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牛顿运动定律(整体法与隔离法)

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牛顿运动定律（整体法与隔离法）
（2015/9/5）
学习目标
1、学生能够针对具体的受力图说出哪些力是内力、哪些力是外力。

2、学生在练习的过程中要学会根据所求解的问题的需要找出合适的研究对象。

方法：如果物体系统内各物体的加速相同，若是求内力则先用整体法求加速度，再隔离法求内力。

若是求外力则先用隔离法求加速度，再整体法求内力。

求内力先整体后隔离；求外力先隔离后整体。

先做的一步都是为了求加速度。

如果物体系统内各部分加速度不同一般使用隔离法。

3、总结出两个物体构成的连接体内力与外力关系式。

例一、现将质量为M 的斜面放在光滑水平地面上，质量为m 的物块放在光滑斜面上。

现对M 施加一个水平向左的力，使两个物体相对静止一起向左运动。

求此力 F
例二、如右图所示，弹簧测力计外壳质量为m
0，弹簧及挂钩的质量忽略不计，挂钩
吊着一质量为m 的重物．现用一方向竖直向上的外力F 拉着弹簧测力计，使其向上
做匀加速运动，则弹簧测力计的示数为
( )
A ．mg
B ．F
C.m m 0＋m F
D.m 0m 0＋m
g
同步训练
1、质量为m 的物体在沿斜面向上的拉力F 作用下沿放
在水平地面上的质量为M 的粗糙斜面匀速下滑，此过
程中斜面体保持静止，则地面对斜面（ ）
A ．无摩擦力
B ．有水平向左的摩擦力
C ．支持力为（M+m ）g
D ．支持力小于（M+m ）g
m 1 m 2
2、(2012·江苏卷)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 ①
.若木块不滑
动，力F 的最大值是②
A.
2f (m ＋M )M B.2f (m ＋M )m C.2f (m ＋M )M －(m ＋M )g D.2f (m ＋M )m
＋(m ＋M )g 3、如图所示，5个质量相同的木块并排放在光滑的水平桌面上，当用水平向右推力F 推木块1，使它们共同向右加速运动时，求第2与第3块木块之间弹力。

4、(2013·河北邯郸高三摸底)如图所示，粗糙的水平地面上有三块材料完全相同的木块A 、B 、C ，质量均为m ，B 、C 之间用轻质细绳连接．现用一水平恒力F 作用在C 上，三者开始一起做匀加速运动，运动过程中把一块橡皮泥粘在某一块上面，系统仍加速运动，且始终没有相对滑动．则在粘上橡皮泥并达到稳定后，下列说法正确的是( )
A ．无论粘在哪个木块上面，系统加速度都将减小
B ．若粘在A 木块上面，绳的拉力减小，A 、B 间摩擦力不变
C ．若粘在B 木块上面，绳的拉力增大，A 、B 间摩擦力增大
D ．若粘在C 木块上面，绳的拉力和A 、B 间摩擦力都减小
5、如果B 物放在水平光滑面上，A 物通过光滑定滑轮自由悬挂，让B 、A 都从静止开始运动，则B 的加速度多大？绳中张力多大？如果换用F ＝10N 的向下恒力通过滑轮拉B ，结果与刚才有何不同？
6、如图所示，木块A 质量为1kg ，木块B 质量为2kg ，叠放在水平地面上，AB 之间最大静摩擦力为5N ，B 与地面之间摩擦系数为0.1，今用水平力F 作用于A ，保持AB 相对静止的条件是F 不超过多少牛顿？（g m s 102
/）
7、如图，质量m 1＝8kg 的木板放在光滑的水平面上，木板上又放一质量m 2＝2kg 的物块，物块与木板间的摩擦系数为0.4试求：当水平拉力F=8N ；F=20N 时，物块和木板的加速度。

（g 取10m/s 2）
8、如图,质量均为m 的三个带电小球A 、B 、C 放置在光滑的绝缘水平面上，彼此相隔的距离为L （L 比球的半径r 大得多），B 球带电荷量为QB ＝3q.A 球带电荷量为QA ＝6q,若在C 上加一水平向右的恒力F ，要使A 、B 、C 三球始终保持L 的间距运动，求：（1）F 的大小。

（2）C 球所带的电量。

9、(16分)(2013·江苏卷)如图所示，将小砝码置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，砝码的移动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验．若砝码和纸板的质量分别为m1和m2，各接触面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g.
(1)当纸板相对砝码运动时，求纸板所受摩擦力的大小；
(2)要使纸板相对砝码运动，求所需拉力的大小；
(3)本实验中，m1＝0.5 kg，m2＝0. 1kg，μ＝0.2，砝码与纸板左端的距离d＝0.1 m，取g＝10 m/s2.若砝码移动的距离超过l＝0.002 m，人眼就能感知．为确保实验成功，纸板所需的拉力至少多大？
(好题但不属于整体法与隔离法的问题，可以做一做)
自动扶梯与地面间夹角为30°，当扶梯沿斜面向上做匀加速运动时，人对梯面的压力是其重力的5/6，则人与梯面的摩擦力是其重力的。

