高一物理必修一专题整体法和隔离法的应用.ppt

n在求解连接体问题时 常常用到整体法与隔离 法所谓“连接体”问题 ，是指运动中的几个 物体或上下叠放在一起、或前后挤靠在一起 、或通过细绳 、轻杆、轻弹 簧连在一起、 或由间接的场力(如万有引力、电场 力、磁 场力)作用在一起的物体组 n整体法是指当连接体内的物体之间没有相对 运动(即有共同加速度)时，可把此物体组作 为一个整体对象考虑，分析其受力情况，整 体运用牛顿第二定律列式求解(当然，当连 接体内的物体之间有相对运动时 ，仍可整体 运用牛顿第二定律求解)隔离法是指在求解 连接体内各个物体之间的相互作用力(如相互 间的压力或相互间的摩擦力等)时，可以把 其中一个物体从连接体中“单独”隔离出来， 进行受力分析的方法 n整体法与隔离法在较为 复杂的问题 中常常需 要有机地结合起来联合、交叉运用，这将会 更快捷有效 n答案：B n小结：若系统内各物体的加速度相同，解题时 可先用整体法求加速度，后用隔离法求物体间 相互作用力 n变式训练 1 质量分别为 m1、m2、m3、m4的 四个物体彼此用轻绳连 接，放在光滑的桌面 上，拉力F1、F2分别水平地加在m1、m4上，如 图所示求物体系的加速度a和连接m2、m3轻 绳的张力T.(F1F2) n答案：见解析 n例2如右图所示，质量为m的物块放在倾角为 的斜面上，斜面体的质量为M，斜面与物块 无摩擦，地面光滑，现对斜面施一个水平推 力F，要使物体相对斜面静止，力F应多大？ n答案：(mM)gtan. n解析：二物体无相对滑动，说明二物体加速度 相同，方向水平 n先选择物块为研究对象，受两个力，重力mg 、支持力FN、且二力合力方向水平向左，如下 图所示， n由图可得：mamgtan nagtan n再选整体为研究对象，根据牛顿第二定律F (mM)a(mM)gtan. n规律总结：要使物体与斜面保持相对静止，即 相对斜面不上滑也不下滑，加速度就应水平 这是一种临界状态，考虑一下，当F大于(m M)gtan或小于(mM)gtan时，物块相对斜面 将怎样运动？ n变式训练 2 如右图所示一只质量为m的猫， 抓住用绳吊在天花板上的质量为M的垂直杆子 当悬绳 突然断裂时，小猫急速沿杆竖直向 上爬，以保持它离地面的高度不变则杆下降 的加速度为( ) n例3将质量为m的小球用轻质细绳拴在质量为M 的倾角为的楔形木块B上，如右图所示已知 B的倾斜面光滑，底面与水平地面之间的摩擦 因数为. n(1)若对B施加向右的水平拉力，使B向右运动 ，而A不离开B的斜面，这个拉力不得超过多 少？ n(2)若对B施以向左的水平推力，使B向左运动 ，而A不致在B上移动，这个推力不得超过多 少？ n n解析：这是一道有临界状态的问题的题，(1) 若拉力F太大，B的加速度大，使A脱离，当 恰好不脱离时拉力为F1则有图(1) n图(1) n对小球：mgcotma n图(2) n规律总结：某种物理现象转化为另一种物理 现象的转折状态叫做临界状态临界状态又 可理解为“恰好出现”与“恰好不出现”的交界状 态 n处理临界状态的基本方法和步骤是： n分析两种物理现象及其与临界值相关的条 件： n用假设法求出临界值； n比较所给条件与临界值的关系，确定物理 现象，然后求解 n变式训练 3 如右图所示，在劲度系数为k的 弹簧下端挂一质量为m的物体，物体下有一托 盘，用托盘托着物体使弹簧恰好处于原长， 然后使托盘以加速度a竖直向下做匀加速直线 运动(ag)，试求托盘向下运动多长时间 能与 物体脱离？ n解析：在物体与托盘脱离前，物体受重力， 弹簧拉力和托盘支持力的作用，随着托盘向 下运动，弹簧的拉力增大，托盘支持力减小 ，但仍维持合外力不变，加速度不变，物体 随托盘一起向下匀加速运动当托盘运动至 使支持力为零后，弹簧拉力的增大将使物体 的加速度开始小于a，物体与托盘脱离，所以 物体与托盘脱离的条件是支持力FN0，设此 时弹簧伸长了x，物体随托盘一起运动的时间 为t，由牛顿第二定律得 n1如图所示，光滑水平面上放置质量分别 是为m,2m的A、B两个物体，A、B间的最大 静摩擦力为mg，现用水平拉力F拉B、使A 、B以同一加速度运动，则拉力F的最大值为 ( ) nAmg B2mg nC3mg D4mg n答案：C n2如右图所示，跨过定滑轮的细绳 的一端挂 一吊板，另一端被吊板上的人拉住，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g10m/s2.当人以440N的力拉绳时 ，人与 吊板的加速度和人对吊板的压力分别为 多少 ？ n答案：a1.0m/s2 FN330N n解析：以人和吊板组成的整体为研究对象， 人以440N的力拉绳时，该整体受到两个向上 的拉力均为440N，受到重力的大小为700 100800(N)，其合力为88080080(N)， 由牛顿第二定律Fma得a1.0m/s2. n再以人为研究对象，人受到