1.如图光滑水平面上物块A和B以轻弹簧相连接。在水平拉力F作用下以加速度a作直线运动,设A和B的质量分别为mA和mB,当突然撤去外力F时,A和B的加速度分别为( )
A.0、0 B.a、0
C.、 D.a、
2.如图所示,倾角为的斜面上放两物体m1和m2,用与斜面平行的力F推m1,使两物加速上滑,不管斜面是否光滑,两物体之间的作用力总为 。
例1.分析:物体A和B加速度相同,求它们之间的相互作用力,采取先整体后隔离的方法,先求出它们共同的加速度,然后再选取A或B为研究对象,求出它们之间的相互作用力。
解:对A、B整体分析,则F=(m1+m2)a 所以
求A、B间弹力FN时以B为研究对象,则 答案:B
说明:求A、B间弹力FN时,也可以以A为研究对象则:
F-FN=m1a F-FN= 故FN=
对A、B整体分析
F-μ(m1+m2)g=(m1+m2)a
再以B为研究对象有FN-μm2g=m2a
FN-μm2g=m2
提示:先取整体研究,利用牛顿第二定律,求出共同的加速度
=
再取m2研究,由牛顿第二定律得 FN-m2gsinα-μm2gcosα=m2a 整理得
例2.如图所示,质量为M的木板可沿倾角为θ的光滑斜面下滑,木板上站着一个质量为m的人,问(1)为了保持木板与斜面相对静止,计算人运动的加速度?(2)为了保持人与斜面相对静止,木板运动的加速度是多少?
例2.解(1)为了使木板与斜面保持相对静止,必须满足木板在斜面上的合力为零,所以人施于木板的摩擦力F应沿斜面向上,故人应加速下跑。现分别对人和木板应用牛顿第二定律得:
对木板:Mgsinθ=F。
对人:mgsinθ+F=ma人(a人为人对斜面的加速度)。
解得:a人=,方向沿斜面向下。
(2)为了使人与斜面保持静止,必须满足人在木板上所受合力为零,所以木板施于人的摩擦力应沿斜面向上,故人相对木板向上跑,木板相对斜面向下滑,但人对斜面静止不动。现分别对人和木板应用牛顿第二定律,设木板对斜面的加速度为a木,则:
对人:mgsinθ=F。
对木板:Mgsinθ+F=Ma木。
解得:a木=,方向沿斜面向下。即人相对木板向上加速跑动,而木板沿斜面向下滑动,所以人相对斜面静止不动。
答案:(1)(M+m)gsinθ/m,(2)(M+m)gsinθ/M。
[针对训练]
3.整体法与隔离法是相对统一,相辅相成的。本来单用隔离法就可以解决的连接体问题,但如果这两种方法交叉使用,则处理问题就更加方便。如当系统中各物体有相同的加速度,求系统中某两物体间的相互作用力时,往往是先用 法求出 ,再用 法求 。
[典型例题]
例1.两个物体A和B,质量分别为m1和m2,互相接触放在光滑水平面上,如图所示,对物体A施以水平的推力F,则物体A对物体B的作用力等于( )
A. B.
C.F D.
扩展:1.若m1与m2与水平面间有摩擦力且摩擦因数均为μ则对B作用力等于 。
2.隔离法:如果要求连接体间的相互作用力,必须隔离其中一个物体,对该物体应用 求解,此法称为隔离法。
1.整体法:连接体中的各物体如果 ,求加速度时可以把连接体作为一个整体。运用 列方程求解。
如果以物体系为研究对象,受到系统之外的作用力,这些力是系统受到的 力,而系统内各物体间的相互作用力为 。
应用牛顿第二定律列方程不考虑 力。如果把物体隔离出来作为研究对象,则这些内力将转换为隔离体的 力。
两个或两个以上物体相连接组成的物体系统,称为 。如果把其中某个物体隔离出来,该物体即为 。
21、如图21所示,一上表面粗糙的斜面体放在光滑的水平地面上,斜面的倾角为θ。若斜面固定,另一质量为m的滑块恰好能沿斜面匀速下滑。若斜面不固定,而用一推力F作用在滑块上,可使滑块沿斜面匀速上滑,若同时要求斜面体静止不动,就必须施加一个大小为P= 4mgsinθcosθ的水平推力作用于斜面体。求满足题意的这个F的大小和方向。
20、在图20中所示的装置中,斜面与水平成37°角,A的质量是10kg,A与B之间的动摩擦因数为0.8,B的质量为5kg,B与斜面之间的动摩擦因数为0.5,为使B沿斜面向上匀速运动,应当用多大的力F沿斜面方向向上拉B?
(g取10 N/kg sin37°=0.6 cos37°=0.8)
19、用中子轰击锂核()发生核反应,生成氚核和α粒子,并释放出4.8Mev的能量(1u=931.5Mev)。
(1)请写出核反应方程;
(2)设放出的能量全部由质量亏损获得,试求质量亏损为多少?
(3)若放出的核能全部转化为粒子和氚核的动能,且它们的动量等值反向,求粒子的动能为多少Mev?
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