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整体法与隔离法

整体法与隔离法

整体法与隔离法例1：如图1—1所示，人和车的质量分别为m 和M ，人用水平力F 拉绳子，图中两端绳子均处于水平方向，不计滑轮质量及摩擦，若人和车保持相对静止，且水平地面是光滑的，则车的加速度为 。

解析：要求车的加速度，似乎需将车隔离出来才能求解，事实上，人和车保持相对静止，即人和车有相同的加速度，所以可将人和车看做一个整体，对整体用牛顿第二定律求解即可。

将人和车整体作为研究对象，整体受到重力、水平面的支持力和两条绳的拉力。

在竖直方向重力与支持力平衡，水平方向绳的拉力为2F ，所以有：2F = (M + m)a ，解得：a =2F M m例2：用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来，如图1—2所示，今对小球a 持续施加一个向左偏下30°的恒力，并对小球b 持续施加一个向右偏上30°的同样大小的恒力，最后达到平衡，表示平衡状态的图可能是（ ）解析：表示平衡状态的图是哪一个，关键是要求出两条轻质细绳对小球a 和小球b 的拉力的方向，只要拉力方向求出后，。

图就确定了。

先以小球a 、b 及连线组成的系统为研究对象，系统共受五个力的作用，即两个重力(m a + m b )g ，作用在两个小球上的恒力F a 、F b 和上端细线对系统的拉力T 1 。

因为系统处于平衡状态，所受合力必为零，由于F a 、F b 大小相等，方向相反，可以抵消，而(m a + m b )g 的方向竖直向下，所以悬线对系统的拉力T 1的方向必然竖直向上。

再以b 球为研究对象，b 球在重力m b g 、恒力F b 和连线拉力T 2三个力的作用下处于平衡状态，已知恒力向右偏上30°，重力竖直向下，所以平衡时连线拉力T 2的方向必与恒力F b 和重力m b g 的合力方向相反，如图所示，故应选A 。

例3：有一个直角架AOB ，OA 水平放置，表面粗糙，OB 竖直向下，表面光滑，OA 上套有小环P ，OB 上套有小环Q ，两个环的质量均为m ，两环间由一根质量可忽略、不何伸长的细绳相连，并在某一位置平衡，如图1—4所示。

6、两类问题(整头法与格力法)课件

6、两类问题(整头法与格力法)课件


1 A.2μmg C．2μmg
B．μmg D．3μmg
第三章 牛顿运动定律
创新大课堂
考基知识整合 考向层级导学 考能学科素养 考场频考频练
课时作业
[针对训练] 3．如图所示，一质量为M＝5 kg的斜面放 在光滑水平面上，斜面高度为H＝1 m，M与m 之间的动摩擦因数为0.8，m的质量为1 kg，起 初m在M竖直面上的最高点．现在使M受到一个 大小为60 N的水平恒力F的作用，并且同时释放 m，F作用持续了0.5 s后撤去，求从撤去F到m落 地，M的位移为多少？
A．μF C.32m(g＋a)
B．2μF D．m(g＋a)
第三章 牛顿运动定律
创新大课堂
考基知识整合 考向层级导学 考能学科素养 考场频考频练
课时作业
[解析] 本题考查力和运动的关系，意在考查学生对牛顿 第二定律、整体法和隔离法的应用．由于A、B相对静止，故
A、B之间的摩擦力为静摩擦力，A、B错误．设民工兄弟一只
第三章 牛顿运动定律
创新大课堂
考基知识整合 考向层级导学 考能学科素养 考场频考频练
课时作业
频考二 整体法与隔离法的应用
3．(2016·哈尔滨三中月考)如图所示，质量为m1和m2的两 物块放在光滑的水平地面上．用轻质弹簧将两物块连接在一
起．当用水平力F作用在m1上时，两物块均以加速度a做匀加 速运动，此时，弹簧伸长量为x，若用水平力F′作用在m1上 时，两物块均以加速度a′＝2a做匀加速运动．此时弹簧伸长
第三章 牛顿运动定律
创新大课堂
考基知识整合 考向层级导学 考能学科素养 考场频考频练
课时作业
3．解题思路 (1)分析所研究的问题适合应用整体法还是隔离法． (2)对整体或隔离体进行受力分析，应用牛顿第二定律确 定整体或隔离体的加速度． (3)结合运动学方程解答所求解的未知物理量．
2013高考一轮复习优秀课件：第三章力与运动第二单元 第3课时

