利用整体法和隔离法求解平衡问题

利用整体法和隔离法求解平衡问题,1.整体法：指对物理问题中的整个系统进行分析、研究的方法。在力学中，就是把几个物体视为一个整体，作为研究对象，受力分析时，只分析这一整体对象之外的物体对整体的作用力（外力），不考虑整体内部之间的相互作用力（内力）。,2.隔离法：隔离法是指对物理问题中的单个物体进行分析、研究的方法。在力学中，就是把要分析的物体从相关的物体体系中隔离出来，作为研究对象，只分析该研究对象以外的物体对该对象的作用力，不考虑研究对象对其他物体的作用力。,处理连结体问题的方法-整体法和隔离法,在“连接体运动”的问题中，比较常见的连接方式有：用细绳将两个物体连接，物体间的相互作用是通过细绳的“张力”体现的。两个物体通互相接触挤压连接在一起，它们间的相互作用力是“弹力”、“摩擦力”连接在一起。,1.质量相同的四木块叠放在一起，如图所示，静止在水平地面上，现有大小相等、方向相反的力F分别作用的第2块和第4块木块上，四木块仍然静止，则从上到下各层接触面间的摩擦力多大？,0,0,F,F,3.如图所示，两只相同的均匀光滑小球置于半径为R的圆柱形容器中，且小球的半径r满足2rR，则以下关于A、B、C、D四点的弹力大小说法中正确的是()AD点的弹力可以大于、等于或小于小球的重力BD点的弹力等于A点的弹力(指大小)CB点的弹力恒等于一个小球重力的2倍DC点的弹力可以大于、等于或小于小球的重力,ABC,4.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：AN不变，T变大BN不变，T变小CN变大，T变大DN变大，T变小,B,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、没有摩擦力作用,8.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着质量为m1和m2的两个木块b和c,如图所示,已知m1m2,三木块均处于静止状态,则粗糙地面对三角形木块,10.如图所示，倾角为的三角滑块及其斜面上的物块静止在粗糙水平地面上现用力F垂直作用在物块上，物块及滑块均未被推动，则滑块受到地面的静摩擦力大小为,A0BFcosCFsinDFtan,C,11.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,A,效果相同吗？,12.用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来，如图12所示，今对小球a持续施加一个向左偏下30的恒力，并对小球b持续施加一个向右偏上30的同样大小的恒力，最后达到平衡，表示平衡状态的图可能是,C,在解答过程较为复杂的综合题时，常常将整体法与隔离法交叉地、联合地使用或者叫做不拘一格灵活运用，怎样有利就怎样用,13.如图所示，质量为M的木板悬挂在滑轮组下，上端由一根悬绳C固定在横梁下质量为m的人手拉住绳端，使整个装置保持在空间处于静止状态求（1）悬绳C所受拉力多大？（2）人对木板的压力(滑轮的质量不计),说明本题能成立的条件是3mM，即mM/3这表明人的质量不能太小,思考你觉得要实现本题的状态必须要满足什么条件?,(1)整体法求得拉力，F=（m+M）g(2)mg-F=NF=mg-NN+Mg=F+2F=3(mg-N)N=(3mg-Mg)/4,15.如图所示，质量为M的直角三棱柱A放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角为。质量为m的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A和B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？,隔离体法求得f=mgtan,整体法求得N=(M+m)g,18.如图，两根直木棍AB和CD相互平行，斜靠在竖直墙壁上固定不动，一根水泥圆筒从木棍的上部匀速滑下若保持两木棍倾角不变，将两棍间的距离减小后固定不动，仍将水泥圆筒放在两木棍上部，则水泥圆筒在两木棍上将：()A仍匀速滑下B加速滑下C可能静止D一定静止,重力方向，支持力方向，摩擦力方向都没有变，那么所有力的大小也就都没有变。