整体法隔离法受力分析报告解析
共点力平衡应用-隔离法、整体法解析
由平衡条件可得:
Fcosθ-f=0 Fsinθ+N-(M+m)g=0
∴ f=Fcos θ N=(M+m)g-Fsinθ
例3、如图所示,质量为m的木块静止在倾角为θ的直角 三角形的劈形木块上,劈形木块静止在粗糙的水平面上, 劈形木块与水平面间的静摩擦力大小是( ) (A)mgsin2θ (B)mgcos2θ (C)mgsinθcosθ (D)零
而处于静止状态,此时人对平台的压力大小为 。若
增加平台重力而仍要保持平衡,则平台的最大重力
为。
T
平台与人整体: 4T=G人+G台
T
2T
T=( G人+G台)/4=(600+400)/4N=250N
个体人:T+N=G人
GT人+N G台当 台间平的台弹重N=力力减增G人加小-时,T当,=弹绳60的力0-拉N2减力50小增N为=加零3,5时0则N,人拉与力平T 有max,为Tmax=G人=600N,
在“连接体运动”的问题中,比较常见的连接方式有:
①用细绳将两个物体连接,物体间的相互作用是通过 细绳的“张力”体现的。
②两个物体通过互相接触挤压连接在一起,它们间的 相互作用力是“弹力”、“摩擦力”连接在一起。
例1
隔离法
A
F
F=3N GA=GB=10N
B
1、地面对B有摩擦力吗?如果有是多大?
NBA=10N
3.如图,质量m=5 kg的木块置于倾角=37、质量M=10 kg的粗糙斜面上,用一平行于斜面、大小为50 N的力F推 物体,使木块静止在斜面上,求地面对斜面的支持力和静 摩擦力。
m F
M
FN=(M+m)g-Fsin370=120N Ff=Fcos370=40N
第21讲 整体法和隔离法在平衡中的应用(解析版)
第21讲整体法和隔离法在平衡中的应用如图所示,质量为m的木块A放在质量为M的三角形斜劈上,现用大小均为F、方向相反的水平力分别推A和B,它们均静止不动,则(重力加速度取g)()A.A与B之间一定存在摩擦力B.B与地面之间可能存在摩擦力C.B对A的支持力可能小于mgD.地面对B的支持力为Mg【答案】C【解析】对A、B整体受力分析,如图所示,受到重力(M+m)g、支持力F N和已知的两个推力F,对于整体,由于两个推力刚好平衡,故整体与地面间没有摩擦力,且有F N=(M+m)g,故B、D错误;对A受力分析,A至少受重力mg、推力F、B对A的支持力F N′,当推力F沿斜面的分力大于重力沿斜面的分力时,摩擦力的方向沿斜面向下,当推力F沿斜面的分力小于重力沿斜面的分力时,摩擦力的方向沿斜面向上,当推力F沿斜面的分力等于重力沿斜面的分力时,摩擦力为零,A错误;在垂直斜面方向上,有F N′=mg cos θ+F sin θ(θ为斜劈倾角),故F N′可能小于mg,C正确。
一、整体法和隔离法在受力分析中的应用1.分析物体受力的方法(1)条件法:根据各性质力的产生条件进行判断.注意:①有质量的物体在地面附近一定受到重力的作用.②弹力的产生条件是相互接触且发生弹性形变.③摩擦力的产生条件是两物体相互接触、接触面粗糙、相互挤压、有相对运动或相对运动的趋势,以上几个条件缺一不可.(2)假设法:假设法是判断弹力和摩擦力有无的常用方法.(3)状态法:由物体所处的状态分析,若物体静止或做匀速直线运动,可根据平衡条件判断弹力、摩擦力存在与否.(4)相互作用法:若甲物体对乙物体有弹力或摩擦力的作用,则乙物体对甲物体一定有弹力或摩擦力的作用.2.整体法、隔离法的比较项目整体法隔离法概念将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法将研究对象与周围物体分隔开的方法选用原则研究系统外的物体对系统整体的作用力或系统整体的加速度研究系统内物体之间的相互作用力注意问题受力分析时不要再考虑系统内物体间的相互作用一般隔离受力较少的物体二、整体法和隔离法在平衡问题中的应用当系统处于平衡状态时,组成系统的每个物体都处于平衡状态,选取研究对象时要注意整体法和隔离法的结合.一般地,当求系统内部间的相互作用力时,用隔离法;求系统受到的外力时,用整体法,具体应用中,应将这两种方法结合起来灵活运用.例题1. 将重为4mg的均匀长方体物块切成相等的A、B两部分,切面与边面的夹角为45°,如图所示叠放并置于水平地面上,现用弹簧测力计竖直向上拉物块A的上端,弹簧测力计示数为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22mg【答案】D【解析】对A、B整体受力分析,在水平方向上不受地面的摩擦力,否则不能平衡,在竖直方向上受力平衡,则有F N+F=4mg,解得F N=3mg,则物块对地面的压力等于3mg,故A、B 错误。
