高中物理 整体法和隔离法
整体法与隔离法的应用(详解)

例1
A. F1
a
B. F2
C. (F1+ F2) / 2
F1
D. (F1- F2) / 2
A
B
F2
分析:
物体A和B加速度相同, 求它们之间的相互作用力, 采取先整体后隔离的方法, 先求出它们共同的加速度, 然后再选取A或B为研究对象, 求出它们之间的相互作用力.
选取A和B整体为研究对象, 共同加速度a为:
m
θ M
F
[解析]隔离m,由平行四边形定则可得: FN=mg/cosθ F合=mgtanθ 由牛顿第二定律可得:a= F合/m =gtanθ 对整体,由牛顿第二定律可得: F合 F=(M+m)a=(M+m)gtanθ [答案]BD F
FN θ
Hale Waihona Puke mF Mmg
θ
课程小结 (1)解答问题时,决不能把整体法和隔离法对立起来, 而应该把这两种方法结合起来,从具体问题的实际 情况出发,灵活选取研究对象,恰当选择使用隔离和 整体法. (2)在使用隔离法解题时,所选取的隔离对象可以使连接 体中的某一部分物体,也可以使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.
解:(1)由牛顿第二定律,
对整体可得:F=(M+m)a
F
m
M
F
隔离m可得:T=ma 联立解得:T=mF/(M+m)
T
(2)已知内力求外力。 先隔离分析计算加速度,然后 整体分析,计算外力。 例2 如图所示, A、B、C三物体
的质量分别为m1、m2、m3 , 带有 滑轮的 C 放在光滑的水平面上, 细绳质量及一切摩擦均不计, 为 使三物体无相对运动, 试求水平 推力F的大小?
整体法和隔离法

A
F
B
❖ A、B可能受到3个或者4个力的作用 ❖ B、斜面对B的摩擦力方向可能沿斜面向下 ❖ C、A对B的摩擦力可能为0 ❖ D、AB整体可能受到三个力作用
思考:
1、用整体法还是隔离法?
2、是先整体后隔离?还是先 隔离后整体?
分析方法:对于受力复杂的系统,先整体
研究对象的选择:
1、对于连结体问题,通常用隔离法,但有时也可 采用整体法.
2、如果能够运用整体法,我们应该优先采用整体 法,这样涉及的研究对象少,未知量少,方程少, 求解简便;
3、 不计物体间相互作用的内力,或物体系内的物 体的运动状态相同,一般首先考虑整体法.
4、 对于大多数动力学问题,单纯采用整体法并不 一定能解决,通常采用整体法与隔离法相结合的 方法.
G 2G
❖ 整体法:求系统外力
N
f地
F
ABC
3G
由图中可知:AB间的摩擦力为0,BC、 C与地面间的摩擦力为F。
(2)、若A、B、C一起以加速度a向右加速运动, AB、BC、C与地间的摩擦力又为多少?
