高中物理整體法與隔離法

1、整體法與隔離法1 整體法：在研究物理問題時，把所研究的對象作為一個整體來處理的方法稱為整體 法。采用整體法時不僅可以把幾個物體作為整體，也可以把幾個物理過程作為一個整體，采用整體法可以避免對整體內(nèi)部進(jìn)行繁鎖的分析，常常使問題解答更簡便、明了。運(yùn)用整體法解題的基本步驟： 明確研究的系統(tǒng)或運(yùn)動的全過程 畫出系統(tǒng)的受力圖和運(yùn)動全過程的示意圖 尋找未知量與已知量之間的關(guān)系，選擇適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律列方程求解2隔離法：把所研究對象從整體中隔離出來進(jìn)行研究，最終得出結(jié)論的方法稱為隔離 法?？梢园颜麄€物體隔離成幾個部分來處理，也可以把整個過程隔離成幾個階段來處理，還可以對同一個物體，同一過程中不同物理量的變化進(jìn)行

2、分別處理。采用隔離物體法能排除與研究對象無關(guān)的因素，使事物的特征明顯地顯示出來，從而進(jìn)行有效的處理。運(yùn)用隔離法解題的基本步驟： 明確研究對象或過程、狀態(tài)，選擇隔離對象選擇原則是：一要包含待求量，二是所選隔離對象和所列方程數(shù)盡可能少 將研究對象從系統(tǒng)中隔離出來；或?qū)⒀芯康哪碃顟B(tài)、某過程從運(yùn)動的全過程中隔離出來 對隔離出的研究對象、過程、狀態(tài)分析研究，畫出某狀態(tài)下的受力圖或某階段的運(yùn)動 過程示意圖 尋找未知量與已知量之間的關(guān)系，選擇適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律列方程求解3. 整體和局部是相對統(tǒng)一的，相輔相成的。隔離法與整體法，不是相互對立的，一般問題的求解中， 隨著研究對象的轉(zhuǎn)化，往往兩種方法交叉運(yùn)用，相輔相成

3、 所以，兩種方法的取舍，并無絕對的界限，必須具體分析，靈 活運(yùn)用無論哪種方法均以盡可能避免或減少非待求量（即中間未知量的出現(xiàn)，如非待求的 力，非待求的中間狀態(tài)或過程等）的出現(xiàn)為原則4. 應(yīng)用例析【例4】如圖所示，A、B兩木塊的質(zhì)量分別為 mA、mB，在水平推力F作用下沿光滑水 平面勻加速向右運(yùn)動，求 A、B間的彈力Fn。解析：這里有a、Fn兩個未知數(shù)，需要要建立兩個方程，要取兩次研究對象。比較后可 知分別以 B、（ A+B）為對象較為簡單（它們在水平方向上都只受到一個力作用）。可得mBmA mB點(diǎn)評：這個結(jié)論還可以推廣到水平面粗糙時（A、B與水平面間相同）；也可以推廣到沿斜面方向推 A、B向上

4、加速的問題，有趣的是，答案是完全一樣的?！纠?】如圖所示，質(zhì)量為 2m的物塊A和質(zhì)量為m的物塊B與地面的摩擦均不計在 已知水平推力F的作用下，A、B做加速運(yùn)動.A對B的作用力為多大？解析：取A、B整體為研究對象，其水平方向只受一個力F的根據(jù)牛頓第二定律知：F =（ 2m+ m） a777777777777777777777m.作用a= F / 3m取B為研究對象，其水平方向只受 A的作用力Fi，根據(jù)牛頓第二定律知:Fi = ma故 Fi = F/3點(diǎn)評：對連結(jié)體（多個相互關(guān)聯(lián)的物體）問題，通常先取整體為研究對象，然后再根 據(jù)要求的問題取某一個物體為研究對象【例6】如圖，傾角為a的斜面與水平面間

5、、斜面與質(zhì)量為m的木塊間的動摩擦因數(shù)均為卩，木塊由靜止開始沿斜面加速下滑時斜面始終保持靜止。求水平面給斜面的摩擦力大小和方向。汽、；-解：以斜面和木塊整體為研究對象，水平方向僅受靜摩擦力作用，而整體中只有木塊的 加速度有水平方向的分量。可以先求出木塊的加速度a=g sin, - "cos* ,再在水平方向?qū)|(zhì)點(diǎn)組用牛頓第二定律，很容易得到：Ff = mg（sin-cos）cos>如果給出斜面的質(zhì)量 M，本題還可以求出這時水平面對斜面的支持力大小為：FN=Mg + mg （cos a +卩si na ） sin a ,這個值小于靜止時水平面對斜面的支持力?！纠?】如圖所示，mA=

6、1kg , mB=2kg, A、B間靜摩擦力的最大值是 5N，水平面光滑。用水平力F拉B,當(dāng)拉力大小分別是 F=10N和F=20N時，A、B的加A速度各多大？r1竇丨|解析：先確定臨界值，即剛好使A、B發(fā)生相對滑動的F值。當(dāng)A、B間的靜摩擦力達(dá)到 5N時，既可以認(rèn)為它們?nèi)匀槐３窒鄬o止，有共同的加速度，又可以認(rèn)為它們間已經(jīng)發(fā)生了相對滑動,A在滑動摩擦力作用下加速運(yùn)動。這時以A為對象得到a =5m/s2 ;再以A、B系統(tǒng)為對象得到 F = （mA+mB）a =15Na A = aB3.3m/s?ma + mB（1）當(dāng)F=10N<15N時，A、B 一定仍相對靜止，所以（2）當(dāng)F=20N>

7、;15N時，A、B間一定發(fā)生了相對滑動，用質(zhì)點(diǎn)組牛頓第二定律列方程:F = mAaA mBaB，而 a a =5m/s，于是可以得到 a b =7.5m/sm1，2【例8】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 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即a=，g，則小球在下滑的過程中，木箱對地面的壓力為多少？2可以認(rèn)為它們間已經(jīng)發(fā)生了相對滑動,A在滑動摩擦力作用下加速運(yùn)動。這時以A為對象得2可以認(rèn)為它們間已經(jīng)發(fā)生了相對滑動,A在滑動摩擦力作用下加速運(yùn)動。這時以A為對象得命題意圖：考查對牛頓第二定律的理解運(yùn)用能力及靈活選取研究對象的能力.B級要求.錯解分析：（1）部分考生習(xí)慣于具有相同加速度連接體問題演練，對于“一動一靜”連續(xù)體問題難以對其隔離， 列出正確方程（ 2）思維缺乏創(chuàng)新，對整體法列出的方程感到疑惑解題方法與技巧：解法一：（隔離法）木箱與小球沒有共同加速度，所以須用隔離法取小球m為研究對象，受重力 mg、摩擦力Ff,如圖2-4,據(jù)牛頓第二定律得:mg-Ff=ma取木箱M為研究對象，受重力Mg、地面支持力Fn及小球給予的摩擦力 F/如圖.據(jù)物體平衡條件得:Fn -Ff' -Mg=O且 Ff=Ff'由式得Fn=2M m2由牛頓第三定律知，木箱對地面