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高考-高中物理-力学专题-整体法和隔离法

专题整体法和隔离法、静力学中的整体与隔离通常在分析外力对系统的作用时,用整体法;在分析系统内各物体(各部分)间相互作用时,用隔离法•解题中应遵循“先整体、后隔离”的原则。

【例1】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有质量为ml和m2的两个木块b和c,如图所示,已知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【例2】有一个直角支架AOB , AO水平放置,表面粗糙,0B竖直向下,表面光滑,A0上套有小环P, 0B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,A0杆对P环的支持力N和细绳上的拉力T的变化情况是()A. N不变,T变大B. N不变,T变小C . N变大,T变大D . N变大,T变小【例3】如图所示,设 A 重10N , B 重20N , A、B间的动摩擦因数为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A -f F—-B-—滑动?(2)若A、B间卩1=0.4 , B与地间"=0」,贝U F多大才能产生相对滑动?【例4】将长方形均匀木块锯成如图所示的三部分,其中B、C 两部分完全对称,现将三部分拼在一起放在粗糙水平面上,当用与木块左侧垂直的水平向右力F作用时,木块恰能向右匀速运动,且A与B、A与C均无相对滑动,图中的0角及F为已知,求A 与B之间的压力为多少?【例5】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,则左边木板对第一块砖,第二块砖对第三块砖的摩擦力分别为A . 4mg、2mgB . 2mg、0C . 2mg、mg 12 3 4ml绳的中点施加一个竖直向上的拉力,当绳被拉直后,两段绳间的夹角为多大时,两球将发生滑动?【例8】如图所示,光滑的金属球B放在纵截面为等边三角形的物体A与坚直墙之间,恰好匀速下滑,已知物体A的重力是B重力的6倍,不计球跟斜面和墙之间的摩擦,问:物体A与水平面之间的动摩擦因数卩是多少?【【例9】如图所示,两木块的质量分别为m i和m2,两轻质弹簧的劲度系数分别为k i和k2,上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接),整个系统处于平衡状态•现缓慢向上提上面的木块,直到它刚离开上面弹簧。

在这过程中下面木块移动的距离为B。

问当F至少叫二、牛顿运动定律中的整体与隔离当系统内各物体具有相同的加速度时,应先把这个系统当作一个整体(即看成一个质点),分析受到的外力及运动情况,利用牛顿第二定律求出加速度. 如若要求系统内各物体相互作用的内力,则把物体隔离,对某个物体单独进行受力分析,再利用牛顿第二定律对该物体列式求解•隔离物体时应对受力少的物体进行隔离比较方便。

【例11】如图所示的三个物体A、B、C,其质量分别为m i、m2、m3,带有滑轮的物体B放在光滑平面上,滑轮和所有接触面间的摩擦及绳子的质量均不计.为使三物体间无相对运动,则水平推力的大小应为F= _________。

【例12】如图,底座A上装有一根直立竖杆,其总质量为M ,杆上套有质量为m的环B,它与杆有摩擦。

当环从底座以初速向上飞起时(底座保持静止),环的加速度为a,求环在升起的过程中,底座对水平面的压力分别是多大?【A【例13】如图,质量M=10kg 的木楔ABC静置于粗糙水平地面上,与地面动摩擦因数卩=0.02 .在木楔的倾角B为30的斜面上,有一质量为m=1.0kg 的物块由静止开始沿斜面下滑。

当滑行路程s=1.4m 时,其速度v=1.4m/s 。

在这个过程中木楔没有动。

求地面对木楔的摩擦力的大小和方向。

(重力加速度g=10m/s 2)三、连接体中的整体与隔离【例15】如图所示,五个木块并排放在水平地面上,它们的质量相同,与地面的摩擦不计。

当用力F推第一块使它们共同加速运动时,第2块对第3块的推力为______________ 。

【【例16】如图所示,物体M、m紧靠着置于摩擦系数为卩的斜面上,斜面的倾角为现施加一水平力F作用于M, M、m共同向上作加速运动,求它们之间相互作用力的大小。

【基础训练:1.如图所示,质量分别为M、m的滑块A、B叠放在固定的、倾角为B的斜面上,A与斜面间、A与B之间的动摩擦因数分别为卩1,卩2,当A、B从静止开始以相同的加速度下滑时,B受到摩擦力()A.等于零B.方向平行于斜面向上C.大小为卩1 mgcos 0D.大小为卩2mgcos2.如图所示,质量为M的框架放在水平地面上,一轻弹簧上端固定在框架上,下端固定个质量为m的小球。

