2019高中物理同步重难讲练专题10 受力分析方法——整体法与隔离法学案 新人教版必修1.doc
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1、1专题专题 1010 受力分析方法受力分析方法整体法与隔离法整体法与隔离法重难讲练重难讲练在研究静力学问题或力和运动的关系问题时,常会涉及相互关联的物体间的相互作用问题,即“连接体问题”.连接体问题一般是指由两个或两个以上物体所构成的有某种关联的系统.研究此系统的受力或运动时,求解问题的关键是研究对象的选取和转换.一般若讨论的问题不涉及系统内部的作用力时,可以以整个系统为研究对象列方程求解“整体法” ;若涉及系统中各物体间的相互作用,则应以系统某一部分为研究对象列方程求解“隔离法”.这样,便将物体间的内力转化为外力,从而体现其作用效果,使问题得以求解,在求解连接问题时,隔离法与整体法相互依存,
2、交替使用,形成一个完整的统一体,分别列方程求解.具体见下表:整体法隔离法概念将平衡状态下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【典例 1】 (2019 届宁夏银川一中高三第一次月考)如图所示,在粗糙水平面上静置一个截面为等腰三角形的斜劈 A,其质量为 M,两个底角均为30两个完全相同的、质量均为 m 的小物块 p 和 q 恰好能沿两侧面匀速运动若现在对 p 物块施加一个平行于斜劈侧面向下的恒力 F,则在 p 和 q 下滑的过
3、程中,下列说法正确的是A 斜劈 A 对地面的压力大小等于(M2m)gB 斜劈 A 对地面的压力大于(M2m)gC 斜劈 A 对地向右运动2D 斜劈 A 受到地面向右的摩擦力作用【答案】A【典例 2】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( )【答案】 A【解析】以 a、b 两小球及它们间的连线为研究对象,因施加的恒力合力为零,重力竖直向下,故平衡时连接 a 与悬点的细线必竖直,且其拉力等于两球重力之和,所以 A 正确.再用隔离法分析:以 b
4、为研究对象,小球 b 受三个力 GbFT,如图所示,知 F 和 T 的合力 F1=Gb且竖直向上.以 a 为研究对象,小球 a 受如图所示的 GaFT 和与悬点相连的悬线拉力 F3(方向未知)四个力的作用,根据牛顿第三定律知 T=T1,根据力的合成知 F 和 T 的合力 F2=F1且方向竖直向下,所以 F2和 Ga的合力竖直向下,因此根据平衡条件知平衡时连接 a 与悬点的细绳拉力 F3必定竖直向上.同样得正确选项为 A.由此可见隔离法不如整体法简便.【典例 3】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
5、,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3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( )AN 不变,T 变大 BN 不变,T 变小CN 变大,T 变大 DN 变大,T 变小【答案】B【跟踪训练】1. 如图所示,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1,A与地面间的动摩擦因数为2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A与B的质量之比为( )A. B. 1 12112
6、 12C. D.112 12212 12【答案】 B【解析】设水平作用力为F,对物体A、B整体:在水平方向上有F2(mAmB)g;隔离物体B:在竖直方向上有1FmBg;联立解得:,选项 B 正确。mA mB112 122. 如图所示,截面为三角形的木块a上放置一铁块b,三角形木块竖直边靠在竖直且粗糙的竖直面上,现用竖直向上的作用力F推动木块与铁块一起向上匀速运动,运动过程中铁块与木块始终保持相对静止,则下列说法正确的是( )AOBPQ4A. 木块a与铁块b间一定存在摩擦力B. 木块与竖直墙面间一定存在水平弹力C. 木块与竖直墙面间一定存在摩擦力D. 竖直向上的作用力F大小一定大于铁块与木块的重
7、力之和【答案】 A3. 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mA和mB,则下列说法正确的是( )A.A物体对地面的压力大小为mAgB.A物体对地面的压力大小为(mAmB)gC.B物体对A物体的压力大于mBgD.地面对A物体没有摩擦力【答案】 BC【解析】对B物体受力分析,如图甲所示,根据合力等于 0,运用合成法,得墙壁对B的弹力FN1mBgtan ,A对B的弹力FN2mBg,结合牛顿第三定律,B物体对A物体的压力大于mBg,CmBg cos 正确;对整体受力分析,如图乙所示,地面的支持力FN
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