(注:学生在练习本画受力分析)
❖ 练习题、如图所示,固定斜面上叠放着A、B两木块,木块 A与B的接触面是水平的,水平力F作用于木块A,使木块A、
后隔离。
N
N1
FN
f
f
F AB
FA
f f’ B mAg
G (1)、整体法
mAg
mBg
(2)、隔离法
❖ 例2、如图所示,人的质量为60kg,木板A的质量 为30kg,滑轮及绳的质量不计,若人想通过绳子拉 住木板,他必须用力的大小( )
❖ A. 225N B. 300N C. 450N D. 600N
专题01隔离法和整体法-高中物理八大解题方法

专题01隔离法和整体法-高中物理八大解题方法隔离法和整体法是高中物理中常用的解题方法之一、在解题的过程中,有时我们需要将问题进行隔离,逐步分析求解;而有时候我们又需要将问题作为一个整体考虑,从整体出发进行分析和求解。
隔离法是指通过将问题进行隔离,将其划分为多个独立、相对简单的小问题进行逐步求解。
这种方法适用于问题比较复杂,需要进行多次分析和求解的情况。
例如,在力学中,我们经常会遇到复杂的力的合成和分解问题。
此时,我们可以通过将力进行分解成多个独立的分力,分别分析并求解每个分力的作用,最后再将各个分力的作用结果进行合成,得到最终的结果。
整体法则是指将问题看作一个整体,从整体出发进行分析和求解。
这种方法适用于问题比较简单,无需进行多次分析和求解的情况。
例如,在电路中,我们经常会遇到串联和并联电路的问题。
此时,我们可以将串联电路看作一个整体,总电压等于各个电压的代数和;将并联电路看作一个整体,总电流等于各个电流的代数和。
通过这种整体法,我们可以更加简洁和快速地求解问题。
在解题过程中,我们需要根据具体问题的要求和条件选择合适的解题方法。
有时候可能需要同时运用隔离法和整体法。
例如,在力学中,当我们需要求解多个力的合力时,可以首先使用隔离法将问题分解为每个力的分解,并分别求解每个分力的作用;然后再使用整体法将各个分力的作用结果进行合成,得到最终的合力。
总之,隔离法和整体法是高中物理中常用的解题方法,具有较强的普适性和实用性。
在解题过程中,我们应根据具体问题的要求和条件进行选择和运用,以期更有效地解决物理问题。
高中物理整体法、隔离法受力分析专题讲解

受力分析、物体的平衡1.隔离法:将某物体从周围物体中隔离出来,单独分析该物体所受到的各个力,称为隔离法。
隔离法的原则:把相连结的各个物体看成一个整体,如果要分析的是整体内物体间的相互作用力(即内力),就要把跟该力有关的某物体隔离出来。
当然,对隔离出来的物体而言,它受到的各个力就应视为外力了。
2.整体法:把相互连结的几个物体视为一个整体(系统),从而分析整体外的物体对整体中各个物体的作用力(外力),称为整体法。
整体法的基本原则:(1)当整体中各物体具有相同的加速度(加速度不相同的问题,中学阶段不建议采用整体法)或都处于平衡状态(即a =0)时,命题要研究的是外力,而非内力时,选整体为研究对象。
(2)整体法要分析的是外力,而不是分析整体中各物体间的相互作用力(内力)。
(3)整体法的运用原则是先避开次要矛盾(未知的内力)突出主要矛盾(要研究的外力)这样一种辨证的思想。
3.整体法、隔离法的交替运用对于连结体问题,多数情况既要分析外力,又要分析内力,这时我们可以采取先整体(解决外力)后隔离(解决内力)的交叉运用方法,当然个别情况也可先隔离(由已知内力解决未知外力)再整体的相反运用顺序。
考点二:共点力作用下物体的平衡1.平衡状态一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动状态,就说这个物体处于平衡状态.如光滑水平面上做匀速直线滑动的物块、沿斜面匀速直线下滑的木箱、天花板上悬挂的吊灯等,这些物体都处于平衡状态.2.共点力的平衡条件 在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零,即0F =合。
