专题二 整体、隔离法求解连接体问题.doc

无锡市第一女子中学2006年高一物理专题训练专题二 整体、隔离法求解连接体问题两个（或两个以上）物体组成的连接体，它们之间连接的纽带是 ，高中阶段只求 相同的问题。 学会对连接体的受力分析，分清内力和外力【例题】如图所示，a、b、c三块木块叠放在光滑的水平面上，在b上施加水平向右的恒力，使其做加速运动，运动中三木块保持相对静止，则（ ）acbFAc对a的摩擦力方向向右Bb对a的摩擦力方向向右Cb受到的摩擦力比c受到的摩擦力大Db受到的摩擦力与c受到的摩擦力反向一 求内力：先整体后隔离在连接体内，各物体具有相同的加速度，所以，可以把连接体当成一个整体，分析它所受的外力，利用牛顿第二定律求出加速度。再把某物体隔离，对该物体单独进行受力分析，再一次利用牛顿第二定律进行列式求解。【例1】如图所示，光滑水平面上，AB两物体在水平恒力、作用下运动。已知，则A施于B的作用力的大小是多少？【例1引申】若水平面粗糙，A、B是同种材料制成的，在推力F1、F2的作用下运动，物体A对物体B的作用力又为多大？思路点拨 此题设置的物理情景及所运用的物理规律都很简单，第一种情景与第二种情景的区别是：第一种情景无摩擦，A和B一起肯定匀加速运动，而第二种情景则有摩擦，A和B一起可能匀速运动，也可能匀加速运动可用整体法求出A、B共同运动的加速度，用隔离法求出它们之间的相互作用力内力正确解答 （1）地面光滑时，以A、B系统为研究对象，由牛顿第二定律，有F1-F2=(m1+m2)a1 以B为研究对象，B受到A水平向右推力FN1，由牛顿第二定律，有FN1-F2=m2a1 、联立求解得（2）当地面粗糙时，若A、B一起匀速运动，对A、B组成的系统，有 F1-F2-(m1+m2) g=0 以B为研究对象，设A对B水平向右的推力为FN2，有 FN2-F2-m2g=0、联立求解得若A、B一起加速运动，由牛顿第二定律，有F1-F2-(m1+m2) g =(m1+m2)a2 以A为研究对象，设B对A水平向左的推力为FN3，由牛顿第二定律有 F1-FN3-m1 g= m1a2 、联立求解得误点警示 因为A、B是同种材料制成的，它们与水平面的动摩擦因数相同，才有上述结论，若A、B与水平面间的动摩擦因数不同，则A、B间的相互作用力还与动摩擦因数有关（请同学们自己证明）小结点评 （1）经计算可知，不论地面是否光滑，只要A、B与水平面间的动摩擦因数相同且A、B一起运动，A、B间的相互作用力是一样的（2）若把A、B一起放在光滑的斜面上，用F1、F2沿斜面方向推，结果一样（3）若用一个力推，令F1=0或F2=0代入上式即可【例2】有5个质量均为m的相同木块,并列地放在水平地面上,如下图所示。已知木块与地面间的动摩擦因数为。当木块1受到水平力F的作用，5个木块同时向右做匀加速运动，求: 12345F(1) 匀加速运动的加速度; (2) 第4块木块所受合力; (3) 第4木块受到第3块木块作用力的大小（答案：,）提示：先将5个木块视作整体，运用牛顿第二定律求其加速度；然后巧妙地将4、5两木块视作整体，分析受力，运用牛顿第二定律求第4木块受到第3块木块作用力的大小【同步训练题】某升降电梯在下降时速度图象如图所示，一质量为60kg的人随电梯一起下降，对电梯压力最大值、最小值各是多少（g取10m/s2）解：人随电梯一起运动加速度相等02s 26s 68s 运动中人受力 02s 26s 68s 人对电梯压力为FN为作用反作用力大小相等。 电梯向下运动减速时压力最大为780N，向下加速时压力最小为420N。二 求外力：先隔离后整体【例3】 如图所示,装有架子的小车，用细线拖着小球在水平地面上向左匀加速运动，稳定后绳子与竖直方向的夹角为.求小车加速度a的大小.思路点拨 分析小球受力,根据牛顿第二定律,由小球加速度的方向确定小球所受合力的方向,求出合力,再由牛顿第二定律求出a的大小.TF合G图421正确解答 小球与小车相对静止,它们的加速度相同，小车的加速度方向水平向左,小球的加速度方向也水平向左,由牛顿第二定律可知,小球所受合力的方向水平向左,如图421所示,小球所受合力的大小 由牛顿第二定律 F合=ma,可得 由于小车和小球的加速度相同,所以小车加速度的大小 a=a=gtan小结点评 解这类题的关键是由物体加速度的方向确定合力的方向若物体受两个力的作用,用平行四边形定则直接求解就比较方便;若物体受力个数较多，宜采用正交分解法.