整体法和隔离法受力分析(答案版)
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。
牛顿第三定律、受力分析(解析版)
牛顿第三定律、受力分析【高中】一、作用力与反作用力1.力的作用总是相互的,物体间相互作用的这一对力称为作用力和反作用力。
作用力和反作用力总是相互依存,同时存在的。
2.重点解读:(1)物体间的作用是相互的,这种相互性决定了力总是成对出现的。
(2)作用力和反作用力是相对的,其中一个力是作用力,另一个力就是反作用力。
(3)一对作用力与反作用力的性质总是相同的,即作用力是弹力,其反作用力也一定是弹力;作用力是摩擦力,其反作用力也一定是摩擦力。
小试牛刀:例:一小球用一细绳悬挂于天花板上,以下几种说法中正确的是()A.小球所受的重力和细绳对它的拉力是一对作用力和反作用力B.小球对细绳的拉力就是小球所受的重力C.小球所受重力的反作用力作用在地球上D.小球所受重力的反作用力作用在细绳上二、牛顿第三定律1.内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
2.表达式:F=-F′(负号表示方向相反)3.对作用力和反作用力的理解(三个特征、四种性质)三个特征:(1)等值,即大小总是相等的。
(2)反向,即方向总是相反的。
(3)共线,即二者总是在同一直线上。
四种性质:(1)异体性:即作用力和反作用力是分别作用在彼此相互作用的两个物体上。
(2)同时性:即作用力和反作用力同时产生,同时变化,同时消失。
(3)相互性:即作用力和反作用力总是相互的、成对出现的。
(4)同性性,即二者性质总是相同的。
4.作用力和反作用力分别作用在两个物体上,其作用效果分别体现在各自的受力物体上,所以作用力和反作用力产生的效果不一定相同。
小试牛刀:例:关于牛顿第三定律,下列说法中正确的是()A. 作用力和反作用力总是大小相等B. 作用力和反作用力是一对平衡力C. 作用力和反作用力作用在同一物体上D. 作用力和反作用力可以独立存在三、一对作用力与反作用力和一对平衡力的区别与联系一对平衡力一对作用力与反作用力不同点两个力作用在同一物体上两个力作用在相互作用的两个物体上两个力性质不一定相同两个力性质一定相同一个力的产生、变化、消失不一定影响另一个力两个力同时产生、同时变化、同时消失两个力共同作用,效果是使物体处于平衡状态且所受合力为零两个力各有各的作用效果,故对其中任一物体不能说是合力相同点大小相等、方向相反、作用在同一条直线上小试牛刀:例:物体静止放置于水平桌面上,则()A.桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力,这两个力是一对相互平衡的力B.物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力和反作用力C.物体对桌面的压力就是物体的重力,这两个力是同一种性质的力D.物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对相互平衡的力四、物体的受力分析1.受力分析的一般顺序一般先分析重力;再分析弹力,环绕物体一周,找出跟研究对象接触的物体,并逐个分析这些物体对研究对象是否有弹力作用;然后分析摩擦力,对凡有弹力作用处逐一进行分析;最后是其他力。
应用整体法和隔离法的解题技巧—内力公式(解析版)
高中物理题型解题技巧之力学篇03内力公式一、必备知识1.连接体问题母模型如图1所示,光滑地面上质量分别为m 1、m 2的两物体通过轻绳连接,水平外力F 作用于m 2上,使两物体一起加速运动,此时轻上的拉力多大?整体由牛顿第二定律求加速度a =Fm 1+m 2−μg隔离求内力T -μm 1g =m 1a得T =m 1m 1+m 2F二:应用技巧(1).物理场景:轻绳或轻杆或轻弹簧等相连加速度相同的连接体,如下情形求m 2、m 3间作用力,将m 1和m 2看作整体F 23=m 1+m 2m 1+m 2+m 3F整体求加速度a =Fm 1+m 2−μg隔离求内力T -μm 1g =m 1a得T =m 1m 1+m 2F整体求加速度a =Fm 1+m 2−g (sin θ+μcos θ)隔离求内力T -m 1g (sin θ-μcos θ)=m 1a得T =m 1m 1+m 2F整体求加速度a =Fm 1+m 2−g隔离求内力T -m 1g =m 1a得T =m 1m 1+m 2Fa =F 2-F 1m 1+m 2−μg隔离T -F 1-μm 1g =m 1a得T =m 1F 2+m 2F 1m 1+m 2(2)方法总结:(内力公式)如上图所示,一起加速运动的物体系统,若力作用于m 1上,则m 1和m 2间的相互作用力为F 12=m 不m 1+m 2F (其中m 不即为外力不作用的物体的作用)此结论与有无摩擦无关(有摩擦,两物体与接触面的动摩擦因数必须相同),物体系统沿水平面、斜面、竖直方向运动时,此结论都成立。
两物体的连接物为轻弹簧、轻杆时,此结论不变。
注意:若整体受到多个外力时,可先将多点个外力分别应用内力公式a .两外力相反时,绳中的拉力为T =m 2m 1+m 2F 1+m 1m 1+m 2F2b .两外力相同时绳中的拉力为T =m 2m 1+m 2F 1-m 1m 1+m 2F2三、实战应用(应用技巧解题,提供解析仅供参考)一、单选题1如图,两物块P 、Q 置于水平地面上,其质量分别为m 、2m ,两者之间用水平轻绳连接。
高一物理受力分析(整体法和隔离法)
