第三章 专题强化 整体法和隔离法在受力分析及平衡中的应用-(配套课件) 2021-2022学年高一新教材物理必修第一册【步步高】学习笔记(人教版)(京津鲁琼辽粤浙渝鄂冀湘云晋皖黑吉桂)

专题强化　整体法和隔离法在受力分析 及平衡中的应用 第三章　相互作用——力 【学习目标】 1.会用整体法和隔离法分析多个物体的受力. 2.灵活运用整体法和隔离法处理多个物体的平衡问题. 【内容索引】 探究重点 提升素养 专题 强化练 3 TANJIUZHONGDIAN　 TISHENGSUYANG 探究重点　提升素养 1 1.分析物体受力的方法 (1)条件法：根据各性质力的产生条件进行判断. 注意：①有质量的物体在地面附近一定受到重力的作用. ②弹力的产生条件是相互接触且发生弹性形变. ③摩擦力的产生条件是两物体相互接触、接触面粗糙、相互挤压、有相对运动或相对运动的趋势，以上几个条件缺一不可. 一、整体法和隔离法在受力分析中的应用 (2)假设法：假设法是判断弹力和摩擦力有无的常用方法. (3)状态法：由物体所处的状态分析，若物体静止或做匀速直线运动，可根据平衡条件判断弹力、摩擦力存在与否. (4)相互作用法：若甲物体对乙物体有弹力或摩擦力的作用，则乙物体对甲物体一定有弹力或摩擦力的作用. 2.整体法、隔离法的比较 项目 整体法 隔离法 概念 将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法 将研究对象与周围物体分隔开的方法 选用原则 研究系统外的物体对系统整体的作用力或系统整体的加速度 研究系统内物体之间的相互作用力 注意问题 受力分析时不要再考虑系统内物体间的相互作用 一般隔离受力较少的物体 例1　如图1所示，直角三棱柱A放在水平地面上，光滑球B放在三棱柱和竖直墙壁之间，A和B都处于静止状态. (1)试分别画出A和B的受力示意图； 图1 答案　见解析 解析　隔离A为研究对象，它受到重力GA、B对它的压力FBA、地面支持力和地面对它的摩擦力，如图甲所示. 再以B为研究对象，它受到重力GB、三棱柱对它的支持力FAB、墙壁对它的弹力FN1的作用，如图乙所示. (2)求A对地面的压力的大小与A、B重力的关系. 答案　见解析 解析　以A、B整体为研究对象，FN＝(mA＋mB)g 由牛顿第三定律，A对地面的压力FN′等于FN， 则FN′＝(mA＋mB)g. 故A对地面的压力的大小等于A、B重力的和. 例2　如图2所示，物体A靠在竖直墙面上，在向上的推力F作用下，A、B保持静止.物体B的受力个数为 A.2 B.4 C.2或4 D.3 图2 √ 解析　以B为研究对象，知A对B有压力和摩擦力，B还受到重力和推力F，所以B受四个力作用，故选项B正确，A、C、D错误. 变式训练　例2中物体A的受力个数为____个. 解析　以A、B整体为研究对象，受竖直向下的重力及推力F，则墙对A无作用力，则A受自身重力、B对A的摩擦力和B对A的弹力，共计3个力作用. 3 当系统处于平衡状态时，组成系统的每个物体都处于平衡状态，选取研究对象时要注意整体法和隔离法的结合.一般地，当求系统内部间的相互作用力时，用隔离法；求系统受到的外力时，用整体法，具体应用中，应将这两种方法结合起来灵活运用. 二、整体法和隔离法在平衡问题中的应用 例3　如图3所示，用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧A与竖直方向的夹角为30°，弹簧C水平，则弹簧A、C的伸长量之比为 解析　将两小球及弹簧B视为整体进行受力分析，如图所示， 有：FC＝FAsin 30°，FC＝kxC，FA＝kxA， 图3 √ 例4　(2020·山西大学附属中学高一上月考)如图4所示，粗糙水平地面上放置一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙壁之间再放一光滑圆球B， 图4 答案　(M＋m)g　 整个装置处于静止状态.已知A、B的质量分别为M和m，圆球B和半圆的柱状物体A的半径均为r，已知A的圆心到墙角的距离为2r，重力加速度为g.求： (1)物体A所受地面的支持力大小； 解析　对A、B整体受力分析，如图甲所示，由平衡条件得FNA＝(M＋m)g. (2)物体A所受地面的摩擦力. 解析　对B受力分析，如图乙所示， 由平衡条件得FNABcos θ－mg＝0，FNABsin θ－FNB＝0， 返回 ZHUAN TI QIANG HUA LIAN 专题强化练 2 1.(多选)物体b在水平推力F作用下，将物体a压在竖直墙壁上，a、b均处于静止状态，如图1所示.关于a、b两物体的受力情况，下列说法正确的是 A.a受到两个摩擦力的作用 B.a共受到四个力的作用 C.b共受到三个力的作用 D.a受到墙壁摩擦力的大小不随F的增大而增大 基础对点练 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 图1 解析　以a、b整体为研究对象，整体受到重力、水平推力F、墙壁对整体水平向右的弹力和墙壁对整体向上的摩擦力作用，由于整体处于平衡状态，所以墙