高中物理整體法和隔離法教資材料

1、整體法和隔離法一、整體法整體法就是把幾個物體視為一個整體，受力分析時，只分析這一整體之外的物體對整體的作用力，不考慮整體內(nèi)部物體之間的相互作用力。當(dāng)只涉及系統(tǒng)而不涉及系統(tǒng)內(nèi)部某些物體的力和運(yùn)動時，一般可采用整體法。運(yùn)用整體法解題的基本步驟是：（1）明確研究的系統(tǒng)或運(yùn)動的全過程；（2）畫出系統(tǒng)或整體的受力圖或運(yùn)動全過程的示意圖；（3）選用適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律列方程求解。二、隔離法隔離法就是把要分析的物體從相關(guān)的物體系中假想地隔離出來，只分析該物體以外的物體對該物體的作用力，不考慮該物體對其它物體的作用力。為了弄清系統(tǒng)（連接體）內(nèi)某個物體的受力和運(yùn)動情況，一般可采用隔離法。運(yùn)用隔離法解題的基本步驟是；（

2、1）明確研究對象或過程、狀態(tài)；（2）將某個研究對象或某段運(yùn)動過程、或某個狀態(tài)從全過程中隔離出來；（3）畫出某狀態(tài)下的受力圖或運(yùn)動過程示意圖；（4）選用適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律列方程求解。三、應(yīng)用整體法和隔離法解題的方法1、合理選擇研究對象。這是解答平衡問題成敗的關(guān)鍵。研究對象的選取關(guān)系到能否得到解答或能否順利得到解答，當(dāng)選取所求力的物體，不能做出解答時，應(yīng)選取與它相互作用的物體為對象，即轉(zhuǎn)移對象，或把它與周圍的物體當(dāng)做一整體來考慮，即部分的看一看，整體的看一看。但整體法和隔離法是相對的，二者在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化，在解決問題時決不能把這兩種方法對立起來，而應(yīng)該靈活把兩種方法結(jié)合起來使用。為使解答簡便，選

3、取對象時，一般先整體考慮，尤其在分析外力對系統(tǒng)的作用（不涉及物體間相互作用的內(nèi)力）時。但是，在分析系統(tǒng)內(nèi)各物體（各部分）間相互作用力時（即系統(tǒng)內(nèi)力），必須用隔離法。2、如需隔離，原則上選擇受力情況少，且又能求解未知量的物體分析，這一思想在以后牛頓定律中會大量體現(xiàn)，要注意熟練掌握。3、有時解答一題目時需多次選取研究對象，整體法和隔離法交叉運(yùn)用，從而優(yōu)化解題思路和解題過程，使解題簡捷明了。所以，注意靈活、交替地使用整體法和隔離法，不僅可以使分析和解答問題的思路與步驟變得極為簡捷，而且對于培養(yǎng)宏觀的統(tǒng)攝力和微觀的洞察力也具有重要意義?！纠?】如圖1-7-7所示，f1f21n，分別作用于a、b兩個重疊

4、物體上，且a、b均保持靜止，則a與b之間、b與地面之間的摩擦力分別為 （ ）a1n，零 b2n，零 c1n，1n d2n，1n圖1-7-4afba3421【例2】用輕質(zhì)細(xì)線把兩個質(zhì)量未知小球懸掛起來，如圖1-7-3所示，今對小球a持續(xù)施加一個向左偏下30º的恒力，并對小球b持續(xù)施加一個向右偏上30º的同樣大的恒力，最后達(dá)到平衡，則表示平衡狀態(tài)的圖可能是（）dacabb圖1-7-3【例3】四個相同的、質(zhì)量均為m的木塊用兩塊同樣的木板a、b夾住，使系統(tǒng)靜止（如圖1-7-4所示），木塊間接觸面均在豎直平面內(nèi)，求它們之間的摩擦力。補(bǔ)：若木塊的數(shù)目為奇數(shù)呢？m1ß圖1-7-

5、1m2m圖1-7-4afba3421m1ß圖1-7-1m2m【例4】如圖1-7-1所示，將質(zhì)量為m1和m2的物體分別置于質(zhì)量為m的物體兩側(cè)，三物體均處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知m1m2，ß，下述說法正確的是（ ） am1對m的正壓力大于m2對m的正壓力 bm1對m的摩擦力大于m2對m的摩擦力 c水平地面對m的支持力一定等于(m+m1+m2)g d水平地面對m的摩擦力一定等于零補(bǔ)充：若m1、m2在m上勻速下滑，其余條件不變。圖1-7-2【例5】如圖1-7-2，不計摩擦，滑輪重可忽略，人重600n，平板重400n，如果人要拉住木板，他必須用力 n。補(bǔ)：人對平板的壓力為n，若要維持系統(tǒng)平衡

