高一物理暑期專題56整體法和隔離法在靜力學中的應(yīng)用圖解法動態(tài)平衡

1、 2012年高一物理暑期培訓材料專題五 整體法和隔離法在靜力學中的應(yīng)用選擇研究對象是解決物理問題的首要環(huán)節(jié)合理選擇研究對象會使問題簡化，反之，會使問題復(fù)雜化，甚至使問題無法解決。隔離法與整體法都是物理解題的基本方法。隔離法就是將研究對象從其周圍的環(huán)境中隔離出來單獨進行研究，這個研究對象可以是一個物體，也可以是物體的一個部分，廣義的隔離法還包括將一個物理過程從其全過程中隔離出來。整體法是將幾個物體看作一個整體，或?qū)⒖瓷先ゾ哂忻黠@不同性質(zhì)和特點的幾個物理過程作為一個整體過程來處理。隔離法和整體法看上去相互對立，但兩者在本質(zhì)上是統(tǒng)一的，因為將幾個物體看作一個整體之后，還是要將它們與周圍的環(huán)境隔離開來

2、的。這兩種方法廣泛地應(yīng)用在受力分析、動量定理、動量守恒、動能定理、機械能守恒等問題中。對于連結(jié)體問題，通常用隔離法，但有時也可采用整體法。如果能夠運用整體法，我們應(yīng)該優(yōu)先采用整體法，這樣涉及的研究對象少，未知量少，方程少，求解簡便；不計物體間相互作用的內(nèi)力，或物體系內(nèi)的物體的運動狀態(tài)相同，一般首先考慮整體法。對于大多數(shù)動力學問題，單純采用整體法并不一定能解決，通常采用整體法與隔離法相結(jié)合的方法。一、靜力學中的整體與隔離通常在分析外力對系統(tǒng)的作用時，用整體法；在分析系統(tǒng)內(nèi)各物體（各部分）間相互作用時，用隔離法解題中應(yīng)遵循“先整體、后隔離”的原則。mFMbcam1m21. 在粗糙水平面上有一個三角

3、形木塊a，在它的兩個粗糙斜面上分別放有質(zhì)量為m1和m2的兩個木塊b和c，如圖所示，已知m1m2，三木塊均處于靜止，則粗糙地面對于三角形木塊（） A有摩擦力作用，摩擦力的方向水平向右 B有摩擦力作用，摩擦力的方向水平向左C有摩擦力作用，但摩擦力的方向不能確定 D沒有摩擦力的作用2. 如圖，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（ ）A（Mm）g B（Mm）gF C（Mm）gFsin D（Mm）gFsinABF3.如圖所示，設(shè)A重

4、10N，B重20N，A、B間的動摩擦因數(shù)為0.1，B與地面的摩擦因數(shù)為0.2問：（1）至少對B向左施多大的力，才能使A、B發(fā)生相對滑動？（2）若A、B間1=0.4，B與地間2=0.l，則F多大才能產(chǎn)生相對滑動？4.將長方形均勻木塊鋸成如圖所示的三部分，其中B、C兩部分完全對稱，現(xiàn)將三部分拼在一起放在粗糙水平面上，當用與木塊左側(cè)垂直的水平向右力F作用時，木塊恰能向右勻速運動，且A與B、A與C均無相對滑動，圖中的角及F為已知，求A與FABCB之間的壓力為多少？5.如圖所示，在兩塊相同的豎直木板間，有質(zhì)量均為m的四塊相同的磚，用兩個大小均為F的水平力壓木板，使磚靜止不動，則左邊木板對第一塊磚，第二塊

5、磚對第三塊磚的摩擦力分別為 （ ）A4mg、 2mg B2mg、 0C2mg、 mg D4mg、 mg6.如圖所示，兩個完全相同的重為G的球，兩球與水平地面間的動摩擦數(shù)都是，一根輕繩兩端固接在兩個球上，在繩的中點施加一個豎直向上的拉力，當繩被拉直后，兩段繩間的夾角為。問當F至少多大時，兩球?qū)l(fā)生滑動？7.如圖所示，重為8N的球靜止在與水平面成370角的光滑斜面上，并通過定滑輪與重4N的物體A相連，光滑擋板與水平而垂直，不計滑輪的摩擦，繩子的質(zhì)量，求斜面和擋板所受的壓力（sin370=0.6）。8.如圖所示，兩木塊的質(zhì)量分別為m1和m2，兩輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)分別為k1和k2，上面木塊壓在上面的彈

