整体法和隔离法受力分析(答案版)
(完整版)整体法和隔离法专题(带答案)
n e i n g整体法和隔离法1、用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来,如右图所示.今对小球a 持续施加一个向左偏下30°的恒力,并对小球b 持续施加一个向右偏上30°的同样大的恒力,最后达到平衡. 表示平衡状态的图可能是( A )2、如图<1>,在粗糙的水平面上放一三角形木块a ,若物体b 在a 的斜面上匀速下滑,则( A )A 、a 保持静止,而且没有相对于水平面运动的趋势;B 、a 保持静止,但有相对于水平面向右运动的趋势;C 、a 保持静止,但有相对于水平面向左运动的趋势;D 、因未给出所需数据,无法对a 是否运动或有无运动趋势作出判断;3、A 、B 、C 三物块质量分别为M 、m 和m 0,作图<2> 所示的联结. 绳子不可伸长,且绳子和滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计. 若B 随A 一起沿水平桌面作匀速运动,则可以断定( A )A 、物块A 与桌面之间有摩擦力,大小为m 0g ;B 、物块A 与B 之间有摩擦力,大小为m 0g ;C 、桌面对A ,B 对A ,都有摩擦力,两者方向相同,合力为m 0g ;D 、桌面对A ,B 对A ,都有摩擦力,两者方向相反,合力为m 0g ;4、质量为m 的物体放在质量为M 的物体上,它们静止在水平面上。
现用水平力F 拉物体M,它们仍静止不动。
如右图所示,这时m 与M 之间,M 与水平面间的摩擦力分别是( C ) A .F ,F B .F ,0 C .0,F D .0,05、如右图所示,物体a 、b 和c 叠放在水平桌面上,水平力F b =4N 、F c =10N 分别作用于物体b 、c 上,a 、b 和c 仍保持静止。
以f 1、f 2、f 3分别表示a 与b 、b 与c 、c 与桌面间的静摩擦力的大小。
则f 1= 0 ,f 2= 4N ,f 3= 6N 。
6、质量为m 的四块砖被夹在两竖夹板之间,处于静止状态,如右图所示,则砖2对砖1的摩擦力为 mg 。
高一物理整体法隔离法试题答案及解析
高一物理整体法隔离法试题答案及解析1. 如图所示,在粗糙水平面上放一质量为M 的斜面体,质量为m 的木块在竖直向上力F 作用下,沿斜面体匀速下滑,此过程中斜面体保持静止,则地面对斜面( )A .无摩擦力B .有水平向左的摩擦力C .支持力为(M+m )gD .支持力小于(M+m )g【答案】AD【解析】对物体M 和m 整体受力分析,受拉力F 、重力(M+m )g 、支持力F N ,根据共点力平衡条件竖直方向 F N +F-(M+m )g=0,解得:F N =(M+m )g-F <(M+m )g ;水平方向不受力,故没有摩擦力. 故选AD .【考点】整体法及隔离法。
2. 如图所示,两个等大的水平力F 分别作用在B 和C 上.A 、B 、C 都处于静止状态.各接触面与水平地面平行.A 、C 间的摩擦力大小为f 1,B 、C 间的摩擦力大小为f 2,C 与地面间的摩擦力大小为f 3,则( )A .f 1=0,f 2=0,f 3=0B .f 1=0,f 2=F ,f 3=0C .f 1=F ,f 2=0,f 3=0D .f 1=0,f 2=F ,f 3=F 【答案】B【解析】以ABC 整体为研究对象,分析整体在水平方向的受力易知,地面对C 的摩擦力为零,以A 为研究对象,A 处于平衡状态,故C 与A 之间无摩擦力,以B 为研究对象,易知C 与B 之间的摩擦力为F ,故选B 【考点】考查整体隔离法点评:本题难度较小,处理此类问题,研究对象的选择是灵活的,例如分析BC 间摩擦力时,可以以A 、C 整体为研究对象3. 如图水平向左的拉力F 作用在木块2上,三木块一起向左匀速运动,以下说法正确的是A .木块1受到了向左的摩擦力B .木块2受到了2对平衡力C .木块1、2间有2对作用力和反作用力D .木块2、3间有2对作用力和反作用力【答案】D【解析】三木块一起向左匀速运动,说明整体合外力为零。
将1物体隔离开,则水平方向静摩擦力为零,所以A错。
整体法与隔离法的应用(详解)
例1
A. F1
a
B. F2
C. (F1+ F2) / 2
F1
D. (F1- F2) / 2
A
B
F2
分析:
物体A和B加速度相同, 求它们之间的相互作用力, 采取先整体后隔离的方法, 先求出它们共同的加速度, 然后再选取A或B为研究对象, 求出它们之间的相互作用力.
选取A和B整体为研究对象, 共同加速度a为:
m
θ M
F
[解析]隔离m,由平行四边形定则可得: FN=mg/cosθ F合=mgtanθ 由牛顿第二定律可得:a= F合/m =gtanθ 对整体,由牛顿第二定律可得: F合 F=(M+m)a=(M+m)gtanθ [答案]BD F
FN θ
Hale Waihona Puke mF Mmg
θ
课程小结 (1)解答问题时,决不能把整体法和隔离法对立起来, 而应该把这两种方法结合起来,从具体问题的实际 情况出发,灵活选取研究对象,恰当选择使用隔离和 整体法. (2)在使用隔离法解题时,所选取的隔离对象可以使连接 体中的某一部分物体,也可以使连接体中的某一个物体(包 含两个或两个以上的单个物体),而这“某一部分”的选取, 也应根据问题的实际情况,灵活处理.
解:(1)由牛顿第二定律,
对整体可得:F=(M+m)a
F
m
M
F
隔离m可得:T=ma 联立解得:T=mF/(M+m)
T
(2)已知内力求外力。 先隔离分析计算加速度,然后 整体分析,计算外力。 例2 如图所示, A、B、C三物体
的质量分别为m1、m2、m3 , 带有 滑轮的 C 放在光滑的水平面上, 细绳质量及一切摩擦均不计, 为 使三物体无相对运动, 试求水平 推力F的大小?
牛顿第二定律连接体问题(整体法与隔离法)
牛顿第二定律——连接体问题(整体法与隔离法)一、连接体:当两个或两个以上的物体通过绳、杆、弹簧相连,或多个物体直接叠放在一起的系统二、处理方法——整体法与隔离法系统运动状态相同整体法问题不涉及物体间的内力 使用原则三、连接体题型:1【例1】A、B 平力N F A 6=推A ,用水平力N F B 3=【练1】如图所示,质量为M 的斜面A 在水平向左的推力F 作用下,A 与B 体B 的质量为m ,则它们的加速度a A. ()(,sin μθ++==g m M F g a B. θθcos )(,cos g m M F g a +==C. ()(,tan μθ++==g m M F g a D. gm M F g a )(,cot +==μθ【练2】如图所示,质量为2m 的物体2滑定滑轮连接质量为1m 的物体,与物体A. 车厢的加速度为θsin gB. 绳对物体1的拉力为θcos 1gm C. 底板对物体2的支持力为g m m )(12-D. 物体2所受底板的摩擦力为θtan 2g m m g ,m B =0.4kg ,盘C 的质量O 处的细线瞬间,木F BC 多大?(g 取10m/s 2)连接体作业1、如图所示,小车质量均为M ,光滑小球P 的质量为m ,绳的质量不计,水平地面光滑。
要使小球P 随车一起匀加速运动(相对位置如图所示),则施于小车的水平拉力F 各是多少?(θ已知)球刚好离开斜面 球刚好离开槽底F= F= F= F=2、如图所示,A 、B 质量分别为m1,m2,它们在水平力F 的作用下均一起加速运动,甲、乙中水平面光滑,两物体间动摩擦因数为μ,丙中水平面光滑,丁中两物体与水平面间的动摩擦因数均为μ,求A 、B 间的摩擦力和弹力。
f= f= F AB = F AB = 3、如图所示,在光滑水平桌面上,叠放着三个质量相同的物体,用力推物体a ,使三个物体保持静止,一起作加速运动,则各物体所受的合外力 ( ) A .a 最大 B .c 最大 C .同样大 D .b 最小4、如图所示,小车的质量为M,的前端相对于车保持静止,A.在竖直方向上,B.在水平方向上,C.若车的加速度变小,D.若车的加速度变大,5、物体A 、B 叠放在斜面体C 上,物体的作用下一起随斜面向左匀加速运动的过程中,物体A 、B摩擦力为2f F ,(02≠f F ),则(A. 01=f F B. 2f F C.1f F 水平向左 D. 2f F 6、如图3所示,质量为M A. 地面对物体M B. 地面对物体M C. 物块m D. 地面对物体M 7、如图所示,质量M =8kg 到1.5m/s μ=0.28、如图6所示,质量为A m 的物体A 沿直角斜面C 9、如图10所示,质量为M 的滑块C B B 、2a F a b c。
整体隔离法(带详细答案)
