d009.隔離法和整體法 高中物理

1、隔離法和整體法,一、研究對(duì)象的選擇二、簡(jiǎn)單連接體問題的處理方法三、系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程013. 南昌二中08屆第二次階段性考試4012. 湖北省黃岡中學(xué)08屆9月模擬考試 5002. 南京師大08屆《物理之友》力學(xué) 綜合(二) 11001. 南京師大08屆《物理之友》力學(xué) 綜合(一) 8001. 南京師大08屆《物理之友》力學(xué) 綜合(一)6011. 08屆啟東市第一次調(diào)研測(cè)試卷14012. 湖北省黃岡中學(xué)

2、08屆9月模擬考試 8013. 南昌二中08屆第二次階段性考試10016. 山東省壽光現(xiàn)代一中07—08學(xué)年度第二次考試 5020. 南京一中07—08學(xué)年第一次階段性測(cè)試 9044. 鹽城市2008屆六所名校聯(lián)考試題 3049. 西安市重點(diǎn)中學(xué)2008屆4月份理綜試題18 gk011. 2008年高考物理海南卷 2gk011. 2008年高考物理海南卷 9gk015. 2008年高考理綜四川延考區(qū)卷2

3、4,隔離法和整體法,,對(duì)于大多數(shù)動(dòng)力學(xué)問題，單純采用整體法并不一定能解決，通常采用整體法與隔離法相結(jié)合的方法．,一、研究對(duì)象的選擇,選擇研究對(duì)象是解決物理問題的首要環(huán)節(jié)．在很多物理問題中，研究對(duì)象的選擇方案是多樣的，研究對(duì)象的選取方法不同會(huì)影響求解的繁簡(jiǎn)程度．,對(duì)于連結(jié)體問題，通常用隔離法，但有時(shí)也可采用整體法．,如果能夠運(yùn)用整體法，我們應(yīng)該優(yōu)先采用整體法,這樣涉及的研究對(duì)象少，未知量少，方程少，求解簡(jiǎn)便；,不計(jì)物體間相互作用的內(nèi)力，或

4、物體系內(nèi)的物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相同，一般首先考慮整體法．,,二、簡(jiǎn)單連接體問題的處理方法,在連接體問題中，如果不要求知道各個(gè)運(yùn)動(dòng)物體之間的相互作用力，并且各個(gè)物體具有大小和方向都相同的加速度，就可以把它們看成一個(gè)整體（當(dāng)成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)），分析受到的外力和運(yùn)動(dòng)情況，應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度（或其他未知量）；,如果需知道物體之間的相互作用力，就需要把物體從系統(tǒng)中隔離出來(lái)將內(nèi)力轉(zhuǎn)化為外力，分析物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，并分別應(yīng)用牛頓第二定律列出方程，

5、隔離法和整體法是互相依存，互相補(bǔ)充的，兩種方法互相配合交替應(yīng)用，常能更有效地解決有關(guān)連接體的問題。,,系統(tǒng)所受的合外力等于系統(tǒng)內(nèi)各物體的質(zhì)量與加速度乘積的矢量和。即：,ΣF = m1a1 + m2a2 + m3a3 + ……,其分量表達(dá)式為,三、系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程,,013.南昌二中08屆第二次階段性考試4,4．如圖所示,m1=2kg， m2=3kg連接的細(xì)繩僅能承受1N的拉力,桌面水平光滑,為了使細(xì)繩不斷而又使它們能一起獲得最大加速度,

6、則可施加的水平力F的最大值和方向是（ ）,A．向右，作用在m2上，B．向右，作用在m2上，F(xiàn)=2.5N C．向左，作用在m1上， D．向左，作用在m1上，F(xiàn)=2.5N,B,解見下頁(yè),,,解：,若水平力F1的方向向左,由牛頓第二定律,,對(duì)整體 F1=(m1+m2)a1,對(duì)m2 , T=m2a1,若水平力F2的方向向右,由牛頓第二定律,,對(duì)整體 F2=(m1+m2)a2,對(duì)m1 , T

7、=m1a2,F向右，作用在m2上，F(xiàn)=2.5N,,,012.湖北省黃岡中學(xué)08屆9月模擬考試 5,5．如圖所示,質(zhì)量為M的圓環(huán)用輕繩吊在天花板上,環(huán)上有兩個(gè)質(zhì)量為m的小環(huán)自大環(huán)頂部開始分別向兩邊滑下，當(dāng)兩個(gè)小環(huán)下落至與大環(huán)圓心等高時(shí),小環(huán)受到的摩擦力為f, 此時(shí)繩對(duì)大環(huán)的拉力大?。?）A．(M+m)gB．(M+2m)gC．Mg+fD．Mg+2f,解：,小環(huán)受力如圖示,由牛頓定律得 mg-f=may,大環(huán)受力

