高中物理第四章 牛顿运动定律 整体法和隔离法的应用 Word版含答案Word下载.docx

高中物理第四章 牛顿运动定律 整体法和隔离法的应用 Word版含答案Word下载.docx

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ACD某实验小组为了测量两种纸之间的动摩擦因数，他先将一张纸贴在一平板上，另一张纸贴在另一木块下表面，并在木块上装如图所示的支架ABC，其中BC与木块下表面平行，支架上固定一个量角器，在量角器圆心处固定一根细线，线下系一小球现将平板倾斜放置，如图b所示，将木块支架放在平板上，让其加速下滑，稳定时小球连线与OB的夹角为，则两纸之间的动摩擦因数为（）AsinBcosCtanDcot解析：

小球与装置相对静止共同加速，设平板倾角为，细线拉力为F，根据牛顿第二定律得，mgsinFcosma，mgcosFsin，解得agsingcoscot.以整体为研究对象，加速度agsingcos，联立解得cot，D选项正确答案：

D

（1）隔离法与整体法隔离法：

在连接体问题中，将物体系中的某部分分隔出来单独研究的方法整体法：

在连接体问题中，将整个系统作为一个整体或者将系统内某几部分作为一个整体来研究的方法

（2）对连接体问题的一般处理思路：

先隔离，后整体；

先整体，后隔离要点2|临界问题的分析在某些物理情境中，物体运动状态变化的过程中，由于条件的变化，会出现两种状态的衔接，两种现象的分界，同时使某个物理量在特定状态时，具有最大值或最小值这类问题称为临界问题在解决临界问题时，进行正确的受力分析和运动分析，找出临界状态是解题的关键如相互挤压的物体脱离的临界条件是压力减为零；

存在摩擦的物体产生相对滑动的临界条件是摩擦力为最大静摩擦力；

弹簧上的弹力由斥力变为拉力的临界条件为弹力为零等如图所示，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，细线另一端拴一质量为m的小球当滑块以2g加速度向左运动时，线中拉力T等于多少？

【思路点拨】临界问题常伴有特征字眼出现，如“恰好”、“刚刚”等，找准临界条件与极值条件，是解决临界问题与极值问题的关键【解析】当小球和斜面接触，但两者之间刚好无压力时，设滑块的加速度为a，此时小球受力如图所示，由水平和竖直方向状态可列方程分别为：

解得ag由于滑块A的加速度a2ga，所以小球将飘离滑块A，其受力如图所示，设线和竖直方向成角，由小球水平和竖直方向状态可列方程解得Tmg.【答案】mg如图所示，在倾角为30的光滑斜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fm.现用平行于斜面的拉力F拉其中一个质量为2m的木块，使四个木块沿斜面以同一加速度向下运动，则拉力F的最大值是（）A.fmB.fmC.fmDfm解析：

四个木块以同一加速度向下运动，根据牛顿第二定律得，F6mgsin306ma，当拉力F作用的木块受到最大静摩擦力时，加速度最大，以其他三木块为研究对象，fm4mgsin304ma，联立解得Ffm，C选项正确答案：

C临界问题的处理方法：

若题目中出现“最大”“最小”“刚好”等词语，一般都有临界现象出现分析时，一般用极端分析法，即把问题的物理过程推到极端，分析在极端情况下可能出现的状态和满足的条件，应用规律列出在极端情况下的方程，从而分析出临界条件物理问题的临界状态一般比较隐蔽，它在一定的条件下才会出现常用类型有：

（1）隐含弹力发生突变的临界条件弹力发生在两物体接触面之间，是一种被动力，其大小取决于物体所处的运动状态当运动状态达到临界状态时，弹力会发生突变

（2）隐含摩擦力发生突变的临界条件静摩擦力是被动力，其存在与其方向取决于物体之间的相对运动趋势，而且静摩擦力存在最大值静摩擦力为零的状态，是方向变化的临界状态；

静摩擦力为最大静摩擦力，是物体恰好保持相对静止的临界条件（3）隐含速度为零或速度相同的临界条件当物体做减速运动时，要注意物体速度为零是物体运动性质发生突变的临界条件，此后物体可能静止，也可能反向加速两物体速度相等时，是物体相对运动的临界在讨论两物体间的摩擦力时，速度相等是滑动摩擦力为零的临界条件，在讨论追及问题时，速度相等则是两物体距离最大或最小的临界条件对点训练一整体法与隔离法1.（多选）如图所示，倾角为的斜面体C置于水平面上，B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，A、B、C都处于静止状态则（）AB受到C的摩擦力可能为零BC受到水平面的摩擦力一定为零C不论B、C间摩擦力大小、方向如何，水平面对C的摩擦力方向一定向左D水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等解析：

