高中物理整体法和隔离法

PAGEPAGE4整体法和隔离法一、整体法整体法就是把几个物体视为一个整体，受力分析时，只分析这一整体之外的物体对整体的作用力，不考虑整体内部物体之间的相互作用力。当只涉及系统而不涉及系统内部某些物体的力和运动时，一般可采用整体法。运用整体法解题的基本步骤是：（1）明确研究的系统或运动的全过程；（2）画出系统或整体的受力图或运动全过程的示意图；（3）选用适当的物理规律列方程求解。二、隔离法隔离法就是把要分析的物体从相关的物体系中假想地隔离出来，只分析该物体以外的物体对该物体的作用力，不考虑该物体对其它物体的作用力。为了弄清系统（连接体）内某个物体的受力和运动情况，一般可采用隔离法。运用隔离法解题的基本步骤是；（1）明确研究对象或过程、状态； （2）将某个研究对象或某段运动过程、或某个状态从全过程中隔离出来；（3）画出某状态下的受力图或运动过程示意图；（4）选用适当的物理规律列方程求解。三、应用整体法和隔离法解题的方法1、合理选择研究对象。这是解答平衡问题成败的关键。研究对象的选取关系到能否得到解答或能否顺利得到解答，当选取所求力的物体，不能做出解答时，应选取与它相互作用的物体为对象，即转移对象，或把它与周围的物体当做一整体来考虑，即部分的看一看，整体的看一看。但整体法和隔离法是相对的，二者在一定条件下可相互转化，在解决问题时决不能把这两种方法对立起来，而应该灵活把两种方法结合起来使用。为使解答简便，选取对象时，一般先整体考虑，尤其在分析外力对系统的作用（不涉及物体间相互作用的内力）时。但是，在分析系统内各物体（各部分）间相互作用力时（即系统内力），必须用隔离法。2、如需隔离，原则上选择受力情况少，且又能求解未知量的物体分析，这一思想在以后牛顿定律中会大量体现，要注意熟练掌握。3、有时解答一题目时需多次选取研究对象，整体法和隔离法交叉运用，从而优化解题思路和解题过程，使解题简捷明了。所以，注意灵活、交替地使用整体法和隔离法，不仅可以使分析和解答问题的思路与步骤变得极为简捷，而且对于培养宏观的统摄力和微观的洞察力也具有重要意义。【例1】如图1-7-7所示，F1＝F2＝1N，分别作用于A、B两个重叠物体上，且A、B均保持静止，则A与B之间、B与地面之间的摩擦力分别为（）A．1N，零B．2N，零C．1N，1ND．2N，1N图1-7-4AFBA3421【例2】用轻质细线把两个质量未知小球悬挂起来，如图1-7-3图1-7-4AFBA3421DDACabB图1-7-3【例3】四个相同的、质量均为m的木块用两块同样的木板A、B夹住，使系统静止（如图1-7-4所示），木块间接触面均在竖直平面内，求它们之间的摩擦力。 补：若木块的数目为奇数呢？m1m1αß图1-m2M图1-7-4AFBA3421m1αß图1-7-1m2M【例4】如图1-7-1所示，将质量为m1和m2的物体分别置于质量为M的物体两侧，三物体均处于静止状态。已知m1αß图1-m2MA．m1对M的正压力大于m2对M的正压力B．m1对M的摩擦力大于m2对M的摩擦力C．水平地面对M的支持力一定等于(M+m1+m2)gD．水平地面对M的摩擦力一定等于零补充：若m1、m2在M上匀速下滑，其余条件不变。图1-7-2【例5】如图1-7-2，不计摩擦，滑轮重可忽略，人重600N，平板重400N，如果人要拉住木板，他必须用力N图1-7-2补：人对平板的压力为 N，若要维持系统平衡，人的重力不得小于 N。图18图186．有一个直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙，OB竖直向下，表面光滑，AO上套有小环P，OB上套有小环Q，两环质量均为m，两环间由一根质量可忽略、不可伸展的细绳相连，并在某一位置平衡（如图18），现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO杆对P环的支持力N和细绳上的拉力T的变化情况是：A．N不变，T变大B．N不变，T变小C．