8、如圖示，,由平衡條件得,T=Mg+2f,D,,002.南京師大08屆《物理之友》力學(xué) 綜合(二) 11、,如圖所示，光滑水平地面上的小車質(zhì)量為M，站在小車水平底板上的人質(zhì)量為m，且m≠M(fèi)。人用一根跨過定滑輪的繩子拉小車，定滑輪上下兩側(cè)的繩子都保持水平，不計(jì)繩與滑輪之間的摩擦。在人和車一起向右加速運(yùn)動(dòng)的過程中，下列說法正確的是( )A．人受到向左的摩擦力B．人受到向右的摩擦力C．人拉繩的力越大，人和車的加速度

9、越大D．人拉繩的力越大，人對(duì)車的摩擦力越大,解：,對(duì)整體： 2F=(M+m)a,所以C正確,對(duì)人： F-f=ma 解得 ，,因?yàn)閙≠M(fèi)，所以D正確,C D,,001.南京師大08屆《物理之友》力學(xué) 綜合(一) 8、,A C D,解見下頁(yè),,,解：,對(duì)整體： 2F=(M+m)a,若M>m 車對(duì)人的摩擦力方向向右, 對(duì)人：,F-f=ma,解得,若M<m車對(duì)人的摩擦力方向向左 對(duì)人：,F+f=ma,解得,若M=m車對(duì)人的摩擦

10、力等于0,,,001.南京師大08屆《物理之友》力學(xué) 綜合(一)6.,某同學(xué)欲用如圖所示的裝置來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。P、Q為記錄重物A運(yùn)動(dòng)情況的兩個(gè)光電門。A、B為兩重物，用跨過滑輪的細(xì)線連接，其中mA＝2kg，細(xì)線、滑輪質(zhì)量以及摩擦均可不計(jì)。為了保證無(wú)論B物體質(zhì)量多大，實(shí)驗(yàn)都能順利進(jìn)行，該同學(xué)應(yīng)選用抗拉能力至少是多大的繩索（L）來(lái)懸掛滑輪?（g取10m/s2） ( ) A. 150N

11、 B. 80N C. 40N D. 20N,B,,,解見下頁(yè),解：,mAg-F=mAa F-mBg=mBa,若B物體質(zhì)量很大，,若B物體質(zhì)量略大于2kg，,∴40N<T=2F < 80N,,,011.08屆啟東市第一次調(diào)研測(cè)試卷14,14．如圖所示，固定在水平面上的斜面傾角θ=37°,長(zhǎng)方體木塊A的MN面上釘著一顆小釘子，質(zhì)量m=1.5kg的小球B通過一細(xì)線與

12、小釘子相連接，細(xì)線與斜面垂直，木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.50．現(xiàn)將木塊由靜止釋放，木塊將沿斜面下滑．求在木塊下滑的過程中小球?qū)δ緣KMN面的壓力．（取g=10m/s2， sin37°=0.6， cos37°=0.8）,,,解：,由于木塊與斜面間有摩擦力的作用，所以小球B與木塊間有壓力的作用，并且它們以共同的加速度a沿斜面向下運(yùn)動(dòng)．將小球和木塊看作一個(gè)整體，設(shè)木塊的質(zhì)量為M，根據(jù)牛頓第二定律可得,代入數(shù)據(jù)得 a

13、=2.0m/s2,選小球?yàn)檠芯繉?duì)象，設(shè)MN面對(duì)小球的作用力為N，根據(jù)牛頓第二定律有,代入數(shù)據(jù)得 N=6.0N,根據(jù)牛頓第三定律，小球?qū)N面的壓力大小為6.0N，方向沿斜面向下,,,012.湖北省黃岡中學(xué)08屆9月模擬考試 8,8．如圖所示，質(zhì)量為M的物體內(nèi)有圓形軌道，質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)沿圓軌道做無(wú)摩擦的圓周運(yùn)動(dòng)，A與C兩點(diǎn)分別是軌道的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，B、D兩點(diǎn)是圓水平直徑兩端點(diǎn)。小球運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體M在地面靜止，則關(guān)于M對(duì)