6、，人的重力不得小于n。圖 186有一個直角支架 aob，ao水平放置，表面粗糙，ob豎直向下，表面光滑，ao上套有小環(huán)p，ob上套有小環(huán) q，兩環(huán)質(zhì)量均為m，兩環(huán)間由一根質(zhì)量可忽略、不可伸展的細(xì)繩相連，并在某一位置平衡（如圖18），現(xiàn)將p環(huán)向左移一小段距離，兩環(huán)再次達(dá)到平衡，那么將移動后的平衡狀態(tài)和原來的平衡狀態(tài)比較，ao桿對p環(huán)的支持力n和細(xì)繩上的拉力t的變化情況是： an不變，t變大 bn不變，t變小cn變大，t變大 dn變大，t變小例7、如圖7-1所示，兩個完全相同重為g的球，兩球與水平面間的動摩擦因數(shù)都是，一根輕繩兩端固結(jié)在兩個球上，在繩的中點(diǎn)施一個豎直向上的拉力，當(dāng)繩被拉直后，兩段繩

7、間的夾角為。問當(dāng)f至少多大時，兩球?qū)l(fā)生滑動？提示：結(jié)合整體法和隔離法列平衡方程可很快求解例8、如圖7-3所示，光滑的金屬球b放在縱截面為等腰三角形的物體a與豎直墻壁之間，恰好勻速下滑，已知物體a的重力是b的重力的6倍，不計球跟斜面和墻壁之間摩擦，問：物體a與水平面之間的動摩擦因數(shù)是多少？提示：結(jié)合整體法（ab）和隔離法（b）列平衡方程求解。9、如圖所示，一根長繩的兩端系在a、d兩點(diǎn)，繩上b、c兩點(diǎn)各懸掛g=10n的重物，ab、cd繩和鉛垂線夾角、分別為30°、60°，則三段中張力大小tab=_，tbc=_，tcd=_；bc段繩與鉛垂線的夾角=_。10、如圖（1）所示，光滑

8、的兩個球，直徑均為d，置于直徑為d的圓桶內(nèi)，且d<d<2d。在桶與球接觸的三點(diǎn)a、b、c，受到的作用力大小分別為f1、f2、f3，如果將桶的直徑加大，但仍小于2d，則f1、f2、f3的變化情況是（ ）a、f1增大，f2不變，f3增大 b、f1減小，f2不變，f3減小c、f1減小，f2減小，f3增大 d、f1增大，f2減小，f3減小。11、如圖（2）所示，在光滑的水平面上，質(zhì)量分別為m、m的兩木塊接觸面與水平面的夾角為，用大小均為f的水平力第一次向右推a，第二次向左推b，兩次推動均使a、b一起在水平面上滑動，設(shè)先后兩次推動中，a、b間的作用力大小為n1與n2。則有（ ）a、n1n2=

9、mm b、n1n2=mcosmsinc、n1n2= mmd、n1n2=m cosm sin牛頓運(yùn)動定律應(yīng)用專題：整體法和隔離法解決連接體問題要點(diǎn)一 整體法1.光滑水平面上,放一傾角為的光滑斜木塊,質(zhì)量為m的光滑物體放在斜面上,如圖所示,現(xiàn)對斜面施加力f.（1）若使m靜止不動,f應(yīng)為多大?（2）若使m與m保持相對靜止,f應(yīng)為多大?要點(diǎn)二 隔離法2.如圖所示,質(zhì)量為m的木箱放在水平面上,木箱中的立桿上套著一個質(zhì)量為m的小球,開始時小球在桿的頂端,由靜止釋放后,小球沿桿下滑的加速度為重力加速度的1/2,即a=g/2,則小球在下滑的過程中,木箱對地面的壓力為多少?題型1 隔離法的應(yīng)用【例1】如圖所示,

