高中物理人教版（2019）必修一同步課件 第三章 專題：用整體法和隔離法解決平衡問題

DISANZHANG第三章專題：用整體法和隔離法解決

平衡問題

學(xué)習(xí)目標(biāo)1.在實(shí)際案例中，能靈活運(yùn)用整體法和隔離法對物體進(jìn)行受力分析(重點(diǎn))。2.在用整體法和隔離法處理共點(diǎn)力作用下多個物體的平衡問題時，體會首先選取研究對象的重要性(重難點(diǎn))。目標(biāo)一整體法和隔離法在受力分析中的應(yīng)用如圖所示，直角三棱柱A放在水平地面上，光滑球B放在三棱柱和豎直墻壁之間，A和B都處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知A、B的質(zhì)量分別為mA、mB，重力加速度為g。觀察與思考(1)試分別畫出A、B及A、B作為一個整體的受力示意圖；答案見解析隔離A為研究對象，它受到重力mAg、B對它的壓力FBA、地面的支持力FN和地面對它的摩擦力Ff，如圖甲所示。隔離B為研究對象，它受到重力mBg、三棱柱對它的支持力FAB、墻壁對它的彈力FN1，如圖乙所示。以A、B整體作為研究對象，整體受到重力mAg＋mBg、墻壁對其彈力FN1、地面的支持力FN和地面對其摩擦力Ff，如圖丙所示。(2)求A對地面的壓力的大小。答案見解析以A、B整體為研究對象，F(xiàn)N＝GA＋GB由牛頓第三定律，A對地面的壓力大小FN′等于FN，則FN′＝GA＋GB＝mAg＋mBg故A對地面的壓力的大小等于A、B重力大小之和。[梳理與總結(jié)]1.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(外力)，不考慮整體內(nèi)部物體之間的相互作用力(內(nèi)力)。2.隔離法就是把要分析的物體從相關(guān)的物體系統(tǒng)中隔離出來，只分析該物體以外的物體對該物體的作用力，不考慮該物體對其他物體的作用力。3.(1)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。(2)為了弄清系統(tǒng)內(nèi)某個物體的受力和運(yùn)動情況，一般可采用隔離法。1.(2023·濮陽一高高一期中)如圖所示，物塊A、B處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知豎直墻壁粗糙，水平地面光滑，則物塊A和B的受力個數(shù)分別為A.3和3 B.3和4C.4和4 D.4和5導(dǎo)練√對整體受力分析可知，A、B整體受到地面向上的支持力、重力，墻壁對A、B無彈力；分別隔離A、B分析：A受重力、B對A的支持力和B對A的摩擦力共3個力；B受重力、A對B的壓力、A對B的摩擦力、地面對B的支持力共4個力，故B正確，A、C、D錯誤。1.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。2.為了弄清系統(tǒng)內(nèi)某個物體的受力和運(yùn)動情況，一般可采用隔離法?？偨Y(jié)提升目標(biāo)二整體法和隔離法在平衡問題中的應(yīng)用2.(多選)(來自教材)用三根細(xì)線a、b、c將重力均為G的兩個小球1和2連接并懸掛，如圖所示。兩小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，細(xì)線a與豎直方向的夾角為30°，則導(dǎo)練√√將兩球和細(xì)線b看成一個整體，設(shè)細(xì)線a對小球1的拉力大小為Fa，細(xì)線c對小球2的拉力大小為Fc，受力如圖所示。3.(2023·寧波余姚中學(xué)高一期中)如圖所示，質(zhì)量為m的物體A放在傾角為θ、質(zhì)量為M的斜面體B上，斜面體B放在水平地面上，用沿斜面向下、大小為F的力推物體A，A恰能沿斜面勻速下滑，而斜面體B靜止不動。重力加速度為g，則下列說法中正確的是A.地面對斜面體B的支持力大小為mg＋MgB.地面對斜面體B的支持力大小為Mg＋FsinθC.地面對斜面體B的摩擦力向右，大小為FcosθD.地面對斜面體B的摩擦力大小為0√對A、B整體受力分析，根據(jù)平衡條件，有FN＝mg＋Mg＋Fsinθ，F(xiàn)cosθ＝Ff，即地面對斜面體B的支持力大小為FN＝mg＋Mg＋Fsinθ，地面對斜面體B的摩擦力大小為Ff＝Fcosθ，方向水平向右，故選C。4.(2023·德州市高一期末)如圖所示，整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，球Q光滑，若用外力使MN保持豎直并且緩慢地向右移動，在Q落到地面以前發(fā)現(xiàn)P始終保持靜止，在此過程中下列說法正確的是A.MN對Q的彈力逐漸減小B.地面對P的摩擦力逐漸增大C.地面對P的彈力變小D.P、Q之間的彈力逐漸減小√對球Q進(jìn)行受力分析，其受重力G、P對Q的彈力F2和MN對Q的彈力F1，如圖所示，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件得MN保持豎直并且緩慢地向右移動，θ不斷變大，則F1變大，F(xiàn)2變大，故A、D錯誤；在Q落到地面以前，P始終保持靜止，把P、Q看成整體受力分析，受重力G′、地面的支持力FN、地面的摩擦力Ff和MN的彈力F1，如圖所示，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件有F1＝Ff，G′＝FN由于F1變大，則Ff變大，F(xiàn)N不變，故B正確，C錯誤。整體法、隔離法的比較總結(jié)提升項(xiàng)目整體法隔離法概念將運(yùn)動狀態(tài)相同的幾個物體作為一個整體來分析的方法將研究對象與周圍物體分隔開的分析方法選用原則研究系統(tǒng)外的物體對系統(tǒng)整體的作用力研究系統(tǒng)內(nèi)物體之間的相互作用力注意問題受力分析時不要再考慮系統(tǒng)內(nèi)物體間的相