高考物理力学专题整体法和隔离法
高中物理整体法与隔离法
整体法与隔离法1.整体法:在研究物理问题时,把所研究的对象作为一个整体来处理的方法称为整体法.采用整体法时不仅可以把几个物体作为整体,也可以把几个物理过程作为一个整体,采用整体法可以避免对整体内部进行繁锁的分析,常常使问题解答更简便、明了.运用整体法解题的基本步骤:①明确研究的系统或运动的全过程.②画出系统的受力图和运动全过程的示意图.③寻找未知量与已知量之间的关系,选择适当的物理规律列方程求解2.隔离法:把所研究对象从整体中隔离出来进行研究,最终得出结论的方法称为隔离法.可以把整个物体隔离成几个部分来处理,也可以把整个过程隔离成几个阶段来处理,还可以对同一个物体,同一过程中不同物理量的变化进行分别处理。
采用隔离物体法能排除与研究对象无关的因素,使事物的特征明显地显示出来,从而进行有效的处理。
运用隔离法解题的基本步骤:①明确研究对象或过程、状态,选择隔离对象.选择原则是:一要包含待求量,二是所选隔离对象和所列方程数尽可能少.②将研究对象从系统中隔离出来;或将研究的某状态、某过程从运动的全过程中隔离出来。
③对隔离出的研究对象、过程、状态分析研究,画出某状态下的受力图或某阶段的运动过程示意图。
④寻找未知量与已知量之间的关系,选择适当的物理规律列方程求解。
3.整体和局部是相对统一的,相辅相成的.隔离法与整体法,不是相互对立的,一般问题的求解中,随着研究对象的转化,往往两种方法交叉运用,相辅相成.所以,两种方法的取舍,并无绝对的界限,必须具体分析,灵活运用。
无论哪种方法均以尽可能避免或减少非待求量(即中间未知量的出现,如非待求的力,非待求的中间状态或过程等)的出现为原则4.应用例析【例4】如图所示,A、B两木块的质量分别为m A、m B,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F N。
解析:这里有a 、F N 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).可得F m m m F BA B N += 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。
整体法与隔离法
2、五个质量相等的物体置于光滑的水平面上,如 图所示.现向右施加大小为F、方向向右的水平恒力, 则第3个物体对第4个物体的作用力等于( B )
1
2ห้องสมุดไป่ตู้
A.5F
B.5F
考点二 整体法和隔离法
1、连接体与隔离体
两个或两个以上物体相互连接组成的系统称为连接体。
如果把其中某个物体隔离出来,该物体即为隔离体.
2、外力和内力
如果以系统为研究对象,受到系统以外的力,这些 力就是该系统受到的外力,而系统内相互作用的力则 称为内力。(举例)
应用牛顿第二定律求系统的加速度时,不考虑系统 的内力。如果把某物体隔离出来作为研究对象,则这 些力将转化为隔离体的外力。
3
4
C.5F
D.5F
3、如图所示,不计绳的质量及绳与滑轮的摩擦,物体A 的质量为M,水平面光滑,当在绳B端挂一质量为m的重物时, 物体A的加速度为a1.当在B端施以F=mg的竖直向下的拉力作 用时,A的加速度为a2.则a1与a2的大小关系是( C )
A.a1=a2 C.a1<a2
B.a1>a2 D.无法确定
5、如下图所示,用一根细线通过一只无摩擦、无 质量的滑轮,把静止在斜面上和悬挂在斜面边缘高 处的两块木块连接起来.悬挂木块的质量为M=16.0 kg,斜面上的木块的质量为m=8.0 kg.已知木块与斜 面间的动摩擦因数为μ=0.2.这两木块从静止释 放.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10 m/s2)
(1)木块的加速度为多大? (2)连接两木块的细线的张力为多大?
整体法和隔离法
A
F
B
❖ A、B可能受到3个或者4个力的作用 ❖ B、斜面对B的摩擦力方向可能沿斜面向下 ❖ C、A对B的摩擦力可能为0 ❖ D、AB整体可能受到三个力作用
思考:
1、用整体法还是隔离法?
2、是先整体后隔离?还是先 隔离后整体?
分析方法:对于受力复杂的系统,先整体
研究对象的选择:
1、对于连结体问题,通常用隔离法,但有时也可 采用整体法.
2、如果能够运用整体法,我们应该优先采用整体 法,这样涉及的研究对象少,未知量少,方程少, 求解简便;
3、 不计物体间相互作用的内力,或物体系内的物 体的运动状态相同,一般首先考虑整体法.
4、 对于大多数动力学问题,单纯采用整体法并不 一定能解决,通常采用整体法与隔离法相结合的 方法.
G 2G
❖ 整体法:求系统外力
N
f地
F
ABC
3G
由图中可知:AB间的摩擦力为0,BC、 C与地面间的摩擦力为F。
(2)、若A、B、C一起以加速度a向右加速运动, AB、BC、C与地间的摩擦力又为多少?
