物理整體法和隔離法專題學(xué)習(xí)教案

1、物理物理(wl)整體法和隔離法專題整體法和隔離法專題第一頁(yè)，共17頁(yè)。 例例1、如圖所示，在兩塊相同的豎直木板間，有質(zhì)、如圖所示，在兩塊相同的豎直木板間，有質(zhì)量均為量均為m的四塊相同的磚，用兩個(gè)大小的四塊相同的磚，用兩個(gè)大小(dxio)均均為為F的水平力壓木板，使磚靜止不動(dòng)，則左邊木板的水平力壓木板，使磚靜止不動(dòng)，則左邊木板對(duì)第一塊磚，第二塊磚對(duì)第三塊磚的摩擦力分別為：對(duì)第一塊磚，第二塊磚對(duì)第三塊磚的摩擦力分別為：( ) A4mg、2mg B2mg、0 C2mg、mg D4mg、mg4123FF解析：設(shè)左、右木板解析：設(shè)左、右木板(m bn)對(duì)磚摩擦力為對(duì)磚摩擦力為 f1， 第第 3塊磚對(duì)第塊

2、磚對(duì)第2塊磚摩擦為塊磚摩擦為 f2， 則對(duì)四塊磚作整體則對(duì)四塊磚作整體(zhngt),畫出受力畫出受力圖：圖：f14mgf1由平衡條件有：由平衡條件有： 2f1=4mg f1=2mg對(duì)對(duì)1、2塊磚畫出受力圖：塊磚畫出受力圖：2f22mg 1f1平衡，有：平衡，有： f1+f2=2mg f2=0故故B正確正確B第1頁(yè)/共17頁(yè)第二頁(yè)，共17頁(yè)。例例2、如圖所示，兩個(gè)完全相同的重為、如圖所示，兩個(gè)完全相同的重為G的球，兩球與水平地面的球，兩球與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)都是間的動(dòng)摩擦因數(shù)都是，一根輕繩兩端，一根輕繩兩端(lin dun)固接在兩個(gè)固接在兩個(gè)球上，在繩的中點(diǎn)施加一個(gè)豎直向上的拉力，當(dāng)繩被

3、拉直后，球上，在繩的中點(diǎn)施加一個(gè)豎直向上的拉力，當(dāng)繩被拉直后，兩段繩間的夾角為兩段繩間的夾角為。問(wèn)當(dāng)。問(wèn)當(dāng)F至少多大時(shí)，兩球?qū)l(fā)生滑動(dòng)？至少多大時(shí)，兩球?qū)l(fā)生滑動(dòng)？FO解析解析(ji x)：首先分析受力如圖示，：首先分析受力如圖示，TfGNGNTf選用選用(xunyng)整體法，由平衡條件得整體法，由平衡條件得F2N=2G 再隔離任一球，由平衡條件得再隔離任一球，由平衡條件得Tsin(/2)=N 對(duì)對(duì)O點(diǎn)點(diǎn) 2Tcos(/2)=F 聯(lián)立解之聯(lián)立解之2122ctgGctgF第2頁(yè)/共17頁(yè)第三頁(yè)，共17頁(yè)。BAC例例3、如圖示、如圖示, A、B兩個(gè)小球在水平放置的細(xì)桿上，相兩個(gè)小球在水平放置的細(xì)

4、桿上，相距為距為l，兩下球各用一根長(zhǎng)也是，兩下球各用一根長(zhǎng)也是l 的細(xì)繩連接的細(xì)繩連接C球，三個(gè)球，三個(gè)球的質(zhì)量球的質(zhì)量(zhling)都是都是m，求桿對(duì)小球作用力的大小和，求桿對(duì)小球作用力的大小和方向。方向。解：對(duì)解：對(duì)C 球，受力如圖示：球，受力如圖示：mgTT由平衡條件得由平衡條件得 2T cos30= mg mg33T 對(duì)對(duì)A 球，受力如圖示：球，受力如圖示：mgfNAT由平衡條件得由平衡條件得mg63Tsin30fNA =T cos30+ mg=1.5mgFA桿對(duì)小球桿對(duì)小球(xio qi)作用力的大小為作用力的大小為FA 1.53mgmgfNF22AA37tan= f /NA=0.

