专题五、整体与隔离法在静力学问题中的 3 种典型应用引入的背景:当所给题目中出现了多体问题,这时在关于研究对象的选取方面就需要因题而定
准确的选择研究对是解决此类题型的关键
整体法的适用范围:当问题只涉及研究系统的而不涉及内部某些物体的受力和运动时,一般可采用整体法
隔离法的适用范围:为了弄清系统内部的几个物体之间的相互关系时,一般可用隔离法
题型一、利用整体法处理多体问题例 1、将两个质量均为 m 的小球 a、b 用细线相连后,再用细线悬挂于 O 点,如图所示
用力 F 拉小球 b,使两个小球都处于静止状态,且细线 Oa 与竖直方向的夹角保持 θ=30°,求力 F 的最小值( ) 【答案】B【解析】:选择 a、b 两小球整体作为研究对象进行受力分析,a、b 整体受到重力 2mg,绳子拉力 T ,以及一个未知的外力 F,因为整体处于平衡态,所以这三个力一定可以构成一个封闭的矢量三角形,重力的大小和方向是不变的,拉力的方向是不变的,而外力 F 的大小和方向是随机的如图所示,当 F 垂直于拉力 T 时,F 最小,最小值为 ,故本题的正确选项是:B 例 2、如图所示,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 30o,弹簧 C 水平,则弹簧 A、C 的伸长量之比为【答案】D【解析】根据题意 A、C 两根弹簧劲度系数相同,所以弹力大小之比就等于其伸长量之比,选择两个小球整体受力分析,假设每个小球的质量为 m,整体受到水平向右的弹簧弹力 TC,斜向左上方的弹力 TA,弹簧 B的作用力属于 ab 整体的内力不用考虑:结合矢量三角形法可得:故本题的正确选项为 D反思:如果两小球之间的弹簧与竖直方向的夹角是 60°,本题中能否计算出弹簧 BC 的伸长量之比或弹簧 AB 的 伸 长 量 之 比
提 示 : 对 下 边 的 小