2013高考一轮复习优秀课件：第三章力与运动第二单元 第3课时


A．当t＝3 s时，A、B开始分离
B．当t＝4.5 s时，A、B开始分离 C．A、B分离之前整体做加速度相同的匀加速直线运动 D．A、B分离之后A、B各做加速度不同的匀加速直线运 动 解析：A、B分离之前，对于A、B整体，根据牛顿第二定 律有：
FA＋FB 9－2t＋2t a＝ m ＋m ＝ ＝3 m/s2 1＋2 A B
题型一 运用整体法与隔离法解题必须弄清牛顿第二定律 的同体性
牛顿第二定律所指的加速度与合外力和质量都是同属一 个物体的，所以，运用整体法与隔离法解题时一定要把研究 对象确定好，把研究对象全过程的受力情况都搞清楚． 一人站在吊台上，用如图所示的定滑轮装置拉绳把吊台 和自己提升上来．图中跨过定滑轮的两段绳都认为是竖直的 且不计摩擦．吊台的质量为m＝15 kg，人的质量为M＝55 kg， 起动时吊台向上的加速度是a＝0.2 m/s2，这时人对吊台的压力 (g＝9.8 m/s2)：
再选人为研究对象，受力情况如图(b)所示，其中FN是吊 台对人的支持力．
由牛顿第二定律得：F＋FN－Mg＝Ma，故FN＝M(a＋g)－ F＝200 N.
由牛顿第三定律知，人对吊台的压力与吊台对人的支持 力大小相等，方向相反，因此人对吊台的压力大小为200 N， 方向竖直向下． 答案：C
题型训练 1．如图所示，不计绳的质量及绳 与滑轮的摩擦，物体A的质量为M，水 平面光滑，当在绳B端挂一质量为m的 重物时，物体A的加速度为a1.当在B端 施以F＝mg的竖直向下的拉力作用时， A的加速度为a2.则a1与a2的大小关系是 ( )
定量分析有机结合起来，灵活地运用物理知识和数学知识， 才能“准而快”地对问题作出回答.
2．寻找临界条件、解决临界问题的基本思路 (1)认真审题，详尽分析问题中变化的过程，(包括分析整 体过程中有几个阶段)； (2)寻找过程中变化的物理量(自变量与因变量)； (3)探索因变量随自变量变化时的变化规律，要特别注意 相关物理量的变化情况； (4)确定临界状态，分析临界条件，找出临界关系． 显然分析变化过程，确定因变量随自变量变化的规律，是 解决问题的关键．
2015届高考物理第一轮名师总复习牛顿应用问题综合二

2015届高考物理第一轮名师总复习牛顿应用问题综合二


(16分)(2013· 江苏卷)如图所示，将小砝码置于桌面 上的薄纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，砝码的移 动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验．若 砝码和纸板的质量分别为m1和m2，各接触面间的动摩擦因数均 为μ，重力加速度为g.
(1)当纸板相对砝码运动时，求纸板所受摩擦力的大小； (2)要使纸板相对砝码运动，求所需拉力的大小； (3)本实验中，m1＝0.5 kg，m2＝0. 1kg，μ＝0.2，砝码与纸 板左端的距离d＝0.1 m，取g＝10 m/s2.若砝码移动的距离超过l ＝0.002 m，人眼就能感知．为确保实验成功，纸板所需的拉力 至少多大？
(2)假设法：有些物理过程中没有出现临界问题的线索，但 在变化过程中可能出现临界问题，也可能不出现临界问题，解 答这类问题，一般用假设法． (3)数学方法：将物理过程转化为数学公式，根据数学表达 式求解得出临界条件．
(2013· 江西中学第二次联考)如右图所示，在倾角 为θ的光滑斜面上端固定一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧下端
A
(1)涉及隔离法与整体法的具体问题类型 ①涉及滑轮的问题：绳跨过定滑轮，连接的两物体虽然加 速度大小相同但方向不同，故采用隔离法． ②水平面上的连接体问题：a.这类问题一般多是连接体(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．b.建立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．
如图所示，车厢里悬挂两个质量不同的小球，上面球比下 面球的质量大，当车厢向右做匀加速运动时，下列各图中正确 的是( )
提示：两个小球与车厢的加速度相等，设上面的线与竖直 方向的夹角为θ，对由两个小球组成的系统，由牛顿第二定律求 出加速度a＝gtanθ.以下面的小球为研究对象，可求出下面的线 与竖直方向的夹角只能为θ.故选项B正确．