高中物理整体法、隔离法受力分析专题讲解
受力分析、物体的平衡1.隔离法:将某物体从周围物体中隔离出来,单独分析该物体所受到的各个力,称为隔离法。
隔离法的原则:把相连结的各个物体看成一个整体,如果要分析的是整体内物体间的相互作用力(即内力),就要把跟该力有关的某物体隔离出来。
当然,对隔离出来的物体而言,它受到的各个力就应视为外力了。
2.整体法:把相互连结的几个物体视为一个整体(系统),从而分析整体外的物体对整体中各个物体的作用力(外力),称为整体法。
整体法的基本原则:(1)当整体中各物体具有相同的加速度(加速度不相同的问题,中学阶段不建议采用整体法)或都处于平衡状态(即a =0)时,命题要研究的是外力,而非内力时,选整体为研究对象。
(2)整体法要分析的是外力,而不是分析整体中各物体间的相互作用力(内力)。
(3)整体法的运用原则是先避开次要矛盾(未知的内力)突出主要矛盾(要研究的外力)这样一种辨证的思想。
3.整体法、隔离法的交替运用对于连结体问题,多数情况既要分析外力,又要分析内力,这时我们可以采取先整体(解决外力)后隔离(解决内力)的交叉运用方法,当然个别情况也可先隔离(由已知内力解决未知外力)再整体的相反运用顺序。
考点二:共点力作用下物体的平衡1.平衡状态一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动状态,就说这个物体处于平衡状态.如光滑水平面上做匀速直线滑动的物块、沿斜面匀速直线下滑的木箱、天花板上悬挂的吊灯等,这些物体都处于平衡状态.2.共点力的平衡条件 在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零,即0F =合。
3.平衡条件的推论(1)如果物体在两个力的作用下处于平衡状态,这两个力必定大小相等、方向相反,为一对平衡力。
(2)如果物体在三个力的作用下处于平衡状态,其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反。
(3)如果物体受多个力作用而处于平衡状态,其中任何一个力与其他力的合力大小相等、方向相反。
(4)当物体处于平衡状态时,沿任意方向物体所受的合力均为零。
受力分析中的整体和隔离法教学文稿
受力分析中的整体和隔离法教学文稿受力分析是力学中非常重要的一部分,它是研究物体受力情况的基础。
在受力分析中,有两种常用的方法,分别是整体法和隔离法。
下面是关于这两种方法的教学文稿。
一、整体法整体法是指将一个物体作为整体来考虑,分析物体受力情况时将整个物体看做一个整体,考虑物体受力的平衡条件以及物体受力的不平衡条件。
使用整体法进行受力分析的步骤如下:1.确定物体所受的外力和内力,并绘制物体所受力的示意图。
2.使用平衡条件,即物体的合力为零,将所有的外力合成。
如果合力为零,则物体处于平衡状态。
如果合力不为零,则物体处于不平衡状态。
3.对于不平衡状态的物体,使用不平衡条件,即物体受力的和力矩为零,解析出物体所受的其他未知力。
4.根据计算所得的未知力,确定物体的受力情况。
使用整体法进行受力分析时,可以较好地观察和分析物体的受力情况。
但是,对于复杂的受力情况,整体法可能会比较繁琐,不易分析。
二、隔离法隔离法是指将物体切割成多个部分,将部分物体看作单独的物体进行受力分析,然后根据物体间的作用和反作用原理,将所得到的结果合成为整个物体的受力情况。
使用隔离法进行受力分析的步骤如下:1.根据物体的形状、结构和受力情况,将物体切割成多个部分,并绘制每个部分物体所受力的示意图。
