高一物理必修一专题整体法和隔离法的应用ppt课件
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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m=2kg的物体,置于质量为M=10kg的斜面体上,现用一平行于斜面的力F=20N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:①平行斜面方向:②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:③竖直方向:④结合牛顿第三定律知⑤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:因此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:⑤竖直方向:⑥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。
整体法与隔离法1.整体法:在研究物理问题时,把所研究的对象作为一个整体来处理的方法称为整体法.采用整体法时不仅可以把几个物体作为整体,也可以把几个物理过程作为一个整体,采用整体法可以避免对整体内部进行繁锁的分析,常常使问题解答更简便、明了.运用整体法解题的基本步骤:①明确研究的系统或运动的全过程.②画出系统的受力图和运动全过程的示意图.③寻找未知量与已知量之间的关系,选择适当的物理规律列方程求解2.隔离法:把所研究对象从整体中隔离出来进行研究,最终得出结论的方法称为隔离法.可以把整个物体隔离成几个部分来处理,也可以把整个过程隔离成几个阶段来处理,还可以对同一个物体,同一过程中不同物理量的变化进行分别处理。
采用隔离物体法能排除与研究对象无关的因素,使事物的特征明显地显示出来,从而进行有效的处理。
运用隔离法解题的基本步骤:①明确研究对象或过程、状态,选择隔离对象.选择原则是:一要包含待求量,二是所选隔离对象和所列方程数尽可能少.②将研究对象从系统中隔离出来;或将研究的某状态、某过程从运动的全过程中隔离出来。
③对隔离出的研究对象、过程、状态分析研究,画出某状态下的受力图或某阶段的运动过程示意图。
④寻找未知量与已知量之间的关系,选择适当的物理规律列方程求解。
3.整体和局部是相对统一的,相辅相成的.隔离法与整体法,不是相互对立的,一般问题的求解中,随着研究对象的转化,往往两种方法交叉运用,相辅相成.所以,两种方法的取舍,并无绝对的界限,必须具体分析,灵活运用。
无论哪种方法均以尽可能避免或减少非待求量(即中间未知量的出现,如非待求的力,非待求的中间状态或过程等)的出现为原则4.应用例析【例4】如图所示,A、B两木块的质量分别为m A、m B,在水平推力F作用下沿光滑水平面匀加速向右运动,求A、B间的弹力F N。
解析:这里有a 、F N 两个未知数,需要要建立两个方程,要取两次研究对象。
比较后可知分别以B 、(A +B )为对象较为简单(它们在水平方向上都只受到一个力作用).可得F m m m F BA B N += 点评:这个结论还可以推广到水平面粗糙时(A 、B 与水平面间μ相同);也可以推广到沿斜面方向推A 、B 向上加速的问题,有趣的是,答案是完全一样的。
第6讲 整体法和隔离法的应用一般整体法和隔离法结合起来使用,一般先整体受力分析求出a ,再对其中一个物体隔离求受力。
概念 选用原则注意问题整体法将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析1.至少有两个物体。
2.物体的加速度相同。
3.不能求物体间的力。
1.整体中任一物体受到的外力都是整体受到的力。
2.不用考虑整体内部各个物体间的相互作用力3.要会选择合适的整体。
4.F 合=m 合 a ,即m 与F 合要对应。
隔离法 将研究对象与周围物体分隔开,单独分析研究系统内物体之间的相互作用力一般隔离分析受力较少的物体类型二:a 相同且都不等于0。
22.(2004年全国卷 )如图所示,两个用轻线相连的位于光滑水平面上的物块,质量分别为m 1和m 2,拉力F 1和F 2方向相反,与轻线沿同一水平直线,且F 1>F 2。
试求在两个物块运动过程中轻线的拉力T 的大小。
23.如图所示,A 和B 两物体相互接触,并静止在水平面上.现有两个水平推力F 1、F 2分别作用在A 、B 上,A 、B 两物体仍保持静止,则A 、B 之间的作用力大小是 A.一定等于零 B .不等于零,但小于F 1 C .一定等于F 1 D .可能等于F 224.一根粗细均匀的铜棒的质量为m ,放在光滑的水平面上,在铜棒轴线方向受水平向右的拉力F 而做匀加速直线运动,则棒中自左向右各截面处的张力大小为A .都等于FB .逐渐增大C .逐渐减小D .都等于零25.(1998年全国卷)。