N变大，T变大D．N变大，T变小例7、如图7-1所示，两个完全相同重为G的球，两球与水平面间的动摩擦因数都是μ，一根轻绳两端固结在两个球上，在绳的中点施一个竖直向上的拉力，当绳被拉直后，两段绳间的夹角为θ。问当F至少多大时，两球将发生滑动？提示：结合整体法和隔离法列平衡方程可很快求解例8、如图7-3所示，光滑的金属球B放在纵截面为等腰三角形的物体A与竖直墙壁之间，恰好匀速下滑，已知物体A的重力是B的重力的6倍，不计球跟斜面和墙壁之间摩擦，问：物体A与水平面之间的动摩擦因数μ是多少？提示：结合整体法（AB）和隔离法（B）列平衡方程求解。9、如图⒁所示，一根长绳的两端系在A、D两点，绳上B、C两点各悬挂G=10N的重物，AB、CD绳和铅垂线夹角α、β分别为30°、60°，则三段中张力大小TAB=_____，TBC=_______，TCD=_______；BC段绳与铅垂线的夹角θ=__________。10、如图（1）所示，光滑的两个球，直径均为d，置于直径为D的圆桶内，且d<D<2d。在桶与球接触的三点A、B、C，受到的作用力大小分别为F1、F2、F3，如果将桶的直径加大，但仍小于2d，则F1、F2、F3的变化情况是（）A、F1增大，F2不变，F3增大B、F1减小，F2不变，F3减小C、F1减小，F2减小，F3增大D、F1增大，F2减小，F3减小。11、如图（2）所示，在光滑的水平面上，质量分别为M、m的两木块接触面与水平面的夹角为θ，用大小均为F的水平力第一次向右推A，第二次向左推B，两次推动均使A、B一起在水平面上滑动，设先后两次推动中，A、B间的作用力大小为N1与N2。则有（）A、N1∶N2=m∶MB、N1∶N2=mcosθ∶MsinθC、N1∶N2=M∶mD、N1∶N2=Mcosθ∶msinθ牛顿运动定律应用专题：整体法和隔离法解决连接体问题要点一整体法 1.光滑水平面上,放一倾角为θ的光滑斜木块,质量为m的光滑物体放在斜面上,如图所示,现对斜面施加力F.（1）若使M静止不动,F应为多大?（2）若使M与m保持相对静止,F应为多大?8．如图所示的弹簧秤质量为m，挂钩下面悬挂一个质量为m0的重物，现用一方向竖直向上的外力F拉着弹簧秤，使其向上做匀加速直线运动，则弹簧秤的示数与拉力F之比为()A．m0：m B．m：m0C．m0：(m＋m0) D．m：(m－m0)9．如图所示，一根轻质弹簧上端固定，下端挂一质量为m0的秤盘，盘中有物体质量为m，当盘静止时，弹簧伸长为l，现向下拉盘使弹簧再伸长Δl后停止，然后松开手，设弹簧总处在弹性限度内，则刚松开手时盘对物体的支持力等于()A．(1＋eq\f(Δl,l))(m＋m0)g B．(1＋eq\f(Δl,l))mgC.eq\f(Δl,l)mg D.eq\f(Δl,l)(m＋m0)g10．如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m和2m的四个木块，其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的轻绳相连，木块间的最大静摩擦力是μmg.现用水平拉力F拉其中一个质量为2m的木块，使四个木块以同一加速度运动，则轻绳对m的最大拉力为()A.eq\f(3μmg,5) B.eq\f(3μmg,4)C.eq\f(3μmg,2) D．3μmg二、论述、计算题11．如图所示，把长方体分割成A、B两斜面体，质量分别为mA和mB，切面与水平桌面成θ角．两斜面体切面光滑，桌面也光滑．求水平推力在什么范围内，A不会相对B滑动？12．如图所示，在光滑的桌面上叠放着一质量为mA＝2.0kg的薄木板A和质量为mB＝3kg的金属块B.A的长度L＝2.0m.B上有轻线绕过定滑轮与质量为mC＝1.0kg的物块C相连．B与A之间的动摩擦因数μ＝0.10，最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力．忽略滑轮质量及与轴间的摩擦．起始时令各物体都处于静止状态