【參賽課件】高考物理專題講座：整體法與隔離法

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1、 高考物理專題：高考物理專題： 整體法與隔離法整體法與隔離法主頁主頁2211amamF合 系統(tǒng)受到的合外力系統(tǒng)受到的合外力(系統(tǒng)以外的物體對(duì)系統(tǒng)內(nèi)物體作用力系統(tǒng)以外的物體對(duì)系統(tǒng)內(nèi)物體作用力的合力的合力)等于系統(tǒng)內(nèi)各物體的質(zhì)量與其加速度乘積的矢量和。等于系統(tǒng)內(nèi)各物體的質(zhì)量與其加速度乘積的矢量和。 一、知識(shí)整合一、知識(shí)整合（2）方向關(guān)系）方向關(guān)系（1）大小關(guān)系）大小關(guān)系 或正交分解為或正交分解為Fmaa與與F方向相同方向相同（3）對(duì)系統(tǒng)）對(duì)系統(tǒng) 或正交分解為或正交分解為xxxamamF2211yyyamamF2211常用于巧妙分析系統(tǒng)所受的外力常用于巧妙分析系統(tǒng)所受的外力溫溫示示提提馨馨1、牛頓第

2、二定律、牛頓第二定律主頁主頁2 2、整體法與隔離法、整體法與隔離法 （1）整體法：）整體法： 就是將兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體組成的就是將兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體組成的 為研究對(duì)象進(jìn)行為研究對(duì)象進(jìn)行分析研究的方法。解題較簡(jiǎn)單，但不能求解內(nèi)力。分析研究的方法。解題較簡(jiǎn)單，但不能求解內(nèi)力。整體整體 （2）隔離法：）隔離法： 就是將研究對(duì)象從周圍物體中就是將研究對(duì)象從周圍物體中 出來進(jìn)行研究的方法。出來進(jìn)行研究的方法。不僅能求其他物體對(duì)整體的作用力，而且還能求出整體內(nèi)部之不僅能求其他物體對(duì)整體的作用力，而且還能求出整體內(nèi)部之間的作用力。間的作用力。 （3）方法選擇）方法選擇 所涉及的物理問題是整體與外界作用時(shí)

3、，應(yīng)用所涉及的物理問題是整體與外界作用時(shí)，應(yīng)用 法，這法，這時(shí)不必考慮內(nèi)力作用；當(dāng)所涉及的物理問題是物體間的作用時(shí)時(shí)不必考慮內(nèi)力作用；當(dāng)所涉及的物理問題是物體間的作用時(shí)，應(yīng)用，應(yīng)用 法法，這時(shí)整體中相互作用的內(nèi)力就會(huì)變?yōu)楦鱾€(gè)獨(dú)這時(shí)整體中相互作用的內(nèi)力就會(huì)變?yōu)楦鱾€(gè)獨(dú)立物體的外力。實(shí)際問題有時(shí)通常需要立物體的外力。實(shí)際問題有時(shí)通常需要 與與 交交替使用。替使用。整體整體隔離隔離隔離隔離整體法整體法隔離法隔離法主頁主頁 例例1 1、如圖所示，放置在水平地面上、如圖所示，放置在水平地面上的直角劈的直角劈M M上有一個(gè)質(zhì)量為上有一個(gè)質(zhì)量為m m的物體，若的物體，若m m在其上方勻速下滑，在其上方勻速下滑

4、，M M仍保持靜止，那么仍保持靜止，那么下列說法中正確的是：（下列說法中正確的是：（ ）A AM M對(duì)地面的壓力等于（對(duì)地面的壓力等于（M Mm m）g gB BM M對(duì)地面的壓力大于（對(duì)地面的壓力大于（M Mm m）g gC C地面對(duì)地面對(duì)M M沒有摩擦力沒有摩擦力D D地面對(duì)地面對(duì)M M有向左的摩擦力有向左的摩擦力分析分析 M M對(duì)地面的壓力、地面對(duì)對(duì)地面的壓力、地面對(duì)M M的的摩擦力，都是直角劈和物體摩擦力，都是直角劈和物體m m作為一作為一個(gè)整體與外界的作用力，故用整體個(gè)整體與外界的作用力，故用整體法來分析求解較為方便。法來分析求解較為方便。二、講練互動(dòng)二、講練互動(dòng)1 1、在平衡狀態(tài)下