对B受力分析，B受重力、绳的拉力mAg、斜面对B的支持力，B与C的摩擦力待定若mAgmBgsin，则B与C间无摩擦力；

若mAgmBgsin，则摩擦力沿斜面向下；

若mAgmBgsin，则B与C间的摩擦力沿斜面向上由上述分析知A对；

把B、C视为整体分析知C一定受到水平向左的摩擦力，水平面对C的支持力小于BC的重力，故B、D错，C对答案：

AC2（2018高安市月考）如图所示，质量分别为M和m的物块由相同的材料制成，且Mm，将它们用通过轻而光滑的定滑轮的细线连接如果按图甲装置在水平桌面上，两物块刚好做匀速运动如果互换两物块按图乙装置在同一水平桌面上，它们的共同加速度大小为（）A.gB.gC.gD0解析：

图甲中，系统做匀速直线运动，受力平衡，mgMg.图乙中，Mgmg（Mm）a，联立解得ag，C选项正确答案：

C对点训练二临界问题的分析3.如图所示，mA1kg，mB2kg，A、B间的动摩擦因数为0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，水平面光滑，取g10m/s2，用水平力F推B.

（1）当F为多大时，A、B间的静摩擦力最大？

（2）当F12N时，A、B间的摩擦力是多大？

（3）当F24N时，A、B间的摩擦力是多大？

A、B的加速度各是多大？

解析：

（1）设A、B相对静止，对整体分析：

整体受三个力作用竖直向下的重力（mAmB）g、竖直向上的支持力N、水平推力F.根据牛顿第二定律得F（mAmB）a对A分析：

A受三个力作用竖直向下的重力mAg、竖直向上的支持力NA、水平向右的静摩擦力f.根据牛顿第二定律得fmAa解得fF，而最大静摩擦力fmAg解得当F15N时，A、B间的静摩擦力最大

（2）因F12N15N，故A将相对于B向左滑动，A、B间的摩擦力为滑动摩擦力，fmAg，解得f5N对A有mAgmAaA，解得aA5m/s2对B有FmAgmBaB，解得aB9.5m/s2.答案：

（1）15N

（2）4N（3）5N5m/s29.5m/s2【强化基础】1（多选）如右图所示，长木板静止在光滑的水平地面上，一木块以速度v滑上木板，已知木板质量是M，木块质量是m，二者之间的动摩擦因数为，那么，木块在木板上滑行时（）A木板的加速度大小为gB木块的加速度大小为gC木板做匀加速直线运动D木块做匀减速直线运动解析：

木块所受的合力是摩擦力mg，所以木块的加速度为g，做匀减速直线运动；

木板同样受到摩擦力作用，其加速度为，做匀加速直线运动，故B、C、D均正确答案：

BCD2.（2018西安中学高三模拟）如图所示，相互接触的A、B两物块放在光滑的水平面上，质量分别为m1和m2，且m1m2.现对两物块同时施加相同的水平恒力F.设在运动过程中两物块之间的相互作用力大小为FN，则（）A物块B的加速度为B物块A的加速度为CFFN2FDFN可能为零解析：

分析题意可知，两物块相对静止共同加速，分析系统的受力情况，根据牛顿第二定律，2F（m1m2）a，解得a，A选项错误，B选项正确；

分析物块B的受力情况，根据牛顿第二定律，FFNm2a，联立解得FNa0时，FAD增大，使球对AB开始有挤压当小球只对侧壁AD有压力时，有mgtan45ma0解得a010m/s2这时合力F0（Mm）a0250N.题中所给拉力F500N，可知小球对侧壁AD及顶板AB均有弹力，而此时对底板CD的弹力为零由F（Mm）a得a20m/s2此时，由FADsin45ma得FAD100N由FADcos45mgFAB得FAB50N由牛顿第三定律得，小球对底板CD的弹力为零，对侧壁AD的弹力为100N，对顶板AB的弹力为50N.答案：

小球对底板CD的弹力为零，对侧壁AD的弹力为100N，对顶板AB的弹力为50N