2.针对每个部分物体,使用整体法分析其受力情况,得到每个部分物体所受力的大小和方向。
3.利用作用和反作用原理,将各个部分物体所受力的大小和方向合成为整个物体所受力的大小和方向。
4.根据计算所得的整体受力情况,确定物体的受力情况。
使用隔离法进行受力分析时,可以将复杂的受力情况简化为多个简单的受力情况,易于分析。
但是,使用隔离法需要较为熟练地掌握物体切割和合成的方法,且容易出现计算错误。
总结:整体法和隔离法是受力分析中常用的两种方法。
整体法将物体看作一个整体进行分析,适用于简单的受力情况;而隔离法将物体切割成多个部分,单独分析各部分物体的受力情况后再进行合成,适用于复杂的受力情况。
1.相互作用点点清专题之受力分析 整体法隔离法
1.相互作用点点清专题 受力分析 整体法隔离法一 知能掌握(一)接触力和非接触力 1.接触力--弹力(1)大小:弹簧在弹性限度内,弹力的大小可由胡克定律F =kx 计算;一般情况下物体间相互作用的弹力可由平衡条件或牛顿运动定律来求解.(2)方向:一般垂直于接触面(或切面)指向形变恢复的方向;绳的拉力沿绳指向绳收缩的方向.2.接触力--摩擦力(1)大小:滑动摩擦力F f =μF N ,与接触面的面积无关;静摩擦力的增大有一个限度,具体值根据牛顿运动定律或平衡条件来求.(2)方向:沿接触面的切线方向,并且跟物体的相对运动或相对运动趋势的方向相反. 3.非接触力---电场力(1)大小:F =qE .若为匀强电场,电场力则为恒力;若为非匀强电场,电场力则与电荷所处的位置有关.点电荷间的库仑力F =kq 1q 2r 2. (2)方向:正电荷所受电场力方向与场强方向一致,负电荷所受电场力方向与场强方向相反. 4.非接触力---安培力(1)大小:F =BIL ,此式只适用于B ⊥I 的情况,且L 是导线的有效长度,当B ∥I 时F =0. (2)方向:用左手定则判断,安培力垂直于B 、I 决定的平面. 5.非接触力---洛伦兹力(1)大小:F =qvB ,此式只适用于B ⊥v 的情况.当B ∥v 时F =0.(2)方向:用左手定则判断,洛伦兹力垂直于B 、v 决定的平面,洛伦兹力不做功. (二)受力分析的方法 (1)隔离法和整体法将研究对象与周围物体分隔或将相对位置不变的物体系作为一个整体来分析。
在分析两个或两个以上物体间的相互作用时,一般采用整体法与隔离法进行分析。
采用整体法进行受力分析时,要注意系统内各个物体的状态应该相同。
(2)假设法在判断某力是否存在时,可先对其作出存在或不存在的假设,然后再就该力存在与不存在对物体运动状态是否产生影响来判断该力是否存在,在判断弹力或摩擦力是否存在以及确定它们的方向时常用假设法. (3)状态法(力平衡和力加速)在难以确定物体的某些受力情况时,可先根据(或确定)物体的运动状态进行分析,再运用平衡条件或牛顿运动定律判定未知力。
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。
平衡整体法和隔离法总结
平衡整体法和隔离法总结嘿,朋友们!今天咱来聊聊平衡整体法和隔离法呀。
你说这平衡整体法呀,就像是看一场大戏,咱得把整个舞台都看在眼里,所有的演员、道具、场景一块儿考虑。
就好比你去看一场精彩的杂技表演,你不能光盯着一个演员看,得把整个舞台的热闹劲儿都感受了,这才叫真正领略到了这场表演的魅力嘛!它能让我们从宏观上把握问题,一下子就抓住关键所在。
那隔离法呢,就像是把一个演员从舞台上单独拎出来仔细端详。
咱就专门研究这一个演员的动作、表情、技巧,把他的每一个细节都琢磨透。
就好像你特别喜欢某个歌手,你就会专注于他的歌声、他的演唱风格,其他的都暂时忽略不计。
隔离法能让我们深入地去分析某个具体的对象,把它的特点和规律都找出来。
咱举个例子吧,比如说有一堆积木搭成的高塔,要是用平衡整体法呢,咱就看这个高塔整体稳不稳定呀,会不会倒呀。
要是用隔离法,那咱就单独拿出一块积木来,研究它在这个高塔中的位置、受力情况啥的。
你想想看,要是光用平衡整体法,可能有些小细节就被忽略掉了,就好像只看到了森林,没注意到里面的某棵特别的树。