受力分析—隔离法与整体法一、物体受力分析方法把指定的研究对象在特定的物理情景中所受到的所有外力找出来,并画出受力图,就是受力分析。
对物体进行正确地受力分析,是解决好力学问题的关键。
1、受力分析的顺序:先找重力,再找接触力(弹力、摩擦力),最后分析其它力(场力、浮力等)2、受力分析的几个步骤.①灵活选择研究对象②对研究对象周围环境进行分析③审查研究对象的运动状态:根据它所处的状态有时可以确定某些力是否存在或对某些力的方向作出判断.④根据上述分析,画出研究对象的受力分析示意图;把各力的方向、作用点(线)准确地表示出来.3、受力分析的三个判断依据:①从力的概念判断,寻找施力物体;②从力的性质判断,寻找产生原因;③从力的效果判断,寻找是否产生形变或改变运动状态。
二、隔离法与整体法1、整体法:以几个物体构成的整个系统为研究对象进行求解的方法。
在许多问题中可以用整体法比较方便,但整体法不能求解系统的内力。
(区分内力和外力,对几个物体的整体进行受力分析时,这几个物体间的作用力为内力,不能在受力图中出现,当把某一物体单独隔离分析时,原来的内力变成了外力,要画在受力图上。
)2、隔离法:把系统分成若干部分并隔离开来,分别以每一部分为研究对象进行受力分根据地,分别列出方程,再联立求解的方法。
3、通常在分析外力对系统作用时,用整体法;在分析系统内各物体之间的相互作用时,用隔离法。
有时在解答一个问题时要多次选取研究对象,需要整体法与隔离法交叉使用注意:实际问题中整体法与隔离法要结合起来灵活运用........。
........................,通常先整体后隔离三、例题例1.在粗糙的水平面上有一个三角形木块,在它的两个粗,糙的斜面上分别放置两个质量为m1和m2的木块,m m12如图1所示,已知三角形木块和两个物体都是静止的,则粗糙水平面对三角形木块()A. 有摩擦力作用,方向水平向右;B. 有摩擦力作用,方向水平向左;C. 有摩擦力作用,但方向不确定;图1D. 以上结论都不对。
受力分析--精练题(含答案与解析)
受力分析受力分析基本方法(1)确定研究对象(受力物体);(2)根据一重二弹三摩擦的顺序进行受力分析:①重力:地球附近的物体都受重力;②弹力:找到跟研究对象接触的物体,逐个分析弹力(包括支持力、拉力、压力等);③摩擦力:找接触面,结合摩擦力存在的条件分析每个接触面上有无摩擦力。
(3)检查所画的力,找到每一个力是否有施力物体和受力物体;分析受力情况与物体所处状态是否相符。
整体法和隔离法(1)整体法:把运动状态相同且有相互作用力的几个物体视为一个整体,作为研究对象;①只分析“外力”:整体以外的物体对系统内物体施加的力叫外力;②不分析“内力”:整体内部物体间的相互作用力叫内力。
(2)隔离法:把要分析的物体从相关的系统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。
(3)分析外力用整体法,分析内力用隔离法。
1.如图,不计空气阻力,则踢出去的足球所受力的示意图正确的是()A .B .C .D .2.如图所示,一小球静止在由竖直墙壁和水平地面组成的墙角处,下列关于小球受力示意图正确的是( )A .B .C .D .3.如图甲所示,物体甲重30N ,被50N 的水平压力甲F 压在竖直墙壁上保持静止。
如图乙所示,物体乙重60N ,在20N 的水平拉力乙F 作用下,沿水平桌面匀速向右运动.则物体甲受到的摩擦力甲f 和物体乙受到的摩擦力乙f 分别是( )A .甲=f 30N ,乙=f 60NB .甲=f 30N ,乙=f 20NC .甲=f 50N ,乙=f 60ND .甲=f 50N ,乙=f 20N4.在水平面上有一物体A ,其受到水平推力=F 12N 1和=F 5N 2的作用后,处于静止状态,如图所示。
此时物体受到的静摩擦力是 N ;如果将F 1撤去,物体A 将 (选填“向右运动”“向左运动”或“静止”)。
5.按照题目要求作图。
请在图中画出静止小球所受力的示意图。
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。
整体法隔离法习题附答案
1.如图为一直角支架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,两环由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连,并在图示位置平衡。
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F N和摩擦力f的变化情况是()A.F N不变,f变大B.F N不变,f变小C.F N变大,f变大D.F N变大,f变小【答案】B【解析】分析受力作出示意图。
再把两环、细绳作为“整体”研究可知,小环P所受支持力等于2mg即其中,FN 、FN/分别为环P、Q所受支持力。
由①式可知,FN大小不变。
然后,依“极限思维”分析,当环P向左移至O点时,环Q所受的拉力T、支持力FN/逐渐减小为mg、0。
由此可知,左移时环P所受摩擦力将减小。
因此,正确的答案为:选B。
静力学中存在着大量的类似此例的“连接体”问题。
解题思维方法,无非为“整体”、“隔离”两种分析方法的交替使用,至于是先“整体”、还是“隔离”,则因题而异,变通确定。
2.如图所示,叠放在一起的A、B两绝缘小物块放在水平向右的匀强电场中,其中B带+Q的电量,A不带电;它们一起沿绝缘水平面以某一速度匀速运动。
