專題08整體法和隔離法在連接體與疊加體模型中的應(yīng)用20172018學(xué)年高一物理專題提升之力學(xué)含解析_第1頁
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文檔簡介

1、【專題概括】整體法和隔絕法是牛頓第二定律應(yīng)用中極為普遍的方法.隔絕法是根本,但有時較煩雜;整體法較簡易,但無法求解系統(tǒng)內(nèi)物體間相互作使勁.所以只有兩種方法配合使用,才能有效解題.故二者不可取其輕重.連結(jié)體問題對在解題過程中選用研究對象很重要.有時以整體為研究對象,有時以單個物體為研究對象.整體作為研究對象能夠?qū)⒉恢赖南嗷プ魇箘湃サ?,單個物體作研究對象主要解決相互作使勁.關(guān)于有共同加快度的連結(jié)體問題,一般先用整體法由牛頓第二定律求出加快度,再根據(jù)題目要求,將其中的某個物體進行隔絕剖析和求解由整體法求解加快度時,F(xiàn)=ma,要注意質(zhì)量m與研究對象對應(yīng)一、整體法、隔絕法的采用1整體法的選用原則若在已

2、知與待求量中一波及系統(tǒng)內(nèi)部的相互作用時,可取整體為研究對象,剖析整體受到的外力,應(yīng)用牛頓第二定律列方程。當系統(tǒng)內(nèi)物體的加快度相同時:;否則。2隔絕法的選用原則若在已知量或待求量中波及到系統(tǒng)內(nèi)物體之間的作用時,就需要把物體從系統(tǒng)中隔絕出來,應(yīng)用牛頓第二定律列方程求解3整體法、隔絕法的交替運用若連結(jié)體內(nèi)各物體擁有相同的加快度,且要求物體之間的作使勁時,能夠先用整體法求出加快度,然后再用隔絕法選用合適的研究對象,應(yīng)用牛頓第二定律求作使勁即“先整體求加快度,后隔絕求內(nèi)力”二、運用隔絕法解題的基本步驟1.明確研究對象或過程、狀態(tài),選擇隔絕對象.2.將研究對象從系統(tǒng)中隔絕出來,或?qū)⒀芯康哪碃顟B(tài)、某過程從運

3、動的全過程中隔絕出來.3.對隔絕出的研究對象進行受力剖析,注意只剖析其余物體對研究對象的作使勁.4.尋找未知量與已知量之間的關(guān)系,選擇適合的物理規(guī)律列方程求解.【典例精析】【典例1】如下圖,一夾子夾住木塊,在力F作用下向上提升.夾子和木塊的質(zhì)量分別為m、M,夾子與木塊兩側(cè)間的最大靜摩擦力均為f.若木塊不滑動,力F的最大值是()ABCD【答案】A【解析】對木塊剖析得,計算得出木塊的最大加快度.對整體剖析得,計算得出.所以A選項是正確的,B、C、D錯誤.所以A選項是正確的.【典例2】如下圖,質(zhì)量為M的框架放在水平地面上,一輕質(zhì)彈簧上端固定在框架上,下端固定一個質(zhì)量為m的小球,小球上下振動時,框架始

4、終沒有跳起,當框架對地面壓力為零的瞬間,小球的加快度大小為【答案】名師點睛:當連體中各物體的加快度不同或波及到各物體之間的相互作使勁,要用隔絕法解題,用隔絕法對研究對象受力剖析時,只剖析它受到的力,而它對其余物體的反作使勁不考慮,然后利用牛頓第二定律求解.【典例3】如下圖,猴子的質(zhì)量為m,開始時停在用繩懸吊的質(zhì)量為M的木桿下端,當繩子斷開剎時,猴子沿木杠以加快度a(相對地面)向上爬行,則此時木桿相對地面的加速度為()AgBCD【答案】C【典例4】傾角,質(zhì)量的粗拙斜面位于水平地面上,質(zhì)量的木塊置于斜面頂端,從靜止開始勻加快下滑,經(jīng)抵達底端,運動行程,在此過程中斜面保持靜止取,求:(1)斜面對木塊

5、的摩擦力大小.(2)地面對斜面的支持力大小.【答案】(1)8N(2)67.6N【解析】(1)設(shè)木塊下滑的加快度為a,由可得:木塊受力如圖1所示,由牛頓第二定律有:所以:(2)斜面受力如圖2所示,由豎直方向受力平衡可得地面對鞋面的支持力為:【典例5】如圖,m和M保持相對靜止,一同沿傾角為的圓滑斜面下滑,則M和m間的摩擦力大小是多少?【答案】【解析】A、B整體擁有沿斜面向下的加快度,設(shè)為a,由牛頓第二定律能夠知道:得:將a正交分解為豎直方向分量,水平分量,如下圖,因為擁有水平分量,故必受水平向摩擦力f,A受力如下圖;【總結(jié)提升】1.整體法的選用原則若連結(jié)體內(nèi)各物體擁有相同的加快度,且不需要求物體之