A B C 整体隔离法整体法 研究外力对物体系统的作用时,一般选用整体法。
使用整体法的条件是物体两个物体运动状态一致(保持相对静止或一个物体匀速运动,另一个静止)因为不用考虑系统内力,所以这种方法更简便,总之,能用整体法解决的问题不用隔离法隔离法分析系统内各物体(各部分)间的相互作用时,需要选用隔离法,一般情况下隔离受力较少的物体1、如图所示,两个光滑金属球a 、b 置于一个桶形容器中,两球的质量m a >m b ,对于图中的两种放置方式,下列说法正确的是 ( )A . 两种情况对于容器左壁的弹力大小相同B . 两种情况对于容器右壁的弹力大小相同C . 两种情况对于容器底部的弹力大小相同D . 两种情况两球之间的弹力大小相同变式1-1、在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A ,A 与竖直墙之间放另一截面也为半圆的柱状物体B ,整个装置处于静止状态,截面如图所示。
设墙对B 的作用力为F 1,B 对A 的作用力为F 2,地面对A 的作用力为F 3。
在B 上加一物体C ,整个装置仍保持静止,则( )A .F 1保持不变,F 3增大B .F 1增大,F 3保持不变C .F 2增大,F 3增大D .F 2增大,F 3保持不变变式1-2、物块a ,b 质量分别为2m ,m ,水平地面和竖直墙面均光滑,在水平推力F 作用下,两物块均处于静止状态.则( )A .物块b 受四个力作用B .物块b 受到的摩擦力大小等于2mgC .物块b 对地面的压力大小等于mgD .物块a 受到物块b 的作用力水平向右变式1-3、两梯形木块A、B叠放在水平地面上,A、B之间的接触面倾斜。
A的左侧靠在光滑的竖直墙面上,关于两木块的受力,下列说法正确的是()A.A、B之间一定存在摩擦力作用B.木块A可能受三个力作用C.木块A一定受四个力作用D.木块B受到地面的摩擦力作用方向向右变式1-4、将重为4mg的均匀长方体物块切成相等的A、B两部分,切面与边面夹角为45°,如图1所示叠放并置于水平地面上,现用弹簧秤竖直向上拉物块A的上端,弹簧秤示数为mg,整个装置保持静止,则()A.地面与物块间可能存在静摩擦力B.物块对地面的压力大于3mgC.A对B的压力大小为mgD.A、B之间静摩擦力大小为22mg2、甲、乙、丙三个物体叠放在水平面上,用水平力F拉位于中间的物体乙,它们仍保持静止状态,三个物体的接触面均为水平,则乙物体受力的个数为()A.3个B.4个C.5个D.6个变式2-1、(多选)有三个相同的物体叠放在一起,置于粗糙水平地面上,物体之间不光滑,现用一水平力F作用在乙物体上,物体之间仍保持静止,下列说法正确的是()A.丙受到地面的摩擦力大小为F,方向水平向左B.甲受到水平向右的摩擦力作用C.乙对丙的摩擦力大小为F,方向水平向右D.丙对乙的摩擦力大小为F,方向水平向右变式2-2、A、B、C三个物体的质量相等,有F=1 N的两个水平力作于A、B两个物体上,A、B、C都静止,则地面对A物体、A物体对B物体、B物体对C物体的摩擦力分别为()A.1 N、2 N、1 N B.1 N、0、1 NC.0、1 N、0 D.1 N、1 N、0变式2-3、如下图所示,物体a、b和c叠放在水平桌面上,水平力Fb=5 N、Fc=10 N分别作用于物体b、c上,a、b和c仍保持静止.以F f1、F f2、F f3分别表示a与b、b与c、c与桌面间的静摩擦力的大小,则()A.F f1=5 N,F f2=0,F f3=5 NB.F f1=5 N,F f2=5 N,F f3=0C.F f1=0,F f2=5 N,F f3=5 ND.F f1=0,F f2=10 N,F f3=5 N变式2-4、如下图所示,物体A、B、C叠放在水平桌面上,水平力F作用于C物体,使A、B、C以共同速度向右匀速运动,且三者相对静止,下面关于摩擦力的说法正确的是() A.A不受摩擦力作用B.B不受摩擦力作用C.C不受摩擦力作用D.以A、B、C为整体,整体受到的摩擦力为零变式2-5、如图所示,光滑的水平地面上有三块木块a、b、c,质量均为m,a、c之间用轻质细绳连接.现用一水平恒力F作用在b上,三者开始一起做匀加速运动,a、c间细绳的拉力为T,a、b间的摩擦力为f.运动过程中把一块橡皮泥粘在木块a上,系统仍加速运动,且a、b、c之间始终没有相对滑动.稳定后,T和f的变化情况是()A.T变大,f变小B.T变大,f变大C.T变小,f变小D.T变小,f变大3、如图所示,木板B放在粗糙的水平面上,木块A放在B的上面,A的右端通过一不可伸长的轻绳固定在竖直墙上.用水平恒力F向左拉木板B,使其以速度v做匀速运动,此时绳水平且拉力大小为F T,下面说法正确的是()A.绳上拉力F T与水平恒力F大小相等B.木块A受到的是静摩擦力,大小等于F TC.木板B受到一个静摩擦力,一个滑动摩擦力,合力大小等于FD.若木板B以2v匀速运动,则拉力仍为F4、如图所示,轻绳两端分别与A 、C 两物体相连接,m A =1kg ,m B =2 kg ,m C =3 kg ,物体A 、B 、C 之间及C 与地面间的动摩擦因数均为μ=0.1,轻绳与滑轮间的摩擦可忽略不计,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.若要用力将C 物体拉动,则作用在C 物体上水平向左的拉力最小为(取g =10 m/s 2)( )A .6 NB .8 NC .10 ND .12 N变式4-1、如图,位于水平桌面上的物块P ,由跨过定滑轮的轻绳与物块相连,从滑轮到P 和到Q 的两段绳都是水平的,已知Q 与P 之间以及桌面之间的动摩擦因数都μ,两物块的质量都是m ,滑轮轴上的摩擦不计,若用一水平向右的力F 拉P 使P 做匀速运动,则F 的大小为( )A .4μmgB .3μmgC .2μmgD .μmg5、(多选)将一物块分成相等的A ,B 两部分靠在一起,下端放置在地面上,上端用绳子拴在天花板上,绳子处于竖直伸直状态,整个装置静止,则( )A .绳子上拉力可能为零B .地面受的压力可能为零C .地面与物体间可能存在摩擦力D .A 、B 之间可能存在摩擦力6、如图所示,用两相同的夹板夹住三个重力为G 的物体A 、B 、C ,三个物体均保持静止,请分析各个物体的受力情况.变式6-1、在两块相同的竖直木板之间,有质量均为m 的4块相同的砖,用两个大小均为F 的水平力压木板,使砖块静止不动,则第2块砖对第3块砖的摩擦力大小是( )A .0B .mgC .mgD .2mgFQ P变式6-2、五块一模一样的砖头夹与两墙之间,所有的滑动摩擦系数都一样,砖块的质量都为m,求砖块1与墙壁间的摩擦力?1 2 3 4 5变式6-3、五块一模一样的砖头夹与两墙之间,所有的滑动摩擦系数都一样,砖块的质量都为m,求砖块3与砖块4间的摩擦力?1 2 3 4 5 6变式6-4、用两个相同的足够大的水平力F将100个完全相同的木块夹在两个相同的竖直木板之间,所有木块都如图所示保持静止状态,每个木块的质量都为m,图中所有的接触面的动摩擦因素都为μ,则编号57和58号木块之间的摩擦力的大小为:(木块从左至右编号依次为1、2、3…98、99、100)()A.mg B.7mg C.8mg D.7、如图所示,物体B的上表面水平,当A、B相对静止沿斜面匀速下滑时,设B给A的摩擦力为F f1,水平面给斜面体C的摩擦力为F f2,则()A.F f1=0,F f2=0 B.F f1水平向右,F f2水平向左C.F f1水平向左,F f2水平向右D.F f1=0,F f2水平向右变式7-1、下表面粗糙,其余均光滑的斜面置于粗糙水平地面上,倾角与斜面相等的物体A 放在斜面上,方形小物体B放在A上,在水平向左大小为F的恒力作用下,A、B及斜面均处于静止状态,现将小物体B从A上表面上取走,则()A.A仍保持静止B.A对斜面的压力不变C.斜面可能向左运动D.斜面对地面的压力变小F M 变式7-2、如图所示,斜面小车M 静止在光滑水平面上,紧贴墙壁.若在斜面上放一物体m .再给m 施加一竖直向下的恒力F .M 、m 均保持静止,则小车受力的个数为( )A .3B .4C .5D .6 变式7-3、如图,质量为M 的楔形物块静置在水平地面上,其斜面的倾角为θ.斜面上有一质量为m 的小物块,小物块与斜面之间存在摩擦.用恒力F 沿斜面向上拉小物块,使之匀速上滑.在小物块运动的过程中,楔形物块始终保持静止.地面对楔形物块的支持力为( )A .(M+m )gB .(M+m )g ﹣FC .(M+m )g+FsinθD .(M+m )g ﹣Fsinθ变式7-4、如图所示,在水平面上有一质量为M 的三角形木块a ,在它的两个斜面上分别放置着质量为m 1和m 2的两个木块b 和c ,已知m 1<m 2,整个装置处于静止状态,则下列说法正确的是( )A .