(注:学生在练习本画受力分析)
❖ 练习题、如图所示,固定斜面上叠放着A、B两木块,木块 A与B的接触面是水平的,水平力F作用于木块A,使木块A、
后隔离。
N
N1
FN
f
f
F AB
FA
f f’ B mAg
G (1)、整体法
mAg
mBg
(2)、隔离法
❖ 例2、如图所示,人的质量为60kg,木板A的质量 为30kg,滑轮及绳的质量不计,若人想通过绳子拉 住木板,他必须用力的大小( )
❖ A. 225N B. 300N C. 450N D. 600N
第二篇 方法一 隔离法和整体法
[解析 设绳子的拉力为 FT,水平面对球的支持力为 FN,选其 解析] 解析 中某一个球为研究对象, 中某一个球为研究对象,发生滑动的临界条件是 α FTsin =µFN 2 α 1 又 FTcos = F 2 2 再取整体为研究对象, 再取整体为研究对象,由平衡条件得 F+2FN=2G + 2µG 联立①②③ ①②③式得 = . 联立①②③式得 F= α tan +µ 2
[例1] 如图1-1所示,两个完全相同的球, 例 如图 - 所示,两个完全相同的球, 所示 重力大小均为G, 重力大小均为 ,两球与水平地面间的动摩 擦因数均为μ, 擦因数均为 ,一根轻绳两端固定在两个球 上,在绳的中点施加一个竖直向上的拉力, 在绳的中点施加一个竖直向上的拉力, 当绳被拉直后,两绳间的夹角为 问当 至少为多大时, 问当F至少为多大时 当绳被拉直后,两绳间的夹角为α.问当 至少为多大时,两球 会发生滑动? 会发生滑动?
[答案 答案] 答案 2µG α tan +µ 2
① ②③Βιβλιοθήκη 一、解答物理问题的常用方法
1.所谓隔离法,就是将物理问题的某些研究对象或某些过程、 所谓隔离法,就是将物理问题的某些研究对象或某些过程、 所谓隔离法 状态从系统或全过程中隔离出来进行研究的方法. 状态从系统或全过程中隔离出来进行研究的方法.隔离法 的两种类型: 的两种类型: (1)对象隔离:即为寻求与某物体有关的所求量与已知量之间 对象隔离: 对象隔离 的关系,将某物体从系统中隔离出来. 的关系,将某物体从系统中隔离出来. (2)过程隔离:物体往往参与几个运动过程,为求解涉及某 过程隔离:物体往往参与几个运动过程, 过程隔离 个过程中的物理量, 个过程中的物理量,就必须将这个过程从全过程中隔离出 来.
2.所谓整体法,是指对物理问题的整个系统或过程进行研究 .所谓整体法, 的方法.也包括两种情况: 的方法.也包括两种情况: (1)整体研究物体体系:当所求的物理量不涉及系统中某个物体 整体研究物体体系: 整体研究物体体系 的力和运动时常用. 的力和运动时常用. (2)整体研究运动全过程:当所求的物理量只涉及运动的全过程 整体研究运动全过程: 整体研究运动全过程 时常用. 时常用. 此方法多用于与受力、运动有关的问题. 此方法多用于与受力、运动有关的问题.
力学专题:整体法和隔离法
专题整体法和隔离法法。
在力学中,就是把几个物体视为一个整体作为研究对象,受力分析时,只分析这一整体之外的物体对整体的作用力(外力),不考虑整体内部之间的相互作用力(内力)。
整体法的优点:通过整体法分析物理问题,可以弄清系统的整体受力情况和全过程的受力情况,从整体上揭示事物的本质和变体规律,从而避开了中间环节的繁琐推算,能够灵活地解决问题。
通常在分析外力对系统的作用时,用整体法。
法。
在力学中,就是把要分析的物体从相关的物体体系中隔离出来,作为研究对象,只分析该研究对象以外的物体对该对象的作用力,不考虑研究对象对其他物体的作用力。
隔离法的优点:容易看清单个物体的受力情况或单个过程的运动情形,问题处理起来比较方便、简单,便于初学者使用。
在分析系统内各物体(或一个物体的各个部分)间的相互作用时用隔离法。
例1. 如图1所示,质量为m=2kg的物体,置于质量为M=10kg的斜面体上,现用一平行于斜面的力F=20N推物体,使物体向上匀速运动,斜面体的倾角,始终保持静止,求地面对斜面体的摩擦力和支持力(取)解析:(1)隔离法:先对物体m受力分析,如图甲所示。
由平衡条件有垂直斜面方向:①平行斜面方向:②再对斜面体受力分析,如图乙所示,由平衡条件有水平方向:③竖直方向:④结合牛顿第三定律知⑤联立以上各式,可得地面对斜面体的摩擦力,方向水平向左;地面对斜面体的支持力,方向竖直向上。
(2)整体法:因本题没有要求求出物体和斜面体之间的相互作用力,而且两个物体均处于平衡状态(尽管一个匀速运动,一个静止),故可将物体和斜面体视为整体,作为一个研究对象来研究,其受力如图丙所示,由平衡条件有:水平方向:⑤竖直方向:⑥将题给数据代入,求得比较上面两种解法,整体法的优点是显而易见的。
但并非所有情况都可以用整体法,当要求出物体之间的相互作用力时,则必须用隔离法求出物体间的相互作用力,因为整体法不能暴露出物体之间的相互作用力。