6、間的作使勁,則能夠把它們當作一個整體,剖析整體受到的合外力,應(yīng)用牛頓第二定律求出加快度(或其他未知量).2.隔絕法的選用原則若連結(jié)體內(nèi)各物體的加快度不相同,或許需要求出系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的作使勁,則需要把物體從系統(tǒng)中隔絕出來,應(yīng)用牛頓第二定律列方程求解。3.整體法、隔絕法的交替運用若連結(jié)體內(nèi)各物體擁有相同的加快度,且需要求物體之間的作使勁,則能夠先用整體法求出加快度,然后再用隔絕法選用合適的研究對象,應(yīng)用牛頓第二定律求作使勁.即“先整體求加快度,后隔絕求內(nèi)力”.【專練提升】1.如下圖,傾角為的斜面體c置于水平地面上,小物塊b置于斜面上,經(jīng)過細繩跨過圓滑的定滑輪與沙漏a連結(jié),連結(jié)b的一段細繩與斜面

7、平行。在a中的沙子遲緩流出的過程中,a、b、c都處于靜止狀態(tài),則()Ab對c的摩擦力一定減小Bb對c的摩擦力方向可能平行斜面向上C地面對c的摩擦力方向一定向右D地面對c的摩擦力一定減小【答案】BD2(多項選擇)如下圖,質(zhì)量為M、半徑為R的半球形物體A放在水平地面上,經(jīng)過最高點處的釘子用水平細線拉住一質(zhì)量為m、半徑為r的圓滑球B。則()AA對地面的壓力等于(Mm)gBA對地面的摩擦力方向向左RrCB對A的壓力大小為RmgrD細線對小球的拉力大小為Rmg【答案】AC【解析】A、B疊放一同靜止于水平面上,能夠看做一個整體,受力剖析只有他們的重力和地面的支持力,所以二力平衡,支持力等于重力等于(Mm)

8、g,地面對整體沒有摩擦力,如果有摩擦力,則不能平衡,A正確,B錯誤;對B球受力剖析如下圖,重力和拉力的協(xié)力與支持力等大反向,繩子拉力水平說明B的球心和A的頂端等高,即B的球心到地面高度為R,B的球心到A的球心的連線長度為RRr,那么cosRr,mgRr在重力和水平拉力的協(xié)力矢量四邊形中,F(xiàn)Ncos,解得FNRmg,C正確;細繩拉力(Rr2R2FTmgtanmgR,D錯誤。3.如下圖,傾角為的足夠長的粗拙斜面固定在水平地面上,質(zhì)量為M的木塊上固定一輕直角支架,在支架尾端用輕繩懸掛一質(zhì)量為m的小球。由靜止釋放木塊,木塊沿斜面下滑,穩(wěn)定后輕繩與豎直方向夾角為,則木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為()Atan

9、Ctan()BtanDtan()【答案】C4如下圖,在圓滑水平桌面上有一鏈條,共有(PQ)個環(huán),每一個環(huán)的質(zhì)量均為鏈條右端受到一水平拉力F。則從右向左數(shù),第P個環(huán)對第(P1)個環(huán)的拉力是()m,AFB(P1)FQFPFC.PQD.PQ【答案】C【解析】對整體受力剖析,由牛頓第二定律得FF(PQ)ma,解得a(PQm,對左邊的Q個環(huán)受力剖析,由牛頓第二定律得QFFTQmaPQ,C項正確。5多項選擇如下圖,粗拙的水平地面上有三塊材料完全相同的木塊A、B、C,質(zhì)量均為m,B、C之間用輕質(zhì)細繩連結(jié)?,F(xiàn)用一水平恒力F作用在C上,三者開始一同做勻加快運動,運動過程中把一塊橡皮泥粘在某一木塊上面,系統(tǒng)仍加快

10、運動,且始終沒有相對滑動。則在粘上橡皮泥并達到穩(wěn)定后,下列說法正確的選項是()A不論粘在哪個木塊上面,系統(tǒng)加快度都將減小B若粘在A木塊上面,繩的拉力減小,A、B間摩擦力不變C若粘在B木塊上面,繩的拉力增大,A、B間摩擦力增大D若粘在C木塊上面,繩的拉力和A、B間摩擦力都減小【答案】AD6.如下圖,跨過同一高度處的圓滑定滑輪的細線連結(jié)著質(zhì)量相同的物體A和B,A套在圓滑水平桿上,細線與水平桿的夾角53,定滑輪離水平桿的高度為h0.2m,當由靜止釋放兩物體后,A所能獲得的最大速度為(cos530.6,sin530.8,g取10m/s2)()A0.707m/sB1m/sC1.414m/sD2m/s【答

11、案】B【解析】釋放兩物體后,剖析A的受力情況可知它向右先做加快運動、后做減速運動,當繩豎直時,速度達到最大值vm。此時B抵達最低點,速度為零。A、B和繩組成的系統(tǒng)在整個相互作用過程中,只有重力和內(nèi)力中的彈力做功,由機械能守恒定律得,122mvmmgh11,解得vm1m/s,B項正確。8.如下圖,MON是固定的圓滑絕緣直角桿,MO沿水平方向,NO沿豎直方向,A、B為兩個套在此桿上的帶有同種正電荷的小球,用一指向豎直桿的水平力F作用在A球上,使兩球均處于靜止狀態(tài)。現(xiàn)將A球向豎直桿NO方向遲緩移動一小段距離后,A、B兩小球可以從頭平衡,則后一種平衡狀態(tài)與前一種平衡狀態(tài)相比較,下列說法中正確的選項是()AA、B兩小球間的庫侖力變小BA、B兩小球

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