(完整版)高中物理整体法和隔离法

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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,1N D.2N,1N

【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所示,今对小球a持续施加一个

向左偏下30º的恒力,并对小球b持续施加一个向

右偏上30º的同样大的恒力,最后达到平衡,则表

示平衡状态的图可能是()

【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?

【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m1>m2,α<ß,下述说法正确的

是()

A.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)g

图1-7-7

D

A

C

B

图1-7-3

1-7-4

A

m

αß

图1-7-1

m

M

D.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。

【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。

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。

6.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T AB=_____,T BC=_______,T CD=_______;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

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∶M

B、N1∶N2=mcosθ∶Msinθ

C、N1∶N2= M∶m

D、N1∶N2=M cosθ∶m sinθ

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?

图1-7-2 图18