木块b 对木块a 有沿斜面向上的摩擦力B .地面对木块a 有水平向左的摩擦力作用C .木块a 对木块b 的摩擦力小于对木块c 的摩擦力D .地面对木块a 的支持力大小为(m 1+m 2+M )g变式7-5、带电体P 、Q 可视为点电荷,电荷量相同.倾角为θ、质量为M 的斜面体放在粗糙地面上,将质量为m 的带电体P 放在粗糙的斜面体上.当带电体Q 放在与P 等高(PQ 连线水平)且与带电体P 相距为r 的右侧位置时,P 静止且受斜面体的摩擦力为0,斜面体保持静止,静电力常量为k ,则下列说法正确的是( )A.P 、Q 所带电荷量为 mgk tan θr 2B.P 对斜面体的压力为0C.斜面体受到地面的摩擦力为0D.斜面体对地面的压力为(M +m )g8、质量为m 0的木楔ABC 静置于粗糙水平面上,在斜面顶端有一质量为m 的物体,给物体m 一沿斜面方向的初速度使其沿斜面向下做减速运动.物体减速过程中,木楔始终保持静止.则下列说法中正确的是( )A .地面对木楔的支持力大于(m 0+m )gB .地面对木楔的支持力等于(m 0+m )gC.地面对木楔的摩擦力向左D.地面对木楔的摩擦力向右变式8-1、物体B的上表面水平,给A、B一个初速度,它们保持相对静止一起沿斜面下滑,斜面保持静止不动且受到地面的摩擦力水平向左,则下列判断正确的有( )A .物体B的上表面一定是粗糙的B .物体B,C都各受5个力作用C. 水平面对物体C的支持力大于三物体的重力之和D.若只减小B的质量,其它条件不变,物体C有可能不受水平面的摩擦力变式8-2、如图所示,斜面置于粗糙水平地面上,在斜面的顶角处,固定一个小的定滑轮,质量分别为m1、m2的物块,用细线相连跨过定滑轮,m1搁置在斜面上.下述正确的是()A.如果m1、m2均静止,则地面对斜面没有摩檫力B.如果m1沿斜面向下匀速运动,则地面对斜面有向右的摩檫力C.如果m1沿斜面向上加速运动,则地面对斜面有向右的摩檫力D.如果m1沿斜面向下加速运动,则地面对斜面有向右的摩檫力9、(多选)倾角为30°的斜面体静止在水平地面上,轻绳一端连着斜面上的物体A(轻绳与斜面平行),另一端通过两个滑轮相连于天花板上的P点.动滑轮上悬挂质量为m的物块B,开始时悬挂动滑轮的两绳均竖直.现将P点缓慢向右移动,直到动滑轮两边轻绳的夹角为90°时,物体A刚好要滑动.假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,物体A与斜面间的动摩擦因数为33.整个过程斜面体始终静止,不计滑轮的质量及轻绳与滑轮的摩擦.下列说法正确的是()A.物体A的质量为22m B.物体A受到的摩擦力一直增大C.地面对斜面体的摩擦力水平向左并逐渐减小D.斜面体对地面的压力逐渐减小变式9-1、[多选](2017·贵阳第一中学检测)如图所示,一轻质细绳一端固定在O点,另一端通过一光滑动滑轮P和一光滑定滑轮Q系一质量为m2的物块B,物块B置于斜面体C上,定滑轮Q固定在斜面体C的顶点,斜面体C位于水平地面上。
高考物理——相互作用之整体法和隔离法应用(含答案)
高考物理——相互作用1 如图所示,倾角为θ的斜面体C置于水平面上,B置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接,连接B的一段细绳与斜面平行,A、B、C都处于静止状态.则()A.物块B、C间的摩擦力一定不为零B.斜面体C受到水平面的摩擦力一定为零C.不论B、C间摩擦力大小、方向如何,水平面对C的摩擦力方向一定向左D.水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等答案:C 2如图所示,一根铁链一端用细绳悬挂于A点,为了测量这个铁链的质量,在铁链的下端用一根细绳系一质量为m的小球,待整个装置稳定后,测得两细绳与竖直方向的夹角为α和β,若tanα:tanβ=1:3,则铁链的质量为()A.m B.2m C.3m D.4m答案:B3如图所示,物体甲和物体乙通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接,斜面体固定,甲、乙处于静止状态。
下列说法正确的是()A.甲一定受到沿斜面向上的摩擦力B.甲一定受到沿斜面向下的摩擦C.甲的质量可能等于乙的质量D.甲的质量一定大于乙的质量答案:C4如图所示,水平固定且倾角为37°(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)的光滑斜面上有两个质量均为m=1 kg的小球A、B,它们用劲度系数为k=200 N/m的轻质弹簧连接,弹簧的长度为l0=20 cm,现对B 施加一水平向左的推力F,使A、B均在斜面上以加速度a=4 m/s2向上做匀加速运动,此时弹簧的长度l和推力F的大小分别为()A.0.15 m,25 N B.0.25 m,25 NC.0.15 m,12.5 N D.0.25 m,12.5 N答案:B5如图所示,顶端装有光滑定滑轮的斜面体放在粗糙水平地面上,A、B两物体通过轻质细绳连接,并处于静止状态。
现用水平向右的力F将物体B缓慢拉动一定的距离(斜面体与物体A始终保持静止)。
在此过程中,下列判断正确的是()A.水平力F大小不变B.物体A所受斜面体的摩擦力逐渐变大C.斜面体所受地面的支持力逐渐变大 D.斜面体所受地面的摩擦力逐渐变大答案:D6如图,穿在一根光滑的固定杆上的两个小球A和B连接在一条跨过定滑轮的细绳两端,杆与水平面成θ=37°,不计所有摩擦。
牛顿运动定律(整体法与隔离法)
牛顿运动定律(整体法与隔离法)(2015/9/5)学习目标1、学生能够针对具体的受力图说出哪些力是内力、哪些力是外力。
2、学生在练习的过程中要学会根据所求解的问题的需要找出合适的研究对象。
方法:如果物体系统内各物体的加速相同,若是求内力则先用整体法求加速度,再隔离法求内力。
若是求外力则先用隔离法求加速度,再整体法求内力。
求内力先整体后隔离;求外力先隔离后整体。
先做的一步都是为了求加速度。
如果物体系统内各部分加速度不同一般使用隔离法。
3、总结出两个物体构成的连接体内力与外力关系式。
例一、现将质量为M 的斜面放在光滑水平地面上,质量为m 的物块放在光滑斜面上。
现对M 施加一个水平向左的力,使两个物体相对静止一起向左运动。
求此力 F 应该多大?例二、如右图所示,弹簧测力计外壳质量为m 0,弹簧及挂钩的质量忽略不计,挂钩吊着一质量为m 的重物.现用一方向竖直向上的外力F 拉着弹簧测力计,使其向上做匀加速运动,则弹簧测力计的示数为( )A .mgB .FC.m m 0+m FD.m 0m 0+mg 同步训练1、质量为m 的物体在沿斜面向上的拉力F 作用下沿放在水平地面上的质量为M 的粗糙斜面匀速下滑,此过程中斜面体保持静止,则地面对斜面( ) A .无摩擦力B .有水平向左的摩擦力C .支持力为(M+m )gD .支持力小于(M+m )g2、(2012·江苏卷)如图所示,一夹子夹住木块,在力F 作用下向上提升.夹子和木块的质量分别为m 、M ,夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为f ①.若木块不滑动,力F 的最大值是②A.2f (m +M )MB.2f (m +M )mm M F F v MFm 1 F TC.2f (m +M )M -(m +M )gD.2f (m +M )m+(m +M )g 3、如图所示,5个质量相同的木块并排放在光滑的水平桌面上,当用水平向右推力F 推木块1,使它们共同向右加速运动时,求第2与第3块木块之间弹力。
受力分析中的整体法与隔离法
整体法和隔离法的应用一、受力分析中的整体法与隔离法1、整体法整体法就是把几个物体视为一个整体,受力分析时,只分析这一整体之外的物体对整体的作用力,不考虑整体内部物体之间的相互作用力。
当只涉及系统而不涉及系统内部某些物体的力和运动时,一般可采用整体法。
运用整体法解题的基本步骤是:(1)明确研究的系统或运动的全过程(2)画出系统或整体的受力图或运动全过程的示意图(3)选用适当的物理规律列方程求解2、隔离法隔离法就是把要分析的物体从相关的物体系中假想地隔离出来,只分析该物体以外的物体对该物体的作用力,不考虑该物体对其它物体的作用力。
为了弄清系统(连接体)内某个物体的受力和运动情况,一般可采用隔离法。
运用隔离法解题的基本步骤是(1)明确研究对象或过程、状态(2)将某个研究对象或某段运动过程、或某个状态从全过程中隔离出来(3)画出某状态下的受力图或运动过程示意图(4)选用适当的物理规律列方程求解二、应用整体法和隔离法解题的方法1、合理选择研究对象。
这是解答平衡问题成败的关键。
