2..隔离法.doc

高中奥林匹克物理竞赛解题方法二、隔离法方法简介 隔离法就是从整个系统中将某一部分物体隔离出来,然后单独分析被隔离部分的受力情况和运动情况,从而把复杂的问题转化为简单的一个个小问题求解。隔离法在求解物理问题时,是一种非常重要的方法,学好隔离法,对分析物理现象、物理规律大有益处。oYoZmxSmCq例1:两个质量相同的物体1和2紧靠在一起放在光滑水平 桌面上,如图2—1所示,如果它们分别受到水平推 力F1和F2作用,且F1>F2,则物体1施于物体2的 作用力的大小为<) <F1+F2) <F1-F2)解读:要求物体1和2之间的作用力,必须把其中一个隔离出来分析。先以整体为研究对象,根据牛顿第二定律:F1-F2=2ma①再以物体2为研究对象,有N-F2=ma ②解①、②两式可得所以应选C例2:如图2—2在光滑的水平桌面上放一物体A,A上再放一物体B,A、B间有摩擦。施加一水平力F于B,使它相对于桌面向右运运,这时物体A相对于桌面<) ,但运动方向不能判断解读:A的运动有两种可能,可根据隔离法分析设AB一起运动,则AB之间的最大静摩擦力以A为研究对象:,但比B要慢,所以应选B例3:如图2—3所示,已知物块A、B的质量分别为m1、m2,A、B间的摩擦因数为μ1,A与地面之间的摩擦因数为μ2,在水平力F的推动下,要使A、B一起运动而B不至下滑,力F至少为多大?oYoZmxSmCq解读:B受到A向前的压力N,要想B不下滑,需满足的临界条件是:μ1N=,A、B的加速度为a,以B为研究对象,用隔离法分析,B受到重力,A对B的摩擦力、A对B向前的压力N,如图2—3甲所示,要想B不下滑,需满足:μ1N≥m2g,即:μ1m2a≥m2g,所以加速度至少为a=g/μ1oYoZmxSmCq再用整体法研究A、B,根据牛顿第二定律,有:F—μ2<m1+m2)g=(m1+m2>g=(m1+m2>a,:如图2—4所示,用轻质细绳连接的A和B两个物体,沿着倾角为α的斜面匀速下滑,问A与B之间的细绳上有弹力吗?oYoZmxSmCq解读:弹力产生在直接接触并发生了形变的物体之间,,,受力分析如图2—4甲所示,设弹力T存在,将各力正交分解,由于两物体匀速下滑,处于平衡状态,所以有:oYoZmxSmCq……①……②设两物体与斜面间动摩擦因数分别为、,则……③……④由以上①②③④可解得:若T=0,应有:由此可见,当时,,绳子上一定有弹力吗?,应有:T>0即所以只有当时绳子上才有弹力例5如图2—5所示,物体系由A、B、C三个物体构成,质量分别为mA、mB、,.<一切摩擦和绳、滑轮的质量都不计)oYoZmxSmCq解读在水平力F作用下,若A和B能相对于C静止,,这就决定了F只能水平向右,可用整体法来求,,以地为参考系,受重力<mA+mB+mC)g,推力F和地面的弹力N,如图2—5甲所示,设对地的加速度为a,则有:oYoZmxSmCq…………①隔离B,以地为参考系,受重力mBg、张力T、C对B的弹力NB,应满足:…………②隔离A,以地为参考系,受重力mAg,绳的张力T,C的弹力NA,应满足;NA=mAg…………③T=mAa…………④当绳和滑轮的质量以及摩擦都不计时,由②、④两式解出加速度代入①式可得:例6如图2—6所示,一根轻质弹簧上端固定,下端挂一质量为m0的平盘,盘中有一物体质量为m,当盘静止时,弹簧的长度比其自然长度伸长了L,今向下拉盘,使弹簧再伸长△,设弹簧总处在弹性限度以内,则刚松开手时盘对物体的支持力等于<)oYoZmxSmCqA. . ,,在没有向下拉盘时有oYoZmxSmCqKL=<m+m0)g…………①在向下拉伸△L又放手时有K△L=<m+m0)a……②再选m为研究对象FN-mg=ma……③解得:、—7所示,AO是质量为m的均匀细杆,