内容正文:
相互作用—力
第三章
培优课五 隔离法和整体法动态平衡问题
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考点一 整体法和隔离法的应用
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考点二 动态平衡问题
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物理 必修 第一册
制 作 者:状元桥
适用对象:高中学生
制作软件:Powerpoint2010、
Photoshop cs3
运行环境:WindowsXP以上操作系统
[学习目标] 1.进一步熟练掌握平衡问题的解法(科学思维).2.会用整体法和隔离法分析多个物体的受力,灵活运用整体法和隔离法处理多个物体的平衡问题(科学思维).3.会利用解析法、图解法和相似三角形法分析动态平衡问题(科学思维).
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.
(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
将运动状态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
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
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.
【例题1】 用三根细线a、b、c将重力均为G的两个小球1和2连接并悬挂,如图所示.两小球处于静止状态,细线a与竖直方向的夹角为30°,则( )
A.细线a对小球1的拉力大小为G
B.细线a对小球1的拉力大小为4G
C.细线b对小球2的拉力大小为G
D.细线b对小球2的拉力大小为G
答案 A
解析 将两球和细线b看成一个整体,设细线a对小球1的拉力大小为Fa,细线c对小球2的拉力大小为Fc,受力如图所示,根据共点力的平衡条件有Fa==G,Fc=2Gtan 30°=G,选项A正确,B错误;对小球2根据共点力的平衡条件可知细线b对其拉力大小为Fb==G,选项C、D错误.
【变式1】 在恒力F作用下,a、b两物体一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运动,则关于它们受力情况的说法正确的是( )
A.a一定受到4个力
B.b可能受到4个力
C.a与墙壁之间一定有弹力和摩擦力
D.a与b之间不一定有摩擦力
答案 A
解析 对物体b受力分析,受重力、支持力和摩擦力,处于三力平衡状态,选项B、D错误;对物体a、b整体受力分析,受重力、恒力F,若墙壁对整体有支持力,水平方向不能平衡,故墙壁对整体没有支持力,故也没有摩擦力;对物体a受力分析,受恒力F、重力、物体b对a的压力和摩擦力,即物体a共受4个力,选项A正确,C错误.
1.动态平衡:平衡问题中的一部分力是变力,是动态力,力的大小和方向缓慢变化,所以叫动态平衡,这是共点力平衡问题中的一类题型.
2.基本方法:解析法、图解法和相似三角形法.
【例题2】 (多选)用轻绳AO、BO悬挂一个重物,BO水平,O为半圆形支架的圆心,悬点A和B在支架上.悬点A固定不动,将悬点B从图所示位置沿支架逐渐移动到C