现突然使B带电量消失,A带上+Q的电量,则A、B的运动状态可能为A.一起匀速B.一起加速C.一起减速D.A加速,B匀速【答案】A【解析】试题分析:由题意知B受到的向右的电场力与地面对B向左的摩擦力大小相等,当B带电量消失,A带上+Q的电量时,要讨论AB间的的摩擦力与地面对B的摩擦力之间的大小关系,当AB间的的摩擦力大于或等于地面对B的摩擦力时,AB还是一起运动,可把AB看成整体,整体受到的电场力与摩擦力平衡,所以仍然一起做匀速运动,A对,BC错;当AB间的的摩擦力小于地面对B的摩擦力时,此时A做加速运动,B做减速运动,D错。
考点:本题考查受力分析,整体法点评:本题学生要讨论AB间的的摩擦力与地面对B的摩擦力之间的大小关系,从而去判断AB是一起运动还是分开运动。
整体法和隔离法专题答案
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m0,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,则能够断定( A )A、物块A与桌面之间有摩擦力,大小为m0g;B、物块A与B之间有摩擦力,大小为m0g;C、桌面对A,B对A,都有摩擦力,两者方向相同,合力为m0g;D、桌面对A,B对A,都有摩擦力,两者方向相反,合力为m0g;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f1、f2、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f1= 0 ,f2= 4N ,f3= 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 。
则砖3对砖2的摩擦力为 0 。
7、有一直角支架AOB,AO水平放置,表面粗糙,OB竖直放置,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,不可伸长的细线连接,并在某一位置平衡,如右图所示,现将P环向左移动一小段距离,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( B )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9. 如图10所示,人重600N,木板重400N,人与木板、木板与地面间的动摩擦因数皆为0.2,今人用水平力拉绳,使他与木板一起向右匀速运动,则( BC )A. 人拉绳的力是200NB. 人拉绳的力是100NC. 人的脚对木板的摩擦力向右D. 人的脚对木板的摩擦力向左10. 质量相同的四木块叠放在一起,如图11所示,静止在水平地面上,现有大小相等、方向相反的力F分别作用的第2块和第4块木块上,四木块仍然静止,则从上到下各层接触面间的摩擦力多大?11. 在图12中,吊篮重300N,人重500N,绳子质量及其与滑轮摩擦不计,要使吊篮离地上升,则人的拉力至少多大?400N12、如图,倾角为α的斜面与水平面间、斜面与质量为m的木块间的动摩擦因数均为μ,木块由静止开始沿斜面加速下滑时斜面始终保持静止。
押新高考江苏卷03题 力与物体的平衡问题(解析版)-备战2021年高考物理临考题号押题(江苏卷)
押新高考江苏卷第3题力与物体的平衡问题命题探究高考以生活中实际物体的受力情景为依托,进行模型化受力分析。
主要题型:受力分析;整体法与隔离法的应用;静态平衡问题;动态平衡问题。
解题秘籍秘籍一受力分析整体法与隔离法1.基本思路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。
2.常用方法(1)整体法:将加速度相同的几个相互关联的物体作为一个整体进行受力分析。
(2)隔离法:将所研究的对象从周围的物体中分离出来,单独进行受力分析。
(3)假设法:在受力分析时,若不能确定某力是否存在,可先对其作出存在的假设,然后分析该力存在对物体运动状态的影响来判断该力是否存在。
(4)动力学分析法:对加速运动的物体进行受力分析时,应用牛顿运动定律进行分析求解。
秘籍二静态平衡问题1.基本思路:根据物体所处的状态(静止或者匀速直线运动),受力分析,结合平衡条件列式。
2.常用方法(1)合成法:物体受三个共点力的作用而平衡,则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反。
(2)分解法:物体受三个共点力的作用而平衡,将某一个力按力的效果分解,则其分力和其他两个力满足平衡条件。
(3)正交分解法:物体受到三个或三个以上力的作用而平衡,将物体所受的力分解为相互垂直的两组,每组力都满足平衡条件。
(4)力的三角形法:对受三个力作用而平衡的物体,将力的矢量图平移使三个力组成一个首尾依次相接的矢量三角形,根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力。
秘籍三动态平衡问题1.解析法常用于可简捷列出平衡方程的情况或者正交分解的情况。
(1)先受力分析,得出物体受哪几个力而处于平衡状态。
(2)建立直角坐标系,正交分解力,列平衡方程,或在力的三角形中结合三角形知识列平衡方程。
(3)分析方程中的变量有哪些,分析题目信息,得到这些物理量是如何变化的。
(4)把分析得到的变化的物理量代入方程,得到平衡条件下的受力动态变化情况。
2.图解法(1)先受力分析,得出物体受几个力而处于平衡状态。
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。
2023届高考物理一轮复习知识点精讲与2022高考题模考题训练专题125整体法和隔离法(解析版)
