2019高考物理一輪復(fù)習(xí)微專題系列之熱點(diǎn)專題突破專題9牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用之用整體法、隔離法巧解

1、突破 9 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用之用整體法、隔離法巧解連接體問(wèn)題1. 連接體的分類根據(jù)兩物體之間相互連接的媒介不同，常見(jiàn)的連接體可以分為三大類。(1) 繩(桿)連接：兩個(gè)物體通過(guò)輕繩或輕桿的作用連接在一起；(2) 彈簧連接：兩個(gè)物體通過(guò)彈簧的作用連接在一起；(3) 接觸連接：兩個(gè)物體通過(guò)接觸面的彈力或摩擦力的作用連接在一起。2. 連接體的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)輕繩一一輕繩在伸直狀態(tài)下，兩端的連接體沿繩方向的速度總是相等。輕桿一一輕桿平動(dòng)時(shí)， 連接體具有相同的平動(dòng)速度；輕桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，連接體具有相同的角速度，而線速度與轉(zhuǎn)動(dòng)半徑成正比。輕彈簧一一在彈簧發(fā)生形變的過(guò)程中，兩端連接體的速率不一定相等；在彈簧形變最大時(shí)，兩端

2、連接體的速率相等。特別提醒(1)“輕”一一質(zhì)量和重力均不計(jì)。(2) 在任何情況下，繩中張力的大小相等，繩、桿和彈簧兩端受到的彈力大小也相等。3. 連接體問(wèn)題的分析方法/(1) 分析方法：整體法和隔離法。(2) 選用整體法和隔離法的策略：1當(dāng)各物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相同時(shí)， 宜選用整體法；當(dāng)各物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同時(shí)，宜選用隔離法；vrv2對(duì)較復(fù)雜的問(wèn)題，通常需要多次選取研究對(duì)象，交替應(yīng)用整體法與隔離法才能求解。4. 整體法與隔離法的選用方法(1)整體法的選取原則若在已知與待求量中一涉及系統(tǒng)內(nèi)部的相互作用時(shí)，可取整體為研究對(duì)象， 分析整體受到的外力，應(yīng)用牛頓第二定律列方程。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)物體的加速度相同時(shí)：F =

3、.否則尸=冏坷+隔陽(yáng)+一+%心。2(2)隔離法的選取原則3B.增大B物塊的質(zhì)量D.增大動(dòng)摩擦因數(shù)卩若在已知量或待求量中涉及到系統(tǒng)內(nèi)物體之間的作用時(shí)，就需要把物體從系統(tǒng)中隔離出來(lái)，應(yīng)用牛頓第二定律列方程求解.（3）整體法、隔離法的交替運(yùn)用若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度， 且要求物體之間的作用力時(shí)， 可以先用整體法求 出加速度，然后再用隔離法選取合適的研究對(duì)象， 應(yīng)用牛頓第二定律求作用力.即“先整體 求加速度，后隔離求內(nèi)力”.C.在突然撤去F2的瞬間，m2的加速度大小為 4 m/s2D.在突然撤去F2的瞬間，罰的加速度大小為10 m/s【答案】B入_【解析】對(duì)兩物體和弾蕃測(cè)力計(jì)組成的系統(tǒng)，根據(jù)牛

4、頓第二定律得整體的加速度尸-尬 Q= 2 015-；隔離業(yè)，根據(jù)牛頓第二定律有斤=心，解得所臥彈普測(cè)力計(jì)的示數(shù)為24 X,選項(xiàng)為錯(cuò)誤，3正確；在突然撤去尺的瞬間，弾竄的力不變，嘰的加速度不變，為2皿山叱的加速度 盤單皿垃已選項(xiàng) UD錯(cuò)誤【典例 2】（多選）如圖所示，質(zhì)量分別為m、m的A、B兩物塊用輕質(zhì)彈簧連接放在傾角為0的斜面上，用始終平行于斜面向上的拉力F拉B物塊，使它們沿斜面勻加速上升，AB與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為 卩，為了減小彈簧的形變量，可行的辦法是（）【典例 1】如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量分別為中間用輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)連接。兩個(gè)大小分別為mi、m上，貝 U （）mi= 3 kg、ma=2 kg

5、的物體置于光滑的水平面上，F(xiàn)i= 30 N、F2= 20 N 的水平拉力分別作用在A.彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是 50 NB.彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是24 NC.增大傾角04A.FB . 2FEQ * jeO * Fo nt:Calibri * hps24 o(sup 11(3C.2,EQ * jeO * Fo nt:Calibri * hps24 o(sup 11(3,2m g+a)D. mg+a)【答案】D【解析】 由于AB件相對(duì)靜止，故A、B件之間的摩擦力為靜摩擦力，選項(xiàng) A、B 錯(cuò)誤.設(shè)民工兄弟對(duì)AB件豎直方向的摩擦力為R，以A、B件整體為研究對(duì)象可知在豎直方向有2Ff-(mF3n)g= (mF3n