10、薄平板a長l=5 m,質(zhì)量m=5 kg,放在水平桌面上,板右端與桌邊緣相齊.在a上距其右端s=3 m處放一個質(zhì)量m=2 kg的小物體b,已知a與b之間的動摩擦因數(shù)1=0.1,a、b兩物體與桌面間的動摩擦因數(shù)2=0.2,最初系統(tǒng)靜止.現(xiàn)在對板a向右施加一水平恒力f,將a從b下抽出（設(shè)b不會翻轉(zhuǎn)）,且恰使b停在桌面邊緣,試求f的大?。ㄈ=10 m/s2）.題型2 整體法與隔離法交替應(yīng)用【例2】如圖所示,質(zhì)量m=1 kg的物塊放在傾斜角=37°的斜面上,斜面體的質(zhì)量m=2 kg,斜面與物體間的動摩擦因數(shù)=0.2,地面光滑.現(xiàn)對斜面體施加一水平推力f,要使物體m相對斜面靜止,f應(yīng)為多大?（

11、設(shè)物體與斜面的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g取10 m/s2）題型3 臨界問題【例3】如圖所示,有一塊木板靜止在光滑足夠長的水平面上,木板的質(zhì)量為m=4 kg,長度為l=1 m;木板的右端停放著一個小滑塊,小滑塊的質(zhì)量為m=1 kg,其尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于木板長度,它與木板間的動摩擦因數(shù)為=0.4,已知最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.求:（1）為使木板能從滑塊下抽出來,作用在木板右端的水平恒力f的大小應(yīng)滿足的條件.（2）若其他條件不變,在f=28 n的水平恒力持續(xù)作用下,需多長時間能將木板從滑塊下抽出.1.如圖所示,滑輪的質(zhì)量不計,已知三個物體的質(zhì)量關(guān)系是m1=m2+m3,這時彈簧秤的讀數(shù)為t.若把物體m

12、2從右邊移到左邊的物體m1上,彈簧秤的讀數(shù)t將（ ）a.增大 b.減小c.不變 d.無法確定2.如圖所示,斜面體abc置于粗糙的水平地面上,小木塊m在斜面上靜止或滑動時,斜面體均保持靜止不動.下列哪種情況,斜面體受到地面向右的靜摩擦力（ ）a.小木塊m靜止在bc斜面上b.小木塊m沿bc斜面加速下滑c.小木塊m沿ba斜面減速下滑d.小木塊m沿ab斜面減速上滑3.如圖所示,在平靜的水面上,有一長l=12 m的木船,木船右端固定一直立桅桿,木船和桅桿的總質(zhì)量為m1=200 kg,質(zhì)量為m2=50 kg的人立于木船左端,開始時木船與人均靜止.若人勻加速向右奔跑至船的右端并立即抱住桅桿,經(jīng)歷的時間是2

13、s,船運(yùn)動中受到水的阻力是船（包括人）總重的0.1倍,g取10 m/s2.求此過程中船的位移大小.4.如圖所示,在長為l的均勻桿的頂部a處,緊密套有一小環(huán),它們一起從某高處做自由落體運(yùn)動,桿的b端著地后,桿立即停止運(yùn)動并保持豎直狀態(tài),最終小環(huán)恰能滑到桿的中間位置.若環(huán)在桿上滑動時與桿間的摩擦力大小為環(huán)重力的1.5倍,求從桿開始下落到環(huán)滑至桿的中間位置的全過程所用的時間.練習(xí)一、選擇題1如圖所示，一足夠長的木板靜止在光滑水平面上，一物塊靜皮膚止在木板上，木板和物塊間有摩擦現(xiàn)用水平力向右拉木板，當(dāng)物塊相對木板滑動了一段距離但仍有相對運(yùn)動時，撤掉拉力，此后木板和物塊相對于水平面的運(yùn)動情況為()a物塊

14、先向左運(yùn)動，再向右運(yùn)動b物塊向右運(yùn)動，速度逐漸增大，直到做勻速運(yùn)動c木板向右運(yùn)動，速度逐漸變小，直到做勻速運(yùn)動d木板和物塊的速度都逐漸變小，直到為零2如圖所示，在傾角為的光滑斜面上有兩個用勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧相連的物塊a、b，質(zhì)量均為m，開始時兩物塊均處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)下壓a再靜止釋放使a開始運(yùn)動，當(dāng)物塊b剛要離開擋板時，a的加速度的大小和方向?yàn)?)a0b2gsin，方向沿斜面向下c2gsin，方向沿斜面向上dgsin，方向沿斜面向下3如圖所示是一種升降電梯的示意圖，a為載人箱，b為平衡重物，它們的質(zhì)量均為m，上下均由跨過滑輪的鋼索系住，在電動機(jī)的牽引下使電梯上下運(yùn)動如果電梯中人的總質(zhì)量為m，勻