研究对象的选取关系到能否得到解答或能否顺利得到解答,当选取所求力的物体,不能做出解答时,应选取与它相互作用的物体为对象,即转移对象,或把它与周围的物体当做一整体来考虑,即部分的看一看,整体的看一看。
但整体法和隔离法是相对的,二者在一定条件下可相互转化,在解决问题时决不能把这两种方法对立起来,而应该灵活把两种方法结合起来使用。
为使解答简便,选取对象时,一般先整体考虑,尤其在分析外力对系统的作用(不涉及物体间相互作用的内力)时。
但是,在分析系统内各物体(各部分)间相互作用力时(即系统内力),必须用隔离法。
2、如需隔离,原则上选择受力情况少,且又能求解未知量的物体分析,这一思想在以后牛顿定律中会大量体现,要注意熟练掌握。
3、有时解答一题目时需多次选取研究对象,整体法和隔离法交叉运用,从而优化解题思路和解题过程,使解题简捷明了。
所以,注意灵活、交替地使用整体法和隔离法,不仅可以使分析和解答问题的思路与步骤变得极为简捷,而且对于培养宏观的统摄力和微观的洞察力也具有重要意义。
力学专题:整体法和隔离法
专题整体法和隔离法1. 整体法:整体法是指对物理问题中的整个系统或整个过程进行分析、研究的方法。
体之外的物体对整体的作用力(外力),不考虑整体内部之间的相互作用力(内力)。
整体法的优点:通过整体法分析物理问题,可以弄清系统的整体受力情况和全过程的受力情况,从整体上揭示事物的本质和变体规律,从而避开了中间环节的繁琐推算,能够灵活地解决问题。
通常在分析外力对系统的作用时,用整体法。
2. 隔离法:隔离法是指对物理问题中的单个物体或单个过程进行分析、研究的方法。
在力学中,就是把要分析的物体从相关的物体体系中隔离出来,作为研究对象,只分析该研究对象以外的物体对该对象的作用力,不考虑研究对象对其他物体的作用力。
隔离法的优点:容易看清单个物体的受力情况或单个过程的运动情形,问题处理起来比较方便、简单,便于初学者使用。
在分析系统内各物体(或一个物体的各个部分)间的相互作用时用隔离法。
例1. 如图1所示,质量为m=2kg的物体,置于质量为M=10kg的斜面体上,现用一平行于斜面的力F=20N推物体,使物体向上匀速运动,斜面体的倾角,始终保持静止,求地面对斜面体的摩擦力和支持力(取)解析:(1)隔离法:先对物体m受力分析,如图甲所示。
由平衡条件有垂直斜面方向:①平行斜面方向:②再对斜面体受力分析,如图乙所示,由平衡条件有水平方向:③竖直方向:④结合牛顿第三定律知⑤联立以上各式,可得地面对斜面体的摩擦力,方向水平向左;地面对斜面体的支持力,方向竖直向上。
(2)整体法:因本题没有要求求出物体和斜面体之间的相互作用力,而且两个物体均处于平衡状态(尽管一个匀速运动,一个静止),故可将物体和斜面体视为整体,作为一个研究对象来研究,其受力如图丙所示,由平衡条件有:水平方向:⑤竖直方向:⑥将题给数据代入,求得比较上面两种解法,整体法的优点是显而易见的。
但并非所有情况都可以用整体法,当要求出物体之间的相互作用力时,则必须用隔离法求出物体间的相互作用力,因为整体法不能暴露出物体之间的相互作用力。
整体法和隔离法在力学中的具体应用
到 的一些 关于解 连接体 问题 的经 验介 绍给大 家 , 目的是 想让 大家
在解 这类 问题 上有所 突破。 处理连 接体 问题 的有效 方法就 是 整体法 和隔离 法 ,充分理 解 和正 确应 用整体 法和 隔离法 将对 正确分 析物体 的 况下采 用整体 法 ,什么情 况 下又采 用隔 离法 呢? 当物体 系统 处于平 衡状 态时 , 整体 的合外 力 为零 。 一个 物体 每 的合 外力也 为零 。根据 不 同的具体 问题 , 可选取 不 同的研 究对 象 。 当不 涉及 物体 系统 内各物体 之 间的相 互作用 时 。可 优先 选用 整体 法; 当涉及物 体 系统 内各 物体 之间 的相互 作用 力 时 , 可选 取某一 物 体 用隔离法进 行研 究 , 并结合 力 的平 衡条件 进一步 求解 。当物体 系 统不 平衡 时 , 在不 需要 知道物 体之 间的相 互作 用 , 各个 物体都 具 且
【 注】 l 理 研究l 关 数 化
整体 法 和 隔离 法在 力学 中的具 体 应用
●陈 先 容
受力分 析是 高 中物 理 的一个重 点 , 因为 它是 整个力学 的基 础 ,
贯 穿了整个 力学部分 . 且在 电磁学部 分也有 所应 用。但 它 同时又是
一
法 分 析 系 统 水 平 方 向 的 受 力 。 由 此 可 知 。 拉 力 F的 大 小 为 F 2+ = g = T 2 mg 4 m 。答案 : 。 A 例 2 如图 ( : 图略 ) 示, 为 m 的物 块 A 放在质 量 为 M 的物 所 质量 t 块 B的水 平表 面上 , A B保持相 对静 止 , 起沿 着倾 角为 e的光 且 、 一 滑斜 面 下滑 , 则物块 A对物块 8的压 力和 A所 受摩擦 力 的大小 各 为 多少?
整体法与隔离法的应用(附答案)
整体法与隔离法的应用整体法和隔离法在力的平衡问题和牛顿运动定律中的连接体问题中经常遇到这样的题目。
方法剖析:整体法:解题一般比较简单,但整体法整体法不能求内力。
隔离法:对系统内的物体受力分析时,一般先从受力简单的物体入手,采用隔离法进行分析, 注意事项:整体法的适用条件系统内各个物体的运动状态必须相同,两种方法实际问题常常需要整体法与实际应用隔离法交叉运用 精准练习巩固:1.如图,滑块A 置于水平地面上,滑块B 在一水平力作用下紧靠滑块A (A 、B 接触面竖直),此时A 恰好不滑动,B 刚好不下滑。
已知A 与B 间的动摩擦因数为μ1,A 与地面间的动摩擦因数为μ2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
A 与B 的质量之比为( ) A.1μ1μ2 B.1-μ1μ2μ1μ2 C.1+μ1μ2μ1μ2 D.2+μ1μ2μ1μ22.如图所示,在粗糙水平地面上放着一个截面为半圆的柱状物体A ,A 与竖直墙之间放一光滑半圆球B ,整个装置处于静止状态。
已知A 、B 两物体的质量分别为m A 和m B ,则下列说法正确的是( )A.A 物体对地面的压力大小为m A gB.A 物体对地面的压力大小为(m A +m B )gC.B 物体对A 物体的压力大于m B gD.地面对A 物体没有摩擦力3.如图所示,甲、乙两个小球的质量均为m ,两球间用细线连接,甲球用细线悬挂在天花板上。
现分别用大小相等的力F 水平向左、向右拉两球,平衡时细线都被拉紧。
则平衡时两球的可能位置是下面的( )4.在上题目的图中,如果作用在乙球上的力大小为F,作用在甲球上的力大小为2F,则此装置平衡时的位置可能是()5.如图所示,用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连接并悬挂,小球处于静止状态,弹簧A与竖直方向的夹角为30°,弹簧C水平,则弹簧A、C的伸长量之比为()A.3∶4B.4∶ 3C.1∶2D.2∶16.(多选)如图所示,质量分别为m A、m B的A、B两个楔形物体叠放在一起,B靠在竖直墙壁上,在水平力F的作用下,A、B静止不动,则()A.A物体受力的个数可能为3B.B受到墙壁的摩擦力方向可能向上,也可能向下C.力F增大(A、B仍静止),A对B的压力也增大D.力F增大(A、B仍静止),墙壁对B的摩擦力也增大7.如图所示,一个质量为m的滑块置于倾角为30°的固定粗糙斜面上,一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点,另一端系在滑块上的Q点,直线PQ与斜面垂直,滑块保持静止.则()A.弹簧可能处于原长状态B.斜面对滑块的摩擦力大小可能为零C.斜面对滑块的支持力大小可能为零D.滑块一定受到四个力作用8.物体B放在物体A上,A、B的上下表面均与斜面平行(如图),当两者以相同的初速度靠惯性沿光滑固定斜面C向上做匀减速运动时( )A.A受到B的摩擦力沿斜面方向向上。
受力分析--整体法与隔离法
受力分析——整体法与隔离法一、整体法与隔离法的解析:【例1】一只重为G1的木箱放在大磅秤上,木箱内有一个重为G2的人站在小磅秤上,如图所示,站在小磅秤上的人用力推木箱的顶板,此时小磅秤的示数将______,大磅秤的示数将______。
(填“增大”、“减小”、“不变”)二、摩擦力专练:1.方法:利用二力平衡求大小(一定是平衡状态)引入:一个小车在推力10N的作用下在水平桌面上以2m/s的速度匀速运动,此时摩擦力为多大?若现在使得小车以5m/s的速度匀速运动,此时摩擦力为多大?推力增大到20N,摩擦力为多大?结论:滑动摩擦力大小只与压力和接触面粗糙程度有关,与速度,推力大小及接触面积大小等无关。