5、1924 =10.9 第3頁(yè)/共17頁(yè)第四頁(yè)，共17頁(yè)。BAC解二：解二：對(duì)對(duì)C 球，受力如圖示：球，受力如圖示：mgTT由平衡條件得由平衡條件得 2T cos30= mg mg33T 對(duì)對(duì)A 球，受力如圖示：球，受力如圖示：FA為桿對(duì)為桿對(duì)A球的作用力球的作用力 (桿桿對(duì)對(duì)A球的作用力球的作用力 是桿對(duì)是桿對(duì)A球的彈力球的彈力(tnl)和摩擦力和摩擦力的合力）的合力）mgTFA由平衡條件得由平衡條件得mgmgmgmgTmgTFA53. 13213730cos222第4頁(yè)/共17頁(yè)第五頁(yè)，共17頁(yè)。例例4、如圖所示，半徑為、如圖所示，半徑為R，重為，重為G的均勻球靠豎直墻放的均勻球靠豎直墻放置

6、，左下方有厚為置，左下方有厚為h的木塊，若不計(jì)摩擦，用至少多大的的木塊，若不計(jì)摩擦，用至少多大的水平推力水平推力F 推木塊才能使球離開推木塊才能使球離開(l ki)地面地面 OF解析解析(ji x)：以球?yàn)檠芯繉?duì)象，受力如圖所示。：以球?yàn)檠芯繉?duì)象，受力如圖所示。GN1N2由平衡條件由平衡條件 N1cos=N2 N1sin=Gsin=(R-h)/R再以整體為研究再以整體為研究(ynji)對(duì)象對(duì)象得：得：N2N2=F )2()()(1sincoscot222hRhhRGRhRRhRGGGNF第5頁(yè)/共17頁(yè)第六頁(yè)，共17頁(yè)。例例5、如下圖所示，三個(gè)物體質(zhì)量分別為、如下圖所示，三個(gè)物體質(zhì)量分別為m1

7、、m2和和m3，m3放在光滑水平面上放在光滑水平面上(min shn)，m1和和m2用細(xì)繩跨過(guò)定滑輪相連不計(jì)滑輪和繩的質(zhì)量及一切摩用細(xì)繩跨過(guò)定滑輪相連不計(jì)滑輪和繩的質(zhì)量及一切摩擦，為使擦，為使3個(gè)物體沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，作用在個(gè)物體沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，作用在m3上的水平上的水平推力推力F是是 。m1m2m3解：對(duì)解：對(duì)m1 分析分析(fnx)受力如圖示：受力如圖示：m1 gN1 T T= m1a對(duì)對(duì)m2 分析分析(fnx)受力如圖示：受力如圖示：m2gN2TT= m2 g N2=m2a a = m2g/m1對(duì)整體分析：對(duì)整體分析：F= (m1+m2+m3)a =(m1+m2+m3)m2g/m1（m1+m2

8、+m3）m2g/m1第6頁(yè)/共17頁(yè)第七頁(yè)，共17頁(yè)。例例6、如圖示，人的質(zhì)量為、如圖示，人的質(zhì)量為60kg，木板，木板A的質(zhì)量為的質(zhì)量為30kg，滑輪及繩的質(zhì)量不計(jì)，若人想通過(guò)滑輪及繩的質(zhì)量不計(jì)，若人想通過(guò)(tnggu)繩子拉住木繩子拉住木板，他必須用力的大小是板，他必須用力的大小是 （ ）A. 225N B. 300N C. 450N D. 600NA解：對(duì)人分析解：對(duì)人分析(fnx)受力，如圖示：受力，如圖示：MgNF由平衡條件得由平衡條件得 F+N=Mg 對(duì)木板對(duì)木板(m bn)A分析受力，如圖示分析受力，如圖示mAg2FFNA由平衡條件得由平衡條件得 3 F=mA g +N解得解得

9、F=( mAg +Mg)/ 4=225N 又解：對(duì)人和木板整體分析受力，又解：對(duì)人和木板整體分析受力，AmAg2FFMgF由平衡條件得由平衡條件得 4 F=mA g +Mg解得解得 F= ( mAg +Mg) / 4=225N A第7頁(yè)/共17頁(yè)第八頁(yè)，共17頁(yè)。 例例7、如圖所示，、如圖所示，A，B兩物體的質(zhì)量均為兩物體的質(zhì)量均為m，它們之，它們之間連接一個(gè)輕質(zhì)彈簧，放在光滑水平面上，間連接一個(gè)輕質(zhì)彈簧，放在光滑水平面上，A緊靠墻壁緊靠墻壁.現(xiàn)用力現(xiàn)用力F將將B向左推，壓縮彈簧，平衡后，突然將力撤向左推，壓縮彈簧，平衡后，突然將力撤去的瞬時(shí)，以下說(shuō)法去的瞬時(shí)，以下說(shuō)法(shuf)中正確的是中