可要是光用隔离法呢,又容易只见树木不见森林,只顾着研究那一块积木,却忘了整个高塔的情况。
所以啊,这俩方法就像是一对好兄弟,互相配合才能发挥出最大的作用呢!咱在生活中不也经常用到这俩方法嘛!比如说你在规划一次旅行,用平衡整体法就得考虑整个行程安排呀,交通呀,住宿呀这些大方面。
而用隔离法呢,你可能就会仔细研究某个特别想去的景点,它的开放时间呀,有啥特色呀。
再比如说学习,平衡整体法让你能把握整个学科的知识体系,知道哪些是重点,哪些是次要的。
而隔离法能让你深入地去理解一个具体的概念或者定理,把它彻底搞懂。
哎呀呀,这平衡整体法和隔离法可真是太重要啦!它们就像我们解决问题的两把利器呀!咱可不能小瞧了它们,得好好利用起来,让我们的生活和学习都变得更加轻松、更加高效呀!怎么样,朋友们,你们是不是也这么觉得呢?。
整体法与隔离法-受力分析
整体法与隔离法-受力分析研究对象有两个或两个以上的物体,可以把它们作为一下整体,整体质量等于它们的总质量。
整体电量等于它们电量代数和。
有的物理过程比较复杂,由几个分过程组成,我们可以把这几个分过程看成一个整体。
所谓整体法就是将两个或两个以上物体组成的整个系统,或由几个分过程组成的整个过程作为研究对象进行分析研究的方法。
整体法适用于求系统所受的外力,计算整体合外力时,作为整体的几个对象之间的作用力属于系统内力不需考虑,只需考虑系统外的物体对该系统的作用力,故可使问题化繁为简。
高考真题鉴赏例1、(2010·山东理综)如图所示,质量分别为m 1、m 2的两个物体通过轻弹簧连接,在力F 的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m 1在地面,m 2在空中),力F 与水平方向成θ角.则m 1所受支持力N 和摩擦力f 正确的是( )A.N=m 1g+m 2g-Fsin θ 吧B.N=m 1g+m 2g-Fcos θC.f=Fcos θD.f=Fsin θ例2.如图甲所示,平板重300N ,滑轮重不计,要使整个装置静止,则P 物重力的最小值( )A.300NB.200NC.150ND.100N例3、如图所示,竖直放置在水平面上的轻质弹簧上放着质量为kg 2的物体, 处于静止状态。
若将一个质量为kg 3的物体B 竖直向下轻放在A 上的一瞬间,则B 对A 的压力大小为(取g=10m/s 2)A.30NB. 0NC. 15ND. 12N例4、如图,A 、B 两个带异种电荷的小球,分别被两根绝缘细绳系在木盒内的一竖直线上。
静止时,木盒对地面的压力为FN ,细绳对B 的拉力为F ,若将系B 的细绳断开,下列说法中正确的是( )A. 细绳刚断开时,木盒对地压力仍为FNB. 细绳刚断开时,木盒对地压力为(FN+F )C. 细绳刚断开时,木盒对地压力为(FN —F )D. 在B 向上运动过程中,木盒对地压力逐渐变大题型一、平衡状态时的整体法与隔离法1.如图所示,重力大小都是G 的A 、B 条形磁铁,叠放在水平木板C 上,静止时B 对A 的弹力为F 1,C 对B 的弹力为F 2,则( ).【3】(A )F 1=G ,F 2=2G (B )F 1>G ,F 2>2G (C )F 1>G ,F 2<2G (D )F 1>G ,F 2=2G2. 如图所示,在一光滑的墙角上放着质量分别为m 的A 物块和质量为M 的B 物块 ,已知的接触面非光滑,现在对A 墙面对B 的作用力是多少?水平地面对B 的作用力是多少?A 对B 的作用力是多少?3如图所示,A 、B 两均匀直杆上端分别用细线悬挂于天花板上,下端搁在水平地面上,处于静止状态,悬挂A 杆的绳倾斜,悬挂B 杆的绳恰好竖直,则关于两杆的受力情况,下列说法中正确的有( ).(A )A 、B 都受三个力作用 (B )A 、B 都受四个力作用(C )A 受三个力,B 受四个力 (D )A 受四个力,B 受三个力4.