【例2】如下图甲所示,同种材料制成的木块A和B叠放在水平桌面上,在12N的水平推力F1作用下,A、B一起作匀速直线运动,此时木块A所受的摩擦力为N;若将A、B紧靠着放在水平桌面上,如下图乙用水平力F2推A使它们一起匀速运动,则推力F2=N。
1.整体法和隔离法专练:【例3】如图所示,在光滑水平桌面上叠放着甲、乙两个物体。
甲物体用细线拴在左边竖直墙上。
现用力F把乙物体从右端匀速拉出来;所用力F=15N。
则甲、乙二物体受到的摩擦力的大小和方向是( )A.f甲=0,f乙=15N,方向向左B.f甲=f乙=15N ,方向都向右C.f甲=f乙=15N ,方向都向左D.f甲=f乙=15N ,f甲向右,f乙向左2.摩擦力反向【例4】(2010海淀二模改编)将重为4N的足球竖直向上踢出,足球在竖直向上运动的过程中,如果受到的空气阻力大小为1 N,则足球受到的合力大小为N 。
足球下落的过程中,受到的合力为_______。
【例5】一个载有重物的气球所受重力(气球及所载重物)为G,在空气中受到2000N的浮力时,匀速竖直上升,若将所载重物再增加200N的物体,该气球就能匀速竖直下降。
设气球上升和下降时受到的空气浮力和阻力大小不变,则汽球受到的重力G为______N,所受的空气阻力为_____N。
高考回归复习—力学选择之整体法与隔离法解决共点力平衡问题 含答案
高考回归复习—力学选择之整体法与隔离法解决共点力平衡问题1.如图所示,在水平地面上放着一个左侧截面为半圆的光滑柱状物体A ,在物体A 与竖直墙面之间放着一个光滑斜面体B ,斜面体B 未接触地面,整个装置在水平力F 作用下处于静止状态,现推动物体A 缓慢向左移动一小段距离,在此过程中,下列说法正确的是( )A .水平力F 大小不变B .地面对物体A 的支持力不变C .斜面体B 对物体A 的压力逐渐增大D .墙面对斜面体B 的支持力逐渐减小2.如图所示,一根粗糙的水平杆上套有A 、B 两个轻环,系在两环上的等长细绳拴住课本。
已知AB AC ,圆环、课本始终静止,下列说法正确的是( )A .缩短A 、B 之间的距离,圆环所受支持力变小 B .剪断细绳BC 的瞬间,环A 受到的支持力大小不变 C .将杆的左端略微抬起,环A 所受的摩擦力变大D .若使系统水平向右加速运动,环B 受到的支持力大于环A 受到的支持力3.如图所示,在倾角为30°的光滑斜面上,A 、B 两个质量均为m 的滑块用轻质弹簧相连,弹簧的劲度系数为k ,水平力F 作用在滑块B 上,使A 、B 相对斜面静止,此时弹簧长度为l ,且在弹性限度内,则下列说法正确的是( )A .弹簧原长为l +2mgk B .弹簧原长为l +mgkC .力FD .力F mg4.如图所示,半圆柱体P 放在粗糙的水平地面上,其右端有一竖直挡板MN 。
在二者之间夹着一个光滑均质的小圆柱体Q ,整个装置处于静止状态。
现使MN 保持竖直并且缓慢地向右平移,在Q 滑落到地面之前,P 始终保持静止。
则在此过程中,下列说法正确的是( )A .MN 对Q 的弹力逐渐减小B .P 对Q 的弹力逐渐增大C .地面对P 的摩擦力逐渐增大D .Q 所受的合力逐渐增大5.如图所示,粗糙斜面体C 静止在水平地面上,轻质细线跨过滑轮其顶端的光滑定滑轮。
细线一段拴接物块A ,另一端与另外两根细线结于O 点,形成死结。
4.4整体法与隔离法
4.4整体法与隔离法1.如图5所示,物体A靠在竖直墙面上,在向上的推力F作用下,A、B保持静止.物体B的受力个数为()图5A.2 B.4C.2或4 D.32.如图6所示,粗糙水平地面上放置一个截面为半圆的柱状物体A,A与竖直墙壁之间再放一光滑圆球B,整个装置处于静止状态.已知A、B的质量分别为M和m,圆球B 和半圆的柱状物体A的半径均为r,已知A的圆心到墙角的距离为2r,重力加速度为g.求:图6(1)物体A所受地面的支持力大小;(2)物体A所受地面的摩擦力.3.(多选)物体b在水平推力F作用下,将物体a压在竖直墙壁上,a、b均处于静止状态,如图7所示.关于a、b两物体的受力情况,下列说法正确的是()图7A.a受到两个摩擦力的作用B.a共受到四个力的作用C.b共受到三个力的作用D.a受到墙壁摩擦力的大小不随F的增大而增大4.如图8所示,在水平桌面上放置一斜面体P,两长方体物块a和b叠放在P的斜面上,整个系统处于静止状态.若将a与b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用F f1、F f2和F f3表示.则()图8A.F f1=0,F f2≠0,F f3≠0B.F f1≠0,F f2=0,F f3=0C.F f1≠0,F f2≠0,F f3=0D.F f1≠0,F f2≠0,F f3≠05.a、b两物体的质量分别为m1、m2,由轻质弹簧相连.当用大小为F的恒力沿水平方向拉着a,使a、b一起沿光滑水平桌面做匀加速直线运动时,弹簧伸长量为x1;当用恒力F竖直向上拉着a,使a、b一起向上做匀加速直线运动时,弹簧伸长量为x2;当用恒力F倾斜向上拉着a,使a、b一起沿粗糙斜面向上做匀加速直线运动时,弹簧伸长量为x3,如图所示.则()A.x1=x2=x3B.x1 >x3=x2C.若m1>m2,则x1>x3=x2D.若m1<m2,则x1<x3=x26.质量为M的物体放在光滑水平桌面上,通过水平轻绳跨过光滑的轻质定滑轮连接质量为m的物体,如图9所示,重力加速度为g,将它们由静止释放,求:图9(1)物体的加速度大小; (2)绳对M 的拉力大小.7.(多选)如图10所示,斜面体质量为M ,倾角为θ,小方块质量为m ,在水平推力F 作用下,斜面体和小方块整体向左做匀速直线运动,各接触面之间的动摩擦因数都为μ,重力加速度为g ,则( )图10A .斜面体对小方块的支持力为mg cos θB .斜面体对地面的压力大小为(M +m )gC .斜面体对小方块的摩擦力大小为μmg cos θD .地面对斜面体的摩擦力大小为μMg8.如图11所示,并排放在光滑水平面上的两物体的质量分别为m 1和m 2,且m 1=2m 2.当用水平推力F 向右推m 1时,两物体间的相互作用力的大小为F N ,则( )图11A .F N =FB .F N =12FC .F N =13FD .F N =23F9.将两质量不同的物体P 、Q 放在倾角为θ的光滑斜面上,如图12甲所示,在物体P 上施加沿斜面向上的恒力F ,使两物体沿斜面向上做匀加速直线运动;图乙为仅将图甲中的斜面调整为水平,同样在P 上施加水平恒力F ;图丙为两物体叠放在一起,在物体P 上施加一竖直向上的相同恒力F 使二者向上加速运动.三种情况下两物体的加速度的大小分别为a 甲、a 乙、a 丙,两物体间的作用力分别为F 甲、F 乙、F 丙.则下列说法正确的是( )图12A .a 乙最大,F 乙最大B .a 丙最大,F 丙最大C .a 甲=a 乙=a 丙,F 甲=F 乙=F 丙D .a 乙>a 甲>a 丙,F 甲=F 乙=F 丙10.(多选)如图13所示,质量分别为m A 、m B 的A 、B 两物块用轻绳连接放在倾角为θ的固定斜面上(轻绳与斜面平行),用平行于斜面向上的恒力F 拉A ,使它们沿斜面匀加速上升,A 、B 与斜面间的动摩擦因数均为μ,为了增大轻绳上的张力,可行的办法是( )图13A .减小A 物块的质量B .增大B 物块的质量C .增大倾角θD .增大动摩擦因数μ1.如图14所示,质量分别为M 和m 的物块由相同的材料制成,且M >m ,将它们用一根跨过光滑轻质定滑轮的细线连接.如果按图甲放置在水平桌面上(与物块M 相连的细线水平),两物块刚好做匀速运动.如果互换两物块位置按图乙放置在同一水平桌面上,它们的共同加速度大小为(重力加速度为g )( )图14A.M M +m gB.M -m mgC.M -m M gD .上述均不对2.如图所示,一车内用轻绳悬挂着A 、B 两球,车向右做匀加速直线运动时,两段轻绳与竖直方向的夹角分别为α、θ,且α=θ,则( )A.A球的质量一定等于B球的质量B.A球的质量一定大于B球的质量C.A球的质量一定小于B球的质量D.A球的质量可能大于、可能小于也可能等于B球的质量3.(多选)如图15所示,质量为m2的物体2放在车厢的水平底板上,用竖直细绳通过光滑轻质定滑轮与质量为m1的物体1相连,车厢沿水平直轨道向右行驶,某一段时间内与物体1相连的细绳与竖直方向成θ角,重力加速度为g.由此可知()图15A.车厢的加速度大小为g tan θB.细绳对m1的拉力大小为m1g cos θC.底板对物体2的支持力为(m2-m1)gD.底板对物体2的摩擦力大小为m2gtan θ4.