15、速上升的速度為v，電梯即將到頂層前關(guān)閉電動機(jī)，依靠慣性上升h高度后停止，在不計空氣和摩擦阻力的情況下，h為()a.b.c. d.4如圖所示，小物塊a質(zhì)量為m10kg，b質(zhì)量為m2.5kg.a、b用一輕繩連接跨過無阻力的定滑輪且處于靜止?fàn)顟B(tài)a與平臺間動摩擦因數(shù)0.25(與最大靜摩擦因數(shù)相等)現(xiàn)用豎直向上的力f拉a，且f由零線性增大至100n的過程中，b的下降高度恰為h2m，(a未與滑輪相碰)則上述過程中的最大速度為(g10m/s2) ()a1m/s b2m/sc3m/s d05如圖所示，某斜面體由兩種材料拼接而成，bc界面平行于底面de，兩側(cè)面與水平面夾角分別為30°和60°

16、.已知一物體從a點(diǎn)靜止下滑，加速至b點(diǎn)，勻速至d點(diǎn)若該物塊靜止從a點(diǎn)沿另一側(cè)面下滑，則有()a一直加速運(yùn)動到e，但ac段的加速度比ce段小bab段的運(yùn)動時間大于ac段的運(yùn)動時間c將加速至c點(diǎn)，勻速至e點(diǎn)d通過c點(diǎn)的速率等于通過b點(diǎn)的速率6一條不可伸長的輕繩跨過質(zhì)量可忽略不計的定滑輪，繩的一端系一質(zhì)量m15kg的重物重物靜止于地面上，有一質(zhì)量m110kg的猴子，從繩的另一端沿繩向上爬，如圖所示，不計滑輪摩擦，在重物不離開地面的條件下，猴子向上爬的最大加速度為(g取10m/s2)()a25m/s2 b5m/s2c10m/s2 d15m/s27如圖(a)所示，水平面上質(zhì)量相等的兩木塊a、b用一輕彈簧

17、相連接，整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)現(xiàn)用一豎直向上的力f拉動木塊a，使木塊a向上做勻加速直線運(yùn)動，如圖(b)所示研究從力f剛作用在木塊a的瞬間到木塊b剛離開地面的瞬間這個過程，并且選定這個過程中木塊a的起始位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，則下圖所示的圖象中可以表示力f和木塊a的位移x之間關(guān)系的是()8如圖所示的彈簧秤質(zhì)量為m，掛鉤下面懸掛一個質(zhì)量為m0的重物，現(xiàn)用一方向豎直向上的外力f拉著彈簧秤，使其向上做勻加速直線運(yùn)動，則彈簧秤的示數(shù)與拉力f之比為()am0：m bm：m0cm0：(mm0) dm：(mm0)9如圖所示，一根輕質(zhì)彈簧上端固定，下端掛一質(zhì)量為m0的秤盤，盤中有物體質(zhì)量為m，當(dāng)盤靜止時，彈簧伸長為l，現(xiàn)

18、向下拉盤使彈簧再伸長l后停止，然后松開手，設(shè)彈簧總處在彈性限度內(nèi)，則剛松開手時盤對物體的支持力等于 ()a(1)(mm0)g b(1)mgc.mg d.(mm0)g10如圖所示，光滑水平面上放置質(zhì)量分別為m和2m的四個木塊，其中兩個質(zhì)量為m的木塊間用一不可伸長的輕繩相連，木塊間的最大靜摩擦力是mg.現(xiàn)用水平拉力f拉其中一個質(zhì)量為2m的木塊，使四個木塊以同一加速度運(yùn)動，則輕繩對m的最大拉力為 ()a. b.c. d3mg二、論述、計算題11如圖所示，把長方體分割成a、b兩斜面體，質(zhì)量分別為ma和mb，切面與水平桌面成角兩斜面體切面光滑，桌面也光滑求水平推力在什么范圍內(nèi)，a不會相對b滑動？12如圖所示，在光滑的桌面上疊放著一質(zhì)量為ma2.0kg的薄木板a和質(zhì)量為