如图3-12,质量为2m 的物块A 与质量为m 的物块B 之间以及B 与地面的动摩擦因数为μ,在已知水平力F 的作用下,A 、B 做加速运动,A 对B 的作用力为 .15.质量分别为M 和m 的两物体靠在一起放在光滑水平面上.用水平推力F 向右推M ,两物体向右加速运动时,M 、m 间的作用力为F N1;用水平力F 向左推m ,使M 、m 一起加速向左运动时,M 、m 间的作用力为F N2,如图(1)、(2)所示.则( ) A .F N1∶F N2=1∶1 B .F N1∶F N2=m ∶MC .F N1∶F N2=M ∶mD .条件不足,无法比较F N1、F N2的大小26.(2007年江苏卷)。
隔离法与整体法及其应用1.隔离法的含义及其应用把所研究的事物从整体或系统中隔离出来进行研究,最终得出结论的方法称为隔离法。
应用隔离法能排除与事物无关的因素,使该事物的主要特征明确地显示出来,从而进行有效处理,使一些无法用整体来解决的问题得到满意的结论。
任何事物总是由各个部分组成的,事物的整体和局部之间既有联系又有区别。
在处理具体的物理问题时,可以根据不同的情况把整个物体系或整个物理过程分隔成几个部分,应用相应物理规律进行处理。
由于各物体在各种不同情况下会产生不同的结果,应用隔离法能为我们针对不同情况解决问题创造条件。
同时由于事物之间总是相互关联的,对局部事物问题的研究也有利于我们进一步了解局部之间的相互关系以及局部和整体之间的相互关系,往往能突破一点掌握全局,使问题得到顺利解决。
隔离法用于解决高中物理问题常见的有以下六种情况。
1.1(隔离物体)例1.如图(1)所示,质量为M 的木板上放一质量为m 的木块。
木块与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与水平支持面间的摩擦因数为μ2。
问:加在木板上的水平力F 多大时,才能将木板从木块下抽出来?简解:分别对m 及M 作受力分析后,根据牛顿第二定律对m :μ1m g=ma 1……①,对M :F-μ1mg-μ2(m +M )g=M a 2……②,将M 从m 下抽出,应满足a 2>a 1……③,将①、②代入③可得F>(μ1+μ2)(M+m)g 说明:共点力平衡条件、牛顿第二定律、动量定理、动能定理等力学规律均适用于隔离物体,分别列式联合求解。
至于具体应用哪一条物理规律,要视物体的运动状态和问题设置的目标而定。
此外,对于有相互关联的几部分不同气体,分别对它们应用相关的气体实验定律或气态方程列式讨论,也属这类方法应用。
对于点光源同时经不同的光学元件成像,如果要确定像的个数及虚实,或光路图等,则需要隔离光学元件进行分析。
1.2隔离过程例2.如图(2)所示,用长为L 的轻绳,一端系质量为m 的小球,另一端固定在O 处。
物体的受力分析(隔离法与整体法)、正交分解一、物体受力分析方法(1)意义(重要性):对物体进行受力分析是解题的基础,它贯穿于整个高中物理。
受力分析是解决力学问题的基础,解决好力学问题的关键和重要方法,是学好物理的第一步.决定了物体运动情况);解物理问题的能力很重要体现在能否对物体进行正确的受(因为:物体受力情况由受力力分析。
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,并画出受力示意图,就是受力分析。
(2)受力分析的方法和步骤:①选取对象——(研究对象可以是质点、结点、某个物体、或几个物体组成的系统)。
原则上使问题的研究处理尽量简便.②隔离物体——把研究对象从周围的环境中隔离开来,分析周围物体对研究对象的力的作用。
按照先场力(重力、电场力、磁场力等),后接触力(弹力、摩擦力),再其他力的顺序进行分析;或先主动力,后被动力(弹力、摩擦力)的顺序进行分析。
按顺序(重、弹、摩)分析可以防止漏力;分析出的每个力都要能找出施、受力物体(即性质力),这样可防止添力现象。
注意:力既不能多,也不能少;分析的力为性质力,如重力、弹力、摩擦力等,不要分析效果力,如向心力、回复力等。
③画出受力示意图——把物体所受的力一一画在受力图上,并标明各力的方向,注意不要将施出的力画在图上。
还要注意不同对象的受力图用隔离法分别画出,对于质点不考虑形变及转动效果,可将各力平移置物体的重心上,即各力均从重心画起。
检验:防止错画、漏画、多画力。
④确定方向——即确定坐标系,规定正方向。
⑤列方程——根据平衡条件或牛顿第二定律,列出在给定方向上的方程。
(步骤④⑤是针对某些力是否存在的不确定性而增加的)注意事项:①.只分析研究对象所受的力,不分析研究对象对其它物体所施的力②.对于分析出的每个力,都应该能找出其施力物体.(可以防止添力)③.合力和分力不能同时作为物体所受的力(3)判断物体是否受某个力的依据: (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。