例2. 如图2所示,在两块相同的竖直木板之间,有质量均为m的四块完全相同的砖,用两个同样大小的水平力压木板,使砖静止不动。
小力学专题3 整体法与隔离法—2021届高三物理一轮复习讲义
专题3 整体法与隔离法1. 整体法和隔离法:连接体、叠加问题首先想到整体隔离法,尤其是求底层物体与地面、墙壁等接触的摩擦力与弹力问题时,优先选择整体法,对于力少的物体采用隔离法分析;①初级整体法:系统各个物体都处于平衡状态,例如一个物体匀速,一个静止,分析整体合力为0;②中级整体法:系统各个物体有共同的加速度,一般先隔离系统一部分求到加速度,再对整体用牛二;(牛顿定律中会详细分析)③一些物体是平衡的,一些物体有加速度;∑ F 外⋅⋅⋅+++= 332211a m a m a m或者∑ F 外x ⋅⋅⋅+++=3x 32x 21x 1a m a m a m , ∑F 外y ⋅⋅⋅+++= 3y 32y 21y 1a m a m a m 。
2.整体法的口诀整体法的三个层次:初级-中级-高级外力整体内隔离,优先分析简单体;初级整体都平衡,中级整体共加速;高级整体随意用,矢量性与系统性。
注意:内力与外力、天生的外力初级整体例1.如图所示,用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连接并悬挂,小球处于静止状态,弹簧A与竖直方向的夹角为30°,弹簧C水平,则弹簧A、C的伸长量之比为()A.3∶4B.4∶3C.1∶2D.2∶1例2.质量均为m的a、b两木块叠放在水平面上,如图3所示,a受到斜向上与水平面成θ角的力F 作用,b受到斜向下与水平面成θ角等大的力F作用,两力在同一竖直平面内,此时两木块保持静止,则()A.b对a的支持力一定等于mgB.水平面对b的支持力可能大于2mgC.a、b之间一定存在静摩擦力D.b与水平面之间可能存在静摩擦力例3.a、b两个质量相同的球用线连接,a球用线挂在天花板上,b球放在光滑斜面上,系统保持静止,以下图示哪个是正确的()例4.(多选)如图所示,质量为m、顶角为α的直角劈和质量为M的正方体放在两竖直墙和一水平面间,处于静止状态。
若不计一切摩擦,则()A.水平面对正方体的弹力大小为(M+m)gB.墙面对正方体的弹力大小为mgtan αC.正方体对直角劈的弹力大小为mg cos αD.直角劈对墙面的弹力大小为mg sin α例5.如图所示,两个光滑金属球a、b置于一个桶形容器中,两球的质量m a>m b,对于图中的两种放置方式,下列说法正确的是()A.两种情况对于容器左壁的弹力大小相同B.两种情况对于容器右壁的弹力大小相同C.两种情况对于容器底部的弹力大小相同D.两种情况两球之间的弹力大小相同例6.如图所示,水平地面粗糙,竖直墙面光滑,A是一个光滑圆球,B是与A半径相等的半圆球,A、B均保持静止。
高考物理解题方法:隔离法和整体法
高考物理解题方法:隔离法和整体法1500字高考物理解题方法:隔离法和整体法高考物理是考察学生对物理知识的掌握和运用能力的科目。
在解题的过程中,可以采用不同的解题方法,以提高解题的准确性和效率。
其中,隔离法和整体法是两种常用的解题方法,下面将对这两种方法进行详细的介绍和比较。
隔离法是一种将复杂问题分解为简单问题的解题方法。
其基本思想是将复杂的物理问题分解为几个简单的子问题,并逐个解决。
具体来说,可以通过以下步骤来运用隔离法解题:1.明确解题思路:在解题之前,首先要明确解题思路,搞清楚问题的关键点是什么,需要使用哪些物理知识和公式进行计算。
2.分析问题:将复杂的问题分解为几个简单的子问题,并分别解决。
可以根据问题的具体情况,选择合适的解题方法和思路进行分析。
3.归纳总结:解决每个子问题后,要进行归纳总结。
回顾整个解题过程,检查是否存在错误或遗漏的问题,并进行必要的修正和调整。
整体法是一种将问题作为一个整体来解决的解题方法。
其基本思想是将问题转化为一个整体问题,通过整体的分析和计算,得出最终的答案。
具体来说,可以通过以下步骤来运用整体法解题:1.明确问题:在解题之前,要明确问题的研究对象和求解目标。
根据问题的具体情况,选择合适的物理知识和公式进行分析和计算。
2.整体分析:将问题作为一个整体进行分析。
可以通过综合运用不同的物理概念和公式,建立问题的数学模型,进行整体的分析和计算。
3.结果验证:计算得出问题的答案后,要进行结果的验证。
可以通过合理的实验和数据对比,检验结果的合理性和准确性。
从上述的介绍可以看出,隔离法和整体法是两种不同的解题方法,每种方法有其适用的情况和特点。
隔离法适用于复杂问题的解决,通过将问题分解为几个简单的子问题,逐个解决,提高解题的准确性。
而整体法适用于整体问题的解决,通过对整体的分析和计算,得出最终的答案,提高解题的效率。
在实际解题过程中,可以根据问题的具体情况灵活运用隔离法和整体法。
