高中物理：牛顿定律应用专题 1巧用整体法和隔离法处理连接体的问题 Word版含答案

1、高中物理巧用整体法和隔离法处理连接体的问题一、考点突破知识点牛顿运动定律 牛顿运动定律的应用考纲要求应用牛顿第二定律解决问题 连接体问题题型选择题解答题分值615 分二、重难点提示重点：整体法与隔离法的多次交替使用。难点：解决连接体问题的关键物体间相互作用力的求解。利用整体法与隔离法求解动力学中的连接体问题1. 整体法的选取原则若连接体内各物体具有相同的加速度，且不需要求物体之间的作用力，可以把它们看成 一个整体，分析整体受到的合外力，应用牛顿第二定律求出加速度（或其他未知量）。2. 隔离法的选取原则若连接体内各物体的加速度不相同，或者要求出系统内各物体之间的作用力时，就需要 把物体从系统中隔

2、离出来，应用牛顿第二定律列方程求解。【技巧点拨】整体法、隔离法的交替运用若连接体内各物体具有相同的加速度，且要求物体之间的作用力时，可以先用整体法求 出加速度，然后再用隔离法选取合适的研究对象，应用牛顿第二定律求作用力，即“先整体 求加速度，后隔离求内力”。例题 1 （江苏高考）如图所示，一夹子夹住木块，在力f 作用下向上提升。夹子和木 块的质量分别为 m、m，夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为 f，若木块不滑动，则力 f 的最大值是（ ）a.c.2 f ( m +m )m 2 f ( m +m )m（mm）gb.d.2 f ( m +m )m 2 f ( m +m )m（mm）g思路分析：由

3、题意知，当 m 恰好不能脱离夹子时，m 受到的摩擦力最大，f 取最大值， 设此时提升的加速度为 a，由牛顿第二定律得对 m 有：2fmgma 对 m 有：f2fmgma12联立两式解得 f2 f ( m +m ) m，选项 a 正确。答案：a例题 2 如图甲所示，质量为 m 的小车放在光滑的水平面上，小车上用细线悬吊一质 量为 m 的小球，mm。现用一力 f 水平向右拉小球，使小球和车一起以加速度 a 向右运动 时，细线与竖直方向成 角，细线的拉力为 t；如图乙所示，若用一力 f水平向左拉小车， 使小球和车一起以加速度 a向左运动时，细线与竖直方向也成 角，细线的拉力为 t。则 （ ）a. a

4、a，tt c. aa，ttb. aa，tt d. aa，tt思路分析：对图甲整体分析，由牛顿第二定律得 a 所示，因此有 ftsin ma，tcos mg；fm +m，对小球受力分析如图（a）对图乙小球受力分析如图（b）所示，因此有 tsin ma，tcos mg，解得 tt mg m，a gtan ，agtan ，由于 mm，故 aa。cos a m人木木答案：b例题 3 如图所示，质量为 m 的木板放在倾角为 的光滑斜面上，质量为 m 的人在木 板上跑，假如脚与板接触处不打滑。（1） 要保持木板相对斜面静止，人应以多大的加速度朝什么方向跑动？（2） 要保持人相对于斜面的位置不变，人在原地跑

5、而使木板以多大的加速度朝什么方 向运动？思路分析：（1）设此时人与木板间的摩擦力为 f，人沿斜面向下运动的加速度为 a ，人现在对人和木板分别应用平衡条件和牛顿第二定律可得：对木板： mg sin q = f 对人：m +m两式可解得： a = g sin qmmg sinq+ f =ma人（2）设此时人与木板间的摩擦力为f，木板沿斜面下滑的加速度为 a ，现对人和木木板分别应用平衡条件和牛顿第二定律，则：对人： mg sin两式可解得：q = f 对木板： m +ma = g sin q mmg sinq+ f=ma木答案：（1）a人=m +m m +mg sin q；（2） a =m mg

6、 sinq【综合拓展】整体法与隔离法常涉及的问题类型（1） 涉及滑轮的问题：若要求绳的拉力，一般都采用隔离法。（2） 水平面上的连接体问题：1 这类问题一般是连接体（系统）各物体保持相对静止，即具有相同的加速度。解题时， 一般采用先整体、后隔离的方法。2 建立直角坐标系时，也要考虑矢量正交分解越少越好的原则，或者正交分解力，或者 正交分解加速度。（3）斜面体与物体组成的连接体的问题：当物体具有沿斜面方向的加速度，而斜面体 相对于地面静止时，解题时一般采用隔离法分析。【高频疑点】连接体问题的核心找到物体间相互作用力 n。1 21 221 212121212122以两个物体的连接系统为例：m f

7、+ m f n = 2 1 1 2m + m1 2（f 和 f 分别表示在两物体上施加的力）只要两物体保持相对静止，与运动方向、有无摩擦（ 相同）、两物体放置的方式都无关。 f 0；f =0f =( m +m ) a1 2m n =m a = 2 fm +m1 2常见模型f 0；f 0常m f +m f n = 2 1 1 2m +m1 2f =0 就是上面的情况 2见模型m ( m g ) +m ( m g sin n = 1 2 2 1m +m1 2q)m ( m g ) +m f n = a b bm +m1 2【满分训练】如图所示，小车沿水平面做直线运动，小车内粗糙底面上有一物块被一拉伸弹 簧拉着，小车向右做加速运动。若小车向右的加速度增大，物块始终相对小车静止，则物块 所受摩擦力 f 和车右壁受弹簧的拉力 f 的大小变化可能是（ ）a. f 不变，f 一直变大b. f 先变小后变大，f 不变c. f 先变大后变小，f 不变d. f 变大，f 先变小后不变思路分析：小车向右的加速