3.平衡条件的推论(1)如果物体在两个力的作用下处于平衡状态,这两个力必定大小相等、方向相反,为一对平衡力。
(2)如果物体在三个力的作用下处于平衡状态,其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反。
(3)如果物体受多个力作用而处于平衡状态,其中任何一个力与其他力的合力大小相等、方向相反。
(4)当物体处于平衡状态时,沿任意方向物体所受的合力均为零。
高中物理整体法和隔离法

1. 物体的受力分析(隔离法与整体法)2. 共点力作用下的物体的平衡【要点扫描】一、物体的受力分析(隔离法与整体法)(一)物体受力分析方法把指定的研究对象在特定的物理情景中所受到的所有外力找出来,并画出受力图,就是受力分析。
对物体进行正确地受力分析,是解决好力学问题的关键。
1、受力分析的顺序:先找重力,再找接触力(弹力、摩擦力),最后分析其它力(场力、浮力等)2、受力分析的几个步骤.①灵活选择研究对象:也就是说根据解题的目的,从体系中隔离出所要研究的某一个物体,或从物体中隔离出某一部分作为单独的研究对象,对它进行受力分析。
所选择的研究对象要与周围环境联系密切并且已知量尽量多;对于较复杂的问题,由于物体系各部分相互制约,有时要同时隔离几个研究对象才能解决问题.究竟怎样选择研究对象要依题意灵活处理。
②对研究对象周围环境进行分析:除了重力外查看哪些物体与研究对象直接接触,对它有力的作用。
凡是直接接触的环境都不能漏掉分析,而不直接接触的环境千万不要考虑进来.然后按照重力、弹力、摩擦力的顺序进行力的分析,根据各种力的产生条件和所满足的物理规律,确定它们的存在或大小、方向、作用点。
③审查研究对象的运动状态:是平衡状态还是加速状态等等,根据它所处的状态有时可以确定某些力是否存在或对某些力的方向作出判断。
④根据上述分析,画出研究对象的受力分析图;把各力的方向、作用点(线)准确地表示出来。
3、受力分析的三个判断依据:①从力的概念判断,寻找施力物体;②从力的性质判断,寻找产生原因;③从力的效果判断,寻找是否产生形变或改变运动状态。
(二)隔离法与整体法1、整体法:以几个物体构成的整个系统为研究对象进行求解的方法。
在许多问题中用整体法比较方便,但整体法不能求解系统的内力。
2、隔离法:把系统分成若干部分并隔离开来,分别以每一部分为研究对象进行受力分析,分别列出方程,再联立求解的方法。
3、通常在分析外力对系统作用时,用整体法;在分析系统内各物体之间的相互作用时,用隔离法。
高一物理受力分析(整体法和隔离法)

受力分析—隔离法与整体法一、物体受力分析方法把指定的研究对象在特定的物理情景中所受到的所有外力找出来,并画出受力图,就是受力分析。
对物体进行正确地受力分析,是解决好力学问题的关键。
1、受力分析的顺序:先找重力,再找接触力(弹力、摩擦力),最后分析其它力(场力、浮力等)2、受力分析的几个步骤.①灵活选择研究对象②对研究对象周围环境进行分析③审查研究对象的运动状态:根据它所处的状态有时可以确定某些力是否存在或对某些力的方向作出判断.④根据上述分析,画出研究对象的受力分析示意图;把各力的方向、作用点(线)准确地表示出来.3、受力分析的三个判断依据:①从力的概念判断,寻找施力物体;②从力的性质判断,寻找产生原因;③从力的效果判断,寻找是否产生形变或改变运动状态。
二、隔离法与整体法1、整体法:以几个物体构成的整个系统为研究对象进行求解的方法。
在许多问题中可以用整体法比较方便,但整体法不能求解系统的内力。
(区分内力和外力,对几个物体的整体进行受力分析时,这几个物体间的作用力为内力,不能在受力图中出现,当把某一物体单独隔离分析时,原来的内力变成了外力,要画在受力图上。
)2、隔离法:把系统分成若干部分并隔离开来,分别以每一部分为研究对象进行受力分根据地,分别列出方程,再联立求解的方法。
3、通常在分析外力对系统作用时,用整体法;在分析系统内各物体之间的相互作用时,用隔离法。