如图1-2所示,上下两带电小球,a 、b 质量均为m ,所带电量分别为q 和-q ,两球间用一绝缘细线连接,上球又用绝缘细线悬挂在开花板上,在两球所在空间有水平方向的匀强电场,场强为E ,平衡细线都被拉紧,右边四图中,表示平衡状态的可能是:5、如图2-5所示,人重G 1=600N ,木板重G 2=400N ,人与木板、木板与地面间滑动摩擦因数均为μ=0.2,现在人用水平力F 拉绳,使他们木板一起向右匀速动动,则( )A 、人拉绳的力是200NB 、人的脚给木板的摩擦力向右C 、人拉绳的力是100ND 、人的脚给木板的摩擦力向左6、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?7、如图所示,人通过定滑轮用绳拉住平台处于静止状态,人重G 1=600N ,平台重G 2=200N ,则人对绳的拉力为 N ,对平台的压力为 N 。
受力分析(整体法与隔离法)
受力分析核心提示:所谓受力分析就是分析物体受什么力作用:不多、不少、不错;确定力的方向;完成力的图示。
有时需要分析各个力之间的大小和方向关系,分析力的变化情况等等。
而正确分析物体的受力情况,是解决力学问题的出发点和基本功。
一.受力分析的方法受力分析首先要明确不同性质的各种力的特点及产生条件。
1、重力:重力的大小G=mg,与物体的质量成正比;重力的方向竖直向下。
重力的大小方向与物体的运动状态无关,不论是否接触;重力与质量是两个完全不同的物理量,同一个物体在地球上不同地方,重力不同,质量不变。
2、弹力:物体之间相互接触,并相互挤压,就会有弹力。
产生条件:接触、形变。
分析弹力时,去找哪些物体与研究对象接触,再分析这些与研究对象接触的物体对研究对象是否有弹力。
例如,铅球被运动员奋力推出,铅球在空中只受重力,而没有弹力.也没有向前的冲力。
3、摩擦力:产生条件:相互接触、相互挤压、相对静止又有相对运动趋势或相对运动。
方向:沿接触面,与相对运动趋势方向相反。
4、滑动摩擦力:与压力成正比,与接触面的粗糙程度有关 f=μN。
μ由接触面的粗糙程度决定,与接触面积大小、相对速度大小无关。
此外,需要注意的是,静摩擦力与压力无必然联系。
分析摩擦力时,去找哪些物体与研究对象有接触面,再分析这些与研究对象接触的物体对研究对象是否有摩擦力。
倘若物体之间存在摩擦力时,则物体之间一定相互挤压,一定存在弹力作用,但是彼此相互挤压的物体之间可能不存在相对运动趋势或相对运动,这时物体之间只有弹力作用而没有摩擦力作用。
倘若物体之间存在拉力作用,虽然拉力的大小不变,但由于其方向的变化,均导致物体所受弹力和静摩擦力的变化。
二.受力分析的步骤1、选择受力分析的研究对象:在分析物体受力时,常会有几个物体,那么,你是分析哪一个物体?所以要先确定研究对象,并把它从周围物体中隔离出来。
2、具体分析物体受到的力,分析研究对象的状态及运动过程:考察周围什么物体与研究对象发生力的相互作用.注意:是分析物体受到的力,不是分析物体对外施加的力!养成按顺序作受力分析的习惯即:首先分析重力、其次分析弹力、最后分析摩擦力。
受力分析中的整体法和隔离法
链接1.受力分析中的整体法和隔离法【记一记】1.受力分析的基本步骤(1)明确研究对象——即确定分析受力的物体,研究对象可以是单个物体,也可以是多个物体组成的系统.(2)隔离物体分析——将研究对象从周围的物体中隔离出来,进而分析周围物体有哪些对它施加了力的作用.(3)画受力示意图——边分析边将力一一画在受力示意图上,准确标出力的方向,标明各力的符号.2.整体法与隔离法当物理情景中涉及物体较多时,就要考虑采用整体法和隔离法.(1)整体法⎩⎨⎧研究外力对系统的作用各物体运动状态相同 同时满足上述两个条件即可采用整体法.(2)隔离法⎩⎨⎧分析系统内各物体(各部分)间相互作用各物体运动状态可不相同 物体必须从系统中隔离出来,独立地进行受力分析,列出方程.3.对整体法和隔离法的理解整体法是指将相互关联的各个物体看成一个整体的方法,整体法的优点在于只需要分析整个系统与外界的关系,避开了系统内部繁杂的相互作用.隔离法是指将某物体从周围物体中隔离出来,单独分析该物体的方法,隔离法的优点在于能把系统内各个物体所处的状态、物体状态变化的原因以及物体间的相互作用关系表达清楚.4.整体法和隔离法的使用技巧当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时,宜用整体法;而在分析系统内各物体(或一个物体各部分)间的相互作用时常用隔离法.整体法和隔离法不是独立的,对一些较复杂问题,通常需要多次选取研究对象,交替使用整体法和隔离法.【判一判】1.只有静止的物体才处于平衡状态(×)2.只要物体的速度为零,它就一定处于平衡状态(×)3.只要物体的运动状态不变,它就处于平衡状态(√)4.只有加速度为零的物体才处于平衡状态(√)。
