专题整体法与隔离法ppt课件.ppt

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1、与与的分类应用的分类应用整体法与隔离法在静力学中的应用平衡类问题A A、有摩擦力作用、有摩擦力作用, ,摩擦力的方向水平向右摩擦力的方向水平向右B B、有摩擦力作用、有摩擦力作用, ,摩擦力的方向水平向左摩擦力的方向水平向左C C、有摩擦力作用、有摩擦力作用, ,但摩擦力的方向不能确定但摩擦力的方向不能确定D D、没有摩擦力作用、没有摩擦力作用【1 1】在粗糙水平面上有一个三角形木块】在粗糙水平面上有一个三角形木块a,a,在它的两个粗在它的两个粗糙斜面上分别放着质量为糙斜面上分别放着质量为m m1 1和和m m2 2的两个木块的两个木块b b和和c,c,如图所如图所示示, ,已知已知m m1

2、1mm2 2, ,三木块均处于静止状态三木块均处于静止状态, ,则粗糙地面则粗糙地面对三角形木块对三角形木块2.2.如图，质量如图，质量m m5 kg5 kg的木块置于倾角的木块置于倾角 3737 、质量、质量M M10 10 kgkg的粗糙斜面上，用一平行于斜面、大小为的粗糙斜面上，用一平行于斜面、大小为50 N50 N的力的力F F推推物体，物体，使木块静止在斜面上使木块静止在斜面上，求地面对斜面的支持，求地面对斜面的支持力和静摩擦力。力和静摩擦力。m F M FN=(M+m)g-Fsin370=120NFf=Fcos370=40N3.3.如图所示，倾角为如图所示，倾角为的三角滑块及其斜面

3、上的三角滑块及其斜面上的物块静止在粗糙水平地面上的物块静止在粗糙水平地面上现用力现用力F F垂直垂直作用在物块上，物块及滑块均未被推动作用在物块上，物块及滑块均未被推动，则滑，则滑块受到地面的静摩擦力大小为块受到地面的静摩擦力大小为 （ ）A0 BFcos CFsin DFtan C4.如图所示，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v0匀速下滑，斜劈保持静止，则地面对斜劈的摩擦力 （ ）A等于零B不为零，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v0A1.优先考虑整体法优先考虑整体法例例1.如图所示，放置在水平地面上的斜面如图所示，放置在水平地

4、面上的斜面M上有一上有一质量为质量为m的物体，若的物体，若m在在 沿斜面沿斜面F的作用下向上匀速的作用下向上匀速运动，运动，M仍保持静止，已知仍保持静止，已知M倾角为倾角为。求地面对。求地面对M的支持力和摩擦力。的支持力和摩擦力。解：整体受力分析解：整体受力分析建立直角坐标系如图建立直角坐标系如图由平衡条件可得：由平衡条件可得：Fcos-Ff=0Fsin+FN-(M+m)g=0Ff=Fcos FN=(M+m)g-Fsin同类题练习同类题练习求下列情况下粗糙水平面对的支持力和摩擦力求下列情况下粗糙水平面对的支持力和摩擦力m匀速下滑匀速下滑M、m均静止均静止M、m均静止，弹簧被伸长均静止，弹簧被伸

5、长m加速下滑，加速下滑，M静止静止FN=(M+m)gFf=0FN=(M+m)gFf=FFN=(M+m)gFf=F弹弹FN=(M+m)g-masinFf=macos例例3. 3. 如图所示，质量为、顶角为如图所示，质量为、顶角为的直角劈和质量为的正的直角劈和质量为的正方体放在两竖直墙和水平面之间，处于静止状态方体放在两竖直墙和水平面之间，处于静止状态.m.m与与M M相接触，相接触，若不计一切摩擦，求若不计一切摩擦，求（1 1）水平面对正方体的弹力大小；）水平面对正方体的弹力大小；（2 2）墙面对正方体的弹力大小。）墙面对正方体的弹力大小。mMmMMgNF1F2（2 2）对）对MM进行受力分析进

