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三轮冲刺导学案---动力学中整体法与隔离法的应用
考点剖析
1.方法概述
(1)整体法是指对物理问题的整个系统或过程进行研究的方法。
(2)隔离法是指从整个系统中隔离出某一部分物体,进行单独研究的方法。
2.涉及隔离法与整体法的具体问题类型
(1)涉及滑轮的问题
若要求绳的拉力,一般都必须采用隔离法。例如,绳跨过定滑轮连接的两个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
①这类问题一般多是连接体(系统)中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。
②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。
(3)斜面体与上面物体组成的连接体问题
当物体具有沿斜面方向的加速度,而斜面体相对于地面静止时,解题时一般采用隔离法分析。
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。
典例精析
1、如图所示,质量为80 kg的物体放在安装在小车上的水平磅秤上,小车沿斜面无摩擦地向下运动。现观察到磅秤的读数只有600 N,则:
(1)斜面的倾角θ为多少?
(2)物体对磅秤的静摩擦力为多少?(g取10 m/s2)
【答案】(1)30° (2)
【解析】(1)设磅秤和小车的总质量为m,对物体、磅秤和小车组成的整体应用牛顿第二定律得
,解得a=gsin θ
隔离M,对M在竖直方向上应用牛顿第二定律,有
,即
代入数据解得sin θ=
,故θ=30°
(2)对M在水平方向上应用牛顿第二定律,有
由牛顿第三定律知物体对磅秤的静摩擦力为
点拨:选用整体法和隔离法的策略:(1)当各物体的运动状态相同时,宜选用整体法;当各物体的运动状态不同时,宜选用隔离法;(2)对较复杂的问题,通常需要多次选择研究对象,交替应用整体法与隔离法才能求解。
2、如图所示,在光滑的桌面上有M、m的两个物块,现用力F推物块,使M、m两物块在桌上一起向右加速,则M、m间的相互作用力为
A.若桌面光滑,作用力为
B.若桌面光滑,作用力为
C.若桌面