整体法及隔离法受力分析(答案解析版)
完美 WORD 格式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()b cA.有摩擦力作用,摩擦力的方向水平向右m1m2 B.有摩擦力作用,摩擦力的方向水平向左aC.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?P 【例 2】有一个直角支架AOB, AO水平放置,表面粗糙, OB AO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,Q并在某一位置平衡,如图。
牛顿第二定律整体法、隔离法专题分析
A.F1<F2 B.F1=F2 C.F1>F2 D.无法比较大小 A
有相互作用力的系统
整体法与隔离法
练习:如图所示,物体A放在物体B上,物体B放在光滑 的水平面上,已知mA=6kg,mB=2kg,A、B间动摩擦因数 =0.2.A物上系一细线,细线能承受的最大拉力是20N, 水平向右拉细线,假设A、B之间最大静摩擦力等于滑动 摩擦力.在细线不被拉断的情况下,下述中正确的是 (g=10m/s2) (CD)
A.当拉力F<12N时,A静止不动 B.当拉力F>12N时,A相对B滑动 C.当拉力F=16N时,B受A摩擦力等 于4N D.无论拉力F多大,A相对B始终静 止
有相互作用力的系统
整体法与隔离法
【解析】要判断A、B是否有相对滑动,可假设 F=F0时,A、B间的摩擦力达到最大值,求出此 时拉力的数值F0,若F>F0,则A、B有相对滑 动;若F<F0,则A、B无相对滑动. A、B间的最大静摩擦力为 f0=mAg=0.2×6×10=12N. 当A、B间的静摩擦力f=f0时,由牛顿第二定律 得: 对B: mAg=mBa, a=mAg/mB=0.2×6×10/2=6m/s2;
有相互作用力的系统
整体法与隔离法
• 因三物体加速度相同,本题可用整 体法。 • 解: 研究整体 F=(m1+m2+m3)a 为求a再研究m1: m1的受力图如右。 T= m1 a 为求T研究m2 T= m2g
故a= m2 g/ m1 F=(m1+m2+m3)a F =(m1+m2+m3) m2 g/ m1
m AmB g T g m A mB 1 / m A 1 / mB
对于C、D选项: (mA +mB)为恒量, 只有当mA=mB 时, mA· mB才最大, C、D错。
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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专题一整体法隔离法受力分析
整体法和隔离法的使用技巧
当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时,宜用整体法;而在分析系统内各物体(或一个物体各部分)间的相互作用时常用隔离法.整体法和隔离法不是独立的,对一些较复杂问题,通常需要多次选取研究对象,交替使用整体法和隔离法.口诀(外整内分)
例如图5所示,在恒力F作用下,a、b两物体一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运动,则关于它们受力情况的说法正确的是
( )
图5
A.a一定受到4个力
B.b可能受到4个力
C.a与墙壁之间一定有弹力和摩擦力
D.a与b之间一定有摩擦力
答案AD
解析将a、b看成整体,其受力图如图甲所示,说明a与墙壁之间没有弹力和摩擦力作用;对物体b进行受力分析,如图乙所示,b受到3个力作用,所以a受到4个力作用.
