隔离法和整体法在牛顿运动定律中的应用.doc

高一级物理奥赛班试题
隔离法和整体法在牛顿运动定律中的应用
整体法与隔离法是在高中物理学习中常用到的基本方法之一,特别是在力学部分,巧妙地选择研究对象会使问题变得简单,明了。
整体法:就是把几个物体视为一个整体,受力分析时,只分析这一整体之外的物体对整体的作用力,不考虑整体内部之间的相互作用力。隔离法:就是把要分析的物体从相关的物体系中假想地隔离出来,只分析该物体以外的物体对该物体的作用力,不考虑物体对其它物体的作用力。
方法选择:所涉及的物理问题是整体与外界作用时,应用整体分析法,可使问题简化,而不必考虑内力的作用;当涉及的物理问题是物体间的作用时,要应用隔离分析法,这时原整体中相互作用的内力就会变为各个独立物体的外力。有时在一个问题中需要整体法与隔离法交替使用。
整体法的应用需要一个条件:具有相同加速度(或平衡)
一、在平衡状态下的应用
当几个相互连系的物体都处于静止或匀速直线运动状态时,可以把这些物体视为一个整体,由于每一个独立的物体都处于平衡状态,所以整体也处于平衡状态。即不管是独立的物体还是整体,受力都要满足平衡条件。
【例1】如图所示,放置在水平地面上的直角劈M上有一个质量为m的物体,若m在其上方匀速下滑,M仍保持静止,那么下列说法中正确的是:( )
(M+m)g
(M+m)g


〖解析〗M对地面的压力、地面对M的摩擦力,都是直角劈和物体m作为一个整体与外界的作用力,故用整体法来分析求解较为方便。
这一整体在竖直方向上受到向下的重力(M+m)g和向上的支持力FN,由平衡条件得FN=(M+m)g,做A正确,B错误。
这一整体在水平方向上平衡,因此水平方向合力为零,由此可推知地面对M没有摩擦力。故C正确,D错误。
变式练力F,将质量为m的三块砖压在竖直墙上,静止不动,A与F接触面光滑不受摩擦力,则下列叙述正确的是:( )
,方向竖直向上

,方向竖直向下
,方向竖直向上
2、如图1—7所示,一质量为M的楔形木块放在水平桌面上,它的顶角为90°,两底角为α和β;a、b为两个位于斜面上质量均为m的小木块。已知所有接触面都是光滑的。现发现a、b沿斜面下滑,而楔形木块静止不动,这时楔形木块对水平桌面的压力等于( )
+mg
+2mg
+mg(sin2α+sin2β)
+mg(cos2α+cos2β)
3、如图1—10所示,质量为m=5kg的物体,置于一粗糙的斜面体上,用一平行于斜面的大小为30N的力F推物体,使物体沿斜面向上匀速运动,斜面体质量M=10kg,且始终静止,取g=10m/s2,求地面对斜面体的摩擦力大小及支持力大小。
【例2】三根不可伸长的相同的轻绳,一端系在半径为r0的环1上,彼此间距相等,绳穿在半径为r0的第三个圆环,另一端用同样方式系在半径为2r0的圆环2上,如图1—1所示。环1固定在水平面上,整个系统处于平衡。试求第2个圆环中心与第3个圆环中心之间距离。(三个圆环都是用同种金属丝制作,摩擦不计)
[学生分析求解过