另外由a=gtan可知, 角的变大是a增大的结果，速度增大不一定有此效果; 角减小是a变小的结果，只要向右偏,向左的速度仍在增大.发散演习1.在例3中已知小车向左运动，则下列说法正确的是 ( )A.若小球偏离竖直方向右偏,则小车向左加速运动B.若小球偏离竖直方向左偏,则小车向左减速运动C.若小球偏离竖直方向左偏的角度恒定,则小车向左做匀减速直线运动D.若小球偏离竖直方向左偏的角度越来越大，则小车的速度减小的越来越快(答案:A、B、C、D)提示:注意与a、v的关系，v的增加还是减小决定偏的方向，v变化的快慢a决定的大小【例3引申】置于水平面上的小车，有一弯折的细杆，弯折成角度，如图434所示，其另一端固定了一个质量为m的小球问：当车子以加速度向左加速前进时，小球对细杆的作用力是多大？思路点拨 小球对细杆的作用力很难直接求出，依据牛顿第三定律转移研究对象，只要能求出细杆对小球的作用力，其反作用力就是所求图4-35FF1F2G正确解答 以小球为研究对象，小球受两个力的作用：重力G和杆对它的作用力F，将F沿水平和竖直方向分解，水平分力为F1，竖直分力为F2，如力435所示，由牛顿第二定律可知F2-mg=0 F1=m 杆对小球的作用力F=由牛顿第三定律可得小球对细杆作用力的大小F=F=【例4】如图所示,斜面体放在水平面上，斜面体的倾角为,斜面光滑,欲使放在斜面上的物体能相对于斜面静止,则斜面体应朝那个方向做匀加速直线运动?加速度的大小a0等于多少?若aa0,物体将向那个方向滑动?(答案:向左做匀加速直线运动，a0=gtan,aa0,物体将沿斜面向上滑动)提示:分析物体受力,FN和G的合力方向应水平向左,所以加速度方向必水平向左.利用正交分解法讨论滑动方向比较方便.如图所示，质量为M的斜面A置于粗糙水平地面上，动摩擦因数为，物体B与斜面间无摩擦。在水平向左的推力F作用下，A与B一起做匀加速直线运动，两者无相对滑动。已知斜面的倾角为，物体B的质量为，则它们的加速度及推力F的大小为（ ）CmMFA. ，B. ， C. ， D. ，【同步训练题】专题二 整体、隔离法求解连接体问题 同步训练题1如图所示，在小车中的悬线上挂一个小球，当小车做变速运动时，悬线将不再竖直方向上，则当悬线保持与竖直方向夹角为时，小车的加速度是多少？试讨论小车的可能运动情况。 am1m2BC2如图所示，在一个水平向右匀加速直线运动的质量为M的车厢里，用一个定滑轮通过绳子悬挂两个物体，物体的质量分别为m1、m2。已知m1m2，m2静止在车厢的地板上，m1向左偏离竖直方向角。这时，作用在m2上的摩擦力大小是多少？车厢的地板对m2的支持力为多少？3如图所示，AB两个物体用轻线相连的位于光滑水平面上的物块m1和m2，质量都为1kg，拉力F1=10N，F2=6N与轻线沿同一水平直线。 则在两个物块运动过程中，求：BAF1F2 m1的加速度 轻线的拉力4如图，质量为2m的物块A与水平地面的摩擦可忽略不计，质量为m的物块B与地面的动摩擦因数为。在已知水平推力F的作用下，A、B作加速运动。求A对B的作用力为多大？FTaTb5如图所示，用力F拉着三个物体在光滑的水平面上一起运动，现在中间物体上加上一个小物体，在原拉力F不变的条件下四个物体仍一起运动，那么连接物体的绳子张力和未放小物体前相比( ) （要有分析过程）ATa增大 BTa减小 CTb增大 DTb减小6如图所示，当小车向右加速运动时，物块M 向对于车厢静止于竖直车厢壁上，当车的加速度增大时，则（ ） （要有分析过程） A、M受摩擦力增大 B、物块M对车厢壁的压力增大 C、物块M仍能相对于车静止 D、M受静摩擦力不变7如图所示，水平桌面上的物体A，质量为m1，与桌面的滑动摩擦系数为，用细绳跨过定滑轮与质量为m2的物体B连接，设B的加速度为a.把B移去，用一竖直向下的拉力Fm2g代替B，设这时A的加速度为a，试比较a与a的大小关系（要有分析过程） 8如图，小车上固定一弯折硬杆ABC，C端固定一质量为m的小球，巳知角恒定，当小车水平向左