有时在解答一个问题时要多次选取研究对象,需要整体法与隔离法交叉使用注意:实际问题中整体法与隔离法要结合起来灵活运用........。
........................,通常先整体后隔离三、例题例1.在粗糙的水平面上有一个三角形木块,在它的两个粗,糙的斜面上分别放置两个质量为m1和m2的木块,m m12如图1所示,已知三角形木块和两个物体都是静止的,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. 有摩擦力作用,方向水平向左;C. 有摩擦力作用,但方向不确定;图1D. 以上结论都不对。
(完整word版)高中物理整体法和隔离法

整体法和隔离法一、整体法整体法就是把几个物体视为一个整体,受力分析时,只分析这一整体之外的物体对整体的作用力,不考虑整体内部物体之间的相互作用力。
当只涉及系统而不涉及系统内部某些物体的力和运动时,一般可采用整体法。
运用整体法解题的基本步骤是:(1)明确研究的系统或运动的全过程;(2)画出系统或整体的受力图或运动全过程的示意图;(3)选用适当的物理规律列方程求解。
二、隔离法隔离法就是把要分析的物体从相关的物体系中假想地隔离出来,只分析该物体以外的物体对该物体的作用力,不考虑该物体对其它物体的作用力。
为了弄清系统(连接体)内某个物体的受力和运动情况,一般可采用隔离法。
运用隔离法解题的基本步骤是;(1)明确研究对象或过程、状态;(2)将某个研究对象或某段运动过程、或某个状态从全过程中隔离出来;(3)画出某状态下的受力图或运动过程示意图;(4)选用适当的物理规律列方程求解。
三、应用整体法和隔离法解题的方法1、合理选择研究对象。
这是解答平衡问题成败的关键。
研究对象的选取关系到能否得到解答或能否顺利得到解答,当选取所求力的物体,不能做出解答时,应选取与它相互作用的物体为对象,即转移对象,或把它与周围的物体当做一整体来考虑,即部分的看一看,整体的看一看。
但整体法和隔离法是相对的,二者在一定条件下可相互转化,在解决问题时决不能把这两种方法对立起来,而应该灵活把两种方法结合起来使用。
为使解答简便,选取对象时,一般先整体考虑,尤其在分析外力对系统的作用(不涉及物体间相互作用的内力)时。
但是,在分析系统内各物体(各部分)间相互作用力时(即系统内力),必须用隔离法。
2、如需隔离,原则上选择受力情况少,且又能求解未知量的物体分析,这一思想在以后牛顿定律中会大量体现,要注意熟练掌握。
3、有时解答一题目时需多次选取研究对象,整体法和隔离法交叉运用,从而优化解题思路和解题过程,使解题简捷明了。
所以,注意灵活、交替地使用整体法和隔离法,不仅可以使分析和解答问题的思路与步骤变得极为简捷,而且对于培养宏观的统摄力和微观的洞察力也具有重要意义。
高中物理教学中隔离法整体法

浅谈高中物理教学中的隔离法与整体法隔离法与整体法是高中物理教学中常用的思维方法,所谓隔离法,就是把所研究的对象从整体或系统中隔离出来进行研究,这种方法称为隔离法。
所谓整体法,就是将整个系统看做一个整体,对系统进行整体研究,这种方法称为整体法。
下面就其应用介绍如下。
一、隔离法的应用1.物块a和b用轻绳相连后悬挂在轻弹簧下端静止不动,如图(甲)所示;连接a和b的绳子被烧断后,a上升到某一位置时速度的大小为v,这时b的下落速度大小为u,如图(乙)所示。
已知a和b的质量分别为m和m。
