高一物理受力分析(整体法和隔离法).doc

受力分析
—隔离法与整体法
一、物体受力分析方法
把指定的研究对象在特定的物理情景中所受到的所有外力找出来，并画出受力图，就是受力分析。对物体进行正确地受力分析，是解决好力学问题的关键。
1、受力分析的顺序：先找重力，再找接触力（弹力、摩擦力），最后分析其它力（场力、浮力等）
2、受力分析的几个步骤．
①灵活选择研究对象
②对研究对象周围环境进行分析
③审查研究对象的运动状态：根据它所处的状态有时可以确定某些力是否存在或对某些力的方向作出判断．
④根据上述分析，画出研究对象的受力分析示意图；把各力的方向、作用点（线）准确地表示出来．
3、受力分析的三个判断依据：
①从力的概念判断，寻找施力物体；
②从力的性质判断，寻找产生原因；
③从力的效果判断，寻找是否产生形变或改变运动状态。
二、隔离法与整体法
1、整体法：以几个物体构成的整个系统为研究对象进行求解的方法。在许多问题中可以用整体法比较方便，但整体法不能求解系统的内力。（区分内力和外力，对几个物体的整体进行受力分析时，这几个物体间的作用力为内力，不能在受力图中出现，当把某一物体单独隔离分析时，原来的内力变成了外力，要画在受力图上。）
2、隔离法：把系统分成若干部分并隔离开来，分别以每一部分为研究对象进行受力分根据地，分别列出方程，再联立求解的方法。
3、通常在分析外力对系统作用时，用整体法；在分析系统内各物体之间的相互作用时，用隔离法。有时在解答一个问题时要多次选取研究对象，需要整体法与隔离法交叉使用
注意：实际问题中整体法与隔离法要结合起来灵活运用，通常先整体后隔离。
三、例题
例1. 在粗糙的水平面上有一个三角形木块，在它的两个粗糙的斜面上分别放置两个质量为m1和m2的木块，，如图1所示，已知三角形木块和两个物体都是静止的，则粗糙水平面对三角形木块（ ）
A. 有摩擦力作用，方向水平向右；
B. 有摩擦力作用，方向水平向左；
C. 有摩擦力作用，但方向不确定； 图1
D. 以上结论都不对。
解析：这个问题的一种求解方法是：分别隔离m1、m2和三角形木块进行受力分析，利用牛顿第三定律及平衡条件讨论确定三角形木块与粗糙水平面间的摩擦力。
采用整体法求解更为简捷：由于m1、m2和三角形木块相对静止，故可以看成一个不规则的整体，以这一整体为研究对象，显然在竖直平面上只受重力和支持力作用，很快选出答案为D。

例2. 如右图所示人重600N，平板重400N，若整个系统处于平衡状态，则人必须用多大的力拉住绳子？（滑轮和绳的质量及摩擦不计）
解析：设定滑轮两边绳中的张力为F1，动滑轮两边绳中的张力为F2，板对人的支持力为FN。
解法1：把定滑轮下方的各物体组成一个整体，这一整体受力如图7所示，由平衡条件得
所以

图7 图8 图9 图10
再以动滑轮为研究对象，受力如图8所示，由平衡条件得
所以
解法2：以人为研究对象，受力如图9，
由平衡条件得 ①
以板为研究对象，受力如图10，
由平衡条件得 ②
又 ③ ④
解①②③④可得//
解法3：选人和板构成的系统为研究对象，受力
如图11所示，由平衡条件得
① ② 图11
由①②可解得

例3、如图1所示，C是水平地面，A、B是两个长方形物块，F是作用在物块B上沿水平方向的力，物体A和B以相同的速度作匀速直线运动，由此可知，A、B间的动摩擦因数μ1和B、C间的动摩擦因数μ2有可能是 [　　]
　A．μ1=0，μ2=0 B．μ1=0，μ2≠0　
C．μ1≠0，μ2=0 D．μ1≠0，μ2≠0
　　[解析] 将AB整体分析，已知AB处于平衡状态，一定受C的摩擦力f，且大小f = F≠0，方向与F相反，故μ2≠0．将A隔离分析，由题知A与B既无相对运动趋势，也无相对运动，可见A、B间没有摩擦力，但无法判断μ1是否为零，故μ1可能为零，也可能不为零．故正确选项为B、D