14、地面的壓力N和地面對(duì)M的摩擦力方向，下列說法中正確的是（ ）A．小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，N>Mg，摩擦力方向向左B．小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，N=Mg，摩擦力方向向右C．小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，N>(M+m)g，M與地面無(wú)摩擦D．小球運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)，N>(M+m)g，摩擦力方向向右,B C,解見下頁(yè),,,解：,畫出系統(tǒng)的受力圖如圖示,設(shè)摩擦力方向向右為正,由系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程: 系統(tǒng)所受的合外力等于系統(tǒng)內(nèi)各物體的質(zhì)量

15、和加速度乘積的矢量和。即：,ΣF = m1a1 + m2a2 + m3a3 + ……,A點(diǎn),(M+m) g - N1= mv2/r f=0，A錯(cuò),B點(diǎn),(M+m) g - N2= mg f2 = mv2/r ，B對(duì),C點(diǎn),N3 - (M+m) g = m v2/r f=0 ，C對(duì),D點(diǎn),(M+m) g - N4= mg f4= - mv2/r 負(fù)號(hào)表示摩擦力方向向左, D錯(cuò),,,013.南昌二中08屆第

16、二次階段性考試10,10．如圖所示，豎直放置在水平面上的輕彈簧上疊放著兩物體A、B，A、B的質(zhì)量均為2kg，它們處于靜止?fàn)顟B(tài)。若突然將一個(gè)大小為10N，方向豎直向下的力施加在物體A上，則此瞬間A對(duì)B的壓力大小是（取g=10m/s2）（ ） A．5N B．15N C．25N D．35N,C,解見下頁(yè),

17、,,解：,它們處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，NBA =mA g =20N,突然將方向豎直向下的10N力施加在物體A上，,對(duì)AB整體：F = (mA + mB) a,a=2.5m/s2,對(duì)A物體：F + mA g - N'BA = mA a,N'BA =25N,由牛頓第三定律，此瞬間A對(duì)B的壓力N'AB大小是25N,,,016.山東省壽光現(xiàn)代一中07—08學(xué)年度第二次考試 5,5．圖所示，質(zhì)量為M的小車放在光滑的水平地面上，右

18、面靠墻，小車的上表面是一個(gè)光滑的斜面，斜面的傾角為α ，設(shè)當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。那么，當(dāng)有一個(gè)質(zhì)量為m的物體在這個(gè)斜面上自由下滑時(shí)，小車對(duì)右側(cè)墻壁的壓力大小是（ ）,A． B． C．D．,A,解見下頁(yè),,,解：,畫出m的受力圖如圖示,a=gsinα,N1=mgcosα,畫出M的受力圖如圖示,由平衡條件得,N2= N1' sinα = mg sinα cosα,由牛頓第三定律，小車對(duì)右側(cè)墻壁的壓力大小是

19、,N2'= mg sinα cosα,,,020.南京一中07—08學(xué)年第一次階段性測(cè)試 9,9．如圖所示, 一塊帶有斜面和平臺(tái)的木塊, 質(zhì)量為M，斜面與水平方向傾角為α,木塊置于水平面上,與水平面間的摩擦系數(shù)是μ（μ>tanα）.將一個(gè)質(zhì)量為m的光滑球放在平臺(tái)上,并與斜面相靠,當(dāng)球與木塊一起在圖示平面內(nèi)沿水平方向相對(duì)于地面運(yùn)動(dòng)（速度不為零）時(shí), 在木塊上施加的水平力F的大小和方向可能是 (

20、),A．F的方向向右，大小可為B．F的方向向右，大小可為C．F的方向向左，大小可為D．F的大小可為0,A C,解見下頁(yè),,,解：,球與木塊一起運(yùn)動(dòng)，加速度方向不可能向左。,若一起向右加速運(yùn)動(dòng)，對(duì)小球分析受力得,對(duì)整體分析受力得,若一起向左減速運(yùn)動(dòng)，對(duì)整體分析受力得,故正確選項(xiàng)為A、C,,,044.鹽城市2008屆六所名校聯(lián)考試題 3,3．如圖所示，一質(zhì)量為M的直角劈B放在水平面上，在劈的斜面上放一質(zhì)量為m的物體A，用一