6、行受力分析 联立以上三式解出墙面对正方体联立以上三式解出墙面对正方体的弹力大小的弹力大小14.14.如图所示，质量为如图所示，质量为M M的直角三棱柱的直角三棱柱A A放在水平地面上，放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角为三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角为。质量为。质量为m m的光的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A A和和B B都处于静止状都处于静止状态，求地面对三棱柱支持力和摩擦力各为多少？态，求地面对三棱柱支持力和摩擦力各为多少？AB隔离体法求得隔离体法求得f=mgtan f=mgtan 整体法求得整体法求得N=(M+m)gN=(M+m)

7、g216.16.如图所示，质量为如图所示，质量为M M的木板悬挂在滑轮组下，上端由的木板悬挂在滑轮组下，上端由一根悬绳一根悬绳C C固定在横梁下质量为固定在横梁下质量为m m的人手拉住绳端，使的人手拉住绳端，使整个装置保持在空间处于静止状态求整个装置保持在空间处于静止状态求（1 1）悬绳）悬绳C C所受拉力多大？所受拉力多大？（2 2）人对木板的压力）人对木板的压力( (滑轮的质量不计滑轮的质量不计) ) 说明说明 本题能成立的条件是本题能成立的条件是3mM，即，即mM/3这表明人的质量不能太这表明人的质量不能太小小 思考思考 你觉得要实现本题的状态必须要满足什么条件你觉得要实现本题的状态必须

8、要满足什么条件 ?(1)整体法求得拉力，整体法求得拉力，F=（m+M）g(2)对人：对人：N-mg-F1=0 F1=mg-N 对木板：对木板：N+Mg=F1+2F1=3(mg-N) N=(3mg-Mg)/4效果相同吗？【例【例1】 如图所示，质量为M的楔形物块静置在水平地面上，其斜面的倾角为 .斜面上有一质量为m的小物块，小物块与斜面之间存在摩擦用恒力F沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑在小物块运动的过程中，楔形物块始终保持静止地面对楔形物块的支持力为( )DA(M+m)g B(M+m)g-FC(M+m)g+Fsin D(M+m)g-Fsin【解析【解析】本题可用整体法解题，竖直方向由平衡条件：

9、 Fsin+N=mg+Mg，则N=mg+Mg-Fsin【评析【评析】本题是用整体法求解，若逐个物体分析列式，求解则很复杂应用了整体分析方法，就很容易得出结果 【例【例2】如图所示，质量为M，长为L的木板放在光滑的斜面上，为使木板静止于斜面上，质量为m的人应在木板上以多大的加速度跑动(设人脚底与木板不打滑)？若使人与斜面保持相对静止，人在木板上跑动时，木板的加速度有多大？ 【解析【解析】方法一：用隔离思维求解对人：mgsin+f=mam对木板：Mgsin=f 由式得am=同量，aM= () sinMm gm() sinMm gM方法二：用整体思维求解人和木板为系统，所受重力(M+m)g，支持力N

10、，且合力等于(M+m)gsin由牛顿第二定律F合=m1a1+m2a2+mnan得(M+m)g=MaM+mam，且aM=0(静止) 所以am= ，同理，若人与斜面保持相对静止，木板的加速度为aM=Mm gsinmMm gsinM 系统所受的合外力等于系统内各物体的质量与加系统所受的合外力等于系统内各物体的质量与加速度乘积的矢量和。即：速度乘积的矢量和。即：F = m1a1 + m2a2 + m3a3 + 其分量表达式为其分量表达式为 Fx=m1a1x+ m2a2x+ m3a3x+ Fy=m1a1y+ m2a2y+ m3a3y+ 三、系统的动力学方程三、系统的动力学方程 系统所受的合外力等于系统内

11、各物体的质量与加系统所受的合外力等于系统内各物体的质量与加速度乘积的矢量和。即：速度乘积的矢量和。即：F = m1a1 + m2a2 + m3a3 + 其分量表达式为其分量表达式为 Fx=m1a1x+ m2a2x+ m3a3x+ Fy=m1a1y+ m2a2y+ m3a3y+ 三、系统的动力学方程三、系统的动力学方程013.南昌二中南昌二中08届第二次阶段性考试届第二次阶段性考试44如图所示如图所示,m1=2kg， m2=3kg连接的细绳仅能承受连接的细绳仅能承受1N的拉力的拉力,桌面水平光滑桌面水平光滑,为了使细绳不断而又使它们能一为了使细绳不断而又使它们能一起获得最大加速度起获得最大加速度

