《2018-2019學(xué)年高中物理同步重難講練之相互作用 專題10 受力分析方法——整體法與隔離法學(xué)案 新人教版必修1.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中物理同步重難講練之相互作用 專題10 受力分析方法——整體法與隔離法學(xué)案 新人教版必修1.doc（11頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

專題10 受力分析方法——整體法與隔離法 重難講練 在研究靜力學(xué)問(wèn)題或力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系問(wèn)題時(shí)，常會(huì)涉及相互關(guān)聯(lián)的物體間的相互作用問(wèn)題，即“連接體問(wèn)題”.連接體問(wèn)題一般是指由兩個(gè)或兩個(gè)以上物體所構(gòu)成的有某種關(guān)聯(lián)的系統(tǒng).研究此系統(tǒng)的受力或運(yùn)動(dòng)時(shí)，求解問(wèn)題的關(guān)鍵是研究對(duì)象的選取和轉(zhuǎn)換.一般若討論的問(wèn)題不涉及系統(tǒng)內(nèi)部的作用力時(shí)，可以以整個(gè)系統(tǒng)為研究對(duì)象列方程求解–––“整體法”；若涉及系統(tǒng)中各物體間的相互作用，則應(yīng)以系統(tǒng)某一部分為研究對(duì)象列方程求解–––“隔離法”.這樣，便將物體間的內(nèi)力轉(zhuǎn)化為外力，從而體現(xiàn)其作用效果，使問(wèn)題得以求解，在求解連接問(wèn)題時(shí)，隔離法與整體法相互依存，交替使用，形成一個(gè)完整的統(tǒng)一體，分別列方程求解.具體見(jiàn)下表： 整體法 隔離法 概念 將平衡狀態(tài)下的幾個(gè)物體作為一個(gè)整體來(lái)分析的方法 將研究對(duì)象與周圍物體分隔開(kāi)的方法 選用原則 研究系統(tǒng)外的物體對(duì)系統(tǒng)整體的作用力 研究系統(tǒng)內(nèi)物體之間的相互作用力 注意問(wèn)題 受力分析時(shí)不要再考慮系統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用 一般隔離受力較少的物體 【典例1】（2019屆寧夏銀川一中高三第一次月考） 如圖所示，在粗糙水平面上靜置一個(gè)截面為等腰三角形的斜劈A，其質(zhì)量為M，兩個(gè)底角均為30．兩個(gè)完全相同的、質(zhì)量均為m的小物塊p和q恰好能沿兩側(cè)面勻速運(yùn)動(dòng)．若現(xiàn)在對(duì)p物塊施加一個(gè)平行于斜劈側(cè)面向下的恒力F，則在p和q下滑的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是 A． 斜劈A對(duì)地面的壓力大小等于（M＋2m）g B． 斜劈A對(duì)地面的壓力大于（M＋2m）g C． 斜劈A對(duì)地向右運(yùn)動(dòng) D． 斜劈A受到地面向右的摩擦力作用 【答案】A 【典例2】用輕質(zhì)細(xì)線把兩個(gè)質(zhì)量未知的小球懸掛起來(lái)，如右圖所示.今對(duì)小球a持續(xù)施加一個(gè)向左偏下30的恒力，并對(duì)小球b持續(xù)施加一個(gè)向右偏上30的同樣大的恒力，最后達(dá)到平衡.表示平衡狀態(tài)的圖可能是( ) 【答案】 A 【解析】以a、b兩小球及它們間的連線為研究對(duì)象,因施加的恒力合力為零,重力豎直向下,故平衡時(shí)連接a與懸點(diǎn)的細(xì)線必豎直,且其拉力等于兩球重力之和,所以A正確.