2023高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练第二十一章 物理学史和物理思想方法专题125 整体法和隔离法第一部分 知识点精讲整体法:将加速度相同的几个相互关联的物体作为一个整体进行受力分析。
隔离法:将所研究的对象从周围的物体中隔离出来,单独进行受力分析。
选用原则:研究系统外的物体对系统整体的作用力时用整体法;研究系统内物体之间的相互作用力时用隔离法.通常整体法和隔离法交替使用..第二部分 最新高考题精选1. (2022山东物理)某粮库使用额定电压380V U =,内阻0.25R =Ω的电动机运粮。
如图所示,配重和电动机连接小车的缆绳均平行于斜坡,装满粮食的小车以速度2m/s v =沿斜坡匀速上行,此时电流40A I =。
关闭电动机后,小车又沿斜坡上行路程L 到达卸粮点时,速度恰好为零。
卸粮后,给小车一个向下的初速度,小车沿斜坡刚好匀速下行。
已知小车质量1100kg m =,车上粮食质量21200kg m =,配重质量040kg m =,取重力加速度210m/s =g ,小车运动时受到的摩擦阻力与车及车上粮食总重力成正比,比例系数为k ,配重始终未接触地面,不计电动机自身机械摩擦损耗及缆绳质量。
求:(1)比例系数k 值;(2)上行路程L 值。
【参考答案】(1)0.1k =;(2)67m 185L = 【命题意图】本题考查能量守恒定律、平衡条件、牛顿运动定律及其相关知识点。
【名师解析】(1)设电动机的牵引绳张力为1T ,电动机连接小车的缆绳匀速上行,由能量守恒定律有21UI I R T v =+解得 17400N T =小车和配重一起匀速,设绳的张力为2T ,对配重有20400N T m g ==设斜面倾角为θ,对小车匀速有121212()sin ()T T m m g k m m g θ+=+++而卸粮后给小车一个向下的初速度,小车沿斜坡刚好匀速下行,有101sin m g m g km g θ=+联立各式解得sin 0.5θ=,0.1k =(2)关闭发动机后小车和配重一起做匀减速直线运动,设加速度为a ,对系统由牛顿第二定律有12120120()sin ()()m m g k m m g m g m m m a θ+++-=++可得2370m/s 67a =由运动学公式可知 22v aL =解得67m 185L = 2.(2020高考江苏物理)中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”,为国际抗疫贡献了中国力量.某运送防疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成,在车头牵引下,列车沿平直轨道匀加速行驶时,第2节对第3节车厢的牵引力为F .若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等,则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为( )A. FB.1920FC.19FD.20F 【参考答案】C【解题思路】设每节车厢质量为m ,每节车厢所受阻力(包括摩擦力和空气阻力)为f ,列车的加速度为a ,隔离第3节车厢及其以后的38节车厢整体作为研究对象,由牛顿第二定律,F -38f=38ma ;隔离最后2节车厢,设倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为F’, 由牛顿第二定律,F’-2f=2ma ;联立解得:F’=F/19,选项C 正确。
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。
高中物理解题方法整体法和隔离法(答案附后面)
高中物理解题方法---整体法和隔离法一、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【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【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?【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?【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【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。
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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 αAO BPQ【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=2G①再隔离任一球,由平衡条件得Tsin(θ/2)=μN②2·Tcos(θ/2)=F③①②③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f B f1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)g②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gm 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。