高一物理受力分析(整体法和隔离法)
受力分析—隔离法与整体法一、物体受力分析方法把指定的研究对象在特定的物理情景中所受到的所有外力找出来,并画出受力图,就是受力分析。
对物体进行正确地受力分析,是解决好力学问题的关键。
1、受力分析的顺序:先找重力,再找接触力(弹力、摩擦力),最后分析其它力(场力、浮力等)2、受力分析的几个步骤.①灵活选择研究对象②对研究对象周围环境进行分析③审查研究对象的运动状态:根据它所处的状态有时可以确定某些力是否存在或对某些力的方向作出判断.④根据上述分析,画出研究对象的受力分析示意图;把各力的方向、作用点(线)准确地表示出来.3、受力分析的三个判断依据:①从力的概念判断,寻找施力物体;②从力的性质判断,寻找产生原因;③从力的效果判断,寻找是否产生形变或改变运动状态。
二、隔离法与整体法1、整体法:以几个物体构成的整个系统为研究对象进行求解的方法。
在许多问题中可以用整体法比较方便,但整体法不能求解系统的内力。
(区分内力和外力,对几个物体的整体进行受力分析时,这几个物体间的作用力为内力,不能在受力图中出现,当把某一物体单独隔离分析时,原来的内力变成了外力,要画在受力图上。
)2、隔离法:把系统分成若干部分并隔离开来,分别以每一部分为研究对象进行受力分根据地,分别列出方程,再联立求解的方法。
3、通常在分析外力对系统作用时,用整体法;在分析系统内各物体之间的相互作用时,用隔离法。
有时在解答一个问题时要多次选取研究对象,需要整体法与隔离法交叉使用注意:实际问题中整体法与隔离法要结合起来灵活运用........。
........................,通常先整体后隔离三、例题例1.在粗糙的水平面上有一个三角形木块,在它的两个粗,糙的斜面上分别放置两个质量为m1和m2的木块,m m12如图1所示,已知三角形木块和两个物体都是静止的,则粗糙水平面对三角形木块()A. 有摩擦力作用,方向水平向右;B. 有摩擦力作用,方向水平向左;C. 有摩擦力作用,但方向不确定;图1D. 以上结论都不对。
整体法与隔离法
高中物理模型系列之整体法与隔离法(平衡态)预备知识:何时将研究对象选为整体?答:何时将研究对象隔离出来单独研究?答:1.整体法:就是把几个物体视为一个,受力分析时,只分析这一之的物体对整体的作用力,不考虑整体的相互作用力。
2.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,只分析物体以外的物体的作用力,不考虑其他物体所受的作用力。
当所涉及的物理问题是整体与外界作用时,应用分析法,这时不必考虑内力的作用;当所涉及的物理问题是物体间的作用时,应用分析法。
一、平衡态下的整体与隔离1、如图11所示,在两块竖直的木板之间,有质量均为m的4块相同的砖,用两个大小均为F的水平力压木板,使砖静止不动,则第2块对第3块的摩擦力大小为A、0B、mgC、mg/2D、2mg2、在粗糙水平面上有一个三角形木块a,在它的两个粗糙斜面上分别放着质量为m1和m2的两个木块b和c,如图2所示,已知m1>m2,三木块均处于静止状态,则粗糙地面对三角形木块A、有摩擦力作用,摩擦力的方向水平向右B、有摩擦力作用,摩擦力的方向水平向左C、有摩擦力作用,但摩擦力的方向不能确定D、没有摩擦力作用3、如图所示,人重600N,平板重400N,若整个系统处于平衡状态,则人必须用多大的力拉住绳子?(滑轮和绳的质量及摩擦不计)4、用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来,如图12所示.今对小球a持续施加一个向左偏下300角的恒力,并对小球b持续施加一个向右偏上300角的大小相等的恒力,最后达到平衡状态.表示平衡状态的图可能是右图中的5、如图9所示,质量均为m 的Ⅰ、Ⅱ两木块叠放在水平面上, Ⅰ受到斜向上与水平面成θ角的力F 作用, Ⅱ受到斜向下与水平面成θ角的力F 作用,两力在同一竖直平面内,此时两木块保持静止,则A 、Ⅰ、Ⅱ之间一定存在静摩擦力B 、Ⅱ与水平面之间可能存在静摩擦力C 、Ⅱ对Ⅰ的支持力一定等于mgD 、水平面对Ⅱ的支持力可能大于2mg6、(09·海南物理·3)两刚性球a 和b 的质量分别为a m 和b m 、直径分别为a d 个b d (a d >b d )。
整体法和隔离法
整体法和隔离法一.整体法和隔离法在平衡中的应用1. 整体法:整体法是指对物理问题中的整个系统或整个过程进行分析、研究的方法。
在力学中,就是把几个物体视为一个整体,作为研究对象,受力分析时,只分析这一整体对象之外的物体对整体的作用力(外力),不考虑整体内部之间的相互作用力(内力)。
整体法的思维特点:整体法是从局部到全局的思维过程,是系统论中的整体原理在物理中的应用。
整体法的优点:通过整体法分析物理问题,可以弄清系统的整体受力情况和全过程的受力情况,从整体上揭示事物的本质和变体规律,从而避开了中间环节的繁琐推算,能够灵活地解决问题。
