整體法和隔離法在連接體問題中的應(yīng)用
如圖,小球A的質(zhì)量為2m,小球B和C的質(zhì)量均為m,B、C兩球到結(jié)點P的輕繩長度相等,滑輪摩擦不計。開始系統(tǒng)處于靜止?fàn)顮?,現(xiàn)讓B、C兩球以某角速度ω在水平面內(nèi)做圓錐擺運動時,A球?qū)?/p>
A.向上做加速運動
B.向下做加速運動
C.保持平衡狀態(tài)
D.做勻速圓周運動
【參考答案】C
【試題解析】B球、C球和兩根細(xì)線整體受重力和細(xì)線向上的拉力,設(shè)整體下降的加速度為a,根據(jù)牛頓第二定律,有:2mg–T=2m·a;對A球受力分析,受重力和拉力,根據(jù)牛頓第二定律,有:T–2mg=2ma;聯(lián)立解得:a=0,即A球?qū)⒈3朱o止,處于平衡狀態(tài);故選C。
【知識補給】
選用整體法和隔離法的策略
對于多物體,尤其是物體間還有相互作用的問題,一般可選用整體法和隔離法進(jìn)行分析。
(1)各物體的運動狀態(tài)相同時,宜選用整體法;當(dāng)各物體的運動狀態(tài)不同時,宜選用隔離法。
(2)若所求的力屬于對整體起作用的力,宜選用整體法;若所求的力是物體間的相互作用力,或連接部分的力,宜選用隔離法。
(2)對較復(fù)雜的問題,通常需要多次選取研究對象,交替應(yīng)用整體法與隔離法求解。
(3)系統(tǒng)中物體由跨過滑輪的細(xì)繩連接,使各物體運動方向不同的情況,仍可沿滑輪轉(zhuǎn)動的方向?qū)ο到y(tǒng)運用牛頓第二定律。學(xué)..科網(wǎng)
(4)即使系統(tǒng)中各物體的加速度不同,也可對系統(tǒng)整體運用牛頓第二定律,如:系統(tǒng)整體受到的合外力為F,則有F=m1a1+m2a2+m3a3+···。
(2018·福建泉州三中)如圖所示,質(zhì)量為M的框架放在水平地面上,一輕彈簧上端固定在框架上,下端固定一個質(zhì)量為m的小球,小球上下振動時,框架始終沒有跳起,當(dāng)框架對地面壓力為零瞬間,小球的加速度大小為
A.g
B.
C.0
D.
如圖所示,一根輕繩跨過定滑輪,兩端分別系著質(zhì)量為m1、m2的小物塊,m1放在地面上,m2離地面有一定高度。當(dāng)m2的質(zhì)量發(fā)生變化時,m1上升的加速度a的大小也隨之變化。已知重力加速度為g,圖中能正確反映a與m2關(guān)系的是
A
B
C
D
(2018·安徽淮北一中)如圖所示,楔形木塊abc固定在水平面上,粗糙斜面ab和光滑斜面bc與水平面的夾角相同,頂角b處安裝—定滑輪。質(zhì)量分別為對M、m(M>m)的滑塊,通過不可伸長的輕繩跨過定滑輪連接,輕繩與斜面平行。兩滑塊由靜止釋放后,沿斜面做勻加速運動。若不計滑輪的質(zhì)量和摩擦,在兩滑塊沿斜面運動的過程中
A.兩滑塊組成系銃的機械能守恒
B.重力對M做的功等于M動能的增加
C.輕繩對m做的功等于m動能的增加
D.兩滑塊組成系統(tǒng)的機械能損失等于M克服摩擦力做的功
如圖所示,A、B兩物塊的質(zhì)量分別為2m和m,靜止疊放在水平地面上。A、B間的動摩擦因數(shù)為μ,B與地面間的動摩擦因數(shù)為μ。最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度為g?,F(xiàn)對A施加一水平拉力F,則下列說法中正確的是
A.當(dāng)F<2μmg時,A、B都相對地面靜止
B.當(dāng)F=μmg時,A的加速度為μg
C.當(dāng)F>3μmg時,A相對B滑動
D.無論F為何值,B的加速度不會超過μg
如圖質(zhì)量分別為m1、m2的兩個物體互相緊靠著,它們之間的接觸面是光滑的斜面,傾角為α,它們與水平地面之間的動摩擦因數(shù)均為μ,現(xiàn)用水平恒力F向右推m1,使它們一起向右加速運動,求m1對m2的壓力N。
【參考答案】
D
當(dāng)m2≤m1時,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),a=0;當(dāng)m2>m1時,對m1、m2組成的系統(tǒng),根據(jù)牛頓第二定律有m2g–m1g=(m1+m2)a,a=g–g,當(dāng)m2很大時,a趨向于g。
D
由于“粗糙斜面ab”,故兩滑塊組成系統(tǒng)的機械能不守恒,故A錯誤;由動能定理得,重力、拉力、摩擦力對M做的總功等于M動能的增加,故B錯誤;由動能定理得,重力、拉力對m做的總功等于m動能的增加,故C錯誤;除重力彈力以外的力做功,將導(dǎo)致機械能變化,摩擦力做負(fù)功,故造成機械能損失,故D正確。
以m1、m2整體為研究對象可得
學(xué)科&網(wǎng)
以m2為研究對象,m2受重力G2,地面彈力N2,摩擦力f2,壓力N
由分析可知
解得