6、)a,設(shè)B對(duì)A的摩擦力方向向下，大小為Ff,對(duì)A件由牛頓第二定律有Ff-Ff -mg= ma解得Ff =mg+a)，選項(xiàng) D 正確，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤.【答案】AB【解析】 對(duì)AB組成的整體由牛頓第二定律得F譏m+mB)geos0- (mB)gsin0=(m+mB)a,對(duì)A由牛頓第二定律得kx-卩mgeos0 mgs in0=mAa,其中x為彈簧的形 變 量，兩 式 聯(lián)EQ * je0 * Font:Calibri * hps21 o(sup 9(mAFmAF mBEQ * jeO * Font:Calibri * hps21 o(sup 9(mAF,mAEQ * jeO * Fo nt:Cali

7、bri * hps21 o(sup 9(mBmAEQ * jeO * Fo nt:Calibri * hps21 o(sup 9(mB,mA立 得kx+ mB，為了減小彈簧的形變量,可以減小A物塊的質(zhì)量或增大B物塊的質(zhì)量，A、B 正確，C、D 錯(cuò)誤?！镜淅?3】在建筑工地，民工兄弟用兩手對(duì)稱水平使力將兩長(zhǎng)方體水泥制品夾緊并以加速度a豎直向上勻加速搬起，其中A件的質(zhì)量為m B件的質(zhì)量為 3m水平作用力為F,A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 卩，在此過(guò)程中，AB間的摩擦力為().5【典例 4】如圖所示，有材料相同的P、Q兩物塊通過(guò)輕繩相連，并在拉力F作用下沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，輕繩與拉力F的方向均平行于斜面。當(dāng)

8、拉力F一定時(shí)，Q受到繩的拉力()6A與斜面傾角0有關(guān)B與動(dòng)摩擦因數(shù)有關(guān)C. 與系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)D. 僅與兩物塊質(zhì)量有關(guān)【答案】D【解析】 設(shè)R Q的質(zhì)量分別為心叫Q愛(ài)到繩的拉力大小為物塊與斜面間的動(dòng)摩播因數(shù)為根據(jù)牛頓第二走律，對(duì)整體分析,有尸-|砒+畋需n曠打+叱卓8*=（旳+盹問(wèn) 對(duì)。分析：有解得丹=話二廠可見(jiàn)。受到繩的拉力 C 與斜面傾角&、動(dòng)摩撫因數(shù)山和系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)均無(wú)關(guān),僅與兩物塊質(zhì)量和 F 有關(guān)選項(xiàng)D正確?！靖櫠逃?xùn)】1.如圖所示，兩塊粘連在一起的物塊a和b,質(zhì)量分別為：ma和m,放在光滑的水平桌面上，現(xiàn)同時(shí)給它們施加方向如圖所示的水平推力的作用力（）A.B.C.D.【答案】

9、CF:一卩出申inuMifCOS0mia.不可能為零必為推力必為拉力可能為推力，也可能為拉力7【解析】將a、b看作一個(gè)整體，加速度a=EQ * jcO * Fon t:Calibri * hps24 o(sup 11(Fama+ mb,EQ * jc0 * Fon t:Calibri * hps24 o(sup 11(Fa+Fb+ Fb,ma + mb,單獨(dú)對(duì)a進(jìn)行分析，設(shè)a、b間的作用力為Fab,貝Ua=EQ * jc0 * Fo nt:Calibri * hps24 o(sup 11(Fama,EQ* jc0 * Fon t:Calibri * hps24 o(sup 11(Fa+Fab+

10、 Fab,ma =8EQ * jc0 * Fon t:Calibri * hps24 o(sup 11(Fam 卄mb,EQ * jc0 * Font:Calibri * hps24 o(sup 11(Fa+Fb+ Fb,ma + mb,即Fab=EQ * jc0 * Fon t:Calibri * hps24 o(sup 11(Fbmama+mb,EQ * jc0 * Fon t:Calibri * hps24 o(sup 11(FbmaFambFamb,ma+ mb,由于不知道m(xù)與m的大小關(guān)系，故Fab可能為正、可能為負(fù)、也可能等于0.2.如圖所示，質(zhì)量分別為m M的兩物體P、Q保持相對(duì)靜

11、止，一起沿傾角為0的固定光滑斜面下滑，Q的上表面水平，P、Q之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 卩，則下列說(shuō)法正確的是（）A.P處于超重狀態(tài)B.P受到的摩擦力大小為卩mg方向水平向右D.P受到的支持力大小為mn 20【答案】C【辭析】 由題意可知，卩有向下的加速度，處于實(shí)重狀態(tài)，選項(xiàng)入錯(cuò)誤2對(duì)只整憶 根據(jù)牛頓第 二罡律有（-W+彳=出十憶m得加速j度衛(wèi)二驢口 %將沿斜面向下的加速度尸霸沿水平方向豎直方向分解，如團(tuán)所示，則雷=加莎0CO5叭化二門廿=0：金比對(duì) P 分析，根據(jù)牛頓第二定律水平方向上有 F尸衛(wèi)叫方向水平向左，豎直方向上有殛-用二叱y得二颶血內(nèi)鬥二？MgmQ0、迭頃c正確Bs D錯(cuò)誤。3.如圖所示，