5、的應(yīng)用、在平衡狀態(tài)下的應(yīng)用AC解析：解析：這一整體在豎直方向上受到這一整體在豎直方向上受到向下的重力（向下的重力（M+mM+m）g g和向上的支持和向上的支持力力F FN N，由平衡條件得，由平衡條件得F FN N（M+mM+m）g g，A A正確，正確，B B錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。這一整體在水平方向上平衡，因此這一整體在水平方向上平衡，因此水平方向合力為零，由此可推知地水平方向合力為零，由此可推知地面對(duì)面對(duì)M M沒有摩擦力。沒有摩擦力。C C正確，正確，D D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。 主頁主頁 練習(xí)練習(xí)1 1、用輕質(zhì)細(xì)線把兩個(gè)質(zhì)用輕質(zhì)細(xì)線把兩個(gè)質(zhì)量未知的小球掛起來，如圖量未知的小球掛起來，如圖a a所示所示，今對(duì)

6、小球，今對(duì)小球a a持續(xù)施加一個(gè)向左偏持續(xù)施加一個(gè)向左偏下下3030的恒力，并對(duì)小球的恒力，并對(duì)小球b b持續(xù)施持續(xù)施加一個(gè)向右偏上加一個(gè)向右偏上3030的同樣大的的同樣大的恒力，最后達(dá)到平衡，在下列各恒力，最后達(dá)到平衡，在下列各圖圖A A、B B、C C、D D中表示平衡狀態(tài)的中表示平衡狀態(tài)的是：（是：（ ） a A B C DA解析：解析：以小球以小球a a、b b和它們之和它們之間的連線組成的整體為研究間的連線組成的整體為研究對(duì)象，這一整體受到的外力對(duì)象，這一整體受到的外力有：重力（有：重力（m m1 1+m+m2 2）g g，外加恒，外加恒力力F F1 1、F F2 2，上面懸線的彈力

7、，上面懸線的彈力F FT T，由于，由于F F1 1、F F2 2等值反向，互相等值反向，互相抵消。平衡時(shí)，懸線的彈力抵消。平衡時(shí)，懸線的彈力F FT T必與重力（必與重力（m m1 1+m+m2 2）g g等值反等值反向，即懸線應(yīng)在豎直位置。向，即懸線應(yīng)在豎直位置。故選項(xiàng)故選項(xiàng)A A正確。正確。 即學(xué)即用即學(xué)即用主頁主頁把物體把物體A和物體和物體B隔離，選擇其一為研究隔離，選擇其一為研究對(duì)象。若選擇物體對(duì)象。若選擇物體B為研究對(duì)象，由牛為研究對(duì)象，由牛頓第二定律得：頓第二定律得： 例例2 2、如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量相同的物體相同的物體A A和和B B緊靠在一起，緊靠在一起，放在

8、光滑的水平面上，如果它放在光滑的水平面上，如果它們分別受到水平推力們分別受到水平推力F F1 1和和F F2 2，而，而且且F F1 1 F F2 2，則，則A A施于施于B B的作用力大的作用力大小為小為( () )解析解析:把把A、B視為一個(gè)整體，在水平方視為一個(gè)整體，在水平方向受到外力向受到外力F1 和和F2 的作用。對(duì)整體由牛的作用。對(duì)整體由牛頓第二定律得：頓第二定律得： F1 +F2=2ma所以所以C點(diǎn)評(píng)：點(diǎn)評(píng)： (1)對(duì)于連接體各部分加速度相同時(shí)，一般的思維方法是先用整體法求出加速度再對(duì)于連接體各部分加速度相同時(shí)，一般的思維方法是先用整體法求出加速度再求各部分間的相互作用力求各部分