例题4：如图所示2中两板、两物体分别相同，接触面粗糙，试画出A物体的受力图。
解析： 图中，先分析研究对象A所受的重力，再看A和板子与B接触
G
FN1
f
FN2
分析弹力，A所受的两个压力都是垂直接触面而指向A，最后分析摩擦力，与两个物体接触，有可能受两个摩擦，用假设法，假设A受B的向上的摩擦力，则由力的作用的相互性，B也应该受到A的摩擦力，方向向下，因为B和A物体是处于相同的位置上，如果A受向上的摩擦，B也应受向上的摩擦，二者矛盾。故A不受摩擦力的作用。受力分析如图所示。
四、巩固练习
1、分析下列物体的受力
A
B
F

F
A

B

B静止 A静止或匀速运动 AB静止或AB相对静止一起向右匀速运动
2.对下列各种情况下的A进行受力分析（各接触面均不光滑）

A、B同时同速向右行使向

B
A
F
F
B
A
A、B同时同速向右行使向

3、对下列静止物体A、B进行受力分析

F F111111
A

F2

(1) F1=F2 ; (2) F1>F2 (1) F1=F2 =5N; (2) F1=10N, F2 =5N

4、对下列静止物体进行受力分析，两板情况相同。

A
A
F
F
A
B
F
F
A
B

图<2>
5、(1993年)A、B、C三物块质量分别为M、m和m0，作图<2> 所示的联结. 绳子不可伸长，且绳子和滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计. 若B随A一起沿水平桌面作匀速运动，则可以断定(　　)
A、物块A与桌面之间有摩擦力，大小为m0g；
B、物块A与B之间有摩擦力，大小为m0g；
C、桌面对A，B对A，都有摩擦力，两者方向相同，合力为m0g；
D、桌面对A，B对A，都有摩擦力，两者方向相反，合力为m0g；

m
M
F
6、质量为m的物体放在质量为M的物体上，它们静止在水平面上。现用水平力F拉物体Ｍ，它们仍静止不动。如右图所示，这时m与M之间，M与水平面间的摩擦力分别是（　　）
　 A．F，F　　　　B．F，0
　 C．0，F　　　　D．0，0

a
b
c
Fb
Fc
7、（2002年江苏）如右图所示，物体a、b和c叠放在水
平桌面上，水平力Fb＝4N、Fc=10N分别作用于物体
b、c上，a、b和c仍保持静止。以f1、f2、f3分别表
示a与b、b与c、c与桌面间的静摩擦力的大小。
则f1＝ ，f2＝ ，f3＝ 。

2

1

3

4

8、质量为m的四块砖被夹在两竖夹板之间，处于静止状态，如右图所示，则砖2对砖1的摩擦力为 。则砖3对砖2的摩擦力为 。

Fc
Fb
图2-2-8
a
b
c
9．如图2-2-8所示，物体a、b和c叠放在水平桌面上，水平力Fb=5N、Fc=5N分别作用于物体b、c上，a、b和c仍保持静止．以F1、F2、F3分别表示a与b、b与c、c与桌面间的静摩擦力的大小，则（ ）
A．F1=5N，F2=0，F3=5N
B．F1=0N，F2=5N，F3=5N
C．F1=0，F2=5N，F3=0N
D．F1=0，F2=10N，F3=5N
A
B
F
图2-2-1

θ
B
O
A
C
图2-1-18
图2-2-17
D
C
O

10.如图2-2-1所示，A、B两物体叠放在水平面上，水平力F作用在A上，使两者一起向右作匀速直线运动，下列判断正确的是（ ）
A．A、B间无摩擦力
B．A对B的静摩擦力大小为F，方向向右
C．B对地面的动摩擦力的大小为F，方向向右
D．B受到了向右的静摩擦力和向左的滑动摩擦力

B
A
A
B
F
F
甲 乙
图2-2-2
11.如图2-2-2示，物体A、B在力F作用下一起以相同速率沿F方向匀速运动，关于物体A所受的摩擦力，下列说法中正确的是（ ）
A．甲、乙两图中A均受摩擦力，且方向均与F相同
B．甲、乙两图中A均受摩擦力，且方向均与F相反
C．甲、乙两图中A均不受摩擦力
D．甲图中A不受摩擦力，乙图中A受摩擦力，方向均与F相同

4