高一物理整体法和隔离法

名典培训高一寒假提升班2017年1月21日星期六1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。典型题例：【例1】如图所示，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【例2】用轻质细线把两个质量未知小球悬挂起来，如图所示，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（）图1-7-7ABF2F1DACabB名典培训高一寒假提升班2017年1月21日星期六2【例3】如图所示，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，木块间接触面均在竖直平面内，求它们之间的摩擦力。举一反三：若木块的数目为奇数呢？【例4】如图所示，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)gD．水平地面对M的摩擦力一定等于零举一反三：若m1、m2在M上匀速下滑，其余条件不变。【例5】如图所示，不计摩擦，滑轮重力可忽略，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。【例6】如图所示，有一辆汽车满载西瓜在水平路面上向左匀速前进．突然发现意外情况，紧急刹车做匀减速运动，加速度大小为a，则中间一质量为m的西瓜A受到其他西瓜对它的作用力的合力的大小和方向是()A．ma，水平向左C．mg2＋a2，斜向右上方B．ma，水平向右D．mg2＋a2，斜向左上方【例7】如图所示，A、B两木块的质量分别为mA、mB，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FN。举一反三：水平面粗糙呢？沿斜面方向推A、B向上加速运动呢？【例8】一质量为M=2kg、长为L=3.75m的薄木板，在水平向右F=10N的拉力作用下，以v。=5m/s的速度沿水平面向右匀速运动。某时刻将质量为m=1kg的铁块（看成质点）轻轻地放在木板的最右端，如图所示，若保持水平拉力不变（铁块与木板间的摩擦不计，g取10m/s2）试问：（1）放上铁块后的一小段时间内，铁块和木板各做何种运动？（2）铁块最终会不会从木板上掉下？若掉下，掉下时木板的速度为多大？AFBA3421m1αßm2MMmF名典培训高一寒假提升班2017年1月21日星期六3【例1】A【例2】A【例3】【例4】ACD【例5】250N，350N，250N【例6】【解析】先对汽车和西瓜整体受力分析，如图所示．确定系统有水平向右的加速度a.然后对中间质量为m的西瓜受力分析，如图所示，则F＝（mg）2＋（ma）2＝mg2＋a2.方向斜向右上方，答案C正确．【答案】C【例7】解析：这里有a、FN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）。对于AB整体而言F=(mA+mB)a对于B而言FN=mBa可得FmmmFBABN对于AB整体而言F=(mA+mB)a对于B而言FN=mBa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。【例8】(1)因为铁块与木板间的摩擦不计，所以铁块静止，木板的加速度大小a=因为放铁块前木板匀速运动，所以F=uMg,解得：a1=-2.5m/s2v=5m/s木板作加速度为-2.5m/s2的匀减速直线运动（2）若木板足够长，铁块不会掉下来，木板停下来是铁块滑行的距离s==5m3.75m铁块会掉下来，铁块掉下来时木板的位移为3.75m,v2-v02=2aLv=2.5m/s变式：铁块和木板间的摩擦力为u，则铁块滑动，ma2=umg对木板F-u(M+m)g-umg=Ma1