物理第15讲-力的合成、分解与平衡——多体动态分析,隔离法与整体法

1、力的合成、分解与平衡一多体动态分析，隔离法与整体法一、学习目标（1）通过分析题目，使相对复杂的力学问题变得简洁、清晰、明了，使学生将整个力 的变化过程了然于胸。（2）加深学生对力的合成分解规律的认知，对力的知识点融会贯通，为高起点解决复 杂力学问题提供崭新的思路，从根本方法上提高学生把握和解决复杂力学问题的能力。（3）深入掌握隔离法和整体法，提高对物理题目的分析和解决能力。二、例题解析【例1】如图所示，在一粗糙水平面上有两块质量分别为ml和m2的木块1和2,中间用一原长为I、劲度系数为k的轻弹簧连接起来，木块与地面间的动摩擦因数为卩.现用一水平力向右拉木块 2,当两木块一起匀速运动时，两木块之

2、间的距离是（）A.IkmigI(mi m2)gB.kPIm2gC.kPm1m2 、I(1 2)gD.km1 m2【例2】如图所示，水平放置的两固定光滑硬杆OA 0B成0角，在两杆上各套一轻环P、Q两环用细绳相连现用一大小为F的恒力沿0B方向拉圆环Q,当两环处于平衡状态时,绳子的拉力大小为【例3】如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，0点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的。 一根细线跨在碗口上， 线的两端分别系有质量为 ml和m2的小球。当它们处于平衡状态时，质量为ml的小球与0点的连线与水平线的夹角为a =60 °,两小球的质量比为（A.33.2B.,3C.D.【例4】如图所

3、示，置于粗糙水平面的三角形木块abc质量为M,它的两斜面倾角0 >a，斜面上有质量为 ml和m2的物块分别沿斜面匀速下滑，m1>m2三角形木块静止不动。则粗糙水平面对三角形木块（）A. 有摩擦力作用，方向水平向右B. 无摩擦力作用C. 支持力 N>（M+m1+m2）gD. 支持力 N<（M+m1+m2）g【例5】有一个直角支架 AOB A0水平放置，表面粗糙， 0B竖直向下，表面光滑，A0上套有小环P, 0B上套有小环 Q两环质量均为 m,两环间由一根质量可忽略不计、不可伸 长的细绳相连，并在某一位置平衡（如图所示）。现将P环向左移动一小段距离，两环再次达到平衡，那么将

4、移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，A0杆对P环的支持力N和细绳上的拉力T的变化情况是（）A.N不变；T变大B.N不变；T变小C.N变大；T变大D.N变大，T变小、课后习题1倾角为a、质量为M的斜面体静止在水平桌面上，质量为m的木块静止在斜面体上。F列结论正确的是A. 木块收到的摩擦力大小是 mgcosaB. 木块对斜两体的压力大小是 mg sin aC. 桌面对斜面体的摩擦力大小是mg sin acosaD. 桌面对斜面体的支持力大小是.（M+m gv0匀速下滑,2. 如图，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块正在沿斜面以速度 斜劈保持静止，则地面对斜劈的摩擦力（）A.等于零B.不为零，

5、方向向右C.不为零，方向向左D.不为零，v0较大时方向向左，v0较小时方向向右3. L型木板P （上表面光滑）放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与 置于木板上表面的滑块 Q相连，如图所示。若 P、Q一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力。 则木板P的受力个数为（）3B4. 如图所示，有5000个质量均为m的小球，将它们用长度相等的轻绳依次连接，再将其左端用细绳固定在天花板上，右端施加一水平力使全部小球静止。若连接天花板的细绳与水平方向的夹角为45°。则第2011个小球与2012个小球之间的轻绳与水平方向的夹角的正切值等于曲朋4咖50005如图所示，斜面体A放置在水平面上,物块

6、P被平行于斜面的弹簧拴着放置在斜面上,2989A2011B2011C2089D-/ .50005000.20892011弹簧的另一端固定在挡板 B上，系统静止时，（）A. 斜面体A受到水平面对它的摩擦力作用B. 地面对斜面体A的作用力一定竖直向上C. 物块P 一定受到斜面体 A对它的摩擦力作用D. 斜面体A对物块P的作用力一定竖直向上例题解析答案例 1 A例 2 F/sin 0例3 A例4 B例5 B课后习题答案1. D【解析】隔离木块分析，可知木块受重力、 斜面体的支持力 N和静摩擦力f三个力的作 用而静止，将重力沿斜面方向和垂直斜面方向分解可知，故 A 错误，由牛顿第三定律可知木块对斜两体

7、的压力大小是mgcosa，故B错误。以木块和斜面体整体为研究对象，整体受重力和桌面的支持力两个力的作用而静止， 合力为零， 根据平衡条件可知， 水平方向没有其 他外力，则桌面对斜面体没有摩擦力，故C错误D正确.2. A解析：斜劈和物块都平衡对斜劈和物块整体受力分析知地面对斜劈的摩擦力为零，选 A。3. C解析：先把 P、 Q 看成一个整体进行分析，受重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力三个 力作用下处于平衡状态。隔离 Q 进行分析，受重力、斜面的支持力、弹簧的弹力（沿斜面 向上）三个力作用下处于平衡状态。由牛顿第三定律可知Q对P有一个压力，弹簧对 P有一个弹力（沿斜面向下），所以P共受到5个力的作用，C正确。4. A【解析】取所有 5000个球为对象，得 F=5000mg；取第20125000球为对象得第2011 个小球与2012个小球之间的轻绳与水平方向的夹角a的正切值tan a =2989mg/5000mg=2989/5000.选 A5. B解析： 对整体， 假设斜面体受到水平面对它的摩擦力，则会沿着水平面运动，与题意系 统静止相矛盾，故不能存在水平面的摩擦