6、簧上（但不拴接），整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)現(xiàn)緩慢向上提上面的木塊，直到它剛離開上面彈簧。在這過程中下面木塊移動的距離為2012年高一物理暑期培訓材料專題六：圖解法分析動態(tài)平衡問題1.動態(tài)平衡問題：通過控制某一物理量，使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢變化的平衡問題，從宏觀上看，物體是運動變化的，但從微觀上理解是平衡的，即任一時刻物體均處于平衡狀態(tài)。2.圖解法：對研究對象進行受力分析，再根據(jù)三角形定則畫出不同狀態(tài)下的力的矢量圖（畫在同一個圖中），然后根據(jù)有向線段（表示力）的長度變化判斷各力的變化情況。3.圖解法分析動態(tài)平衡問題，往往涉及三個力，其中一個力為恒力，另一個力方向不變，但大小發(fā)生變化，第三個力則隨外界條

7、件的變化而變化，包括大小和方向都變化。解答此類“動態(tài)型”問題時，一定要認清哪些因素保持不變，哪些因素是改變的，這是解答動態(tài)問題的關(guān)鍵典型例題：例1：半圓形支架BCD上懸著兩細繩OA和OB，結(jié)于圓心O，下懸重為G的物體，使OA繩固定不動，將OB繩的B端沿半圓支架從水平位置逐漸移至豎直的位置C的過程中，如圖所示，分析OA繩和OB繩所受力的大小如何變化？TA是一直變小，而TB卻是先變小后增大，當OB與OA垂直時TB最小。例2：如圖所示，把球夾在豎直墻AC和木板BC之間，不計摩擦，球?qū)Φ膲毫镕N，球?qū)Π宓膲毫镕N2在將板BC逐漸放至水平的過程中，下列說法中，正確的是（ ）AFN和FN2都增大BF

8、N和FN2都減小CFN增大，F(xiàn)N2減小DFN減小，F(xiàn)N2增大思考：1如圖所示，電燈懸掛于兩壁之間，更換水平繩OA使連結(jié)點A向上移動而保持O點的位置不變，則A點向上移動時（ ）A繩OA的拉力逐漸增大；B繩OA的拉力逐漸減?。籆繩OA的拉力先增大后減??； D繩OA的拉力先減小后增大。思考：2.如圖所示，細繩一端與光滑小球連接，另一端系在豎直墻壁上的A點，當縮短細繩小球緩慢上移的過程中，細繩對小球的拉力、墻壁對小球的彈力如何變化？F1F2G思考：3重G的光滑小球靜止在固定斜面和豎直擋板之間。若擋板逆時針緩慢轉(zhuǎn)到水平位置，在該過程中，斜面和擋板對小球的彈力的大小F1、F2各如何變化？ 4.相似三角形法

9、分析動態(tài)平衡問題：（1）相似三角形：正確作出力的三角形后，如能判定力的三角形與圖形中已知長度的三角形（幾何三角形）相似，則可用相似三角形對應(yīng)邊成比例求出三角形中力的比例關(guān)系，從而達到求未知量的目的。（2）往往涉及三個力，其中一個力為恒力，另兩個力的大小和方向均發(fā)生變化，則此時用相似三角形分析。相似三角形法是解平衡問題時常遇到的一種方法，解題的關(guān)鍵是正確的受力分析，尋找力三角形和結(jié)構(gòu)三角形相似。例4：如圖所示，在半徑為R的光滑半球面上高為 h處懸掛一定滑輪，重力為G的小球被站在地面上的人用繞過定滑輪的繩子拉住，人拉動繩子，在與球面相切的某點緩慢運動到接近頂點的過程中，求小球?qū)Π肭虻膲毫屠K子的拉力大小將如何變化 ？FN不變，F(xiàn)變小5.平衡方程式法：平衡方程式法適用于三力以上力的平衡，且有一個恒力，通過它