高中物理奥赛经典
二隔离法
方法简介
隔离法就是从整个系统中将某一部分物体隔离出来然后单独分析被隔离部分的受力情况和运动情况从而把复杂的问题转化为简单的一个个小问题求解隔离法在求解物理问题时是一种非常重要的方法学好隔离法对分析物理现象物理规律大有益处
赛题精讲
例1两个质量相同的物体1和2紧靠在一起放在光滑水平桌面上如图21所示如果它们分别受到水平推力F1和F2作用且F1F2则物体1施于物体2的作用力的大小为AF1BF2C
F1F22
D
F1F22
解析要求物体1和2之间的作用力必须把其中一个隔离出来分析先以整体为研解析①究对象根据牛顿第二定律F1F22ma再以物体2为研究对象有NF2ma②解①②两式可得N
F1F2所以应选C2
如图22在光滑的水平桌面上放一物体A上再放A例2一物体BAB间有摩擦施加一水平力F于B使它相对于桌面向右运动这时物体A相对于桌面A向左动B向右动C不动D运动但运动方向不能判断解析A的运动有两种可能可根据隔离法分析解析设AB一起运动则a
FmAmBmAF时AB一起向右运动mBmBmAg
AB之间的最大静摩擦力fmmBg以A为研究对象若fm≥mAa即≥若
mAF则A向右运动但比B要慢所mBmBmAg
以应选B例3如图23所示已知物块AB的质量分别为m1m2间的摩擦因数为1与地面之间的摩擦因数为2ABA在水平力F的推动下要使AB一起运动而B不至下滑力F至少为多大解析B受到A向前的压力N要想B不下滑需满足的临界条件是1Nm2g
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f高中物理奥赛经典
设B不下滑时AB的加速度为a以B为研究对象用隔离法分析B受到重力A对B的摩擦力A对B向前的压力N如图23甲所示要想B不下滑需满足1N≥m2g即1m2a≥m2g所以加速度至少为a再用整体法研究AB根据牛顿第二定律有F2m1m2gm1m2gm1m2a所以推力至少为Fm1m2
12g1g1
例4如图24所示用轻质细绳连接的A和B两个物体沿着倾角为α的斜面匀速下滑问A与B之间的细绳上有弹力吗解析现解析弹力产生在直接接触并发生了形变的物体之间在细绳有无形变无法确定所以从产生原因上分析弹力是否存在就不行了应结合物体的运动情况来分析隔离A和B受力分析如图24甲所示设弹力T存在将各力正交分解由于两物体匀速下滑处于平衡状态所以有mgAsi
αTfA①mgBsi
αTfB②设两物体与斜面间动摩擦因数分别为AB则③fAANAAmAgcosαfBBNBBr