10、正確的是 （ ）(A)A的加速度為的加速度為F/2m； (B)B的加速度為的加速度為F/2m；(C)A的加速度為零；的加速度為零； (D)B的加速度為的加速度為F/m.C DABF第8頁(yè)/共17頁(yè)第九頁(yè)，共17頁(yè)。 87年高考、有一輕質(zhì)彈簧上端固定，下端掛一個(gè)質(zhì)量為年高考、有一輕質(zhì)彈簧上端固定，下端掛一個(gè)質(zhì)量為m0的平盤，盤中有一物體質(zhì)量為的平盤，盤中有一物體質(zhì)量為m .當(dāng)盤靜止時(shí)，彈簧當(dāng)盤靜止時(shí)，彈簧長(zhǎng)度比自然長(zhǎng)度伸長(zhǎng)了長(zhǎng)度比自然長(zhǎng)度伸長(zhǎng)了L，如圖。今向下拉盤使彈簧伸長(zhǎng)，如圖。今向下拉盤使彈簧伸長(zhǎng)L 后停止后停止(tngzh)，然后松手放開，設(shè)彈簧總在彈性限，然后松手放開，設(shè)彈簧總在彈性限度

11、 以 內(nèi) ， 則 松 開 手 時(shí) 盤 對(duì) 物 體 支 持 力度 以 內(nèi) ， 則 松 開 手 時(shí) 盤 對(duì) 物 體 支 持 力為為 。kLMg解：對(duì)彈簧解：對(duì)彈簧(tnhung)問(wèn)題一般都要畫出彈簧問(wèn)題一般都要畫出彈簧(tnhung)的的原長(zhǎng)，如圖示：原長(zhǎng)，如圖示：伸長(zhǎng)伸長(zhǎng)(shn chn)L時(shí)整體的受力如圖示：時(shí)整體的受力如圖示：kL=Mg M=m+m0 k /M= g/L再伸長(zhǎng)再伸長(zhǎng) L時(shí)整體的受力時(shí)整體的受力如圖示：如圖示：Mgk (L+L )L+LLK(L +L) Mg = Maa=kL/M= gL/L對(duì)對(duì)m：Nmg=ma N=mgma =mg(1L/L）（1+L /L）mg 第9頁(yè)/共1

12、7頁(yè)第十頁(yè)，共17頁(yè)。例例8、 如圖所示，如圖所示，A、B兩物體的質(zhì)量分別是兩物體的質(zhì)量分別是m1和和m2，其，其接觸面光滑，與水平接觸面光滑，與水平(shupng)面的夾角為面的夾角為，若，若A、B與水平與水平(shupng)地面的動(dòng)摩擦系數(shù)都是地面的動(dòng)摩擦系數(shù)都是，用水平，用水平(shupng)力力F 推推A，使，使A、B一起加速運(yùn)動(dòng)，求：（一起加速運(yùn)動(dòng)，求：（1）A、B 間的相互作用力間的相互作用力 （2）為維持）為維持A、B間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，力間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，力F 的取值范圍。的取值范圍。 分析與解：分析與解：A 在在F 的作用下，有沿的作用下，有沿A、B 間斜面向上運(yùn)動(dòng)間斜面向上運(yùn)

13、動(dòng)的趨勢(shì)，據(jù)題意，的趨勢(shì)，據(jù)題意，A、B 間恰好不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，則間恰好不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，則A 處處恰好不脫離恰好不脫離(tul)水平面，即水平面，即A不受到水平面的支持力，此不受到水平面的支持力，此時(shí)時(shí)A與水平面間的摩擦力為零。與水平面間的摩擦力為零。 BAF （1）對(duì)）對(duì)A 受力分析受力分析(fnx)如圖如圖所示所示:AFm1 gN因此有：因此有：Ncos= m1g 1 F - Nsin= m1a 2N=m1g/cos第10頁(yè)/共17頁(yè)第十一頁(yè)，共17頁(yè)。Ncos= m1g F - Nsin= m1a （2）對(duì)）對(duì)B受力分析受力分析(fnx)如圖所示，則：如圖所示，則：m2gNN2 f2

14、BN2=m2g+Ncos f2=N2 將將1、3代入代入4式得：式得： f2=(m1+ m2)g取取A、B組成組成(z chn)的系統(tǒng)，有：的系統(tǒng)，有：F-f2=(m1+ m2) a 5由由1、2、5式解得：式解得：F=m1g(m1+ m2)(tg+)/m2故故A、B不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)(hudng)時(shí)時(shí)F的取值范圍為：的取值范圍為：0Fm1g(m1+ m2)(tg+)/m2想一想：當(dāng)想一想：當(dāng)A、B與水平地面間光滑時(shí)與水平地面間光滑時(shí),且且m1=m2=m時(shí)時(shí),則則F的取值范圍是多少？的取值范圍是多少？AFm1 gN（0F2mgtg）第11頁(yè)/共17頁(yè)第十二頁(yè)，共17頁(yè)。 94年高考、