小球上下振动时,框架始终■小物体,它和中间的物体一起运动,且原拉力 力F a 和F b 的变化情况是()A. T a 增大B.T b 增大C.T a 变小D.T b 不变F 不变,那么加上物体以后,两段绳中的拉A 2 BCi i I i 1 1 f i I t I 1 11 1I4.如图所示为杂技“顶竿”表演,一人站在地上,肩上扛一质量 沪m 为M 的竖直竹竿,当竿上一质量为 m 的人以加速度 a 加速下滑时, MO竿对“底人”的压力大小为()苛—A. ( M+m ) gB. ( M+m ) g — maC. (M+m ) g+maD. (M — m ) g -, 5.如图,在竖直立在水平面的轻弹簧上面固定一块质量不计 的薄板,将薄板上放一重物,并用手将重物往下压,然后突 然将手撤去,重物即被弹射出去,则在弹射过程中, 物与弹簧脱离之前),重物的运动情况是()A. 一直加速B.先减速,后加速C.先加速、后减速D.匀加速6. 如图所示,木块 A 和B 用一轻弹簧相连,竖直放在木块 C 上,三者静置于地面,它们的质量之比是 接触面都光滑,当沿水平方向抽出木块7.如图所示,一细线的一端固定于倾角为 45。

的光滑楔形滑块A 的顶端P 处,细线的另一端拴一质量为m 的小球。

当滑块至少以加速度a = _____________ 向左运动时,小球对滑块的压力等 于零。

当滑块以 a = 2g 的加速度向左运动时,线的拉力大小 F = ____________ 。

8.如图所示,质量分别为 m 和2m 的两物体 A 、B 叠放在一起,放在光滑的水平地面上,已知A 、B 间的最大摩擦力为 A 物体重力的卩倍,若用水平力分别作用在 A 或B 上,使A 、B 保持相对静止做加速运动,则作用于A 、B 上的最大拉力 F A 与F B 之比为多少?没有跳起,当框架对地面压力为零瞬间,小球的加 速度大小为( )M m A.g B. gmC.OM m D. g m3.如图,用力 F 拉A 、B 、C 三个物体在光滑水平面上运动,现在中间的 B 物体上加一个C 的瞬时,A 和B 的加速度分别是 a A = _____________(即重1:2:3,设所有9. 如图所示,质量为80kg的物体放在安装在小车上的水平磅称上,小车沿斜面无摩擦地向下运动,现观察到物体在磅秤上读数只有600N,则斜面的倾角B为多少?物体对磅秤的静摩擦力为多少?10. 如图所示,一根轻弹簧上端固定,下端挂一质量为m o的平盘,盘中有一物体,质量为m,当盘静止时,弹簧的长度比自然长度伸长了L。

今向下拉盘使弹簧再伸长△ L后停止, 然后松手放开,设弹簧总处在弹性限度以内,刚刚松开手时盘对物体的支持力等于多少?11. 如图2-11所示,半径为R的光滑圆柱体,由支架固定于地面上,用一条质量可以忽略的细绳,将质量为m1和m2的两个可看作质点的小球连接,放在圆柱体上,两球和圆心O在同一水平面上,在此位置将两物体由静止开始释放,问在什力?12. 如图2-12所示,一轻绳两端各系一小球 (可视为质点),质量分别为M和m (M >m),跨放在一个光滑的半圆柱体上两球从水平直径AB的两端由静止释放开始运动.当m刚好达到圆柱体侧面最高点C处时,恰脱离圆柱体•则两球质量之比M :图2-12图 2 —11直击高考:1 • ( •辽宁、宁夏理综)如图所示,一足够长的木板静止在光滑水平面上,一物块静皮肤止在木板上,木板和物块间有摩擦•现用水平力向右拉木板,当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时,撤掉拉力,此后木板和物块相对于水平面的运动情况为( )A .物块先向左运动,再向右运动B .物块向右运动,速度逐渐增大,直到做匀速运动C .木板向右运动,速度逐渐变小,直到做匀速运动D .木板和物块的速度都逐渐变小,直到为零【】2. (•黄冈质检如图所示,在倾角为e的光滑斜面上有两个用劲度系数为k的轻质弹簧相连的物块A、B,质量均为m,开始时两物块均处于静止状态. 现下压A再静止释放使A开始运动,当物块B刚要离开挡板时,A的加速度的大小和方向为( )A. 0B. 2g sin e,方向沿斜面向下C. 2g sin e,方向沿斜面向上D . g sin e,方向沿斜面向下【.【】3 . ( •北京西城区抽样)如图所示是一种升降电梯的示意图,A为载人箱,B为平衡重物,它们的质量均为M,上下均由跨过滑轮的钢索系住,在电动机的牵引下使电梯上下运动.如果电梯中人的总质量为m,匀速上升的速度为v,电梯即将到顶层前关闭电动机,依靠惯性上升h高度后停止,在不计空气和摩擦阻力的情况下,h为()v2A.—2g(M + m )v2 C.-mg【】4 . (2010 •江西师大附中、临川一中联考)如图所示,小物块A质量为M = 10kg , B质量为m = 2.5kg. A、B用一轻绳连接跨过无阻力的定滑轮且处于静止状态. A与平台间动摩擦因数口= 0.25(与最大静摩擦因数相等)•现用竖直向上的力F拉A,且F由零线性增大至100N的过程中,B的下降高度恰为h = 2m , (A未与滑轮相碰) 则上述过程中的最大速度为(g = 10m/s 2) •( )A • 1m/sB • 2m/s C. 3m/s D . 0【【】5 . (2010 •福建铭选中学质检)如图所示,某斜面体由两种材料拼接而成,BC界面平行于底面DE,两侧面与水平面夹角分别为30。

