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文档简介

第一页,共26页。第一页,共26页。●规律方法整体法:在研究物理问题时,把所研究的对象作为一个整体来处理的方法称为整体法.采用整体法时不仅可以把几个物体作为整体,也可以把几个物理过程作为一个整体.采用整体法可以避免对整体内部进行繁琐的分析,常常使问题解答起来(qǐlái)更简便、明了.第二页,共26页。第二页,共26页。运用整体法解题的基本步骤如下.1.明确研究的系统或运动(yùndòng)的全过程.2.画出系统的受力图和运动(yùndòng)全过程的示意图.3.寻找未知量与已知量之间的关系,选择适当的物理规律列方程求解.第三页,共26页。第三页,共26页。【例1】如图甲所示,质量M=10kg的木块ABC静置于粗糙的水平地面上.在木块的倾角θ=30°的斜面上,有一质量m=1.0kg的物块由静止开始沿斜面下滑,当滑行位移s=1.4m时,其速度v=1.4m/s,在此过程中木块保持静止不动.求地面对木块的摩擦力和支持力的大小(dàxiǎo)与方向.(取g=10m/s2)[分析]本题中两物体有不同(bùtónɡ)的加速度,一般采用隔离法,但也可以采用整体法解决.第四页,共26页。【例1】如图甲所示,质量M=10kg的木块ABC静置于粗糙[解析(jiěxī)]由运动学公式v2-v=2as,求得物块沿斜面下滑的加速度为:取物块与木块组成的系统为研究对象,其受力情况如图乙所示,系统所受外力有:竖直方向为重力(m+M)g和地面的支持力FN,水平方向为地面的摩擦力f.将物块沿斜面下滑的加速度a分解为水平分量ax和竖直分量ay.由牛顿第二定律的分量式有:第五页,共26页。[解析(jiěxī)]由运动学公式v2-v=2as,求得在水平方向上:f=max=macosθ=1.0×0.7×0.87N=0.61N,方向水平向左在竖直(shùzhí)方向上:(m+M)g-FN=may解得:FN=(m+M)g-may=(m+M)g-masinθ=109.65N,方向竖直(shùzhí)向上.[答案(dáàn)]0.61N,方向水平向左;109.65N,方向竖直向上第六页,共26页。[答案(dáàn)]0.61[总结(zǒngjié)提升]本题中两个物体的加速度虽然不相同,但因不需求两个物体间的相互作用力,故用系统的牛顿第二定律求解,避开了对系统内力的分析,使解题过程变得干净利落.使用此法解决多体系统的动力学问题,需把握三个关键点:①正确分析系统受到的外力;②正确分析系统内各物体加速度的大小和方向;③确定正方向,建立直角坐标系,并列方程进行求解.第七页,共26页。第七页,共26页。在解连接体问题时,如果(rúguǒ)不要求知道各个运动物体之间的相互作用力,并且各个物体具有大小和方向都相同的加速度,那么就可以把它们看成一个整体(当成一个质点),分析受到的外力和运动情况,应用牛顿第二定律求出加速度(或其他未知量).复杂的连接体问题大多涉及若干个物体,或物体经历若干段过程.隔离法是处理复杂问题的基本方法,但若问题能用整体法处理,则其往往比用隔离法简单很多.所以处理复杂物理问题时,优先考虑采用整体法.第八页,共26页。在解连接体问题时,如果(rúguǒ)不要求知道各个运动物体之如图所示,静止在水平面上的等腰三角架的质量为M,它在中间用两根质量不计的轻弹簧(tánhuáng)连着一个质量为m的小球.在小球上下振动的过程中,当三角架对水平面的压力为零时,小球加速度的方向与大小分别是()第九页,共26页。第九页,共26页。解析:由题意知该质点组只受外力(wàilì)(M+m)g的作用,而M的加速度又为零,设m的加速度大小为a,则(M+m)g=ma,即a=其方向应与合外力(wàilì)(M+m)g的方向相同.故选项D正确.答案:D第十页,共26页。解析:由题意知该质点组只受外力(wàilì)(M+m)g的作●规律方法隔离法隔离法:把所研究的对象从整体中隔离出来进行研究,最终得出结论的方法称为隔离法.可以把整个物体隔离成几个部分来处理,也可以把整个过程隔离成几个阶段来处理,还可以对同一个物体、同一过程中不同物理量的变化进行分别处理.采用隔离法能排除与研究对象无关(wúguān)的因素,使事物的特征明显地显示出来,从而进行有效的处理.运用隔离法解题的基本步骤如下.第十一页,共26页。●规律方法第十一页,共26页。(1)明确研究对象或过程、状态,选择隔离对象.选择原则是:一要包含待求量;二要使所选隔离对象和所列方程数尽可能少.(2)将研究对象从系统中隔离出来,或将研究的某状态、某过程从运动的全过程中隔离出来.(3)对隔离出的研究对象、过程、状态进行分析研究,画出某状态下的受力图(lìtú)或某阶段的运动过程示意图.(4)寻找未知量与已知量之间的关系,选择适当的物理规律列方程求解.第十二页,共26页。(1)明确研究对象或过程、状态,选择隔离对象.选择原则是:一【例2】如图所示,质量为M的木箱放在水平面上,木箱中的立杆上套着一个质量为m的小球,开始(kāishǐ)时小球在杆的顶端,由静止释放后,小球沿杆下滑的加速度为重力加速度的1/2,即a=g/2,则小球在下滑的过程中,木箱对地面的压力为多少?第十三页,共26页。第十三页,共26页。