从甲状态到乙状态的过程中,弹簧的弹力作用于物块a的冲量等于多少?解:设弹力对a的冲量为i,取向上为正方向,根据动量定理:对a物体:i-mgt=mv-0(1)对b物体:-mgt=m(-u)-0(2)由(2)式得:t=,代入(1)式得:i=m(v+u)a、b都停止时相距s,s=l+s0+sa-sb=l+s02.如图所示,在真空中,匀强电场的方向竖直向下,匀强磁场方向垂直纸面向里,三个油滴a、b、c带有等量的同种电荷,已知a静止,b向右匀速运动,c向左匀速运动,比较他们的质量应有()a.a油滴质量最大b.b油滴质量最大c.c油滴质量最大d.abc质量一样大解:对于a粒子:ma g=qe ma=qe/g对于b粒子:mbg+qvb=qemb=q(e-vb)/g对于c粒子:mcg=qvb+qemc=q(e+vb)/g故mc>ma>mb二、整体法的运用3.质量为m的木块在光滑水平面上以速度v1向右运动,质量为m的子弹以速度v2水平向左射入木块,要使木块停下来,必须发射子弹数目为(子弹留在木块中不穿出)()a.b.c.d.解:以n颗子弹和m组成的系统动量守恒,n颗子弹入射前为初状态,子弹入射后木块停下来为末状态,以子弹方向为正。
nmv2=m-v1=0 n=4.在粗糙水平面上有一个三角形木块abc,在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量为m1和m2的木块,m1>m2,如图所示。
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整体法和隔离法一、静力学中的整体与隔离通常在分析外力对系统的作用时,用整体法;在分析系统内各物体(各部分)间相互作用时,用隔离法.解题中应遵循“先整体、后隔离”的原则。
【例1】 在粗糙水平面上有一个三角形木块a ,在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的两个木块b 和c ,如图所示,已知m1>m2,三木块均处于静止,则粗糙地面对于三角形木块( )A .有摩擦力作用,摩擦力的方向水平向右B .有摩擦力作用,摩擦力的方向水平向左C .有摩擦力作用,但摩擦力的方向不能确定D .没有摩擦力的作用【解析】由于三物体均静止,故可将三物体视为一个物体,它静止于水平面上,必无摩擦力作用,故选D .【点评】本题若以三角形木块a 为研究对象,分析b 和c 对它的弹力和摩擦力,再求其合力来求解,则把问题复杂化了.此题可扩展为b 、c 两个物体均匀速下滑,想一想,应选什么?【例2】有一个直角支架 AOB ,AO 水平放置,表面粗糙,OB竖直向下,表面光滑,AO 上套有小环P ,OB 上套有小环 Q ,两环质量均为m ,两环间由一根质量可忽略、不可伸展的细绳相连,并在某一位置平衡,如图。
现将P 环向左移一小段距离,两环再次达到平衡,那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较,AO 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【解析】隔离法:设PQ 与OA 的夹角为α,对P 有:mg +Tsinα=N对Q 有:Tsinα=mg所以 N=2mg , T=mg/sinα 故N 不变,T 变大.答案为B整体法:选P 、Q 整体为研究对象,在竖直方向上受到的合外力为零,直接可得N=2mg ,再选P 或Q 中任一为研究对象,受力分析可求出T=mg/sinα【点评】为使解答简便,选取研究对象时,一般优先考虑整体,若不能解答,再隔离考虑.【例3】如图所示,设A 重10N ,B 重20N ,A 、B 间的动摩擦因数为0.1,B 与地面的摩擦因数为0.2.问:(1)至少对B 向左施多大的力,才能使A 、B 发生相对滑动?(2)若A 、B 间μ1=0.4,B 与地间μ2=0.l ,则F 多大才能产生相对滑动?【解析】(1)设A 、B 恰好滑动,则B 对地也要恰好滑A OB P Q动,选A 、B 为研究对象,受力如图,由平衡条件得:F=f B +2T选A 为研究对象,由平衡条件有T=f A f A =0.1×10=1N f B =0.2×30=6N F=8N 。
(2)同理F=11N 。
