整体法与隔离法(绝对经典)
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专题整体法和隔离法选择研究对象是解决物理问题的首要环节.在很多物理问题中,研究对象的选择方案是多样的,研究对象的选取方法不同会影响求解的繁简程度。
合理选择研究对象会使问题简化,反之,会使问题复杂化,甚至使问题无法解决。
隔离法与整体法都是物理解题的基本方法。
隔离法就是将研究对象从其周围的环境中隔离出来单独进行研究,这个研究对象可以是一个物体,也可以是物体的一个部分,广义的隔离法还包括将一个物理过程从其全过程中隔离出来。
整体法是将几个物体看作一个整体,或将看上去具有明显不同性质和特点的几个物理过程作为一个整体过程来处理。
隔离法和整体法看上去相互对立,但两者在本质上是统一的,因为将几个物体看作一个整体之后,还是要将它们与周围的环境隔离开来的。
这两种方法广泛地应用在受力分析、动量定理、动量守恒、动能定理、机械能守恒等问题中。
对于连结体问题,通常用隔离法,但有时也可采用整体法。
如果能够运用整体法,我们应该优先采用整体法,这样涉及的研究对象少,未知量少,方程少,求解简便;不计物体间相互作用的内力,或物体系内的物体的运动状态相同,一般首先考虑整体法。
对于大多数动力学问题,单纯采用整体法并不一定能解决,通常采用整体法与隔离法相结合的方法。
一、静力学中的整体与隔离通常在分析外力对系统的作用时,用整体法;在分析系统内各物体(各部分)间相互作用时,用隔离法.解题中应遵循“先整体、后隔离”的原则。
【例 1】在粗糙水平面上有一个三角形木块a,在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为 m1 和 m2 的两个木块 b 和 c,如图所示,已知m1> m2,三木块均处于静止,则粗糙地面对于三角形木块()b cA.有摩擦力作用,摩擦力的方向水平向右m1m2 B.有摩擦力作用,摩擦力的方向水平向左aC.有摩擦力作用,但摩擦力的方向不能确定D.没有摩擦力的作用【解析】由于三物体均静止,故可将三物体视为一个物体,它静止于水平面上,必无摩擦力作用,故选D.【点评】本题若以三角形木块 a 为研究对象,分析 b 和 c 对它的弹力和摩擦力,再求其合力来求解,则把问题复杂化了.此题可扩展为 b、c 两个物体均匀速下滑,想一想,应选什么?P 【例 2】有一个直角支架AOB, AO水平放置,表面粗糙, OB AO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,Q并在某一位置平衡,如图。
专题:整体法与隔离法【要点】1、系统(连接体):几个相互联系的、在外力作用下一起运动的物体系。
相互作用的物体称为系统或连接体,由两个或两个以上的物体组成。
2、内力与外力:系统内物体间的相互作用力叫内力,系统外部物体对系统内物体的作用力叫外力。
3、方法选取原则:研究系统内力,用隔离法;当研究系统外力时优先考虑整体法;对于复杂的动力学问题,采用二者相结合。
【经典题型训练】例1、向右的水平力F作用在物体B上,AB匀速运动,则地面对B的摩擦力为多少?若F作用在A上,结果如何?【变式】滑块和斜面均处于静止状态,斜面倾斜角为,滑块的质量为m,斜面的质量为M,求地面对斜面的支持力和摩擦力的大小。
例2、如图:在两块相同的竖直木板间,有质量均为m的两块相同的砖,用两个大小相同均为F的水平力压木板,使砖静止不动,则第一块砖对第二块砖的摩擦力为多少?【变式】两块相同的竖直木板间,有质量均为m的四块相同的砖,用两个大小均为F的水平力压木板,使砖静止不动,(1)木板对第1块砖和第4块砖的摩擦力(2)第2块与第3块间的摩擦力(3)第3块与第4块间的摩擦力例3.甲图所示的两小球静止,对a球施加一个左偏下30°的恒力,对b球施加一个右偏上30°的同样大的恒力,再次静止时乙图中哪张正确?【变式】两个质量相等的小球用轻杆连接后斜靠在竖直墙上处于静止状态,已知墙面光滑,水平面粗糙。
