整體法與隔離法

整體法與隔離法第1頁，共23頁，2023年，2月20日，星期五【例3】.(2010年高考山東卷)如圖2－3－5所示，質(zhì)量分別為m1、m2的兩個(gè)物體通過輕彈簧連接，在力F的作用下一起沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)(m1在地面，m2在空中)，力F與水平方向成θ角．則m1所受支持力FN和摩擦力Ff正確的是（）A．FN＝m1g＋m2g－FsinθB．FN＝m1g＋m2g－FcosθC．Ff＝FcosθD．Ff＝FsinθA、C規(guī)律與方法連接體都處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)的平衡問題第2頁，共23頁，2023年，2月20日，星期五連接體都處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)的平衡問題規(guī)律與方法【例4】(2011年慈溪中學(xué)模擬)如圖所示，質(zhì)量為m的正方體和質(zhì)量為M的正方體放在兩豎直墻和水平面間，處于靜止?fàn)顟B(tài)．m與M相接觸的邊與豎直方向的夾角為α，若不計(jì)一切摩擦，求：(1)水平面對(duì)正方體M的彈力大小(2)墻面對(duì)正方體m的彈力大?。?2)FN2cosα＝FN1FN2sinα＝mg.解得FN1＝mgcotα.(1)水平面對(duì)正方體M的彈力大小為FN＝(M＋m)g.α墻面對(duì)正方體 M的彈力大小?第3頁，共23頁，2023年，2月20日，星期五一物體勻速另一物體靜止時(shí)的平衡問題規(guī)律與方法【例6】.（08海南）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θ．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(yùn)動(dòng)的過程中，楔形物塊始終保持靜止．地面對(duì)楔形物塊的支持力為()

A．（M＋m）gB．（M＋m）g－FC．（M＋m）g＋Fsinθ

D．（M＋m）g－FsinθD第4頁，共23頁，2023年，2月20日，星期五一物體勻速另一物體靜止時(shí)的平衡問題規(guī)律與方法【例7】（2011海南）.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v0勻速下滑，斜劈保持靜止，則地面對(duì)斜劈的摩擦力（）

A.等于零

B.不為零，方向向右C.不為零，方向向左

D.不為零，v0較大時(shí)方向向左，v0較小時(shí)方向向右A第5頁，共23頁，2023年，2月20日，星期五連接體的動(dòng)態(tài)平衡問題規(guī)律與方法【例8】如圖所示，在一根水平的粗糙的直橫梁上，套有兩個(gè)質(zhì)量均為m的鐵環(huán)，兩鐵環(huán)系有等長的細(xì)繩，共同拴著質(zhì)量為M的小球，兩鐵環(huán)與小球均保持靜止?，F(xiàn)使兩鐵環(huán)間距離增大少許，系統(tǒng)仍保持靜止，則水平橫梁對(duì)鐵環(huán)的支持力N和摩擦力f將（

）A．N增大，f不變B．N增大，f增大C．N不變，f不變D．N不變，f增大

D第6頁，共23頁，2023年，2月20日，星期五連接體的動(dòng)態(tài)平衡問題規(guī)律與方法【例9】有一個(gè)直角支架AOB，AO水平放置,表面粗糙,OB豎直向下,表面光滑。AO上套有小環(huán)P，OB上套有小環(huán)Q，兩環(huán)質(zhì)量均為m，兩環(huán)由一根質(zhì)量可忽略、不可伸長的細(xì)繩相連，并在某一位置平衡?，F(xiàn)將P環(huán)向左移一小段距離，兩環(huán)再次達(dá)到平衡，那么將移動(dòng)后的平衡狀態(tài)和原來的平衡狀態(tài)比較，AO桿對(duì)P環(huán)的支持力FN和摩擦力f的變化情況是（）A.FN不變，f變大B.FN不變，f變小C.FN變大，f變大D.FN變大，f變小OABPQmgFNα以整體為研究對(duì)象

FN=2mg不變；P環(huán)向左移的過程中α將減小，

OB對(duì)Q的壓力N

N=mgtanα也將減小。再以整體為對(duì)象，水平方向只有OB對(duì)Q的壓力N和OA對(duì)P環(huán)的摩擦力f作用，因此f=N也減小。Bα第7頁，共23頁，2023年，2月20日，星期五一、連結(jié)體（系統(tǒng)）1、系統(tǒng)：在實(shí)際問題中，常常遇到幾個(gè)相互聯(lián)系的、在外力作用下一起運(yùn)動(dòng)的物體系。相互作用的物體稱為系統(tǒng)或連結(jié)體．系統(tǒng)由兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體組成．MmFθ

