高考物理专题讲座：整体法与隔离法2.ppt

高考物理专题讲座 整体法与隔离法 二 牛顿运动定律解连接体问题 例4 如图所示 竖直放置在水平面上的轻质弹簧上叠放着两物块a b a b的质量均为2kg 它们处于静止状态 若突然将一个大小为10n 方向竖直向下的力施加在物块a上 则此瞬间 a对b的压力的大小为 取g 10m s2 a 5nb 15nc 25nd 35n 例题分析 解析 因为在瞬间弹簧弹力来不及变化 所以a b整体所受合力为f 10n 由整体可求得加速度a f 2m 2 5m s2隔离a 由牛顿第二定律可得 f mg fn ma解得fn 25n 答案 c mg f fn 例5 如图所示 长方体物块a叠放在长方体物块b上 b置于光滑水平面上 a b质量分别为ma 6kg mb 2kg a b之间动摩擦因数 0 2 开始时f 10n 此后逐渐增加 在增大到45n的过程中 则 a 当拉力f 12n时 两物块均保持静止状态b 两物块间从受力开始就有相对运动c 两物块开始没有相对运动 当拉力超过12n时 开始相对滑动d 两物块间始终没有相对运动 但ab间存在静摩擦力 其中a对b的静摩擦力方向水平向右 解析 a与b刚要发生相对滑动的临界条件 要滑动 a与b间的静摩擦力达到最大静摩擦力 未滑动 此时a与b加速度仍相同 受力分析如图 先隔离b 牛顿第二定律可得 a mg m再对整体 由牛顿第二定律可得 f m m a解得 f m m mg m 48n所以 当f 48n时 a与b相对滑动 当f 48n时 a与b相对静止 一起做加速运动 答案 d 6 2007年 江苏卷 如图所示 光滑水平面上放置质量分别为m和2m的四个木块 其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的轻绳相连 木块间的最大静摩擦力是 mg 现用水平拉力f拉其中一个质量为2m的木块 使四个木块以同一加速度运动 则轻绳对m的最大拉力为 a 3 mg 5b 3 mg 4c 3 mg 2d 3 mg mg t mg 解析 整体可得加速度a mg 4m g 4隔离 可得t 3ma 3 mg 4 答案 b 同步练习 例6 如图所示 两个重叠在一起的滑块置于固定的倾角为 的斜面上 设a和b的质量分别为m和m a与b间的动摩擦因数为 1 b与斜面间的动摩擦因数为 2 两滑块都从静止开始以相同的加速度沿斜面下滑 在这过程中a受到的摩擦力 a 等于零b 方向沿斜面向上c 大小等于 2mgcos d 大小等于 1mgcos 解析 对a和b整体应用牛顿第二定律可得 加速度大小为a m m gsin 2 m m gcos m m g sin 2cos 隔离a 设a受摩擦力方向沿接触面向上 由牛顿第二定律可得 mgsin f ma解得 f 2mgcos 答案 bc 注意 a和b间的摩擦力为静摩擦力 不是滑动摩擦力 因此不能用f 1fn 1mgcos 计算 7 2004上海 物体b放在物体a上 a b的上下表面均与斜面平行 如图 当两者以相同的初速度靠惯性沿光滑固定斜面c向上做匀减速运动时 a a受到b的摩擦力沿斜面方向向上b a受到b的摩擦力沿斜面方向向下c a b之间的摩擦力为零d a b之间是否存在摩擦力取决与a b表面的性质 答案 c 同步练习 解析 对a和b整体应用牛顿第二定律可得 加速度大小为a gsin 隔离b 设b受摩擦力方向沿接触面向上 由牛顿第二定律可得 mgsin f ma解得 f 0 例7 如图所示 在斜面上有两个物体a b靠在一起往下滑 对于a的受力情况 下列说法正确的是 a 若斜面光滑 则物体a只受两个力b 若斜面光滑 并设物体a b的质量分别为ma mb 且mb ma 则物体a受三个力c 若物体a b材料相同 与斜面间有摩擦 则物体a只受三个力d 若物体a b材料相同 与斜面间有摩擦 则物体a受四个力 解析 1 若斜面光滑 对a和b整体应用牛顿第二定律可得 加速度大小为a gsin 隔离b 设b受a的弹力方向向上 由牛顿第二定律可得 mgsin f ma解得 f 0 说明ab间无弹力 因此a b均受两个力作用 2 若斜面粗糙 对a和b整体应用牛顿第二定律可得 加速度大小为a g sin cos 隔离b 设b受a的弹力方向向上 由牛顿第二定律可得 mgsin mgcos f ma代入解得 f 0 说明ab间仍无弹力 因此a b均只受三个力作用 答案 ac 8 2008年全国ii 如图 一固定斜面上两个质量相同的小物块a和b紧挨着匀速下滑 a与b的接触面光滑 已知a与斜面之间的动摩擦因数是b与斜面之间动摩擦因数的2倍 斜面倾角为 b与斜面之间的动摩擦因数是 a 2tan 3b 2cot 3c tan d cot 同步练习 解析 由整体运用力的平衡条件有 2mgsin mgcos 2 mgcos 0解得 2tan 3 故本题bcd错a对 选a 例8 如图所示 倾角为 的斜面体置于水平面上 其质量为m 它的斜面是光滑的 在它的斜面上有一质量为m的物体 在用水平力推斜面体沿水平面向左运动过程中 物体与斜面体恰能保持相对静止 则下列说法中正确的是 a 斜面体对物体的弹力大小为mgcos b 斜面体对物体的弹力大小为mg cos c 物体的加速度大小为gsin d 水平推力大小为 m m gtan 解析 隔离m 由平行四边形定则可得 fn mg cos f合 mgtan 由牛顿第二定律可得 a f合 m gtan 对整体 由牛顿第二定律可得 f m m a m m gtan 答案 bd 8 如图所示 bc为固定在小车上的水平横杆 物块m串在杆上 靠摩擦力保持相对杆静止 m又通过轻细线悬吊着一个小铁球m 此时小车正以大小为a的加速度向右做匀加速运动 而m m均相对小车静止 细线与竖直方向的夹角为 小车的加速度逐渐增大 m始终和小车保持相对静止 当加速度增加到2a时 a 横杆对m的摩擦力增加到原来的2倍b 横杆对m弹力不变c 细线与竖直方向的夹角增加到原来的2倍d 细线的拉力增加到原来的2倍 同步练习 答案 ab 解