牛頓第二定律的整體法

1、牛頓第二定律的整體法、隔離法應(yīng)用 牛頓第二定律是力學(xué)的基本規(guī)律，是力學(xué)的核心知識(shí)，在整個(gè)物理學(xué)中占有非常重要的地位，是高考命題的熱點(diǎn)。整體法和隔離法則是牛頓運(yùn)動(dòng)定律中常用的方法。一、隔離法和整體法1、 隔離法和整體法是解決動(dòng)力學(xué)有關(guān)問題的一種常用方法，尤其是對(duì)于連接體而言，運(yùn)用隔離法和整體法是很有必要。2、 隔離法是指當(dāng)我們所研究的問題涉及多個(gè)物體組成的系統(tǒng)時(shí)，需要求連接體內(nèi)各部分間的相互作用力，從研究方便出發(fā)，把某個(gè)物體從系統(tǒng)中隔離出來，作為研究對(duì)象，分析受力情況，再利用牛頓第二定律列方程求解。3、所謂整體法，就是指對(duì)物理問題的整個(gè)系統(tǒng)或整個(gè)過程進(jìn)行分析的方法。通過對(duì)物理問題的整體分析，可以

2、弄清系統(tǒng)的整體受力情況和全過程的運(yùn)動(dòng)情況，整體揭示事物的本質(zhì)和變化規(guī)律而不必追究系統(tǒng)內(nèi)各物體的相互作用和每個(gè)運(yùn)動(dòng)階段的細(xì)節(jié)。從而避開了中間量的繁瑣計(jì)算，簡(jiǎn)捷巧妙的解決問題，這在高考應(yīng)試中更顯得重要。4、隔離法和整體法的選擇求各部分加速度相同的連接體的加速度或合外力時(shí)，優(yōu)先考慮“整體法”。如果還要求物體之間的作用力，再用隔離法，且一定要從要求作用力的那個(gè)作用面將物體進(jìn)行隔離。如果連接體中各部分加速度不相同，一般選用“隔離法”。5、用整體法時(shí)，只需考慮整體所受的各個(gè)外力，不考慮系統(tǒng)內(nèi)各物體間的“內(nèi)力”；用隔離法時(shí)，必須分析隔離體所受到的各個(gè)力，也就是說，在利用整體法和隔離法解決問題時(shí)，一定要把外力

3、和內(nèi)力區(qū)分清楚。 二、典型例題（一）利用整體法、隔離法求解平衡類問題題當(dāng)系統(tǒng)整體處于平衡狀態(tài)時(shí)，可對(duì)系統(tǒng)整體受力分析，只分析系統(tǒng)所受的外力，不考慮內(nèi)力，平衡條件為：F=0（F表示系統(tǒng)整體所受到的合外力）【例1】有一個(gè)直角支架AOB，AO是水平放置，表面粗糙OB豎直向下，表面光滑OA上套有小環(huán)P，OB套有小環(huán)Q，兩環(huán)質(zhì)量均為m，兩環(huán)間由一根質(zhì)量可以忽略不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩相連，并在某一位置平衡，如圖所示現(xiàn)將P環(huán)向左移一小段距離，兩環(huán)再次達(dá)到平衡，那么移動(dòng)后的平衡狀態(tài)和原來的平衡狀態(tài)相比較，AO桿對(duì)P的支持力FN和細(xì)繩上的拉力F的變化情況是：（ ）AFN不變，F(xiàn)變大 BFN不變，F(xiàn)變小CFN變大，F(xiàn)變大

4、 DFN變大，F(xiàn)變小【例2】用輕質(zhì)細(xì)線把兩個(gè)質(zhì)量未知的小球懸掛起來,如右圖所示.今對(duì)小球a持續(xù)施加一個(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,最后達(dá)到平衡.請(qǐng)?jiān)谟覉D的方框中畫出表示平衡狀態(tài)示意圖【針對(duì)性練習(xí)】1、如圖,在粗糙的水平面上放一三角形木塊a,若物體b在a的斜面上勻速下滑,則（ ）(A)a保持靜止,而且沒有相對(duì)于水平面運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)(B)a保持靜止,但有相對(duì)于水平面向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)(C)a保持靜止,但有相對(duì)于水平面向左運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)(D)因未給出所需數(shù)據(jù),無法對(duì)a是否運(yùn)動(dòng)或有無運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)作出判斷2A、B、C三物塊質(zhì)量分別為M、m和m，作如圖所示的聯(lián)結(jié)。繩子不可伸長(zhǎng)，且

5、繩子和滑輪的質(zhì)量、滑輪的摩擦均可不計(jì)。若B隨A一起沿水平桌面作勻速運(yùn)動(dòng)，則可以斷定( )(A)物塊A與桌面之間有摩擦力，大小為mg(B)物塊A與B之間有摩擦力，大小為mg(C)桌面對(duì)A，B對(duì)A，都有摩擦力，兩者方向相同，合力為mg(D)桌面對(duì)A，B對(duì)A，都有摩擦力，兩者方向相反，合力為mg3如圖，位于水平桌面上的物塊P，由跨過定滑輪的輕繩與物塊Q相連，從滑輪到P和到Q的兩段繩都是水平的。已知Q與P之間以及P與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)都是，、Q兩物塊的質(zhì)量分別是2m和m，滑輪的質(zhì)量、滑輪軸上的摩擦都不計(jì)，若用一水平向右的力F拉P使它做勻速運(yùn)動(dòng)，則F的大小為A 5mg B4mg C 3mg D2mg二