9、間的相互作用力 (2) (2)當(dāng)求各部分之間作用力時(shí)要用隔離法，應(yīng)考慮解題的方便，當(dāng)求各部分之間作用力時(shí)要用隔離法，應(yīng)考慮解題的方便，有兩個(gè)原則：一是選出的隔離體應(yīng)包含未知量，最好就是所有兩個(gè)原則：一是選出的隔離體應(yīng)包含未知量，最好就是所求的未知量；二是在獨(dú)立方程的求的未知量；二是在獨(dú)立方程的個(gè)數(shù)等于未知量個(gè)數(shù)的前提下，隔離體的數(shù)目應(yīng)盡可能的少個(gè)數(shù)等于未知量個(gè)數(shù)的前提下，隔離體的數(shù)目應(yīng)盡可能的少A B C D 分析分析 物體物體A和和B加速度相同，求它們加速度相同，求它們之間的相互作用力，采取先整體后隔之間的相互作用力，采取先整體后隔離的方法，先求出它們共同的加速度，離的方法，先求出它們共同的

10、加速度，然后再選取然后再選取A或或B為研究對(duì)象，求出它為研究對(duì)象，求出它們之間的相互作用力們之間的相互作用力解得解得 FN -F2=ma2 2、在牛頓第二定律中的應(yīng)用、在牛頓第二定律中的應(yīng)用主頁主頁練習(xí)練習(xí)2 2、如圖所示，如圖所示，A A、B B兩兩物體疊放后從傾角為物體疊放后從傾角為30300 0的的光滑斜面上一起滑下，若物光滑斜面上一起滑下，若物體體A A的質(zhì)量為的質(zhì)量為0.4kg0.4kg，A A、B B間間接觸面呈水平，求滑下時(shí)物接觸面呈水平，求滑下時(shí)物體體B B對(duì)物體對(duì)物體A A的支持力和摩擦的支持力和摩擦力的大?。ㄈ×Φ拇笮。ㄈ=10m/sg=10m/s2 2） 即學(xué)即用即學(xué)即

11、用主頁主頁分析分析此題可先分析貓的受力情況，然后此題可先分析貓的受力情況，然后分析木板的受力情況，再用牛頓第二定律分析木板的受力情況，再用牛頓第二定律求得結(jié)果。求得結(jié)果。方法一：隔離法方法一：隔離法mgFN1f對(duì)貓受力分析，由力的平衡條件可得：對(duì)貓受力分析，由力的平衡條件可得：f= mgsinf= mgsin對(duì)木板受力分析，由牛頓第二定律可得：對(duì)木板受力分析，由牛頓第二定律可得： f +Mgsin=Maf +Mgsin=MaMgFN1fFN2式中式中M=2mM=2m，聯(lián)立解得，木板的加速度，聯(lián)立解得，木板的加速度a=3gsin/2a=3gsin/2 例例3、如圖在傾角為如圖在傾角為的固定光滑斜

12、的固定光滑斜面上，有一用繩子拴著的長(zhǎng)木板，木板面上，有一用繩子拴著的長(zhǎng)木板，木板上站著一只貓。已知木板的質(zhì)量是貓的上站著一只貓。已知木板的質(zhì)量是貓的質(zhì)量的質(zhì)量的2倍。當(dāng)繩子突然斷開時(shí)，貓立倍。當(dāng)繩子突然斷開時(shí)，貓立即沿著板向上跑，以保持其相對(duì)斜面的即沿著板向上跑，以保持其相對(duì)斜面的位置不變。則此時(shí)木板沿斜面下滑的加位置不變。則此時(shí)木板沿斜面下滑的加速度為（速度為（ ）Agsin/2 Bgsin C3gsin/2 D2gsinC主頁主頁分析分析 當(dāng)繩子突然斷開，雖然貓和木板不具有相同當(dāng)繩子突然斷開，雖然貓和木板不具有相同的加速度，但仍可以將它們看作一個(gè)整體。分析此的加速度，但仍可以將它們看作一個(gè)