[解析]以小球m为研究(yánjiū)对象,受重力mg及摩擦力f,由牛顿第二定律得mg-f=ma,以木箱M为研究(yánjiū)对象,受重力Mg、地面支持力N及小球给予的摩擦力f′,木箱处于平衡状态,则有N-f′-Mg=0,由牛顿第三定律得f′=f由牛顿第三定律可知木箱对地面的压力大小为N′=N第十四页,共26页。[解析]以小球m为研究(yánjiū)对象,受重力mg及摩三个质量相同(xiānɡtónɡ)的物块A、B、C,用两个轻弹簧和一根轻线相连,挂在天花板上,处于平衡状态,如图所示,在将A、B之间的线剪断的瞬间,A、B加速度分别为(取向下为正,重力加速度为g)()A.aA=-2gaB=2gB.aA=-gaB=gC.aA=-2gaB=gD.aA=0aB=2g答案:A第十五页,共26页。第十五页,共26页。【例3】如图所示,质量M=400g的劈形木块B上叠放一木块A,A的质量m=200g.A、B一起放在斜面上,斜面倾角θ=37°,B的上表面呈水平,B与斜面之间及B与A之间的动摩擦因数均为μ=0.2.当B受到一个F=5.76N的沿斜面向上的作用力时,A相对(xiāngduì)B静止,并一起沿斜面向上运动.求:第十六页,共26页。第十六页,共26页。(1)B的加速度大小;(2)A受到的摩擦力及A对B的压力(yālì)大小(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2).[解析](1)A、B整体受到重力G、推力F、斜面的支持力FN1及斜面的摩擦力Ff1,受力如图所示,有F-Gsinθ-Ff1=(M+m)aFN1=GcosθFf1=μFN1以上三式联立解得B的加速度为:a=2m/s2第十七页,共26页。(1)B的加速度大小;第十七页,共26页。(2)A物与B物保持相对静止,故A也以2m/s2的加速度沿斜面向上运动.A所受的合力方向与加速度方向一致也沿斜面向上.对A受力分析(fēnxī),A在竖直方向上受B对它的支持力FN2及重力GA.为了使A的合力沿斜面向上,可推知B必然要给A一个向左的静摩擦力Ff2,故A的受力图如图所示.将A的加速度a分解到水平和竖直方向上得到两个分加速度a1、a2,根据牛顿第二定律可列式:第十八页,共26页。(2)A物与B物保持相对静止,故A也以2m/s2的加速度沿斜竖直(shùzhí)方向:FN2-GA=ma1=masinθ水平方向:Ff2=ma2=macosθ代入数据得:FN2=2.24NFf2=0.32N.由于牛顿第三定律知A对B的压力大小FN2′=FN2=2.24N.[答案](1)2m/s2(2)0.32N2.24N第十九页,共26页。第十九页,共26页。[总结提升]在利用整体法和隔离法解题时应注意以下三点:(1)在利用整体法和隔离法解题时应从(yīnɡcónɡ)具体问题的实际情况出发,灵活选取研究对象,恰当选择使用隔离法和整体法.(2)在使用隔离法解题时,所选取的隔离对象可以是连接体中的某一部分物体,也可以是连接体中的某一个物体(包含两个或两个以上的单个物体),而这“某一部分”的选取,也应根据问题的实际情况,灵活处理.第二十页,共26页。[总结提升]在利用整体法和隔离法解题时应注意以下三点:第二(3)在选用整体法和隔离法时可依据所求进行选择,若所求力为外力则应用整体法;若所求力为内力则用隔离法,但在具体应用时,绝大多数题目要求(yāoqiú)两种方法结合应用,且应用顺序也较为固定,即求外力时,先隔离后整体;求内力时,先整体后隔离.先整体或先隔离的目的都是为了求解共同的加速度.第二十一页,共26页。第二十一页,共26页。(2009·高考安徽理综)在2008年北京残奥会开幕式上运动员手拉绳索向上攀登,最终点燃了主火炬,体现了残疾运动员坚韧不拔的意志和自强不息的精神.为了探求上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用,可将过程简化.一根不可伸缩(shēnsuō)的轻绳跨过轻质的定滑轮,一端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住,如图所示.设运动员的质量为65kg,吊椅的质量为15kg,不计定滑轮与绳子间的摩擦,重力加速度取g=10m/s2.当运动员与吊椅一起正以加速度a=1m/s2上升时,试求:第二十二页,共26页。(2009·高考安徽理综)在2008年北京残奥会开幕式上运动(1)运动员竖直向下拉绳的力;(2)运动员对吊椅的压力.解析:解法一设运动员和吊椅的质量分别为M和m,绳拉运动员的力为F.以运动员和吊椅整体为研究对象,受到重力的大小为(M+m)g,向上的拉力为2F,根据(gēnjù)牛顿第二定律2F-(M+m)g=(M+m)aF=440N根据(gēnjù)牛顿第三定律,运动员拉绳的力大小为440N,方向竖直向下.第二十三页,共26页。(1)运动员竖直向下拉绳的力;第二十三页,共26页。(2)以运动员为研究对象,运动员受到三个力的作用,重力大小Mg,绳的拉力F,吊椅对运动员的支持力FN.根据牛顿第二定律:F+FN-Mg=MaFN=275N根据牛顿第三定律,运动员对吊椅的压力大小为275N,方向(fāngxiàng)竖直向下.第二十四页,共26页。第二十四页,共26页。解法二设运动员和吊椅的质量分别为M和m;运动员竖直向下的拉力大小为F

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