15、如圖所示年高考、如圖所示,質(zhì)量質(zhì)量M=10千克的木楔千克的木楔ABC靜置于粗糙水平靜置于粗糙水平(shupng)地面上地面上,滑動(dòng)摩擦系數(shù)滑動(dòng)摩擦系數(shù)=0.02。在木楔的傾角。在木楔的傾角為為30的斜面上，有一質(zhì)的斜面上，有一質(zhì)量量m=1.0千克的物塊由靜止開始沿斜面下滑。當(dāng)滑行千克的物塊由靜止開始沿斜面下滑。當(dāng)滑行路程路程S=1.4米時(shí)，其速度米時(shí)，其速度v=1.4米米/秒。在這過(guò)程中木秒。在這過(guò)程中木楔沒(méi)有動(dòng)。求地面對(duì)木楔的摩擦力的大小和方向。重楔沒(méi)有動(dòng)。求地面對(duì)木楔的摩擦力的大小和方向。重力加速度取力加速度取g=10m/s2)A C B m M解：由勻加速運(yùn)動(dòng)解：由勻加速運(yùn)動(dòng)(ji s

16、yn dn)公式公式v2=v02+2a s,得物塊沿斜面下滑的加速度為得物塊沿斜面下滑的加速度為a = v2 /2S =1.42 / 2.8 = 0.7 m/s2 由于由于a gsin= 5m/s2 ,可知可知(k zh)物塊受到摩擦力作用物塊受到摩擦力作用. 分析物塊受力分析物塊受力,它受三個(gè)力它受三個(gè)力,如圖所示如圖所示,mgf1N1由牛頓定律由牛頓定律,有有mgsin-f1=ma mgcos-N1=0 第12頁(yè)/共17頁(yè)第十三頁(yè)，共17頁(yè)。ABC分析分析(fnx)木楔受力木楔受力,它受五個(gè)力作用它受五個(gè)力作用, 如圖所示如圖所示,MgN1f1N2f2對(duì)于對(duì)于(duy)水平方向水平方向,由

17、牛頓定律由牛頓定律,有有f2+f1cos-N1sin=0 由此可解得地面由此可解得地面(dmin)作用于木楔的摩擦力作用于木楔的摩擦力f2=N1sin-f1cos=mgcossin-(mgsin-ma)cos =macos =10.70.866 =0.61N此力的方向與圖中所設(shè)的一致此力的方向與圖中所設(shè)的一致(由由C指向指向B 的方向的方向)A C B m Maxa又解：又解： 以系統(tǒng)為研究對(duì)象，以系統(tǒng)為研究對(duì)象，木楔靜止，物體有沿斜面的加速度木楔靜止，物體有沿斜面的加速度a，一定受到沿斜面方向的合外力，一定受到沿斜面方向的合外力， 由正交分解法由正交分解法,水平方向的加速度水平方向的加速度a

18、x一定是地面對(duì)木楔的摩擦力產(chǎn)生的。一定是地面對(duì)木楔的摩擦力產(chǎn)生的。f=max =macos=0.61N f1= mgsin - ma N1= mgcos 第13頁(yè)/共17頁(yè)第十四頁(yè)，共17頁(yè)。例例9、如圖所示，用輕質(zhì)絕緣、如圖所示，用輕質(zhì)絕緣(juyun)細(xì)線把兩細(xì)線把兩個(gè)帶等量異種電荷的小球懸掛起來(lái)今將該系統(tǒng)個(gè)帶等量異種電荷的小球懸掛起來(lái)今將該系統(tǒng)移至與水平方向成移至與水平方向成30角斜向右上方向的勻強(qiáng)電角斜向右上方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，達(dá)到平衡時(shí)，表示平衡狀態(tài)的圖可能是：場(chǎng)中，達(dá)到平衡時(shí)，表示平衡狀態(tài)的圖可能是： （ ）A B C DC第14頁(yè)/共17頁(yè)第十五頁(yè)，共17頁(yè)。 例例10、如圖示，半徑為、如圖示，半徑為 R 的細(xì)金屬圓環(huán)中通有恒定電流的細(xì)金屬圓環(huán)中通有恒定電流 I，圓環(huán)置于水平面上，處于豎直向下，圓環(huán)置于水平面上，處于豎直向下(xin xi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，求中，求 ：圓環(huán)受到的張力。：圓環(huán)受到的張力。IRO解一：取上半段圓環(huán)解一：取上半段圓環(huán)AB作為作為(zuwi)研究對(duì)象，研究對(duì)象， IROA B圓環(huán)圓環(huán)AB受到安培力受到安培力F， F的方向的方向(fngxing)向上向上F的大小為的大小為FF=BI2R （有效長(zhǎng)度為（有效長(zhǎng)度為2R）圓環(huán)圓環(huán)AB兩端受到的張力為兩端受到的張力為T，方向沿切線，方向沿切線，TT由平衡條件得由平衡