通常在分析外力对系统的作用时,用整体法。
2. 隔离法:隔离法是指对物理问题中的单个物体或单个过程进行分析、研究的方法。
在力学中,就是把要分析的物体从相关的物体体系中隔离出来,作为研究对象,只分析该研究对象以外的物体对该对象的作用力,不考虑研究对象对其他物体的作用力。
隔离法的优点:容易看清单个物体的受力情况或单个过程的运动情形,问题处理起来比较方便、简单,便于初学者使用。
在分析系统内各物体(或一个物体的各个部分)间的相互作用时用隔离法。
3.实例分析例1. 如图1所示,质量为m=2kg的物体,置于质量为M=10kg的斜面体上,现用一平行于斜面的力F=20N推物体,使物体向上匀速运动,斜面体的倾角,始终保持静止,求地面对斜面体的摩擦力和支持力(取)解析:(1)隔离法:先对物体m受力分析,如图甲所示。
由平衡条件有甲垂直斜面方向:①平行斜面方向:②再对斜面体受力分析,如图乙所示,由平衡条件有乙水平方向:③竖直方向:④结合牛顿第三定律知⑤联立以上各式,可得地面对斜面体的摩擦力,方向水平向左;地面对斜面体的支持力,方向竖直向上。
(2)整体法:因本题没有要求求出物体和斜面体之间的相互作用力,而且两个物体均处于平衡状态(尽管一个匀速运动,一个静止),故可将物体和斜面体视为整体,作为一个研究对象来研究,其受力如图丙所示,由平衡条件有:丙水平方向:⑤竖直方向:⑥将题给数据代入,求得比较上面两种解法,整体法的优点是显而易见的。
专题8整体法与隔离法;连接体问题
整体法与隔离法连接体问题一、知识要点1.整体法是将连接体的各部分看作一个整体进行解题的方法。
(1)对于各部分运动状态相同(即加速度相同)的连接体问题,ΣF=ma中的ΣF为整体的合外力,m是整体的质量,a为整体的加速度。
*(2)对于各部分运动状态不相同的连接体问题,牛顿第二定律的表达式为:ΣF=Σm i a i(质点系牛顿第二定律)2.运用整体法和隔离法求解连接体问题的一般方法和步骤二、例讲与练习〖例1〗如图所示,用同种材料做成的、质量分别为m和M的两个物体置于光滑水平面上,用轻绳连接.在M上施一水平恒力F使两物体向右作匀加速直线运动,试求轻绳的弹力T。
若水平面不光滑,轻绳的弹力又为多少?〖例2〗如图所示,质量为M,长为L的木板放在光滑的斜面上,为使木板静止于斜面上,质量为m的人应在木板上以多大的加速度向何方跑动?若使人与斜面保持相对静止,人在木板上跑动时,求木板的加速度。
(设人的脚底在木板上不打滑)〖例3〗如图,两个叠在一起的滑块,置于固定的、倾角为θ的斜面上,滑块A、B的质量分别为M、m,A与斜面间的动摩擦因数为μ1,B与A之间的动摩擦因数为μ2,已知两滑块是从静止开始以相同的加速度从斜面滑下的,求滑块B受到的摩擦力。
〖例4〗如图,在水平桌面上叠放着两个物体A 和B 。
已知B 与桌面之间的动摩擦因数μ1=0.2.A 与B 之间的动摩擦因数μ2=0.4,A 的质量m A =2kg ,B 的质量m B =3kg 。
为使A 、B 不发生相对滑动,作用在B 物体上的水平力F 允许的最大值是多少?(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)作业1. 如图,在平台秤的托盘上放一底面粗糙、倾角为θ的斜面体,其质量为M ,斜面上放质量为m 的物体,下面分析正确的是( )A .若物体静止在斜面上,此时台秤的示数为(M+m )gB .若m 从斜面上匀速下滑,此时台秤的示数为(M+m )gC .若m 从斜面上以加速度a 加速下滑,此时台秤的示数为(Mg+ma )D .若斜面光滑,m 从斜面上加速下滑,此时台秤的示数为(M+mcos 2θ)g2. 如图所示,质量分别为m 和M 的两个物体,用轻绳连接,在沿斜面向上的恒力F 的作用下向上做匀加速直线运动.试求轻绳的弹力T 。
整体法与隔离法
P
θ
B
A
Q
如图所示,由于静摩擦力的作用,A静止在粗 糙水平面上,地面对A的支持力为N,若将A稍 向右移动一点,系统仍保持静止,则下列说法 中正确的是( ) A.F、N都增大 B.F、N都减小 C.F增大,N减小 D.F减小,N增大
如右图所示,质量为m的小球用水平弹簧系住,并用与 竖直方向成 角的细绳系住,小球恰好处于静止状态. 当把细绳剪断瞬间,则小球的加速度为多少?
【同例3】如图,质量m=5 kg的木块置于倾角=37、质 量M=10 kg的粗糙斜面上,用一平行于斜面、大小为50 N 的力F推物体,使木块沿静止在斜面向上匀速运动,求地 面对斜面的支持力和静摩擦力。
m F M
m F
M
【例4】如图所示,质量为M的木板悬挂在滑轮组下,上 端由一根悬绳C固定在横梁下.质量为m的人手拉住绳端, 使整个装置保持在空间处于静止状态.求 (1)悬绳C所受拉力多大? (2)人对木板的压力(滑轮的质量不计).