【例4】将长方形均匀木块锯成如图所示的三部分,其中B 、C 两部分完全对称,现将三部分拼在一起放在粗糙水平面上,当用与木块左侧垂直的水平向右力F 作用时,木块恰能向右匀速运动,且A 与B 、A 与C 均无相对滑动,图中的θ角及F 为已知,求A 与B 之间的压力为多少?【解析】以整体为研究对象,木块平衡得F=f 合又因为 m A =2m B =2m C 且动摩擦因数相同,所以 f B =F/4再以B 为研究对象,受力如图所示,因B 平衡,所以F 1=f B sinθ 即:F 1=Fsinθ/4【点评】本题也可以分别对A 、B 进行隔离研究,其解答过程相当繁杂。
【例5】如图所示,在两块相同的竖直木板间,有质量均为m 的四块相同的砖,用两个大小均为F 的水平力压木板,使砖静止不动,则左边木板对第一块砖,第二块砖对第三块砖的摩擦力分别为A .4mg 、2mgB .2mg 、0C .2mg 、mgD .4mg 、mg【解析】设左、右木板对砖摩擦力为f1,第 3块砖对第2块砖摩擦为f2,则对四块砖作整体有:2f1=4mg ,∴ f1=2mg 。
对1、2块砖平衡有:f1+f2=2mg ,∴ f2=0,故B 正确。
【例6】如图所示,两个完全相同的重为G 的球,两球与水平地面间的动摩擦因市委都是μ,一根轻绳两端固接在两个球上,在绳的中点施加一个竖直向上的拉力,当绳被拉直后,两段绳间的夹角为θ。
问当F 至少多大时,两球将发生滑动?【解析】首先选用整体法,由平衡条件得F +2N=2G ①再隔离任一球,由平衡条件得Tsin(θ/2)=μN ② 2·Tcos(θ/2)=F ③①②③联立解之 。
【例7】如图所示,重为8N 的球静止在与水平面成370角的光滑斜面上,并通过定滑轮与重4N 的物体A 相连,光滑挡板与水 A T f A F A B C θ θ f B f 1 F 1平而垂直,不计滑轮的摩擦,绳子的质量,求斜面和挡板所受的压力(sin370=0.6)。
【解析】分别隔离物体A、球,并进行受力分析,如图所示:由平衡条件可得: T=4NTsin370+N2cos370=8N2sin370=N1+Tcos370得 N1=1N N2=7N。
【例8】如图所示,光滑的金属球B放在纵截面为等边三角形的物体A与坚直墙之间,恰好匀速下滑,已知物体A的重力是B重力的6倍,不计球跟斜面和墙之间的摩擦,问:物体A与水平面之间的动摩擦因数μ是多少?【解析】首先以B为研究对象,进行受力分析如图由平衡条件可得: N2=m B gcot300①再以A、B为系统为研究对象.受力分析如图。
由平衡条件得:N2=f,f=μ(m A+m B)g ②解得μ=√3/7【例9】如图所示,两木块的质量分别为m1和m2,两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2,上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接),整个系统处于平衡状态.现缓慢向上提上面的木块,直到它刚离开上面弹簧。
在这过程中下面木块移动的距离为【分析】本题主要是胡克定律的应用,同时要求考生能形成正确的物理图景,合理选择研究对象,并能进行正确的受力分析。
求弹簧2原来的压缩量时,应把m1、m2看做一个整体,2的压缩量x1=(m1+m2)g/k2。
m1脱离弹簧后,把m2作为对象,2的压缩量x2=m2g/k2。
d=x1-x2=m1g/k2。
答案为C。
【例10】如图所示,有两本完全相同的书A、B,书重均为5N,若将两本书等分成若干份后,交叉地叠放在一起置于光滑桌面上,并将书A固定不动,用水平向右的力F 把书B匀速抽出。
观测得一组数据如下:根据以上数据,试求:(1)若将书分成32份,力 F应为多大?(2)该书的页数。