12、,则可施加的水平力则可施加的水平力F的最大值和方的最大值和方向是（向是（ ）A向右，作用在向右，作用在m2上，上，B向右，作用在向右，作用在m2上，上，F=2.5N C向左，作用在向左，作用在m1上，上， D向左，作用在向左，作用在m1上，上，F=2.5NN35 FN35 Fm1m2B解见下页解见下页解：解：若水平力若水平力F1的方向向左的方向向左,由牛顿第二定律由牛顿第二定律,m1m2F1对整体对整体 F1=(m1+m2)a1对对m2 , T=m2a1N351 TmmmFBBA21m31s/a 若水平力若水平力F2的方向向右的方向向右,由牛顿第二定律由牛顿第二定律,m1m2F2对整体对整体

13、F2=(m1+m2)a2对对m1 , T=m1a2N522.TmmmFaBA 22m21s/a F向右，作用在向右，作用在m2上，上，F=2.5N013.南昌二中南昌二中08届第二次阶段性考试届第二次阶段性考试10 10如图所示，竖直放置在水平面上的轻弹簧上叠如图所示，竖直放置在水平面上的轻弹簧上叠放着两物体放着两物体A、B，A、B的质量均为的质量均为2kg，它们处于，它们处于静止状态。若突然将一个大小为静止状态。若突然将一个大小为10N，方向竖直向下，方向竖直向下的力施加在物体的力施加在物体A上，则此瞬间上，则此瞬间A对对B的压力大小是的压力大小是（取（取g=10m/s2） （ ） A5N

14、B15N C25N D35NBAC解见下页解见下页解：解：它们处于静止状态时，它们处于静止状态时，NBA =mA g =20N突然将方向竖直向下的突然将方向竖直向下的10N力施加在物体力施加在物体A上，上，BAF=10N对对AB整体：整体：F = (mA + mB) aa=2.5m/s2 对对A物体：物体：F + mA g - NBA = mA aNBA =25N由牛顿第三定律，此瞬间由牛顿第三定律，此瞬间A对对B的压力的压力NAB大小是大小是25N044.盐城市盐城市2008届六所名校联考试题届六所名校联考试题 3 3如图所示，一质量为如图所示，一质量为M的直角劈的直角劈B放在水平面放在水平

15、面上，在劈的斜面上放一质量为上，在劈的斜面上放一质量为m的物体的物体A，用一沿斜，用一沿斜面向上的力面向上的力F作用于作用于A上，使其沿斜面匀速上滑，在上，使其沿斜面匀速上滑，在A上滑的过程中直角劈上滑的过程中直角劈B相对地面始终静止，则关于相对地面始终静止，则关于地面对劈的摩擦力地面对劈的摩擦力f及支持力及支持力N正确的是（正确的是（ ）Af = 0 ，N = Mg+mgBf 向左，向左，N Mg+mgCf 向右，向右，N m，第一次用水平力第一次用水平力F向右推向右推M，M与与m间相互间相互作用力为作用力为F1，第二次用水平力，第二次用水平力F向左推向左推m， M与与m间相互作用力为间相互

16、作用力为F2,那麽那麽F1与与F2的关的关系如何系如何桌面光滑，求绳的拉力？12345F求求2对对3的作用力的作用力练习练习1 、如图所示，置于水平面上的相同材料的如图所示，置于水平面上的相同材料的m和和M用轻绳连接，在用轻绳连接，在M上施一水平力上施一水平力F(恒力恒力)使两物体作使两物体作匀加速直线运动，对两物体间细绳拉力正确的说法是：匀加速直线运动，对两物体间细绳拉力正确的说法是： （ ） (A)水平面光滑时，绳拉力等于水平面光滑时，绳拉力等于mF/(Mm)； (B)水平面不光滑时，绳拉力等于水平面不光滑时，绳拉力等于m F/(Mm)； (C)水平面不光滑时，绳拉力大于水平面不光滑时，绳

17、拉力大于mF/(Mm)； (D)水平面不光滑时，绳拉力小于水平面不光滑时，绳拉力小于mF/(Mm)。MmF解解：由上题结论：由上题结论： T 的大小与的大小与无关，应选无关，应选 A BA B如图所示，质量为如图所示，质量为M的斜面放在水平面上，的斜面放在水平面上，其上游质量为其上游质量为 m 的物块，各接触面均无摩的物块，各接触面均无摩擦，第一次将水平力擦，第一次将水平力F1加在加在m 上，第二次将上，第二次将水平力水平力F2加在加在M上，两次要求上，两次要求m与与M不发生不发生相对滑动，求相对滑动，求F1与与F2之比之比F1F2m:M能力思维方法【例【例2 2】如图】如图3-4-33-4-