【练习5】如图所示,物体A、B的质量均为6kg,接触面 间的动摩擦因数μ =0.3,水平力F=30N,那么、 1)A、B间摩擦力大小为__________N, 2)水平面对B的摩擦力的大小为_________N (滑轮和绳的质量均不计,)
力学方法专题一整体法和隔离体法
力学方法专题一平衡态问题的研究方法,从研究对象的选取看,有整体法和隔离体法;从具体的求解过程看,有定量计算法(解析法)和定性分析法;从定量计算法的运用数学知识看,又分为相似三角形法和正弦、余弦定理及直角三角形的边角关系等方法。
定性分析法,因不要求定量计算,一般采用图示法(力三角形法或平行四边形法)。
另外还有常见的假设法、正交分解法等。
一、整体法和隔离体法(静力学中的应用)整体法:整体法是指对物理问题中的整个系统或整个过程进行分析、研究的方法。
在力学中,就是把几个物体视为一个整体,作为研究对象,受力分析时,只分析这一整体对象之外的物体对整体的作用力(外力),不考虑整体内部之间的相互作用力(内力)。
隔离法:隔离法是指对物理问题中的单个物体或单个过程进行分析、研究的方法。
在力学中,就是把要分析的物体从相关的物体体系中隔离出来,作为研究对象,只分析该研究对象以外的物体对该对象的作用力,不考虑研究对象对其他物体的作用力。
对于连接体的平衡问题,在不涉及物体间相互作用的内力时,应首先考虑整体法,其次再考虑隔离体法。
通常在分析外力对系统的作用时用整体法,在分析系统内各物体(各部分)间相互作用时用隔离体法。
有时一道题目的求解要整体法、隔离体法交叉运用。
例1.如图所示,光滑的金属球B放在纵截面为等腰三角形的物体A与竖直墙壁之间,恰好匀速下滑,已知物体A的重力是B的重力的6倍,不计球跟斜面和墙壁之间摩擦,问:物体A与水平面之间的动摩擦因数μ是多少?(7/3)1.如图所示,两块同样的条形磁场A、B,它们的质量均为m,将它们竖直叠放在水平桌面上,用弹簧秤通过一根细线竖直向上拉磁铁A,若弹簧秤上的读数为m g,则B与A的弹力F1及桌面对B的弹力F2分别为()=0,F2=mg B.F1= mg,F2 =0A.FC.F1>0,F2<mg D.F1>0,F2=mg2.如图所示,人重600N,木板重400N,人与木板、木板与地面间的动摩擦因数皆为0.2,今人用水平力拉绳,使他与木板一起向右匀速运动,则()A.人拉绳的力是200N B.人拉绳的力是100NC.人的脚对木板的摩擦力向右D.人的脚对木板的摩擦力向左3.质量相同的四木块叠放在一起,如图所示,静止在水平地面上,现有大小相等、方向相反的力F分别作用的第2块和第4块木块上,四木块仍然静止,则从上到下各层接触面间的摩擦力多大?4.如图所示,质量为m=2kg的物体,置于质量为M=10kg的斜面体上,现用一平行于斜面的力F=20N推物体,使物体向上匀速运动,斜面体的倾角α =37°,始终保持静止,求地面对斜面体的摩擦力和支持力(取g=10m/s2)光滑 粗糙 5.如图所示,在粗糙水平面上有一个三角形木块,在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量为m 1和m 2的小木块,m 1>m 2,已知三角形木块和两个小木块均静止,则粗糙水平面对三角形木块( )A .没有摩擦力作用B .有摩擦力作用,摩擦力方向水平向右C .有摩擦力作用,摩擦力方向水平向左D .有摩擦力作用,但方向无法确定,因为m 1、m 2、θ1和θ2的数值并未给出6.放在水平地面上的物体M 上表面有一物体m ,m 与M 之间有一处于压缩状态的弹簧,整个装置处于静止状态,如图所示,则关于M 和m 受力情况的判断,正确的是( )A .m 受到向右的摩擦力B .M 受到m 对它向左的摩擦力C .地面对M 的摩擦力方向右D .地面对M 不存在摩擦力作用7.如图所示,物体A 、B 的质量m A =6kg ,m B =4kg ,A 与B 、B 与地面之间的动摩擦因数都等于0.3在外力F 的作用下,A 和B 一起做匀速运动,求A 对B 和地面对B 的摩擦力的大小和方向(g=10m/s 2)8.如图所示,在两块相同的竖直木板之间,有质量均为m 的四块完全相同的砖,用两个同样大小的水平力压木板,使砖静止不动。
高中物理必修一:4-9整体法与隔离法
三 .解题方法: 1.若几个物体相对静止,或者加速度相同,可以用 整体法计算。
(1)已知外力求内力。 先整体分析,计算加速度,然后隔离分析计
算内力。
例1.在粗糙的水平地面上,质量分别为mA mB 的物体A、B中间用轻绳连接,现用水平力F拉 物体B,使A、B一起向右做加速运动, A、B与 地面的磨擦因素都是μ,求绳子的拉力。
算外力。
例4.质量为M的车厢内用轻绳挂着质量为m的 小球,车厢在水平外力作用下向右做加速运动, 小球相对车厢静止时,轻绳与竖直方向的夹角 为θ,求外力F的大小。
例5.如图所示,三个物体相对静止,一起向 右做加速运动,不计一切摩擦,不计绳子和 滑轮的质量,求外力F的大小。
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2.若几个物体加速度不相同,用隔离法,分 别对每个物体分析计算.
