(huán)P、Q兩環(huán)用細(xì)繩相連現(xiàn)用一大小為F的恒力沿0B方向拉圓環(huán)Q,當(dāng)兩環(huán)處于平衡狀態(tài)時,繩子的拉力大小為【例3】如圖所示，一個半球形的碗放在桌面上，碗口水平，0點(diǎn)為其球心，碗的內(nèi)表面及碗口是光滑的。 一根細(xì)線跨在碗口上， 線的兩端分別系有質(zhì)量為 ml和m2的小球。當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時，質(zhì)量為ml的小球與0點(diǎn)的連線與水平線的夾角為a =60 °,兩小球的質(zhì)量比為（A.33.2B.,3C.D.【例4】如圖所

3、示，置于粗糙水平面的三角形木塊abc質(zhì)量為M,它的兩斜面傾角0 >a，斜面上有質(zhì)量為 ml和m2的物塊分別沿斜面勻速下滑，m1>m2三角形木塊靜止不動。則粗糙水平面對三角形木塊（）A. 有摩擦力作用，方向水平向右B. 無摩擦力作用C. 支持力 N>（M+m1+m2）gD. 支持力 N<（M+m1+m2）g【例5】有一個直角支架 AOB A0水平放置，表面粗糙， 0B豎直向下，表面光滑，A0上套有小環(huán)P, 0B上套有小環(huán) Q兩環(huán)質(zhì)量均為 m,兩環(huán)間由一根質(zhì)量可忽略不計(jì)、不可伸 長的細(xì)繩相連，并在某一位置平衡（如圖所示）?，F(xiàn)將P環(huán)向左移動一小段距離，兩環(huán)再次達(dá)到平衡，那么將

4、移動后的平衡狀態(tài)和原來的平衡狀態(tài)比較，A0桿對P環(huán)的支持力N和細(xì)繩上的拉力T的變化情況是（）A.N不變；T變大B.N不變；T變小C.N變大；T變大D.N變大，T變小、課后習(xí)題1傾角為a、質(zhì)量為M的斜面體靜止在水平桌面上，質(zhì)量為m的木塊靜止在斜面體上。F列結(jié)論正確的是A. 木塊收到的摩擦力大小是 mgcosaB. 木塊對斜兩體的壓力大小是 mg sin aC. 桌面對斜面體的摩擦力大小是mg sin acosaD. 桌面對斜面體的支持力大小是.（M+m gv0勻速下滑,2. 如圖，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度 斜劈保持靜止，則地面對斜劈的摩擦力（）A.等于零B.不為零，

5、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3. L型木板P （上表面光滑）放在固定斜面上，輕質(zhì)彈簧一端固定在木板上，另一端與 置于木板上表面的滑塊 Q相連，如圖所示。若 P、Q一起沿斜面勻速下滑，不計(jì)空氣阻力。 則木板P的受力個數(shù)為（）3B4. 如圖所示，有5000個質(zhì)量均為m的小球，將它們用長度相等的輕繩依次連接，再將其左端用細(xì)繩固定在天花板上，右端施加一水平力使全部小球靜止。若連接天花板的細(xì)繩與水平方向的夾角為45°。則第2011個小球與2012個小球之間的輕繩與水平方向的夾角的正切值等于曲朋4咖50005如圖所示，斜面體A放置在水平面上,物塊

6、P被平行于斜面的彈簧拴著放置在斜面上,2989A2011B2011C2089D-/ .50005000.20892011彈簧的另一端固定在擋板 B上，系統(tǒng)靜止時，（）A. 斜面體A受到水平面對它的摩擦力作用B. 地面對斜面體A的作用力一定豎直向上C. 物塊P 一定受到斜面體 A對它的摩擦力作用D. 斜面體A對物塊P的作用力一定豎直向上例題解析答案例 1 A例 2 F/sin 0例3 A例4 B例5 B課后習(xí)題答案1. D【解析】隔離木塊分析，可知木塊受重力、 斜面體的支持力 N和靜摩擦力f三個力的作 用而靜止，將重力沿斜面方向和垂直斜面方向分解可知，故 A 錯誤，由牛頓第三定律可知木塊對斜兩體

7、的壓力大小是mgcosa，故B錯誤。以木塊和斜面體整體為研究對象，整體受重力和桌面的支持力兩個力的作用而靜止， 合力為零， 根據(jù)平衡條件可知， 水平方向沒有其 他外力，則桌面對斜面體沒有摩擦力，故C錯誤D正確.2. A解析：斜劈和物塊都平衡對斜劈和物塊整體受力分析知地面對斜劈的摩擦力為零，選 A。3. C解析：先把 P、 Q 看成一個整體進(jìn)行分析，受重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力三個 力作用下處于平衡狀態(tài)。隔離 Q 進(jìn)行分析，受重力、斜面的支持力、彈簧的彈力（沿斜面 向上）三個力作用下處于平衡狀態(tài)。由牛頓第三定律可知Q對P有一個壓力，彈簧對 P有一個彈力（沿斜面向下），所以P共受到5個力的作用，C正確。4. A【解析】取所有 5000個球?yàn)閷ο螅?F=5000mg；取第20125000球?yàn)閷ο蟮玫?011 個小球與2012個小球之間的輕繩與水平方向的夾角a的正切值tan a =2989mg/5000mg=2989/5000.選 A5. B解析： 對整體， 假設(shè)斜面體受到水平面對它的摩擦力，則會沿著水平面運(yùn)動，與題意系 統(tǒng)靜止相矛盾，故不能存在水平面的摩擦