再用隔離法分析:以b為研究對(duì)象,小球b受三個(gè)力Gb?F?T,如圖所示,知F和T的合力F1=Gb且豎直向上. 以a為研究對(duì)象,小球a受如圖所示的Ga?F?T和與懸點(diǎn)相連的懸線拉力F3(方向未知)四個(gè)力的作用,根據(jù)牛頓第三定律知T=T1,根據(jù)力的合成知F和T的合力F2=F1且方向豎直向下,所以F2和Ga的合力豎直向下,因此根據(jù)平衡條件知平衡時(shí)連接a與懸點(diǎn)的細(xì)繩拉力F3必定豎直向上.同樣得正確選項(xiàng)為A.由此可見(jiàn)隔離法不如整體法簡(jiǎn)便. 【典例3】有一個(gè)直角支架 AOB，AO水平放置，表面粗糙，OB豎直向下，表面光滑，AO上套有小環(huán)P，OB上套有小環(huán) Q，兩環(huán)質(zhì)量均為m，兩環(huán)間由一根質(zhì)量可忽略、不可伸展的細(xì)繩相連，并在某一位置平衡，如圖?，F(xiàn)將P環(huán)向左移一小段距離，兩環(huán)再次達(dá)到平衡，那么將移動(dòng)后的平衡狀態(tài)和原來(lái)的平衡狀態(tài)比較，AO桿對(duì)P環(huán)的支持力N和細(xì)繩上的拉力T的變化情況是（ ） A O B P Q A．N不變，T變大　　 B．N不變，T變小 C．N變大，T變大　　 D．N變大，T變小 【答案】B 【跟蹤訓(xùn)練】 1. 如圖所示，滑塊A置于水平地面上，滑塊B在一水平力作用下緊靠滑塊A(A、B接觸面豎直)，此時(shí)A恰好不滑動(dòng)，B剛好不下滑。已知A與B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。A與B的質(zhì)量之比為(　　) A. B. C. D. 【答案】　B 【解析】設(shè)水平作用力為F，對(duì)物體A、B整體：在水平方向上有F＝μ2(mA＋mB)g；隔離物體B：在豎直方向上有μ1F＝mBg；聯(lián)立解得：＝，選項(xiàng)B正確。 2. 如圖所示,截面為三角形的木塊a上放置一鐵塊b,三角形木塊豎直邊靠在豎直且粗糙的豎直面上,現(xiàn)用豎直向上的作用力F推動(dòng)木塊與鐵塊一起向上勻速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中鐵塊與木塊始終保持相對(duì)靜止,則下列說(shuō)法正確的是(　　) A. 木塊a與鐵塊b間一定存在摩擦力 B. 木塊與豎直墻面間一定存在水平彈力 C. 木塊與豎直墻面間一定存在摩擦力 D. 豎直向上的作用力F大小一定大于鐵塊與木塊的重力之和 【答案】 A 3. 如圖所示，在粗糙水平地面上放著一個(gè)截面為半圓的柱狀物體A，A與豎直墻之間放一光滑半圓球B，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知A、B兩物體的質(zhì)量分別為mA和mB，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A.A物體對(duì)地面的壓力大小為mAg B.A物體對(duì)地面的壓力大小為(mA＋mB)g C.B物體對(duì)A物體的壓力大于mBg D.地面對(duì)A物體沒(méi)有摩擦力 【答案】　BC 【解析】對(duì)B物體受力分析，如圖甲所示，根據(jù)合力等于0，運(yùn)用合成法，得墻壁對(duì)B的彈力FN1＝mBgtan α，A對(duì)B的彈力FN2＝＞mBg，結(jié)合牛頓第三定律，B物體對(duì)A物體的壓力大于mBg，C正確；對(duì)整體受力分析，如圖乙所示，地面的支持力FNA＝(mA＋mB)g，摩擦力Ff＝FN1＝mBgtan α≠0，A、D錯(cuò)誤，B正確。 