和60 ° .已知一物体从A点静止下滑,加速至B点,匀速至D点•若该物块静止从A点沿另一侧面下滑,则有( )A •一直加速运动到E,但AC段的加速度比CE段小B • AB段的运动时间大于AC段的运动时间C •将加速至C点,匀速至E点D .通过C点的速率等于通过B点的速率【6.—条不可伸长的轻绳跨过质量可忽略不计的定滑轮,绳的一端系一质量m= 15kg的重物.重物静止于地面上,有一质量m1=10kg的猴子,从绳的另一端沿绳向上爬,如图所示,不计滑轮摩擦,在重物不离开地面的条件下,猴子向上爬的最大加速度为(g取10m/s 2)( )A • 25m/s 2B. 5m/s 2C. 10m/s 2 D . 15m/s 2【7 .如图(a)所示,水平面上质量相等的两木块A、B用一轻弹簧相连接,整个系统处于平衡状态•现用一竖直向上的力F拉(M + m)v2 B-2mg(2 M + m)v2D.-2mg□吊动木块A,使木块A向上做匀加速直线运动,如图(b)所示.研究从力F 刚作用在木块A的瞬间到木块B刚离开地面的瞬间这个过程, 中木块A的起始位置为坐标原点,则下图所示的图象中可以表示力8 •如图所示的弹簧秤质量为m,挂钩下面悬挂一个质量为m o的重物,现用一方向竖直向上的外力F拉着弹簧秤,使其向上做匀加速直线运动,则弹簧秤的示数与拉力F之比为()A• m o: m B. m : m oC. m o: (m + m o) D . m : (m —m o)【9 .如图所示,一根轻质弹簧上端固定,下端挂一质量为m o的秤盘,盘中有物体质量为m,当盘静止时,弹簧伸长为I,现向下拉盘使弹簧再伸长A1后停止,然后松开手,设弹簧总处在弹性限度内,则刚松开手时盘对物体的支持力等于( )Al(1 + —)(m + m o)gAlD.—(m + m o)g【10 . (2007 •高考江苏卷如图所示,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口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,则并且选定这个过程F和木块A的位移x 之间关系的是AlB. (1 +~p mgAlC〒mg)轻绳对m的最大拉力为3(1 mg A.- 53 i mgC. -2D • 3 i mg 【11 •如图所示,把长方体分割成A 、B 两斜面体,质 量分别为 m A 和m B ,切面与水平桌面成 B 角.两斜面体切面光滑,桌面也光滑•求水平推力在什么范围内,A 不 会相对B 滑动?12 .如图所示,在光滑的桌面上叠放着一质量为 m A = 2.0kg 的薄木板 A 和质量为m B = 3kg 的金属块 B .A 的长度L = 2.0m. B 上有轻线绕过定滑轮与质量为 m c = 1.0kg 的物块C 相连.B 与A 之间的动摩擦因数 1= 0.10,最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力.忽 略滑轮质量及与轴间的摩擦•起始时令各物体都处于静止状态,绳被拉直, B 位于A 的 左端(如图),然后放手,求经过多长时间B 从A 的右端脱离(设A 的右端距离滑轮足够远,取 g = 10m/s 2). E --------------- / --------- P Z3 i mg B.- 4。

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