【即学即练】如图6所示,质量为M的斜面体A置于粗糙水平面上,用轻绳拴住质量为m的小球B置于斜面上,整个系统处于静止状态.已知斜面倾角θ=30°,轻绳与斜面平行且另一端固定在竖直墙面上,不计小球与斜面间的摩
擦,则( )
图6 A.斜面体对小球的作用力大小为mg
B.轻绳对小球的作用力大小为1 2 mg
C.斜面体对水平面的压力大小为(M+m)g
D.斜面体与水平面间的摩擦力大小为
3 4 mg
解析以小球为研究对象,对其受力分析如图.因小球保持静止,所以由共点力的平衡条件可得:
mg sin θ-F
T
=0
①
F
N
-mg cos θ=0
②
由①②两式可得
F T =mg sin θ=
1
2
mg
F N =mg cos θ=
3
2
mg
即轻绳对小球的作用力(拉力)为1
2
mg,斜面对小球的作用力(支持力)为
3
2
mg.A错,B对.
把小球和斜面体作为一个整体进行研究,其受重力(M+m)g,水平面的支持
力F N′、摩擦力F f以及轻绳的拉力F T.受力情况如图所示.
因研究对象处于静止状态,所以由平衡条件可得:
F
f
-F T cos θ=0
③
F
N
′+F T sin θ-(M+m)g=0
④
联立①③④式可得:
F N ′=Mg+
3
4
mg,F
f
=
3
4
mg
由牛顿第三定律可知斜面体对水平面的压力为Mg+3
4
mg.C错,D对.
答案BD
趁热打铁
1、如图11所示,A、B、C、D四个人做杂技表演,B站在A的肩上,双手拉着
C和D,A撑开双手水平支持着C和D.若四个人的质量均为m,他们的臂长相等,重力加速度为g,不计A手掌与C、D身体间的摩擦.下列结论错误的是( )
图11
A.A受到地面的支持力为4mg
B.B受到A的支持力为3mg
C.B受到C的拉力约为23 3
mg
D.C受到A的推力约为23 3
mg
解析对A、B、C、D四个人组成的整体进行受力分析,竖直方向上受重力4mg和地面的支持力F N而平衡,故F N=4mg,而支持力作用在A上,即A受到地面的支持力为4mg,故A项正确;将B、C、D视为一个整体,受重力3mg 和A对整体的支持力F N′而平衡,故F N′=3mg,而A对B、C、D的支持力作用在B上,故B受到A的支持力为3mg,B正确;对C隔离分析:C受重力mg,A对C水平向左的推力F
推
,B对C的拉力F拉,设∠CBA为θ,因四人的
臂长相等,则CB=2CA,故θ≈30°,故F拉 cos θ=mg,可得F拉=
mg cos θ
=23
3
mg,故C正确;F
推
=F拉 sin θ=
3
3
mg,故D错误.故本题选D.
答案 D
2、如图15所示,传送带沿逆时针方向匀速转动.小木块a、b用细线连接,用
平行于传送带的细线拉住a,两木块均处于静止状态.关于木块受力个数,正确的是( )
图15
A.a受4个,b受5个
B.a受4个,b受4个
C.a受5个,b受5个
D.a受5个,b受4个
答案 D
3、如图1所示,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.连
接A与天花板之间的细绳沿竖直方向,关于两木块的受力,下列说法正确的是( )。