现将A球向上移动一段距离,两球再次达到平衡,将两次比较,地面对B球的支持力Fn和轻杆受到的压力F的变化情况是()A:Fn变小,F不变 B:Fn不变,F变大C:Fn变大,F变大 D:Fn不变,F变小例4.人的质量为60Kg,木板A的质量为30Kg,滑轮及绳的质量不计,一切摩擦不计,若人通过绳子拉住木板不动,则人的拉力的大小及人对木板的压力为多少?【变式】人的质量是m,木板的质量为M,木板与地面间的动摩擦因数为,在人的拉力作用下,人与木板一起向右匀速运动,求木板对人的摩擦力多大?【变式】质量为M的木板悬挂在滑轮组下,上端由一根绳C固定在横梁下,质量为m的人手拉住绳端,使整个装置保持在空间处于静止的状态(滑轮质量不计)。
Attitude determines altitude
专题:整体法与隔离法
【要点】
1、系统(连接体):几个相互联系的、在外力作用下一起运动的物体系。
相互
作用
的物体称为系统或连接体,由两个或两个以上的物体组成。
2、内力与外力:系统内物体间的相互作用力叫内力,系统外部物体对系统内物体的作用力叫外力。
3、方法选取原则:
研究系统内力,用隔离法;当研究系统外力时优先考虑整体法;对于复杂的动力学问题,采用二者相结合。
【经典题型训练】__
例1、向右的水平力F作用在物体B上, AB匀速运动,*
则地面对B的摩擦力为多少?若F作用在A上,结果B
如何?
【变式】滑块和斜面均处于静止状态,斜面倾斜角为 I,
滑块的质量为m,斜面的质量为M求地面对斜面的支持力和
摩擦力的大小。
例2、如图:在两块相同的竖直木板间,有质量均为m 的两
块相同的砖,用两个大小相同均为F的水平力压木板,使
砖静止不动,则第一块砖对第二块砖的摩擦力为多少?
【变式】两块相同的竖直木板间,有质量均为m的四块相同的砖,用两个大小均为F的水平力压木板,使砖静止不动,(1)木板对第1块砖和第4块砖的摩擦力(2)第2块与第3块间的摩擦力(3)第3块与第4块间的摩擦力
a球施加一个左偏下300的恒力,对b球施加再
次静止时乙图中哪张正确?
甲乙
例3.甲图所示的两小球静止,对
一个右偏上30。
的同样大的恒力,
Attitude determines altitude
【变式】两个质量相等的小球用轻杆连接后斜靠在竖直墙上处于静
止状态,已知墙面光滑,水平面粗糙。
现将A球向上移动一段距
离,两球再次达到平衡,将两次比较,地面对B球的支
持力Fn和轻杆受到的压力F的变化情况是()
A: Fn变小,F不变 B : Fn不变,F变大
C: Fn变大,F变大 D : Fn不变,F变小
例4.人的质量为60Kg,木板A的质量为30Kg,滑轮及绳的质量不
计,一切摩擦不计,若人通过绳子拉住木板不动,则人的拉力的大
小及人对木板的压力为多少?
【变式】人的质量是m,木板的质量为M木板与地面间的动摩
擦因数为卩,在人的拉力作用下,人与木板一起向右匀速运
动,求木板对人的摩擦力多大?
【变式】质量为M的木板悬挂在滑轮组下,上端由一根绳C固定
在横梁下,质量为m的人手拉住绳端,使整个装置保持在空间处于
静止的状态(滑轮质量不计)。
求(1)绳对人的拉力多大?(2)
人对木板的压力多大?
例5:质量为m顶角为口的直角劈和质量为M的正方体放在两竖直墙
和水平面之间,处于静止状态。
M与M接触不计一切摩擦,求(1)
水平面对正方体的弹力大小;(2)墙面对正方体的弹力大小
m。