整体法和隔离法在牛顿运动定律中的应用.docVIP

知识改变命运，学习成就未来 欢迎各位老师踊跃投稿，稿酬丰厚 邮箱：zxjkw@163.com 第 PAGE 5 页 共 NUMPAGES 5 页 隔离法和整体法在牛顿运动定律中的应用 整体法与隔离法是在高中物理学习中常用到的基本方法之一，特别是在力学部分，巧妙地选择研究对象会使问题变得简单，明了。 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，不考虑整体内部之间的相互作用力。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，不考虑物体对其它物体的作用力。 方法选择：所涉及的物理问题是整体与外界作用时，应用整体分析法，可使问题简化，而不必考虑内力的作用；当涉及的物理问题是物体间的作用时，要应用隔离分析法，这时原整体中相互作用的内力就会变为各个独立物体的外力。有时在一个问题中需要整体法与隔离法交替使用。 一、在平衡状态下的应用 当几个相互连系的物体都处于静止或匀速直线运动状态时，可以把这些物体视为一个整体，由于每一个独立的物体都处于平衡状态，所以整体也处于平衡状态。即不管是独立的物体还是整体，受力都要满足平衡条件。 【例1】如图所示，放置在水平地面上的直角劈M上有一个质量为m的物体，若m在其上方匀速下滑，M仍保持静止，那么下列说法中正确的是：（　　　） 　　A．M对地面的压力等于（M＋m）g B．M对地面的压力大于（M＋m）g C．地面对M没有摩擦力 D．地面对M有向左的摩擦力 〖解析〗M对地面的压力、地面对M的摩擦力，都是直角劈和物体m作为一个整体与外界的作用力，故用整体法来分析求解较为方便。 这一整体在竖直方向上受到向下的重力（M+m）g和向上的支持力FN，由平衡条件得FN＝（M+m）g，做A正确，B错误。 这一整体在水平方向上平衡，因此水平方向合力为零，由此可推知地面对M没有摩擦力。故C正确，D错误。 【例2】如图所示，用水平力F，将质量为m的三块砖压在竖直墙上，静止不动，A与F接触面光滑不受摩擦力，则下列叙述正确的是：（　　　） A．墙壁施给C的摩擦力为mg，方向竖直向上 B．墙壁施给C的弹力为F C．A施给B的摩擦力大小为mg，方向竖直向下 D．C施给B的摩擦力大小为2mg，方向竖直向上 〖解析〗A、B、C均处于静止状态，将三者视为一个整体来研究，受力分析如图a所示，可知墙壁施给C的摩擦力为3mg，方向竖直向上，墙壁施给C的弹力为F。 将B、C视为一整体来研究，其竖直方向受力分析如图b所示，可知A施给B的的摩擦力大小为mg，方向竖直向下。 将A、B视为一整体来研究，其竖直方向受力分析如图c所示，可知C施给B的的摩擦力大小为2mg，方向竖直向上。故答案应为BCD。 　 a 　 b 　 c 【例3】用轻质细线把两个质量未知的小球挂起来，如图a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，在下列各图A、B、C、D中表示平衡状态的是：（　　　） 　　　 a　　 　　　　A　　　　 　　B　　　　 　　C　　　　　 　D 〖解析〗以小球a、b和它们之间的连线组成的整体为研究对象，这一整体受到的外力有：重力（m1+m2）g，外加恒力F1、F2，上面悬线的弹力FT，由于F1、F2等值反向，互相抵消。平衡时，悬线的弹力FT必与重力（m1+m2）g等值反向，即悬线应在竖直位置。故选项A正确。 二、在牛顿第二定律中的应用 当连接体内各物体具有相同的加速度时，可以把它们视为一整体，利用整体法求出加速度，再结合隔离法求解它们之间的作用力。 【例4】如图所示，水平地面上两个完全相同的物体A和B紧靠在一起，在水平推力F的作用下运动，FAB代表A、B间的作用力，则（　　　） 　　A．若地面完全光滑，则FAB＝F 　　B．若地面完全光滑，则FAB＝ C．若地面的动摩擦因数为μ，则FAB＝F D．若地面的动摩擦因数为μ，则FAB＝ 〖解析〗设物体的质量为m，且与地面间有摩擦。A、B加速度相同，以整体为研究对象，由牛顿第二定律得：　　F－2μmg＝2ma 所以：　　　　　　　　a＝ 隔离B，则有：　　　　FAB－μmg＝ma 所以：　　　　　　　　FAB＝ma＋μmg＝ 同理当地面光滑时，A、B间的作用力FAB＝ 【例5】跨过定滑轮的绳的一端挂一吊板，另一端被吊板上的人拉住，如图所示，已知人的质量为70kg，吊板的质量为10kg，绳及定滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计。取重力加速度g＝10m/s2,当人以440N的力拉绳时，人与吊