模擬提升 1．（2019屆湖南省醴陵市第二中學(xué)高三上第一次月考） 如圖示，兩段等長(zhǎng)細(xì)線串接著兩個(gè)質(zhì)量相等的小球a、b，懸掛于 O 點(diǎn)?，F(xiàn)在兩個(gè)小球上分別加上水平方向的外力，其中作用在 b 球上的力大小為 F、作用在 a 球上的力大小為3F，則此裝置平衡時(shí)的位置可能是下列哪幅圖： A． B． C． D． 【答案】B 【解析】設(shè)每個(gè)球的質(zhì)量為m，oa與ab和豎直方向的夾角分別為α、β． 2．（2019屆湖南省醴陵市第二中學(xué)高三上第一次月考） 如圖所示，一輕細(xì)繩跨過(guò)定滑輪連接兩個(gè)小球A、B，它們都穿在一光滑的豎直桿上，不計(jì)細(xì)繩與滑輪間的摩擦，當(dāng)兩球平衡時(shí)OA繩與水平方向的夾角為60，OB繩與水平方向的夾角為30，若兩小球質(zhì)量分別為mA、mB；桿對(duì)A、B的彈力為NA、NB，則： A． B． C． D． 【答案】BC 【解析】分別對(duì)AB兩球分析，運(yùn)用合成法，如圖： 由幾何知識(shí)得：Tsin600=mAg；Tsin300=mBg；故mA：mB=sin600：sin300=：1；桿的彈力N=則： ，故BC正確，AD錯(cuò)誤；故選BC。 3．（2018廣東省惠州市第一中學(xué)高三上期末考試?yán)砜凭C合） 如圖所示，斜面體質(zhì)量為M，傾角為θ，置于水平地面上，當(dāng)質(zhì)量為m的小木塊沿斜面體的斜面勻速下滑時(shí)，斜面體仍靜止不動(dòng)，則 A． 斜面體受地面的支持力為Mg B． 斜面體受地面的摩擦力為mgcosθ C． 斜面體受地面的支持力為(m+M)g D． 斜面體受地面的摩擦力為mgsin2θ/2 【答案】C 4．（2017-2018山東省濰坊市高一下期末考試） 如圖所示，質(zhì)量為m的物塊在水平力F作用下，靜止在質(zhì)量為M的斜面體上。已知斜面體傾角為θ，下列說(shuō)法正確的是 A． 物塊對(duì)斜面體的壓力大小為mgcosθ B． 物塊受到的摩擦力可能為0 C． 斜面體對(duì)地面的壓力大于（M＋m）g D． 斜面體對(duì)地面的摩擦力大小為0 【答案】B 5．（2018廣東省惠州市博羅縣博羅中學(xué)高三物理第一輪復(fù)習(xí)晚測(cè)題四） 如圖所示，直角形支架，垂直固定放置，豎直桿AC光滑，水平桿OB粗糙。另有質(zhì)量相等的小球PQ固定在輕桿兩端并分別套在AO、BO桿上。當(dāng)輕桿與水平方向的夾角為θ時(shí)，處于靜止?fàn)顟B(tài)，若θ減小些，但PQ仍靜止，則下列說(shuō)法正確的是（ ） A． 豎直桿受到P的壓力減小 B． 水平桿受到的壓力不變 C． 小球P受到輕桿的支持力增大 D． 小球Q受到的摩擦力增大 【答案】BCD 【解析】A、C、對(duì)P、Q受力分析如圖所示： 對(duì)P，有，，當(dāng)θ減小些，F(xiàn)增大，豎直桿對(duì)P的支持力增大，則豎直桿受到P的壓力增大。故A錯(cuò)誤，C正確。 故選BCD。 6．（2019屆甘肅省甘谷縣第一中學(xué)高三上第一次檢測(cè)考試） 如圖所示，斜面體A靜置于水平地面上，其傾角為θ＝45，上底面水平的物塊B在A上恰能勻速下滑?，F(xiàn)對(duì)B施加一個(gè)沿斜面向上的力F，使B能緩慢地向上勻速運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻在B上輕輕地放上一個(gè)質(zhì)量為 的小物體C(圖中未畫出)，A始終靜止，B保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，關(guān)于放上C之后的情況，下列說(shuō)法正確的是 A． B受到的摩擦力增加了mg B． 