牛顿第二定律的应用--整体法与隔离法

1、3.3 3.3 牛顿第二定律的应用牛顿第二定律的应用第三章第三章 牛顿运动定律牛顿运动定律整体法与隔离法整体法与隔离法 在求解连接体问题时常常用到整体法与隔离法所谓“连接体”问题，是指运动中的几个物体或上下叠放在一起、或前后挤靠在一起、或通过轻绳、轻杆、轻弹簧连在一起、或由间接的场力作用在一起的物体组整体法与隔离法整体法与隔离法 内力：各物体间存在相互作用力.书写笔记书写笔记 外力：整体之外的物体对整体的作用力.有相互作用力的系统有相互作用力的系统】放在水平地面上的放在水平地面上的A、B两个木块，其质量分别两个木块，其质量分别为为m1和和m2 ,在水平向右的推力在水平向右的推力F作用下，一起向

2、右运动。作用下，一起向右运动。整体法与隔离法整体法与隔离法（1）当地面光滑时，）当地面光滑时，求木块求木块A对木块对木块B的作用力为多少？的作用力为多少？（2）当两木块）当两木块A,B与地面的滑动摩擦因数均为与地面的滑动摩擦因数均为 时时 求木块求木块A对木块对木块B的作用力为多少？的作用力为多少？（1）当地面光滑时，）当地面光滑时，A,B作为一个整体，根据牛顿第二定律得：作为一个整体，根据牛顿第二定律得：ammF)(21求得：求得：21mmFa对对B受力分析：受力分析：水平方向：水平方向：联立以上各式得：联立以上各式得：212mmFmFABamFAB2（2）当地面粗糙时，）当地面粗糙时，A,

3、B作为一个整体，根据牛顿第二定律得：作为一个整体，根据牛顿第二定律得：对对B受力分析：受力分析：水平方向：水平方向：联立以上各式得：联立以上各式得：212mmFmFABammgmmF)()(2121amgmFAB22思考：用水平推力思考：用水平推力F F向左推，向左推，A A、B B间的作用间的作用力与原来相同吗？力与原来相同吗？ 对对A A受力分析受力分析根据牛顿第二定律得根据牛顿第二定律得：ammF)(21211mmFmFBA解：对整体，根据牛顿第二定律得解：对整体，根据牛顿第二定律得联立以上各式得：联立以上各式得：amFBA1没有摩擦力时：没有摩擦力时： 知识梳理知识梳理一、整体法：在研

4、究物理问题时，把所研究的一、整体法：在研究物理问题时，把所研究的对象作为一个整体（不考虑内力）来处理的方对象作为一个整体（不考虑内力）来处理的方法称为整体法。法称为整体法。 采用整体法时不仅可以把几个物体作为整体，也可以把几个物理过程作为一个整体。 采用整体法可以避免对整体内部进行繁锁的分析，常常使问题解答更简便、明了。 书写笔记书写笔记 二、隔离法：把所研究对象从整体中隔离出来进行二、隔离法：把所研究对象从整体中隔离出来进行研究，最终得出结论的方法称为隔离法。研究，最终得出结论的方法称为隔离法。 可以把整个物体隔离成几个部分来处理，也可可以把整个物体隔离成几个部分来处理，也可以把整个过程隔离

5、成几个阶段来处理，还可以对同以把整个过程隔离成几个阶段来处理，还可以对同一个物体，同一过程中不同物理量的变化进行分别一个物体，同一过程中不同物理量的变化进行分别处理。处理。 采用隔离物体法能排除与研究对象采用隔离物体法能排除与研究对象无关的因素，使事物的特征明显地显示无关的因素，使事物的特征明显地显示出来，从而进行有效的处理。出来，从而进行有效的处理。书写笔记书写笔记三三 解题方法：解题方法：1.若几个物体相对静止，或者加速度相同，可以用若几个物体相对静止，或者加速度相同，可以用整体法计算。整体法计算。（1）已知外力求内力。）已知外力求内力。 先整体分析，计算加速度，然后隔离分析计先整体分析，

6、计算加速度，然后隔离分析计算内力。算内力。BA例例1在粗糙的水平地面上，质量分别为在粗糙的水平地面上，质量分别为mA mB的物体的物体A、B中间用轻绳连接，现用水平力中间用轻绳连接，现用水平力F拉拉物体物体B，使，使A、B一起向右做加速运动，一起向右做加速运动， A、B与地面的动摩擦因素都是与地面的动摩擦因素都是，求绳子的拉力。，求绳子的拉力。书写笔记书写笔记（2）已知内力求外力。）已知内力求外力。 先隔离分析计算加速度，然后整体分析，计先隔离分析计算加速度，然后整体分析，计算外力。算外力。例例2.在光滑的水平地面上，质量为在光滑的水平地面上，质量为M的车厢内的车厢内用轻绳挂着质量为用轻绳挂着

7、质量为m的小球，车厢在水平外力的小球，车厢在水平外力作用下向右做加速运动，小球相对车厢静止时，作用下向右做加速运动，小球相对车厢静止时，轻绳与竖直方向的夹角为轻绳与竖直方向的夹角为，求外力，求外力F的大小。的大小。书写笔记书写笔记2.若几个物体加速度不相同，用隔离法若几个物体加速度不相同，用隔离法,分分别对每个物体分析计算别对每个物体分析计算.例例3.如图所示，质量如图所示，质量M=60kg的人通过光滑的定的人通过光滑的定滑轮用绳拉着滑轮用绳拉着m= 20kg的物体，当物体以加速度的物体，当物体以加速度a=5 m/s2上升时，人对地面压力为上升时，人对地面压力为（g=10m/s2）例4 在粗糙

8、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有质量为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，则粗糙地面对于三角形木块（） 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没有摩擦力的作用【解析】由于三物体均静止，故可将三物体视为一个物体，它静止于水平面上，必无摩擦力作用，故选D【点评】本题若以三角形木块a为研究对象，分析b和c对它的弹力和摩擦力，再求其合力来求解，则把问题复杂化了此题可扩展为b、c两个物体均匀速下滑，想一想，应选什么？例5.如图所示，设A重10N，B重20N，A、B间的动摩擦

9、因数为0.1，B与地面的摩擦因数为0.2问：（1）至少对B向左施多大的力，才能使A、B发生相对滑动？（2）若A、B间1=0.4，B与地间2=0.l，则F多大才能产生相对滑动？【解析】（1）设A、B恰好滑动，则B对地也要恰好滑动，选A、B为研究对象，受力如图，由平衡条件得：F=fB+2T选A为研究对象，由平衡条件有T=fA fA=0.110=1N fB=0.230=6N F=8N。 （2）同理F=11N。例6.如图所示，重为8N的球静止在与水平面成370角的光滑斜面上，并通过定滑轮与重4N的物体A相连，光滑挡板与水平而垂直，不计滑轮的摩擦，绳子的质量，求斜面和挡板所受的压力（sin370=0.6）。【解析】分别隔离物体A、球，并进行受力分析，如图所示：由平衡条件可得： T=4N Tsin370+N2cos370=8 N2sin370=N1+Tcos370得 N1=1N N2=7N。例7.如图所示，在两块相同的竖直木板间，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