如图16所示,质量为M、中间为半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上,光滑凹槽内有一质量为m的小铁球,现用一水平向右的推力F推动凹槽,小铁球与光滑凹槽相对静止时,凹槽球心和小铁球的连线与竖直方向成α角.重力加速度为g,则下列说法正确的是()图16A.小铁球受到的合外力方向水平向左B.F=(M+m)g tan αC.系统的加速度为a=g sin αD.F=mg tan α5.如图17所示,质量为2 kg的物体A和质量为1 kg的物体B放在水平地面上,A、B与地面间的动摩擦因数均为13,在与水平方向成α=37°角、大小为20 N斜向下推力F的作用下,A、B一起做匀加速直线运动(g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8).求:图17(1)A、B一起做匀加速直线运动的加速度大小;(2)运动过程中A对B的作用力大小.(3)若3 s后撤去推力F,求撤去推力F后1 s内A、B在地面上滑行的距离.4.4整体法与隔离法(答案)1.【答案】B【解析】以B为研究对象,知A对B有压力和摩擦力,B还受到重力和推力F,所以B受四个力作用,故选项B正确,A、C、D错误.2.【答案】(1)(M+m)g(2)33mg,方向水平向左【解析】(1)对A、B整体受力分析,如图甲所示,由平衡条件得F N A=(M+m)g.(2)对B受力分析,如图乙所示,由几何关系得sin θ=r2r =12,θ=30°,由平衡条件得F N AB cos θ-mg=0,F N AB sin θ-F N B=0,联立解得F N B=mg tan θ=33mg,由整体法可得物体A所受地面的摩擦力F f=F N B=33mg,方向水平向左.3.【答案】AD【解析】以a、b整体为研究对象,整体受到重力、水平推力F、墙壁对整体水平向右的弹力和墙壁对整体向上的摩擦力作用,由于整体处于平衡状态,所以墙壁对a的摩擦力不随F的增大而增大,选项D正确;隔离b为研究对象,b受到重力、水平推力、a对b 水平向右的弹力、a对b向上的摩擦力四个力作用,选项C错误;再隔离a,a受到b 对a向下的摩擦力、墙壁对a向上的摩擦力、重力及水平方向上的两个弹力作用,选项A正确,B错误.4.【答案】C【解析】对a、b、P整体受力分析可知,整体相对桌面没有相对运动趋势,故F f3=0;将a和b 看成一个整体,ab 整体有相对斜面向下运动的趋势,故b 与P 之间有摩擦力,即F f2≠0;对a 进行受力分析,a 相对于b 有向下运动的趋势,故a 和b 之间存在摩擦力作用,即F f1≠0,故选项C 正确.5.【答案】 A【解析】 通过整体法求出加速度,再利用隔离法求出弹簧的弹力,从而求出弹簧的伸长量.对左图运用整体法,由牛顿第二定律得,整体的加速度为:a 1=F m 1+m 2,对b 物体有:T 1=m 2a 1,得:T 1=m 2F m 1+m 2;对中间图运用整体法,由牛顿第二定律得,整体的加速度为:a 2=F -(m 1+m 2)g m 1+m 2,对b 物体有T 2-m 2g =m 2a 2,得:T 2=m 2F m 1+m 2;对右图,设斜面与物体间的动摩擦因数为μ,则整体的加速度:a 3=F -(m 1+m 2)g sin θ-μ(m 1+m 2)g cos θm 1+m 2,对物体b :T 3-m 2g sin θ-μm 2g cos θ=m 2a 3,解得T 3=m 2F m 1+m 2;则T 1=T 2=T 3,根据胡克定律可知,x 1=x 2=x 3.6.【答案】(1)mg M +m (2)Mmg M +m【解析】以m为研究对象:mg-F T=ma①以M为研究对象:F T=Ma②联立①②得:a=mgM+mF T=Mmg M+m.7.【答案】AB【解析】以整体为研究对象,地面对斜面体的支持力大小为(M+m)g,根据牛顿第三定律可得斜面体对地面的压力大小为(M+m)g,根据摩擦力的计算公式可得地面对斜面体的摩擦力大小为F f1=μ(M+m)g,故D错误,B正确;斜面体对小方块的摩擦力为静摩擦力,摩擦力大小为F f2=mg sin θ,故C错误;斜面体对小方块的支持力等于小方块的重力垂直于斜面的分力,大小为mg cos θ,故A正确.8.【答案】C【解析】当用F 向右推m 1时,对m 1和m 2整体,由牛顿第二定律可得F =(m 1+m 2)a ;对m 2有F N =m 2a =m 2m 1+m 2F ;因m 1=2m 2,得F N =F 3.故选项C 正确.9.【答案】D【解析】以P 、Q 整体为研究对象,由牛顿第二定律可得:题图甲:F -(m P +m Q )g sin θ=(m P +m Q )a 甲解得:a 甲=F -(m P +m Q )g sin θm P +m Q题图乙:F =(m P +m Q )a 乙解得:a 乙=F m P +m Q题图丙:F -(m P +m Q )g =(m P +m Q )a 丙解得:a 丙=F -(m P +m Q )g m P +m Q由以上三式可得:a 乙>a 甲>a 丙;对Q 由牛顿第二定律可得:题图甲:F甲-m Q g sin θ=m Q a甲解得:F甲=m Q Fm P+m Q题图乙:F乙=m Q a乙=m Q Fm P+m Q题图丙:F丙-m Q g=m Q a丙解得:F丙=m Q Fm P+m Q故F甲=F乙=F丙综上所述,D正确.10.【答案】AB【解析】当用沿斜面向上的恒力拉A,两物块沿斜面向上匀加速运动时,对整体运用牛顿第二定律,有F-(m A+m B)g sin θ-μ(m A+m B)g cos θ=(m A+m B)a,-g sin θ-μg cos θ.得a=Fm A+m B隔离B 研究,根据牛顿第二定律有F T -m B g sin θ-μm B g cos θ=m B a ,则F T =m B F m A +m B, 要增大F T ,可减小A 物块的质量或增大B 物块的质量,故A 、B 正确.1.【答案】C【解析】题图甲中,物块m 匀速运动,故F T =mg ,物块M 匀速运动,故F T =μMg .联立解得μ=m M. 题图乙中,对M 有Mg -F T ′=Ma对m 有F T ′-μmg =ma联立解得a =M -m Mg ,故C 正确.2.【答案】D【解析】对A、B整体研究,根据牛顿第二定律得:(m A+m B)·g tan α=(m A+m B)a,解得:g tan α=a,对B研究,根据牛顿第二定律得:m B g tan θ=m B a,解得:a=g tan θ,因此不论A的质量是大于、小于还是等于B球的质量,均有α=θ,故D正确.3.【答案】AB【解析】以物体1为研究对象,受力分析如图甲所示,由牛顿第二定律得:m1g tan θ=m1a,解得a=g tan θ,则车厢的加速度也为g tan θ,故A正确.,故B正确.如图甲所示,细绳的拉力F T=m1gcos θ以物体2为研究对象,受力分析如图乙所示,在竖直方向上,由平衡条件得F N=m2g-F T =m 2g -m 1g cos θ,故C 错误. 在水平方向上,由牛顿第二定律得:F f =m 2a =m 2g tan θ,故D 错误.4.【答案】B【解析】对小铁球受力分析得F 合=mg tan α=ma 且合外力方向水平向右,故小铁球的加速度为g tan α,因为小铁球与凹槽相对静止,故系统的加速度也为g tan α,A 、C 错误;对系统受力分析得F =(M +m )a =(M +m )g tan α,故B 正确,D 错误.5.【答案】 (1)23m/s 2 (2)4 N (3)均为0.6 m 【解析】(1)以A 、B 整体为研究对象进行受力分析,有:F cos α-μ[(m A +m B )g +F sin α]=(m A +m B )a代入数据解得a =23m/s 2. (2)以B 为研究对象,设A 对B 的作用力大小为F AB ,根据牛顿第二定律有: F AB -μm B g =m B a代入数据解得F AB =4 N.(3)若3 s 后撤去推力F ,此时物体A 、B 的速度:v =at =2 m/s撤去推力F 后,物体A 、B 的加速度为a ′=μ(m A +m B )g m A +m B=μg =103 m/s 2 滑行的时间为t ′=v a ′=0.6 s 撤去推力F 后1 s 内物体A 、B 在地面上滑行的距离等于0.6 s 内物体A 、B 在地面上滑行的距离,则x =v 2t ′=0.6 m.。
牛顿第二定律整体法与隔离法专题练习及答案
