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时间:2020-09-25
《高中物理整体法与隔离法.docx》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、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
2、,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。(5)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,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一、叠加问题α【例6】如图,倾角为α的斜面与水平面间、斜面与质量为m的木块间的动摩擦因数均为μ,木块由静止开始沿斜面加速下滑时斜面始终保持静止。求水平面给
3、斜面的摩擦力大小和方向。解:若采用隔离法,分析楔M时,受的力特别多,求解繁琐.该题中,虽然m与M的加速度不同,但仍可用整体法,以斜面和木块整体为研究对象,水平方向仅受静摩擦力作用,而整体中只有木块的加速度有水平方向的分量。可以先求出木块的加速度,再在水平方向对质点组用牛顿第二定律,很容易得到:bcam1m2【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
4、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.1.一质量为M=2kg、长为L=3.75m的薄木板,在水平向右F=10N的拉力作用下,以v。=5m/s的速度沿水平面向右匀速运动。某时刻将质量为m=1kg的铁块(看成质点)轻轻地放在木板的最右端,如图,若保持水平拉力不变(铁块与木板间的摩擦不计,g取10m/s2)试问:(1)放上铁块后的一小段时间内,铁块和木板各做何种运动?(2)铁块最终会不会从木板上
5、掉下?若掉下,掉下时木板的速度为多大?(1)因为铁块与木板间的摩擦不计,所以铁块静止,木板的加速度大小a=F-u(M+m)gM因为放铁块前木板匀速运动,所以F=uMg,解得:a1=-2.5m/s2v=5m/s木板作加速度为-2.5m/s2的匀减速直线运动(2)若木板足够长,铁块不会掉下来,木板停下来是铁块滑行的距离s=v22a=5m>3.75m铁块会掉下来,铁块掉下来时木板的位移为3.75m,v2-v02=2aLv=2.5m/s变式:铁块和木板间的摩擦力为u,则铁块滑动,ma2=umg对木板F-u(M+m)g-umg=Ma12.(
6、2010年高考)如图,质量为m的物块叠放在质量为2m的足够长的木板上方右侧,木板放在光滑的水平地面上,物块与木块之间的摩擦因数为μ=0.2。在木板上施加一水平向右的拉力F,在0~3s内F的变化如图,图中F以mg为单位,重力加速度g=10m/s2,整个系统开始时静止。求1s、1.5s、2s、3s末木板的速度以及2s、3s末物块的速度;设拉力为F0时,物块与木板一块加速,设加速度为a对整体:F0=(2m+m)a对物块umg=maF0=3umg=0.6mg0~1s内,F=mg>F0物块和木板发生相对运动,木板加速度a=F-umg2m=4
7、m/s2物块的加速度a’=ug=2m/s21s末木板速度v1=4m/s物块速度v’=a’t=2m/s1~1.5S内F=0.4mgv2’尽管F=0由于物块与木板间的摩擦力,物块仍以a’加速而木板以a3=-umg2m=-1m/s2做匀减速运动直至v相等时一起匀速设再过Δts后一起匀速v2’+a’Δt=v2-a3Δt解得Δt=0.5s即2s时一
8、起匀速v=4m/s在2s后物块和木板一起做匀速直线运动,二、连接体【例4】如图所示,A、B两木块的质量分别为mA、mB,在水平推力F作用下沿光滑水平面匀加速向右运动,求A、B间的弹力FN。解析:这里有a、FN两个未知数,需要要建立两个方程,要取两次
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