高一物理整体法和隔离法.doc

名典培训 高一寒假提升班 2017年1月21日星期六
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，1N D．2N，1N

D
A
C
a
b
B

【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（　　）
【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？

A
F
B
A
3
4
2
1

【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（ ）
m1
α
ß

m2
M
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)g
D．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．m ，斜向右上方
B．ma，水平向右 D．m ，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？

【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＝＝m.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
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/s2 v=5m/s 木板作加速度为-2.5 m/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==5m>3.75m
铁块会掉下来，铁块掉下来时木板的位移为3.75m,v2-v02=2aL v=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

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