6、、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的整體法、隔離法應(yīng)用【例1】如圖所示，兩個(gè)重疊在一起的滑塊，置于傾角為的斜面上，滑塊A和B的質(zhì)量分別為mA和mB。滑塊A與滑塊B間動(dòng)摩擦因數(shù)為，滑塊B與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)為。兩滑塊都從靜止開始一起沿斜面下滑，在下滑過程中，求：（1）若，滑塊B對(duì)滑塊A摩擦力（2）若，滑塊B對(duì)滑塊A摩擦力【例2】質(zhì)量M=10kg的木楔ABC靜置于水平地面上，如圖3，滑動(dòng)摩擦系數(shù)為0.02，在木楔的傾角=300的斜面上，有一質(zhì)量m=1.0kg的物體由靜止開始沿斜面下滑，當(dāng)行程s=1.4m時(shí)，速度為v=1.4m/s，在這過程中木楔沒有動(dòng)，求地面對(duì)木楔的摩擦力的大小和方向。（重力加速度g=10m/s2）【針

7、對(duì)性練習(xí)】1.如圖所示，一只箱子放在水平地面上，箱內(nèi)有一固定的豎直桿，桿上套著一個(gè)小環(huán)。箱和桿的總質(zhì)量為M，小環(huán)的質(zhì)量為m。環(huán)沿桿加速下滑，環(huán)與桿之間的摩擦力大小為f,環(huán)的加速度為a。此時(shí)箱子對(duì)地面的壓力大小是 A.(M+m)g B.(M+m)g-ma C.Mg+f D.(M+m)g -f2. 如圖,在傾角為的固定光滑斜面上,有一用繩子栓著的長(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)繩子突然斷開時(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: B. C. D. 3.一只質(zhì)量為m的小貓，跳起來抓住懸在天花板上質(zhì)量為M的豎直木桿，當(dāng)小貓抓

8、住木桿的瞬間，懸木桿的細(xì)繩斷了，設(shè)木桿足夠長(zhǎng)，由于小貓不斷地向上爬，可使小貓離地高度始終不變，則木桿下落的加速度是：A、g B、Mg/mC、（M+m）g/M D、（M-m）g/M4、如圖所示，n塊質(zhì)量相同的木塊，排放在光滑的水平面上，水平外力F作用在第一木塊上，則第三木塊對(duì)第四木塊的作用力為_. 5、如圖，質(zhì)量為2m的物塊A與水平地面的摩擦可忽略不計(jì)，質(zhì)量為m的物塊B與地面的摩擦系數(shù)為。在已知水平推力F的作用下，A、B作加速運(yùn)動(dòng)。A對(duì)B的作用力為多大？（98全國(guó)）6、如圖，三個(gè)物體質(zhì)量分別為m1、m2和m3，帶有滑輪的物體放在光滑水平面上，滑輪和所有接觸面的摩擦以及繩子的質(zhì)量均不計(jì)，為使三個(gè)物

9、體無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，求水平推力的大??？7.如圖所示，底座上裝有長(zhǎng)0.5m的直立桿，它們的總質(zhì)量為200g 。在桿上套有一個(gè)質(zhì)量為50g的小環(huán)B，它與桿之間有摩擦。當(dāng)環(huán)從直立桿的底部以4m/s的初速度向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，剛好能夠到達(dá)桿頂。求：在小環(huán)上升的過程中，底座對(duì)水平面的壓力N。小環(huán)從桿頂落回底座需要的時(shí)間t。8如圖,斜面體的質(zhì)量M=1kg,，傾角為 =300，與地面的滑動(dòng)摩擦系數(shù) =0.2,斜面體頂端A處放有一質(zhì)量為m=0.1kg的小木塊.現(xiàn)對(duì)M施一水平向左的拉力F, F應(yīng)為多大時(shí),木塊才能自由下落?（g=10m/s2） A FM ( 9 如圖 11 所示，在水平地面上有 A 、 B 兩個(gè)物體，質(zhì)量分別

10、為 m A = 3.0kg 和 m B = 2.0kg ，它們與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為 =0.10 。在 A 、 B 之間有一原長(zhǎng) l = 15cm 、勁度系數(shù) k =500N/m 的輕質(zhì)彈簧將它們連接?，F(xiàn)分別用兩個(gè)方向相反的水平恒力 F 1 、 F 2 同時(shí)作用在 A 、 B 兩物體上，已知 F 1 =20N ， F 2 =10N ，取 g= 10m /s 2 。當(dāng)運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，求： （1）A和B共同運(yùn)動(dòng)的加速度。（2）A、B之間的距離（A、B均可視為質(zhì)點(diǎn)）10、如圖1-15所示：把質(zhì)量為M的的物體放在光滑的水平高臺(tái)上，用一條可以忽略質(zhì)量而且不變形的細(xì)繩繞過定滑輪把它與質(zhì)量為m的物體連接起來，求：(1)物體M和物體m的運(yùn)動(dòng)加速度各是多大？(2) 細(xì)繩中的張力？11、質(zhì)量分別為m1和m2的兩個(gè)小物塊用輕繩連結(jié)，繩跨過位于傾