整体法与隔离法
一、整体法:在研究物理问题时,把所研
究的对象作为一个整体来处理的方法称为 整体法。采用整体法时不仅可以把几个物 体作为整体,也可以把几个物理过程作为 一个整体,采用整体法可以避免对整体内 部进行繁锁的分析,常常使问题解答更简 便、明了。
二、隔离法:把所研究对象从整体中隔离出 来进行研究,最终得出结论的方法称为隔离 法。可以把整个物体隔离成几个部分来处理, 也可以把整个过程隔离成几个阶段来处理, 还可以对同一个物体,同一过程中不同物理 量的变化进行分别处理。采用隔离物体法能 排除与研究对象无关的因素,使事物的特征 明显地显示出来,从而进行有效的处理。
A
B
例2.质量分别为mA、 mB的物体A、B叠放在 倾角为θ的光滑斜面上,一起沿斜面下滑,求 物体A、B之间的摩擦力。
B A
完整word版高中物理整体法和隔离法
整体法和隔断法一、整体法整体法就是把几个物体视为一个整体,受力解析时,只解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求或运动全过程的表示图;(3)采用合适的物理规律列方程求解。
二、隔断法隔断法就是把要解析的物体从相关的物系统中假想地隔断出来,只解析该物体之外的物体对该物体的作用力,不考虑该物体对其他物体的作用力。
为了弄清系统(连接体)内某个物体的受力和运动情况,一般可采用隔断法。
运用隔断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断出来;(3)画出某状态下的受力求或运动过程表示图;(4)采用合适的物理规律列方程求解。
三、应用整体法和隔断法解题的方法1、合理选择研究对象。
这是解答平衡问题成败的要点。
研究对象的采用关系到能否获取解答或能否顺利获取解答,入采用所求力的物体,不能够做出解答时,应采用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作一整体来考虑,即部分的看一看,整体的看一看。
但整体法和隔断法是相对的,二者在必然条件下可相互转变,在解决问题时决不能够把这两种方法对峙起来,而应该灵便把两种方法结合起来使用。
为使解答简略,采用对象时,一般先整体考虑,尤其在解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,在解析系统内各物体(各部分)间相互作用力时(即系统内力),必定用隔断法。
2、如需隔断,原则上选择受力情况少,且又能求解未知量的物体解析,这一思想在今后牛顿定律中会大量表现,要注意熟练掌握。
3、有时解答一题目时需多次采用研究对象,整体法和隔断法交织运用,从而优化解题思路和解题过程,使解题简捷了然。
所以,注意灵便、交替地使用整体法和隔断法,不但能够使解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拥有重要意义。
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专题整体法和隔离法一、静力学中的整体与隔离通常在分析外力对系统的作用时,用整体法;在分析系统内各物体(各部分)间相互作用时,用隔离法.解题中应遵循“先整体、后隔离”的原则。
【例1】在粗糙水平面上有一个三角形木块a,在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的两个木块b和c,如图所示,已知m1>m2,三木块均处于静止,则粗糙地面对于三角形木块()A.有摩擦力作用,摩擦力的方向水平向右B.有摩擦力作用,摩擦力的方向水平向左C.有摩擦力作用,但摩擦力的方向不能确定D.没有摩擦力的作用【例2】有一个直角支架AOB,AO水平放置,表面粗糙,OB竖直向下,表面光滑,AO上套有小环P,OB上套有小环Q,两环质量均为m,两环间由一根质量可忽略、不可伸展的细绳相连,并在某一位置平衡,如图。
现将P环向左移一小段距离,两环再次达到平衡,那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较,AO杆对P环的支持力N和细绳上的拉力T的变化情况是()A.N不变,T变大B.N不变,T变小C.N变大,T变大D.N变大,T变小【例3】如图所示,设A重10N,B重20N,A、B间的动摩擦因数为0.1,B与地面的摩擦因数为0.2.问:(1)至少对B向左施多大的力,才能使A、B发生相对滑动?(2)若A、B间μ1=0.4,B与地间μ2=0.l,则F多大才能产生相对滑动?【例4】将长方形均匀木块锯成如图所示的三部分,其中B、C两部分完全对称,现将三部分拼在一起放在粗糙水平面上,当用与木块左侧垂直的水平向右力F作用时,木块恰能向右匀速运动,且A与B、A与C均无相对滑动,图中的θ角及F为已知,求A与B之间的压力为多少?【例5】如图所示,在两块相同的竖直木板间,有质量均为m的四块相同的砖,用两个大小均为F的水平力压木板,使砖静止不动,则左边木板对第一块砖,第二块砖对第三块砖的摩擦力分别为A.4mg、2mg B.2mg、0 C.2mg、mg D.4mg、mg【例6】如图所示,两个完全相同的重为G的球,两球与水平AOBPQ地面间的动摩擦因市委都是μ,一根轻绳两端固接在两个球上,在绳的中点施加一个竖直向上的拉力,当绳被拉直后,两段绳间的夹角为θ。
问当F 至少多大时,两球将发生滑动?【例8】如图所示,光滑的金属球B 放在纵截面为等边三角形的物体A 与坚直墙之间,恰好匀速下滑,已知物体A 的重力是B 重力的6倍,不计球跟斜面和墙之间的摩擦,问:物体A 与水平面之间的动摩擦因数μ是多少?【【例9】如图所示,两木块的质量分别为m 1和m 2,两轻质弹簧的劲度系数分别为k 1和k 2,上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接),整个系统处于平衡状态.现缓慢向上提上面的木块,直到它刚离开上面弹簧。