18、3，物体，物体M M、m m紧靠着置于动摩擦因紧靠着置于动摩擦因数为数为的斜面上，斜面的倾角为的斜面上，斜面的倾角为，现施一水平力，现施一水平力F F作作用于用于M M，M M、m m共同向上加速运动，求它们之间相互作共同向上加速运动，求它们之间相互作用力的大小用力的大小. .图图3-4-33-4-3能力思维方法【例【例4 4】一弹簧称的称盘质量】一弹簧称的称盘质量m m1 1=1.5kg=1.5kg，盘内放一物体，盘内放一物体P P，P P的的质量质量m m2 2=10.5kg=10.5kg，弹簧质量不计，弹簧质量不计，其劲度系数其劲度系数k=800N/mk=800N/m，系统处于，系统处于

19、静止状态，如图静止状态，如图3-4-83-4-8所示，现所示，现给给P P施加一竖直向上的力施加一竖直向上的力F F使从使从静止开始向上做匀加速运动，已静止开始向上做匀加速运动，已知在最初知在最初0.2s0.2s内内F F是变力，在是变力，在0.2s0.2s后后F F是恒力，求是恒力，求F F的最小值和的最小值和最大值各为多少？最大值各为多少？图图3-4-83-4-8相同材料的物块m和M用轻绳连接，在M上施加恒力 F，使两物块作匀加速直线运动,求在下列各种情况下绳中张力。FMm(1)地面光滑，T=? (2)地面粗糙，T=？FMm解：（1）由牛顿第二定律，对整体可得：F=(M+m)a隔离m可得：

20、T=ma联立解得：T=mF/(M+m)(2) 由牛顿第二定律，对整体可得：F-(M+m)g=(M+m)a隔离m可得：T-mg =ma联立解得：T=mF/(M+m)例题分析例题分析FMmTFMmTf(3)竖直加速上升，T=?(4)斜面光滑，加速上升，T=?MmFmMF解：由牛顿第二定律，对整体可得：F- (M+m)g=(M+m)a隔离m可得：T-mg=ma联立解得：T=mF/(M+m)解：由牛顿第二定律，对整体可得：F- (M+m)gsin=(M+m)a隔离m可得：T-mgsin=ma联立解得：T=mF/(M+m)(2002年广西物理)跨过定滑轮的绳的一端挂一吊板，另一端被吊板上的人拉住，如图所

21、示已知人 的质量为70kg，吊板的质量为10kg，绳及定滑轮的质量、滑轮的摩擦均可忽略不计取重力加速度g10m/s2当人以440N的力拉绳时，人与吊板的加速度a和人对吊板的压力F分别为( ) Aa=1.0m/s2，F=260N Ba=1.0m/s2，F=330N Ca=3.0m/s2，F=110N Da=3.0m/s2，F=50N解析：根据牛顿第二定律，对人和吊板整体有2T-(m1+ m2)g=(m1+ m2)a可解得:a=1.0m/s2隔离人有： T+F-m1g=m1a解得:F=330N由牛顿第三定律知，人对吊板的压力F=330N(m1+ m2)gTTm1gTF同步练习同步练习4.如图所示，在光滑的水平地面上，有两个质量相等的物体，中间用劲度系数为k的轻质弹簧相连，在外力作用下运动，已知F1F2，当运动达到稳定时，弹簧的伸长量为（ ）A(F1-F2)/kB(F1-F2)/2kC(F1+F2)/2k D(F1+F2)/k答案：C1、依靠绳子或弹簧的弹力相联系、依靠绳子或弹簧的弹力相联系ABaFABAB连接体连接体: 由两个或两个以上物体所构成的有某种关联由两个或两个以上物体所构成的有某种关联的系统的系统 2、依靠相互的挤压（压力）相联系、依靠相互的挤压（压力）相联系3、依靠摩擦相联系（叠加体）、依靠摩擦相联系（叠加体）m1m2Fm1m2Fm1m2m1m2FFF