牛顿第二定律整体法与隔离法专题练习学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________ 一、单选题1.两物体A 、B 置于粗糙水平面上,中间用细线相连,现用一力F 作用在物体上,已知A 2kg m =,B 2kg m =,12N F =,A B 0.2μμ==,210m/s g =,则中间细线上的张力多大( )A .12NB .5NC .6ND .7N2.如图所示,在桌面上有质量分别为M 、m 的两个物块,它们由同一种材料制成,现用力F 推物块m ,使M 、m 两物块在桌面上一起向右加速。
当桌面光滑时,加速度大小为1a ,M 、m 间的相互作用力大小为1F ;当桌面粗糙时,加速度大小为2a ,M 、m 间的相互作用力大小为2F 。
下列关系式正确的是( )A .12a a =B .12a a <C .12F F =D .12F F >3.如图所示,质量为M 、倾角为θ的斜面置于光滑的水平面上,一个表面光滑、质量为m 的物块放在斜面上,斜面在沿水平方向的力F 的作用下,恰能使物块与斜面保持相对静止,重力加速度为g ,则作用力F 的大小为( )A .(m+M )g sin θB .(m+M )g cos θC .(m+M )g tan θD .()tan m M gθ+4.如图所示,五块完全相同的木块并排放在水平地面上,它们与地面间的摩擦不计。
当用力F 推1使它们共同加速运动时,第2块木块对第3块木块的推力为( )A.15F B.25F C.35F D.F5.如图所示,一细线的一端固定于倾角为45°的光滑楔形滑块A的顶端P处,细线的另一端拴一质量为m的小球。
当滑块至少以多大加速度向左运动时,小球对滑块的压力等于零,滑块至少以多大加速度向右运动时,小球对细线的拉力等于零()A.g,g B.g,2g C.2g,g D.g6.如图所示,在倾角为30°的光滑斜面上,一质量为m的小车在沿斜面向下的外力F 作用下沿斜面下滑,在小车下滑的过程中,小车支架上连接着小球(质量也为m)的轻绳恰好水平。
整体法和隔离法受力分析(答案版)
For personal use only in study and research; not forcommercial use专题三 整体法和隔离法选择研究对象是解决物理问题的首要环节.在很多物理问题中,研究对象的选择方案是多样的,研究对象的选取方法不同会影响求解的繁简程度。
合理选择研究对象会使问题简化,反之,会使问题复杂化,甚至使问题无法解决。
隔离法与整体法都是物理解题的基本方法。
隔离法就是将研究对象从其周围的环境中隔离出来单独进行研究,这个研究对象可以是一个物体,也可以是物体的一个部分,广义的隔离法还包括将一个物理过程从其全过程中隔离出来。
整体法是将几个物体看作一个整体,或将看上去具有明显不同性质和特点的几个物理过程作为一个整体过程来处理。
隔离法和整体法看上去相互对立,但两者在本质上是统一的,因为将几个物体看作一个整体之后,还是要将它们与周围的环境隔离开来的。
这两种方法广泛地应用在受力分析、动量定理、动量守恒、动能定理、机械能守恒等问题中。
对于连结体问题,通常用隔离法,但有时也可采用整体法。
如果能够运用整体法,我们应该优先采用整体法,这样涉及的研究对象少,未知量少,方程少,求解简便;不计物体间相互作用的内力,或物体系内的物体的运动状态相同,一般首先考虑整体法。
对于大多数动力学问题,单纯采用整体法并不一定能解决,通常采用整体法与隔离法相结合的方法。
一、静力学中的整体与隔离通常在分析外力对系统的作用时,用整体法;在分析系统内各物体(各部分)间相互作用时,用隔离法.解题中应遵循“先整体、后隔离”的原则。
【例1】 在粗糙水平面上有一个三角形木块a ,在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的两个木块b 和c ,如图所示,已知m1>m2,三木块均处于静止,则粗糙地面对于三角形木块( )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确定D .没有摩擦力的作用【解析】由于三物体均静止,故可将三物体视为一个物体,它静止于水平面上,必无摩擦力作用,故选D .【点评】本题若以三角形木块a 为研究对象,分析b 和c 对它的弹力和摩擦力,再求其合力来求解,则把问题复杂化了.此题可扩展为b 、c 两个物体均匀速下滑,想一想,应选什么?【例2】有一个直角支架 AOB ,AO 水平放置,表面粗糙,OB竖直向下,表面光滑,AO 上套有小环P ,OB 上套有小环 Q,两环A O P质量均为m ,两环间由一根质量可忽略、不可伸展的细绳相连,并在某一位置平衡,如图。
牛顿运动定律的应用之用整体法、隔离法巧解连接体问题(解析版)
牛顿运动定律的应用之用整体法、隔离法巧解连接体问题1.连接体的分类根据两物体之间相互连接的媒介不同,常见的连接体可以分为三大类。
(1)绳(杆)连接:两个物体通过轻绳或轻杆的作用连接在一起;(2)弹簧连接:两个物体通过弹簧的作用连接在一起;(3)接触连接:两个物体通过接触面的弹力或摩擦力的作用连接在一起。
2.连接体的运动特点轻绳——轻绳在伸直状态下,两端的连接体沿绳方向的速度总是相等。
轻杆——轻杆平动时,连接体具有相同的平动速度;轻杆转动时,连接体具有相同的角速度,而线速度与转动半径成正比。
轻弹簧——在弹簧发生形变的过程中,两端连接体的速率不一定相等;在弹簧形变最大时,两端连接体的速率相等。
学科,网特别提醒(1)“轻”——质量和重力均不计。
(2)在任何情况下,绳中张力的大小相等,绳、杆和弹簧两端受到的弹力大小也相等。
3.连接体问题的分析方法(1)分析方法:整体法和隔离法。
(2)选用整体法和隔离法的策略:①当各物体的运动状态相同时,宜选用整体法;当各物体的运动状态不同时,宜选用隔离法;②对较复杂的问题,通常需要多次选取研究对象,交替应用整体法与隔离法才能求解。
4. 整体法与隔离法的选用方法(1)整体法的选取原则若在已知与待求量中一涉及系统内部的相互作用时,可取整体为研究对象,分析整体受到的外力,应用牛顿第二定律列方程。
当系统内物体的加速度相同时:a m m m F n )...(21+++=;否则n n a m a m a m F +++=...2211。
(2)隔离法的选取原则若在已知量或待求量中涉及到系统内物体之间的作用时,就需要把物体从系统中隔离出来,应用牛顿第二定律列方程求解.(3)整体法、隔离法的交替运用若连接体内各物体具有相同的加速度,且要求物体之间的作用力时,可以先用整体法求出加速度,然后再用隔离法选取合适的研究对象,应用牛顿第二定律求作用力.即“先整体求加速度,后隔离求内力”.【典例1】如图所示,两个质量分别为m 1=3 kg 、m 2=2 kg 的物体置于光滑的水平面上,中间用轻质弹簧测力计连接。
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专题三 整体法和隔离法选择研究对象是解决物理问题的首要环节.在很多物理问题中,研究对象的选择方案是多样的,研究对象的选取方法不同会影响求解的繁简程度。
合理选择研究对象会使问题简化,反之,会使问题复杂化,甚至使问题无法解决。
隔离法与整体法都是物理解题的基本方法。
隔离法就是将研究对象从其周围的环境中隔离出来单独进行研究,这个研究对象可以是一个物体,也可以是物体的一个部分,广义的隔离法还包括将一个物理过程从其全过程中隔离出来。
整体法是将几个物体看作一个整体,或将看上去具有明显不同性质和特点的几个物理过程作为一个整体过程来处理。
隔离法和整体法看上去相互对立,但两者在本质上是统一的,因为将几个物体看作一个整体之后,还是要将它们与周围的环境隔离开来的。
这两种方法广泛地应用在受力分析、动量定理、动量守恒、动能定理、机械能守恒等问题中。
对于连结体问题,通常用隔离法,但有时也可采用整体法。
如果能够运用整体法,我们应该优先采用整体法,这样涉及的研究对象少,未知量少,方程少,求解简便;不计物体间相互作用的内力,或物体系内的物体的运动状态相同,一般首先考虑整体法。
对于大多数动力学问题,单纯采用整体法并不一定能解决,通常采用整体法与隔离法相结合的方法。
一、静力学中的整体与隔离通常在分析外力对系统的作用时,用整体法;在分析系统内各物体(各部分)间相互作用时,用隔离法.解题中应遵循“先整体、后隔离”的原则。
【例1】 在粗糙水平面上有一个三角形木块a ,在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的两个木块b 和c ,如图所示,已知m1>m2,三木块均处于静止,则粗糙地面对于三角形木块( )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确定D .没有摩擦力的作用【解析】由于三物体均静止,故可将三物体视为一个物体,它静止于水平面上,必无摩擦力作用,故选D .【点评】本题若以三角形木块a 为研究对象,分析b 和c 对它的弹力和摩擦力,再求其合力来求解,则把问题复杂化了.此题可扩展为b 、c 两个物体均匀速下滑,想一想,应选什么?【例2】有一个直角支架 AOB ,AO 水平放置,表面粗糙,OB 竖直向下,表面光滑,AO 上套有小环P ,OB 上套有小环 Q ,两环质量均为m ,两环间由一根质量可忽略、不可伸展的细绳相连,并在某一位置平衡,如图。