12、猴子的質(zhì)量為m開(kāi)始時(shí)停在用繩懸吊的質(zhì)量為M的木桿下端，當(dāng)繩子斷開(kāi)瞬時(shí)，猴子沿木杠以加速度a（相對(duì)地面）向上爬行，則此時(shí)木桿相對(duì)地面的加速度為C.P受到的摩擦力大小為mgn0cos0,方向水平向左9（）10A. gC.【答案】C【解析】設(shè)桿對(duì)猴子豎直向上的作用力為Fi,由牛頓第二定律得Fi-mg=ma彳Cj 由牛頓第三定律得猴子對(duì)桿向下的作用力大小F2=Fi=mg+ma再以桿為研究對(duì)象，設(shè)桿向下的加速度為ao由牛頓第二定律得F2+MgFMa,得a。匚4.如圖所示，質(zhì)量為M的框架放在水平地面上，一輕質(zhì)彈簧上端固定在框架上，下端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球小球上下振動(dòng)時(shí)，框架始終沒(méi)有跳起當(dāng)框架對(duì)地面壓力為

13、零的瞬【答案】D【解析】當(dāng)框架對(duì)地面壓力為零的瞬間，以框架為研究對(duì)象，框架受重力的合外力為零FT奄，以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，受力情況如圖所示.根據(jù)牛頓第二走f巧有間，小球的加速度大小為A.gc. 0D()Mrm彈力Fi，兩力Fi=mg+maMg和彈簧的11TTt2 RA.FiEQ * jcO * Font:Calibri * hps21 o(sup 9(m m+ 2(m1 +m2EQ * jc0 * Fo nt:Calibri * hps21 o(sup 9(mB.F1+2m2m1EQ * jc0 * Fo nt:Calibri * hps21 o(sup 9(m m+ 4(m1 +m2EQ * j

14、c0 * Fo nt:Calibri * hps21 o(sup 9(m+2m1m1C.F1EQ * jc0 * Fo nt:Calibri * hps21 o(sup 9(m m+ 2(m1 +m2EQ * jc0 * Fo nt:Calibri * hps21 o(sup 9(mD.F1+4m2m1EQ * jc0 * Fo nt:Calibri * hps21 o(sup 9(m m+ 4(m1 +m2EQ * jcO * Fo nt:Calibri * hps21 o(sup 9(m+4m1m2【答案】C【解析】 設(shè)滑輪的質(zhì)量為零，即看成輕滑輪，若物體B的質(zhì)量較大，由整體法可得加速度E

15、Q * jc0 * Fon t:Calibri * hps21 o(sup 9(m2 m1ga= m1+ m2EQ * jc0 * Fo nt:Calibri * hps21 o(sup 9(m2 m1g,m1+ m2,隔離物體A據(jù)牛頓第定律可得F1由、式得M+刪-ga=5.如圖所示， 一不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩跨過(guò)定滑輪后，兩端分別懸掛質(zhì)量為mi和m的物體A和B。若滑輪有一定大小，質(zhì)量為m且分布均勻，滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與繩之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，不 計(jì)滑輪與軸之間的摩擦。設(shè)細(xì)繩對(duì)A和B的拉力大小分別為Fi和F2,已知下列四個(gè)關(guān)于Fi的表達(dá)式中有一個(gè)是正確的，請(qǐng)你根據(jù)所學(xué)的物理知識(shí)，通過(guò)一定的分析，判斷正確的表達(dá)式

16、是（）/I12EQ * jcO * Font:Calibri * hps21 o(sup 9(2m1m2 m1+ m2EQ * jc0 * Fo nt:Calibri *hps21 o(sup 9(2m1m2,m1+ m,將 仆 0 代入四個(gè)選項(xiàng)，可得選項(xiàng)C 是正確，故選 Co6.在一東西向的水平直鐵軌上，停放著一列已用掛鉤連接好的車廂。當(dāng)機(jī)車在東邊拉著這列車廂以大小為a的加速度向東行駛時(shí)，連接某兩相鄰車廂的掛鉤P和Q間的拉力大小為F；當(dāng)機(jī)車在西邊拉著車廂以大小為EQ * jc0 * Fon t:Calibri * hps24 o(sup 11(23,EQ * jc0 * Font:Calibri * hps24 o(sup 11(2,3a的加速度向西行駛時(shí)，P和Q間的拉力大小仍為F。