mM2、內(nèi)力和外力：系統(tǒng)內(nèi)部物體間的相互作用力叫內(nèi)力，系統(tǒng)外部物體對(duì)系統(tǒng)內(nèi)物體的作用力叫外力．ABF第8頁，共23頁，2023年，2月20日，星期五二、整體法與隔離法選擇研究對(duì)象是解決物理問題的首要環(huán)節(jié)．在很多物理問題中，研究對(duì)象的選擇方案是多樣的，研究對(duì)象的選取方法不同會(huì)影響求解的繁簡(jiǎn)程度．對(duì)于連結(jié)體問題，研究時(shí)有隔離法和整體法兩種方法。整體法和隔離法的區(qū)別在于選取的研究對(duì)象不同。1、隔離法：將系統(tǒng)中的某一物體做為研究對(duì)象。2、整體法：將整個(gè)系統(tǒng)看做一個(gè)整體作為研究對(duì)象。說明：（1）只有當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)各物體具有相同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)（即都平衡或者都有相同的加速度），才能看做一個(gè)整體。（2）對(duì)整體受力分析時(shí)，只分析系統(tǒng)所受外力，不分析體統(tǒng)內(nèi)力第9頁，共23頁，2023年，2月20日，星期五三、整體法與隔離法的選取原則當(dāng)研究系統(tǒng)內(nèi)力時(shí)，應(yīng)采用隔離法；當(dāng)研究系統(tǒng)外力時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮整體法。如果能夠運(yùn)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(duì)象少，未知量少，方程少，求解簡(jiǎn)便；對(duì)于復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)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．第10頁，共23頁，2023年，2月20日，星期五四、整體法與隔離法的應(yīng)用1、整體隔離解平衡問題。ABF例1、如圖所示，向右的水平恒力F作用在物體B上，AB均靜止不動(dòng)，則地面對(duì)B的摩擦力為多少？思考：若F作用在A上，結(jié)果如何？第11頁，共23頁，2023年，2月20日，星期五例2、滑塊和斜面均處于靜止?fàn)顟B(tài)，斜面傾角θ滑塊的質(zhì)量為m，斜面的質(zhì)量為M，求地面對(duì)斜面的支持力和摩擦力的大小。思考：若滑塊沿斜面勻速下滑，斜面靜止不動(dòng)，情況如何呢？θ第12頁，共23頁，2023年，2月20日，星期五例3、甲圖所示的兩小球靜止，對(duì)a球施加一個(gè)左偏下30°的恒力，對(duì)b球施加一個(gè)右偏上30°的同樣大恒力，再次靜止時(shí)乙圖中哪張正確？ab第13頁，共23頁，2023年，2月20日，星期五例4、如圖所示，在兩塊相同的豎直木板間，有質(zhì)量均為m的兩塊相同的磚，用兩個(gè)大小均為F的水平力壓木板，使磚靜止不動(dòng)，則第一塊磚對(duì)第二塊磚的摩擦力為多少？12FF第14頁，共23頁，2023年，2月20日，星期五【練習(xí)】、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(gè)大小均為F的水平力壓木板，使磚靜止不動(dòng)，則第二塊磚對(duì)第三塊磚的摩擦力為多少？4123FF第三塊磚對(duì)第二塊磚的摩擦力為多少？第15頁，共23頁，2023年，2月20日，星期五例5、如圖所示，人的質(zhì)量為60kg，木板A的質(zhì)量為30kg，滑輪及繩的質(zhì)量不計(jì)，一切摩擦不計(jì)，若人通過繩子拉住木板不動(dòng)，則人的拉力的大小及人對(duì)木板的壓力為多少？A思考：若人和木板以加速度a=1m/s2向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，結(jié)果如何呢？第16頁，共23頁，2023年，2月20日，星期五v例6、如圖，人的質(zhì)量是m，木板的質(zhì)量為M，木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，在人的拉力作用下，人與木板一起向右做勻速運(yùn)動(dòng)，求木板對(duì)人的摩擦力多大？第17頁，共23頁，2023年，2月20日，星期五v解：對(duì)人和木板整體受力分析mgFf木F木由平衡條件得x：2F=f地y：FN=(Mg+mg）且f地=μFN解得：對(duì)人受力分析FF（M+m）gf地FN由平衡條件得第18頁，共23頁，2023年，2月20日，星期五思考：若人和木板一起以加速度a向右作勻加速直線運(yùn)動(dòng)則結(jié)果如何？解：對(duì)人和木板整體受力分析mgFf木F木由牛頓第二定律得x：2F-f地=（M+m）ay：FN=(Mg+mg）且f地=μFN解得：對(duì)人受力分析FF（M+m）gf地FN由牛頓第二定律得aa解得：第19頁，共23頁，2023年，2月20日，星期五作業(yè)：如下圖示的質(zhì)量為M的斜面體傾角為θ，斜面上有一質(zhì)量為m的木塊由靜止沿斜面下滑，此過程斜面不動(dòng)。斜面光滑,試求水平地面對(duì)斜面體的支持力N和靜摩擦力f。第20頁，共23頁，2023年，2月20日，星期五2、整體隔離求解勻變速直線運(yùn)動(dòng)例1、相同材料的物塊m和M用輕繩連接，在M上施加恒力F，使兩物塊作勻加速直線運(yùn)動(dòng),求在下列各種情況下繩中張力。FMm(1)地面光滑，F(xiàn)T=?

(2)地面粗糙，F(xiàn)T=？(3)豎直加速上升，F(xiàn)T

=?(4)斜面光滑，加速上升，F(xiàn)T

=?MmFmMF第21頁，共23頁，2023年，2月20日，星期五例2、如圖一木板靜止在光滑水平面上，木板的質(zhì)量是M，木板上停著一個(gè)小滑塊質(zhì)量為m，它與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，