现将P 环向左移一小段距离,两环再次达到平衡,那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较,AO 杆对P 环的支持力N 和细绳上的拉力T 的变化情况是( )A .N 不变,T 变大B .N 不变,T 变小C .N 变大,T 变大D .N 变大,T 变小【解析】隔离法:设PQ 与OA 的夹角为α,对P 有: mg +Tsin α=N 对Q 有:Tsin α=mg所以 N=2mg , T=mg/sin α 故N 不变,T 变大.答案为B整体法:选P 、Q 整体为研究对象,在竖直方向上受到的合外力为零,直接可得N=2mg ,再选P 或Q 中任一为研究对象,受力分析可求出T=mg/sin αAOBPQ【点评】为使解答简便,选取研究对象时,一般优先考虑整体,若不能解答,再隔离考虑.【例3】如图所示,设A重10N,B重20N,A、B间的动摩擦因数为0.1,B与地面的摩擦因数为0.2.问:(1)至少对B向左施多大的力,才能使A、B发生相对滑动?(2)若A、B间μ1=0.4,B与地间μ2=0.l,则F多大才能产生相对滑动?【解析】(1)设A、B恰好滑动,则B对地也要恰好滑动,选A、B 为研究对象,受力如图,由平衡条件得:F=f B+2T选A为研究对象,由平衡条件有T=f A f A=0.1×10=1N f B=0.2×30=6N F=8N。
(2)同理F=11N。
【例4】将长方形均匀木块锯成如图所示的三部分,其中B、C两部分完全对称,现将三部分拼在一起放在粗糙水平面上,当用与木块左侧垂直的水平向右力F作用时,木块恰能向右匀速运动,且A与B、A与C均无相对滑动,图中的θ角及F为已知,求A与B之间的压力为多少?【解析】以整体为研究对象,木块平衡得F=f合又因为 m A=2m B=2m C且动摩擦因数相同,所以 f B=F/4再以B为研究对象,受力如图所示,因B平衡,所以F1=f B sinθ即:F1=Fsinθ/4【点评】本题也可以分别对A、B进行隔离研究,其解答过程相当繁杂。
【例5】如图所示,在两块相同的竖直木板间,有质量均为m的四块相同的砖,用两个大小均为F的水平力压木板,使砖静止不动,则左边木板对第一块砖,第二块砖对第三块砖的摩擦力分别为A.4mg、2mg B.2mg、0 C.2mg、mg D.4mg、mg【解析】设左、右木板对砖摩擦力为f1,第 3块砖对第2块砖摩擦为f2,则对四块砖作整体有:2f1=4mg,∴ f1=2mg。
对1、2块砖平衡有:f1+f2=2mg,∴ f2=0,故B正确。
【例6】如图所示,两个完全相同的重为G的球,两球与水平地面间的动摩擦因市委都是μ,一根轻绳两端固接在两个球上,在绳的中点施加一个竖直向上的拉力,当绳被拉直后,两段绳间的夹角为θ。
问当F至少多大时,两球将发生滑动?【解析】首先选用整体法,由平衡条件得F+2N=2G ①再隔离任一球,由平衡条件得Tsin(θ/2)=μN ②2·Tcos(θ/2)=F ③①②③联立解之。
【例7】如图所示,重为8N的球静止在与水平面成370角的光滑斜面上,并Bf1通过定滑轮与重4N的物体A相连,光滑挡板与水平而垂直,不计滑轮的摩擦,绳子的质量,求斜面和挡板所受的压力(sin370=0.6)。
【解析】分别隔离物体A、球,并进行受力分析,如图所示:由平衡条件可得: T=4NTsin370+N2cos370=8N2sin370=N1+Tcos370得 N1=1N N2=7N。
【例8】如图所示,光滑的金属球B放在纵截面为等边三角形的物体A与坚直墙之间,恰好匀速下滑,已知物体A的重力是B重力的6倍,不计球跟斜面和墙之间的摩擦,问:物体A与水平面之间的动摩擦因数μ是多少?【解析】首先以B为研究对象,进行受力分析如图由平衡条件可得: N2=m B gcot300①再以A、B为系统为研究对象.受力分析如图。
由平衡条件得:N2=f, f=μ(m A+m B)g ②解得μ=√3/7【例9】如图所示,两木块的质量分别为m1和m2,两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2,上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接),整个系统处于平衡状态.现缓慢向上提上面的木块,直到它刚离开上面弹簧。
在这过程中下面木块移动的距离为【分析】本题主要是胡克定律的应用,同时要求考生能形成正确的物理图景,合理选择研究对象,并能进行正确的受力分析。
求弹簧2原来的压缩量时,应把m1、m2看做一个整体,2的压缩量x1=(m1+m2)g/k2。
m1脱离弹簧后,把m2作为对象,2的压缩量x2=m2g/k2。
d=x1-x2=m1g/k2。
答案为C。
【例10】如图所示,有两本完全相同的书A、B,书重均为5N,若将两本书等分成若干份后,交叉地叠放在一起置于光滑桌面上,并将书A固定不动,用水平向右的力F把书B匀速抽出。
观测得一组数据如下:根据以上数据,试求:(1)若将书分成32份,力 F应为多大?(2)该书的页数。
(3)若两本书任意两张纸之间的动摩擦因数μ相等,则μ为多少?【解析】(l)从表中可看出,将书分成 2,4,8,16,…是2倍数份时,拉力F将分别增加6N,12N,24N,…,增加恰为2的倍数,故将书分成32份时,增加拉力应为 48N,故力 F=46.5+48=94.5N;(2)逐页交叉时,需拉力F=190.5N,恰好是把书分成 64份时,增加拉力48×2=96N,需拉力 F=94.5+96=190.5N可见,逐页交叉刚好分为64份,即该书有64页;(3)两张纸之间动摩擦因数为μ,则F=190.5=μG/64+μ2G/64+μ3G/64+……+μ128G/64=μG/64·(1+2+3+……+128)=129μ×5∴μ=190.5/(129×5)=0.3。
【点评】请注意,将书分成份数不同,有所不同。
二、牛顿运动定律中的整体与隔离当系统内各物体具有相同的加速度时,应先把这个系统当作一个整体(即看成一个质点),分析受到的外力及运动情况,利用牛顿第二定律求出加速度.如若要求系统内各物体相互作用的内力,则把物体隔离,对某个物体单独进行受力分析,再利用牛顿第二定律对该物体列式求解.隔离物体时应对受力少的物体进行隔离比较方便。
【例11】如图所示的三个物体A 、B 、C ,其质量分别为m 1、m 2、m 3,带有滑轮的物体B 放在光滑平面上,滑轮和所有接触面间的摩擦及绳子的质量均不计.为使三物体间无相对运动,则水平推力的大小应为F =__________。
【解析】以F 1表示绕过滑轮的绳子的张力,为使三物体间无相对运动,则对于物体C 有:F 1=m 3g ,以a 表示物体A 在拉力F 1作用下的加速度,则有g m m m F a 1311==,由于三物体间无相对运动,则上述的a 也就是三物体作为一个整物体运动的加速度,故得F =(m 1+m 2+m 3)a =13m m (m 1+m 2+m 3)g【例12】如图,底座A 上装有一根直立竖杆,其总质量为M ,杆上套有质量为m 的环B ,它与杆有摩擦。
当环从底座以初速向上飞起时(底座保持静止),环的加速度为a ,求环在升起的过程中,底座对水平面的压力分别是多大?【解析】采用隔离法:选环为研究对象,则 f+mg=ma (1) 选底座为研究对象,有F+f ’-Mg=0 (2) 又f=f ’ (3)联立(1)(2)(3)解得:F=Mg-m(a-g)采用整体法:选A 、B 整体为研究对象,其受力如图,A 的加速度为a ,向下;B的加速度为0.选向下为正方向,有:(M+m)g-F=ma 解之:F=Mg-m(a-g)【例13】如图,质量M=10kg 的木楔ABC 静置于粗糙水平地面上,与地面动摩擦因数μ=0.02.在木楔的倾角θ为300的斜面上,有一质量为m=1.0kg 的物块由静止开始沿斜面下滑。
当滑行路程s=1.4m 时,其速度v=1.4m/s 。
在这个过程中木楔没有动。
求地面对木楔的摩擦力的大小和方向。
(重力加速度g=10m/s 2)【解析】由匀加速运动的公式v 2=v o 2+2as ,得物块沿斜面下滑的加速度为7.04.124.1222=⨯==s v a m/s 2(1)由于θsin g a <=5m/s 2,可知物块受到摩擦力作用。