推力F增大了mg C． 推力F增大了 mg D． A受到地面的摩擦力增加了 【答案】ACD 【解析】B勻速下滑過(guò)程，所受的摩擦力大小為f1=mBgsinθ，又f1=μmBgcosθ，聯(lián)立解得，μ=tanθ。未加C勻速上滑時(shí)，由于B對(duì)斜面A的壓力沒(méi)有變化，則知B所受的摩擦力大小沒(méi)有變化，仍為f2=f1=μmBgcosθ，加上C勻速上滑時(shí)，B所受的摩擦力大小f3=μ（mB+m）gcosθ，則B受到的摩擦力增加量為△f=f3-f2=μmgcosθ=tanθ?mgcosθ=mgsinθ=mg．故A正確；沒(méi)有加C時(shí)，沿著斜面方向受力平衡，則F=mBgsinθ+f2，則加上C物體后，F(xiàn)=（mB+m）gsinθ+f3，則F增加了△F=mgsinθ+△f=2mgsinθ=mg，故B錯(cuò)誤，C正確；對(duì)整體研究：未加C勻速上滑時(shí)，地面對(duì)A的摩擦力大小為fA1=Fcosθ，又對(duì)B：F=μmBgcosθ+mBgsinθ，得fA1=2mBgsinθcosθ； 加上C勻速上滑時(shí)，地面對(duì)A的摩擦力大小為fA2=F′cosθ；F′=μ（mB+m）gcosθ+（mB+m）gsinθ得，fA2=2（m+mB）gsinθcosθ；所以A受到地面的摩擦力增加量為△fA2=2mgsinθcosθ=mgsin2θ=mg．故D正確。故選ACD。 7．（2017-2018廣西貴港市覃塘高級(jí)中學(xué)高一下期末考試） 如圖所示，傾角為θ的斜面A固定在水平地面上，質(zhì)量為M的斜劈B置于斜面A上，質(zhì)量為m的物塊C置于斜劈B上，A、B、C均處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力加速度為g。下列說(shuō)法正確的是 A． B、C整體受到的合力為零 B． 斜面A受到斜劈B的作用力大小為Mgcosθ+mg C． 斜劈B受到斜面A的摩擦力方向沿斜面A向上 D． 物塊C受到斜劈B的摩擦力大小為mgsinθ 【答案】AC 8．（2019屆寧夏銀川一中高三第一次月考） 如圖所示，把一質(zhì)量為m小球A夾在固定的豎直擋板與三角劈B的斜面之間，三角劈的質(zhì)量為M，其傾角為α＝45，劈的底部與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，三角劈的斜面與豎直擋板是光滑的。 （1）問(wèn)欲使三角劈靜止不動(dòng)，求小球的質(zhì)量m與劈的質(zhì)量M所滿足的關(guān)系？(設(shè)劈的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力) （2）如果把這個(gè)質(zhì)量為m的小球A用細(xì)線拴住放在三角劈B的斜面上，其傾角為α＝45，三角劈的斜面和水平面都是光滑的，斜面足夠長(zhǎng)，如圖所示?，F(xiàn)用水平力F推三角劈使三角劈緩慢地向左 移動(dòng)，小球沿斜面緩慢升高．當(dāng)線拉力最小時(shí)，水平力為F，則小球的質(zhì)量m等于多少？ 【答案】(1) (2) F＝FN′cos45④ F≤μFNB，⑤ ∵FN＝FN′⑥ 由①～⑥式解得：m≤M （2）對(duì)整體有F＝Tcosβ?、? 對(duì)小球mgsinα＝Tcos(β－α)?、? ∴ 當(dāng)β＝α＝450時(shí)，T具有最小值，這時(shí)，Tmin＝mgsinα　③ ③代入①　F＝mgsinαcosα＝mgsin2α＝mg 所以m＝2F/g