整体法和隔离法

1、整体法和隔离法一整体法和隔离法在平衡中的应用1. 整体法：整体法是指对物理问题中的整个系统或整个过程进行分析、研究的方法。在力学中，就是把几个物体视为一个整体，作为研究对象，受力分析时，只分析这一整体对象之外的物体对整体的作用力（外力），不考虑整体内部之间的相互作用力（内力）。整体法的思维特点：整体法是从局部到全局的思维过程，是系统论中的整体原理在物理中的应用。整体法的优点：通过整体法分析物理问题，可以弄清系统的整体受力情况和全过程的受力情况，从整体上揭示事物的本质和变体规律，从而避开了中间环节的繁琐推算，能够灵活地解决问题。通常在分析外力对系统的作用时，用整体法。2. 隔离法：隔离法是指对物

2、理问题中的单个物体或单个过程进行分析、研究的方法。在力学中，就是把要分析的物体从相关的物体体系中隔离出来，作为研究对象，只分析该研究对象以外的物体对该对象的作用力，不考虑研究对象对其他物体的作用力。隔离法的优点：容易看清单个物体的受力情况或单个过程的运动情形，问题处理起来比较方便、简单，便于初学者使用。在分析系统内各物体（或一个物体的各个部分）间的相互作用时用隔离法。3.实例分析例1. 如图1所示，质量为m2kg的物体，置于质量为M10kg的斜面体上，现用一平行于斜面的力F20N推物体，使物体向上匀速运动，斜面体的倾角，始终保持静止，求地面对斜面体的摩擦力和支持力（取）解析：（1）隔离法：先对

3、物体m受力分析，如图甲所示。由平衡条件有 甲垂直斜面方向：平行斜面方向：再对斜面体受力分析，如图乙所示，由平衡条件有 乙水平方向：竖直方向：结合牛顿第三定律知联立以上各式，可得地面对斜面体的摩擦力，方向水平向左；地面对斜面体的支持力，方向竖直向上。（2）整体法：因本题没有要求求出物体和斜面体之间的相互作用力，而且两个物体均处于平衡状态（尽管一个匀速运动，一个静止），故可将物体和斜面体视为整体，作为一个研究对象来研究，其受力如图丙所示，由平衡条件有： 丙水平方向：竖直方向：将题给数据代入，求得比较上面两种解法，整体法的优点是显而易见的。但并非所有情况都可以用整体法，当要求出物体之间的相互作用力时

4、，则必须用隔离法求出物体间的相互作用力，因为整体法不能暴露出物体之间的相互作用力。例2. 如图2所示，在两块相同的竖直木板之间，有质量均为m的四块完全相同的砖，用两个同样大小的水平力压木板，使砖静止不动。求：（1）木板对第1块砖和第4块砖的摩擦力各多大？（2）第2块砖和第3块砖之间的摩擦力？（3）第3块砖和第4块砖之间的摩擦力？ 图2解析：（1）将4块砖看作整体作为研究对象，对整体进行受力分析，如图3所示，竖直方向由平衡条件可得，得到木板对第1块砖和第4块砖的摩擦力均为。图3（2）第1块和第2块砖看作整体隔离后进行受力分析，如图4所示，竖直方向，木板对第1块砖的摩擦力为，由平衡条件可知此二力已

5、经达到平衡，故第3块砖对第2块砖的摩擦力为零。图4（3）将第4块砖单独从系统中隔离出来进行受力分析，如图5所示，竖直方向，由平衡条件可得，得第3块砖对第4块砖的摩擦力为，方向竖直向下。图5变形：若4块砖只是右边受到水平力作用紧压在墙上静止，如图6所示，则各接触面间的摩擦力有何变化？图6（答：从左至右，各接触面间的摩擦力大小依次为：4mg、3mg、2mg、mg）例3. 如图7所示，重为G的匀质链条挂在等高的两钩上，两端与水平方向均成角，试求：（1）链条两端受到的力；（2）链条最低处的张力。图7解析：在求链条两端的拉力时，可把链条当作一个质点处理，受力分析如图8所示。求链条最低点的张力时，可取链条

6、的一半研究，受力分析如图9所示。 （1）由平衡条件知在水平方向：在竖直方向： 解得链条两端受到的力为 图8 图9（2）取左边一半的链条为研究对象，由平衡条件知，所以最低点的张力为巩固练习1. 如图10所示，人重600N，木板重400N，人与木板、木板与地面间的动摩擦因数皆为0.2，今人用水平力拉绳，使他与木板一起向右匀速运动，则（） 图10A. 人拉绳的力是200NB. 人拉绳的力是100NC. 人的脚对木板的摩擦力向右D. 人的脚对木板的摩擦力向左2. 质量相同的四木块叠放在一起，如图11所示，静止在水平地面上，现有大小相等、方向相反的力F分别作用的第2块和第4块木块上，四木块仍然静止，则从

7、上到下各层接触面间的摩擦力多大？图113. 在图12中，吊篮重300N，人重500N，绳子质量及其与滑轮摩擦不计，要使吊篮离地上升，则人的拉力至少多大？图12参考答案：1. BC2. 0 F F 03. 400N二整体法与隔离法在牛顿定律（连接体问题）1、连接体：当两个或两个以上的物体通过绳、杆、弹簧相连，或多个物体直接叠放在一起的系统2、处理方法整体法与隔离法系统运动状态相同 整体法 问题不涉及物体间的内力 使用原则 系统各物体运动状态不同 隔离法 问题涉及物体间的内力3、连接体题型：3.1、连接体整体运动状态相同：（这类问题可以采用整体法求解）【例1】A、B两物体靠在一起，放在光滑水平面上

8、，它们的质量分别为，今用水平力推A，用水平力拉B，A、B间的作用力有多大？【练1】如图所示，质量为M的斜面A置于粗糙水平地面上，动摩擦因数为，物体B与斜面间无摩擦。在水平向左的推力F作用下，A与B一起做匀加速直线运动，两者无相对滑动。已知斜面的倾角为，物体B的质量为m，则它们的加速度a及推力F的大小为（ ）A. B. C. D. 【练2】如图所示，质量为的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为的物体，与物体1相连接的绳与竖直方向成角，则（ ）A. 车厢的加速度为 B. 绳对物体1的拉力为C. 底板对物体2的支持力为D. 物体2所受底板的摩擦力为3.2、

9、连接体整体内部各部分有不同的加速度：（不能用整体法来定量分析）【例2】如图所示，一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套有一个环，箱和杆的总质量为M，环的质量为m。已知环沿着杆向下加速运动，当加速度大小为a时（ag），则箱对地面的压力为（ ） A. Mg + mg B. Mgma C. Mg + ma D. Mg + mg ma【练3】如图所示，一只质量为m的小猴抓住用绳吊在天花板上的一根质量为M的竖直杆。当悬绳突然断裂时，小猴急速沿杆竖直上爬，以保持它离地面的高度不变。则杆下降的加速度为（ ）A. B. C. D. 【练4】如图所示，在托盘测力计的托盘内固定一个倾角为30°的光滑斜面，现将一个重4 N的物体放在斜面上，让它自由滑下，那么测力计因4 N物体的存在，而增加的读数是（ ）