(3)若两本书任意两张纸之间的动摩擦因数μ相等,则μ为多少?【解析】(l)从表中可看出,将书分成 2,4,8,16,…是2倍数份时,拉力F将分别增加6N,12N,24N,…,增加恰为2的倍数,故将书分成32份时,增加拉力应为 48N,故力 F=46.5+48=94.5N ;(2)逐页交叉时,需拉力F=190.5N ,恰好是把书分成 64份时,增加拉力 48×2=96N,需拉力 F=94.5+96=190.5N可见,逐页交叉刚好分为64份,即该书有64页;(3)两张纸之间动摩擦因数为μ,则F=190.5=μG/64+μ2G/64+μ3G/64+……+μ128G/64=μG/64·(1+2+3+……+128)=129μ×5∴ μ=190.5/(129×5)=0.3。
【点评】请注意,将书分成份数不同,有所不同。
二、牛顿运动定律中的整体与隔离当系统内各物体具有相同的加速度时,应先把这个系统当作一个整体(即看成一个质点),分析受到的外力及运动情况,利用牛顿第二定律求出加速度.如若要求系统内各物体相互作用的内力,则把物体隔离,对某个物体单独进行受力分析,再利用牛顿第二定律对该物体列式求解.隔离物体时应对受力少的物体进行隔离比较方便。
【例11】如图所示的三个物体A 、B 、C ,其质量分别为m 1、m 2、m 3,带有滑轮的物体B 放在光滑平面上,滑轮和所有接触面间的摩擦及绳子的质量均不计.为使三物体间无相对运动,则水平推力的大小应为F =__________。
【解析】以F 1表示绕过滑轮的绳子的张力,为使三物体间无相对运动,则对于物体C 有:F 1=m 3g ,以a 表示物体A 在拉力F 1作用下的加速度,则有g m m m F a 1311==,由于三物体间无相对运动,则上述的a 也就是三物体作为一个整物体运动的加速度,故得F =(m 1+m 2+m 3)a =13m m (m 1+m 2+m 3)g【例12】如图,底座A 上装有一根直立竖杆,其总质量为M ,杆上套有质量为m 的环B ,它与杆有摩擦。
当环从底座以初速向上飞起时(底座保持静止),环的加速度为a ,求环在升起的过程中,底座对水平面的压力分别是多大?【解析】采用隔离法:选环为研究对象,则 f+mg=ma (1)选底座为研究对象,有F+f ’-Mg=0 (2)又f=f ’ (3)联立(1)(2)(3)解得:F=Mg-m(a-g)采用整体法:选A 、B 整体为研究对象,其受力如图,A 的加速度为a ,向下;B 的加速度为0.选向下为正方向,有:(M+m)g-F=ma解之:F=Mg-m(a-g)要求出a)g【例13】如图,质量M=10kg 的木楔ABC 静置于粗糙水平地面上,与地面动摩擦因数μ=0.02.在木楔的倾角θ为300的斜面上,有一质量为m=1.0kg 的物块由静止开始沿斜面下滑。
当滑行路程s=1.4m 时,其速度v=1.4m/s 。
在这个过程中木楔没有动。
求地面对木楔的摩擦力的大小和方向。
(重力加速度g=10m/s 2) 【解析】由匀加速运动的公式v 2=v o 2+2as ,得物块沿斜面下滑的加速度为7.04.124.1222=⨯==s v a m/s 2 (1)由于θsin g a <=5m/s 2,可知物块受到摩擦力作用。
分析物块受力,它受三个力,如图.对于沿斜面的方向和垂直于斜面的方向,由牛顿定律,有 ma f mg =-1sin θ (2) 0cos 1=-F mg θ (3) 分析木楔受力,它受五个力作用,如图.对于水平方向,由牛顿定律,有 0sin cos 112=-+θθF f f (4)由此可解的地面对木楔的摩擦力θθθθθθcos )sin (sin cos cos sin 112ma mg mg f F f --=-=61.0cos ==θma N此力方向与图中所设的一致(由C 指向B 的方向).上面是用隔离法解得,下面我们用整体法求解(1)式同上。
选M 、m 组成的系统为研究对象,系统受到的外力如图.将加速度a 分解为水平的acos θ和竖直的asin θ,对系统运用牛顿定律(M 加速度为0),有水平方向:61.0cos -=-=θma f N“-”表示方向与图示方向相反竖直方向:θsin )(ma F g m M =-+可解出地面对M 的支持力。