13、整體。分析此整體沿斜面方向的合外力，整體沿斜面方向的合外力，應(yīng)用牛頓第二定律求解。應(yīng)用牛頓第二定律求解。點(diǎn)評(píng)：很多同學(xué)都習(xí)慣于在多個(gè)物體具有相同加速度時(shí)應(yīng)用整體法。其實(shí)加速度不同點(diǎn)評(píng)：很多同學(xué)都習(xí)慣于在多個(gè)物體具有相同加速度時(shí)應(yīng)用整體法。其實(shí)加速度不同時(shí)整體法仍然適用，這是牛頓運(yùn)動(dòng)定律應(yīng)用的擴(kuò)展，也是整體法優(yōu)勢(shì)的一個(gè)體現(xiàn)。時(shí)整體法仍然適用，這是牛頓運(yùn)動(dòng)定律應(yīng)用的擴(kuò)展，也是整體法優(yōu)勢(shì)的一個(gè)體現(xiàn)。(M+m)g(M+m)gFN式中式中M=2m，因此木板的加速度，因此木板的加速度a=3gsin/2方法二：整體法方法二：整體法 3、如圖，在傾角為如圖，在傾角為的固定光的固定光滑斜面上，有一用繩子拴著的長(zhǎng)

14、滑斜面上，有一用繩子拴著的長(zhǎng)木板，木板上站著一只貓。已知木板，木板上站著一只貓。已知木板的質(zhì)量是貓的質(zhì)量的木板的質(zhì)量是貓的質(zhì)量的2倍。當(dāng)倍。當(dāng)繩子突然斷開時(shí)，貓立即沿著板繩子突然斷開時(shí)，貓立即沿著板向上跑，以保持其相對(duì)斜面的位向上跑，以保持其相對(duì)斜面的位置不變。則此時(shí)木板沿斜面下滑置不變。則此時(shí)木板沿斜面下滑的加速度為（的加速度為（ ）Agsin/2 Bgsin C3gsin/2 D2gsinC解析：解析：把貓與木板視為一整體，受力分析如圖把貓與木板視為一整體，受力分析如圖由牛頓第二定律得：由牛頓第二定律得：(M+m)gsin=Ma+0主頁主頁 練習(xí)練習(xí)3 3、如圖所示如圖所示, ,斜面體斜面

15、體ABCABC置于粗置于粗糙的水平地面上糙的水平地面上, ,小木塊小木塊m m在斜面上靜止在斜面上靜止或滑動(dòng)時(shí)或滑動(dòng)時(shí), ,斜面體均保持靜止不動(dòng)斜面體均保持靜止不動(dòng). .下列下列哪種情況哪種情況, ,斜面體受到地面向右的靜摩斜面體受到地面向右的靜摩擦力擦力 （ ）解析：解析：小物塊靜止在小物塊靜止在BC斜面上時(shí)，以斜面上時(shí)，以斜面體和小木塊整體為研究對(duì)象，則由斜面體和小木塊整體為研究對(duì)象，則由牛頓第二定律牛頓第二定律F合合=ma=0，故斜面體在，故斜面體在水平方向不受摩擦力，所以水平方向不受摩擦力，所以A項(xiàng)錯(cuò)項(xiàng)錯(cuò). 小木塊小木塊m沿沿BC面加速下滑時(shí)，小木面加速下滑時(shí)，小木塊水平方向有向右的加速度分量，如圖塊水平方向有向右的加速度分量，如圖所示所示. 將小木塊與斜面體作為整體在水平將小木塊與斜面體作為整體在水平方向應(yīng)用牛頓第二定律，方向應(yīng)用牛頓第二定律，f=M0+max,且且f與與ax方向相同，水平向右，故方向相同，水平向右，故B項(xiàng)正項(xiàng)正確確.同理同理C項(xiàng)正確，項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤項(xiàng)錯(cuò)誤.BCB.小木塊小木塊m沿沿BC斜面加速下滑斜面加速下滑C.小木塊小木塊m沿沿BA斜面減速下滑斜面減速下滑D.小木塊小木塊m沿沿AB斜面減速上滑斜面減速上滑A.小木塊小木塊m靜止在靜止在BC斜面上斜面上 即學(xué)即用即學(xué)即用主頁主頁謝謝大家謝謝大家