21、沿斜面向上的力F作用于A上，使其沿斜面勻速上滑，在A上滑的過程中直角劈B相對(duì)地面始終靜止，則關(guān)于地面對(duì)劈的摩擦力f及支持力N正確的是（ ）A．f = 0 ，N = Mg+mgB．f 向左，N <Mg+mgC．f 向右，N <Mg+mgD．f 向左，N =Mg+mg,B,解：,Fsinα +N = (M+m) g,Fcosα+ f = 0,設(shè)地面對(duì)劈的摩擦力f向右,f = -Fcosα,N = (M+

22、m) g- Fsinα,對(duì)AB整體：,負(fù)號(hào)表示f 向左,,049.西安市重點(diǎn)中學(xué)2008屆4月份理綜試題18,18、質(zhì)量mA=10kg的物塊A與質(zhì)量mB=2kg的物塊B放在傾角θ=300的光滑斜面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，輕質(zhì)彈簧一端與物塊B連接，另一端與固定檔板連接，彈簧的勁度系數(shù)k=400N/m，現(xiàn)給物塊A施加一個(gè)平行于斜面向上的F，使物塊A沿斜面向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，已知力F在前0.2s內(nèi)為變力，0.2s后為恒力，求：（g=10m/s2）（1

23、） 力F的最大值與最小值 （2）力F由最小值到最大值的過程中，物塊A所增加的重力勢(shì)能。,,,解：,（1）開始靜止時(shí)彈簧壓縮,0.2s 末A、B即將分離, A、B間無(wú)作用力，對(duì)B物塊：,解得 x2=0.05m a=5 m/s2,t=0時(shí)，F(xiàn)最小，對(duì)AB整體,t=0.2s 時(shí)，F(xiàn)最大，對(duì)A物塊：,（2）物塊A所增加的重力勢(shì)能為,,,2、如圖，質(zhì)量為M的楔形物塊靜置在水平地面上，其斜面的傾角為θ．斜面上有一質(zhì)量為m的小物

24、塊,小物塊與斜面之間存在摩擦. 用恒力F沿斜面向上拉小物塊，使之勻速上滑．在小物塊運(yùn)動(dòng)的過程中，楔形物塊始終保持靜止．地面對(duì)楔形物塊的支持力為 ( ) A．（M＋m）g B．（M＋m）g－F C．（M＋m）g＋Fsinθ D．（M＋m）g－Fsinθ,gk011.2008年高考物理海南卷 2,D,解見下頁(yè),,,本題可用整體法的牛頓第二定

25、律解題，,N + Fsin θ= Mg + mg,N= (M+m)g – F sin θ,豎直方向由平衡條件：,【解析】,,,gk011.2008年高考物理海南卷 9,9、如圖，水平地面上有一楔形物體b，b的斜面上有一小物塊a；a與b之間、b與地面之間均存在摩擦．已知楔形物體b靜止時(shí)，a靜止在b的斜面上．現(xiàn)給a和b一個(gè)共同的向左的初速度，與a和b都靜止時(shí)相比，此時(shí)可能 ( ) A．a(chǎn)與b之間的壓力減少，且

26、a相對(duì)b向下滑動(dòng)B．a(chǎn)與b之間的壓力增大，且a相對(duì)b向上滑動(dòng)C．a(chǎn)與b之間的壓力增大，且a相對(duì)b靜止不動(dòng)D．b與地面之間的壓力不變， 且a相對(duì)b向上滑動(dòng),B C,解見下頁(yè),,,對(duì)系統(tǒng)整體，在豎直方向，若物塊a相對(duì)b向上滑動(dòng)，則a還具有向上的分加速度，即對(duì)整體由牛頓第二定律可知，系統(tǒng)處于超重狀態(tài)，b與地面之間的壓力將大于兩物體重力之和，D錯(cuò)。,【解析】,依題意，若兩物體依然相對(duì)靜止，則a的加速度一定水平向右，如圖將加速度

27、分解為垂直斜面與平行于斜面，則垂直斜面方向，,N－mgcosθ=may，,即支持力N大于mgcosθ，,與都靜止時(shí)比較，a與b間的壓力增大；,沿著斜面方向，若加速度a過大，則摩擦力可能沿著斜面向下，即a物塊可能相對(duì)b向上滑動(dòng)趨勢(shì)，甚至相對(duì)向上滑動(dòng)，故A錯(cuò)，B、C正確；,,,gk015.2008年高考理綜四川延考區(qū)卷24,24．（18分）水平面上有帶圓弧形凸起的長(zhǎng)方形木塊A，木塊A上的物體B用繞過凸起的輕繩與物體C相連，B與凸起之間的繩