大家可能认为随着两木棍间距离的变化，泥筒给木棍的压力可能也会随之变化，但是，需要注意的是，木棍给泥筒竖直方向上的作用力始终没有变化，永远都是等于重力，变化的只是水平方向的分力。,A,19.如下图所示，人重600N，木板重400N，人与木板、木板与地面间动摩擦因数皆为0.2，现在人用水平力拉绳，使他与木块一起向右匀速运动，则,A.人拉绳的力是200NB.人拉绳的力是100NC.人的脚给木块的摩擦力向右D.人的脚给木块的摩擦力向左,把人和木板看做是一个整体，这个整体一起向右匀速运动，和外力为零。整体所受的外力有，地面给的摩擦力，大小为200牛，还有两段绳子给的拉力。所以每根绳子上面所承受的拉力是100牛。用隔离体法对木板进行分析。木板受到向左的摩擦力大小为200牛，受到向右的拉力为100牛，则还应该受到人给木板的摩擦力方向向右，大小也应该是一百牛。或者直接对人进行受力分析，受到向右的绳子拉力，还能保持匀速运动，必然会有向左的摩擦力来平衡，摩擦力是木板给的，所以人对木板的摩擦力方向应该向右。,BC,20.如图所示，在水平传送带上有三个质量分别为m1、m2、m3的木块1、2、3，木块1和2及2和3间分别用原长为L、劲度系数为k的轻弹簧连接起来，木块与传送带间的动摩擦因数为.现用水平细绳将木块1固定在左边的墙上，传送带按图示方向匀速运动，当三个木块达到平衡后，1、3两木块之间的距离是,B,14.在图中有相同两球放在固定的斜面上，并用一竖直挡板MN挡住，两球的质量均为m，斜面的倾角为，所有摩擦均不计（）,CD,先用整体法分析挡板对B球的弹力的大小。弹力的方向始终不变，两球对斜面的压力随着夹角的变化而变化。再用隔离体法对A进行受力分析，随着夹角的变化，B对A的力以及A对斜面的地都在变化，但是这两个力的夹角始终是九十度,1、当用隔离法时，必须按题目的需要进行恰当的选择隔离体，否则将增加运算过程的繁琐程度。2、只要有可能，要尽量运用整体法。因为整体法的好处是，各隔离体之间的许多未知力，都作为内力而不出现，对整体列一个方程即可。3、用整体法解题时，必须满足一个条件，即连结体各部分都处于平衡态。如果不是这样，便只能用隔离法求解。4、往往是一道题中要求几个量，所以更多的情况是整体法和隔离法同时并用，这比单纯用隔离法要简便。,小结：隔离法和整体法是解动力学习题的基本方法。应注意：,.如图所示，测力计、绳子和滑轮的质量都不计，摩擦不计，物体A重40N，物体B重10N，以下说法正确的是,A.地面对A的支持力是30NB.测力计示数20NC.物体A受到的合外力是30ND.测力计示数30N,AB,【练习5】如图所示，物体A、B的质量均为6kg，接触面间的动摩擦因数=0.3，水平力F=30N，那么、1）A、B间摩擦力大小为_N，2）水平面对B的摩擦力的大小为_N（滑轮和绳的质量均不计，）,【练习4】如图所示质量为M的木板，通过跨过滑轮的绳子与横梁相连，一个质量为m的人拉住绳端悬吊着由于木板质量比较大，仍然压在地面上求木板对地的压力(滑轮质量不计),8.如下图所示，在两块相同的竖直木板之间，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：(1)第1块砖和第4块砖受到木板的摩擦力各为多大?(2)第2块砖和第3块砖之间的相互作用的摩擦力为多大?(3)第3块砖受到第4块砖的摩擦力为多大?,1.整体法：选取几个物体组成的整体为研究对象进行受力分析的方法当只涉及系统外力而不涉及系统内部物体之间的内力以及加速度问题时，通常选取整个系统为研究对象，不必对系统内部物体隔离分析,处理连接体平衡问题的方法,2.隔离法：把研究对象从周围物体中隔离出来进行受力分析的方法当涉及系统内各物体之间的作用力或加速度时，通常选取隔离体为研究对象隔离法不仅能求出其他物体对整体的作用力，而且还能求出整体内部物体之间的作用力,AF逐渐增大，T逐渐减小，N逐渐减小BF逐渐减小，T逐渐减小，N逐渐增大CF逐渐增大，T先减小后增大，N逐渐增大DF逐渐减小，T先减小后增大，N逐渐减小,12.如图所示，轻杆的一端固定一光滑球