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整体法和隔离法分析物体的平衡问题之经典考题VIP免费

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整体法和隔离法分析物体的平衡问题之经典考题例1.有一个直角支架AOB,AO是水平放置,表面粗糙.OB竖直向下,表面光滑.OA上套有小环P,OB套有小环Q,两环质量均为m,两环间由一根质量可以忽略、不可伸长的细绳相连,并在某一位置平衡,如图所示.现将P环向左移一小段距离,两环再次达到平衡,那么移动后的平衡状态和原来的平衡状态相比较,AO杆对P的支持力FN和细绳上的拉力FT的变化情况是:()A.FN不变,FT变大B.FN不变,FT变小C.FN变大,FT变大D.FN变大,FT变小【解析】AO杆对P的支持力FN是系统受的外力,可以用整体法:选择环P、Q和细绳组成的系统为研究对象.在竖直方向上只受重力和支持力FN的作用,而环动移前后系统的重力保持不变,故FN保持不变;细绳上的拉力FT是终统的内力,用隔离法:因为Q受力较少,故取环Q为研究对象,用解析法或图解法可得FT变小,正确答案为B。例2.A的质量m1=4m,B的质量m2=m,斜面固定在水平地面上。开始时将B按在地面上不动,然后放手,让A沿斜面下滑而B上升。A与斜面无摩擦,如图所示,设当A沿斜面下滑s距离后,细线突然断了。求B上升的最大高度H【解析】A与斜面无摩擦,则A下滑的过程中,将AB视为系统,则系统机械能守恒。AB重力势能的减少量等于AB两物体动能的增加量。得到当绳子断裂后,此时B开始以v做竖直上抛运动,动能转换为势能。则得到h=0.2s因此B上升的总高度H=s+h=1.2s例3.如图,质量为2m的物块A与水平地面的摩擦可忽略不计,质量为m的物块B与地面的动摩擦因数为μ,在已知水平推力F的作用下,A、B做加速运动,A对B的作用力为____________【解析】对AB整体受力分析,F-f=(mA+mB)a得到再对B受力分析T-fB=mBa得到A3022图BFmm212图BA例4.如图所示的三个物体质量分别为m1、m2和m3,带有滑轮的物体放在光滑水平面上,滑轮和所有接触面的摩擦以及绳子的质量均不计,为使三个物体无相对运动,水平推力F等于多少?【解析】由于三个物体无相对运动,困此可看作一个整体,列出整体的牛顿第二定律方程。然后再隔离m1、m2分别列出它们的运动方程。由整体在水平方面的受力列出牛顿第二定律为F=(m1+m2+m3)a①分别以m1、m2为研究对象作受力分析,设绳拉力为T。对m1,在水平方向据牛顿第二定律得T=m1a②对m2,在竖直方向由力平衡条件得T-m2g=0③联立式①②③,得水平推力例5.如图所示,放置在水平地面上的斜面M上有一质量为m的物体,若m在沿斜面F的作用下向上匀速运动,M仍保持静止,已知M倾角为θ。求地面对M的支持力和摩擦力。【解析】地面对M的支持力和摩擦力均是系统受的外力,所以采用整体法。整体受力分析,建立直角坐标系如图由平衡条件可得:X轴上有:Fcosθ-Ff=0。Y轴上有:Fsinθ+FN-(M+m)g=0解得:Ff=Fcosθ。FN=(M+m)g-Fsinθ例6:如图所示,A、B两小球分别连在弹簧两端,B端用细线固定在倾角为30°的光滑斜面上,若不计弹簧质量,在线被剪断瞬间,A、B两球的加速度分别为()A、都等于B、和0C、和0D、0和【解析】线被剪断的瞬间,弹簧的弹力不会发生瞬变,因此弹簧弹力不变,aA=0。对AB整体进行分析,绳子拉力T=(mA+mB)gsin30°=(mA+mB)g/2因此aB=T/mB=例7.有一个直角支架AOB,AO水平放置,表面粗糙,OB竖直向下,表面光滑。AO上套有小环P,OB上套有小环Q,两环质量均为m,两环由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连,并在某一位置平衡(如图所示)。现将P环向左移一小段距离,两环再次达到平衡,那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较,AO杆对P环的支持力FN和摩擦力f的变化情况是()A.FN不变,f变大B.FN不变,f变小C.FN变大,f变大D.FN变大,f变小【解析】以两环和细绳整体为对象求FN,可知竖直方向上始终二力平衡,FN=2mg不变;以Q环为对象,在重力、细绳拉力F和OB压力N作用下平衡,设细绳和竖直方向的夹角为α,则P环向左移的过程中α将减小,N=mgtanα也将减小。再以整体为对象,水平方向只有OB对Q的压力N和OA对P环的摩擦力f作用,因此f=N也减小。答案选B。例8.如图所示,倾角为θ的斜面A固定在水平面上。木块B、C的质量分别为M、m,始终保持相对静止,共同沿斜面下滑。B的上表面保持水平,A、B间的动摩擦因数为μ...

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