在这过程中下面木块移动的距离为【二、牛顿运动定律中的整体与隔离当系统内各物体具有相同的加速度时,应先把这个系统当作一个整体(即看成一个质点),分析受到的外力及运动情况,利用牛顿第二定律求出加速度.如若要求系统内各物体相互作用的内力,则把物体隔离,对某个物体单独进行受力分析,再利用牛顿第二定律对该物体列式求解.隔离物体时应对受力少的物体进行隔离比较方便。
【例11】如图所示的三个物体A 、B 、C ,其质量分别为m 1、m 2、m 3,带有滑轮的物体B 放在光滑平面上,滑轮和所有接触面间的摩擦及绳子的质量均不计.为使三物体间无相对运动,则水平推力的大小应为F =__________。
【例12】如图,底座A 上装有一根直立竖杆,其总质量为M ,杆上套有质量为m 的环B ,它与杆有摩擦。
当环从底座以初速向上飞起时(底座保持静止),环的加速度为a ,求环在升起的过程中,底座对水平面的压力分别是多大?【【例13】如图,质量M=10kg 的木楔ABC 静置于粗糙水平地面上,与地面动摩擦因数μ=0.02.在木楔的倾角θ为300的斜面上,有一质量为m=1.0kg 的物块由静止开始沿斜面下滑。
当滑行路程s=1.4m 时,其速度v=1.4m/s 。
在这个过程中木楔没有动。
求地面对木楔的摩擦力的大小和方向。
(重力加速度g=10m/s 2)三、连接体中的整体与隔离【例15】如图所示,五个木块并排放在水平地面上,它们的质量相同,与地面的摩擦不计。
当用力F 推第一块使它们共同加速运动时,第2块对第3块的推力为__________。
【【例16】如图所示,物体M 、m 紧靠着置于摩擦系数为μ的斜面上,斜面的倾角为θ,现施加一水平力F 作用于M ,M 、m 共同向上作加速运动,求它们之间相互作用力的大小。
【 基础训练:1.如图所示,质量分别为M 、m 的滑块A 、B 叠放在固定的、 倾角为θ的斜面上,A 与斜面间、A 与B 之间的动摩擦因数 分别为μ1,μ2,当A 、B 从静止开始以相同的加速度下滑时, B 受到摩擦力( )A.等于零B.方向平行于斜面向上C.大小为μ1mgcos θD.大小为μ2mgcos θ2.如图所示,质量为M 的框架放在水平地面上,一轻弹簧上端固定在框架上,下端固定一个质量为m 的小球。
小球上下振动时,框架始终 没有跳起,当框架对地面压力为零瞬间,小球的加 速度大小为( )A.gB.g m m M - C.0 D.g mmM + 3.如图,用力F 拉A 、B 、C 三个物体在光滑水平面上运动,现在中间的B 物体上加一个小物体,它和中间的物体一起运动,且原拉力F 不变,那么加上物体以后,两段绳中的拉力F a 和F b 的变化情况是( )A.T a 增大B.T b 增大C.T a 变小D.T b 不变4.如图所示为杂技“顶竿”表演,一人站在地上,肩上扛一质量为M 的竖直竹竿,当竿上一质量为m 的人以加速度a 加速下滑时, 竿对“底人”的压力大小为( )A.(M+m )gB.(M+m )g -maC.(M+m )g+maD.(M -m5.如图,在竖直立在水平面的轻弹簧上面固定一块质量不计然将手撤去,重物即被弹射出去,则在弹射过程中,(即重物与弹簧脱离之前),重物的运动情况是( )A.一直加速B.先减速,后加速C.先加速、后减速D.匀加速6.如图所示,木块A 和B 用一轻弹簧相连,竖直放在木块 C 上,三者静置于地面,它们的质量之比是1:2:3,设所有接触面都光滑,当沿水平方向抽出木块C 的瞬时,别是a A = ,a B= 。
7.如图所示,一细线的一端固定于倾角为45°的光滑楔形滑块 A 的顶端P 处,细线的另一端拴一质量为m 的小球。
当滑块至 少以加速度a = 向左运动时,小球对滑块的压力等 于零。
当滑块以a =2g 的加速度向左运动时,线的拉力大小 F = 。
8.如图所示,质量分别为m 和2m 的两物体A 、B 叠放在一起,放在光滑的水平地面上,已知A 、B 间的最大摩擦力为A 物体重力的μ倍,若用水平力分别作用在A 或B 上,使A 、B 保持相对静止做加速运动,则作用于A 、B 上的最大拉力F A 与F B 之比为多少?9.如图所示,质量为80kg 的物体放在安装在小车上的水平磅称上,小车沿斜面无摩擦地向下运动,现观察到物体在磅秤上读数只有600N ,则斜面的倾角θ为多少?物体对磅秤的静摩擦力为多少?10.如图所示,一根轻弹簧上端固定,下端挂一质量为m o的平盘,盘中有一物体,质量为m,当盘静止时,弹簧的长度比自然长度伸长了L。
今向下拉盘使弹簧再伸长△L后停止,然后松手放开,设弹簧总处在弹性限度以内,刚刚松开手时盘对物体的支持力等于多少?11.如图2-11所示,半径为R的光滑圆柱体,由支架固定于地面上,用一条质量可以忽略的细绳,将质量为m1和m2的两个可看作质点的小球连接,放在圆柱体上,两球和圆心O在同一水平面上,在此位置将两物体由静止开始释放,问在什么条件下m2能通过圆柱体的最高点且对圆柱体有压力?12.如图2-12所示,一轻绳两端各系一小球(可视为质点),质量分别为M和m(M>m),跨放在一个光滑的半圆柱体上.两球从水平直径AB的两端由静止释放开始运动.当m刚好达到圆柱体侧面最高点C处时,恰脱离圆柱体.则两球质量之比M∶m=?图2-12 图2—11直击高考:1.(·辽宁、宁夏理综)如图所示,一足够长的木板静止在光滑水平面上,一物块静皮肤止在木板上,木板和物块间有摩擦.现用水平力向右拉木板,当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时,撤掉拉力,此后木板和物块相对于水平面的运动情况为( )A .物块先向左运动,再向右运动B .物块向右运动,速度逐渐增大,直到做匀速运动C .木板向右运动,速度逐渐变小,直到做匀速运动D .木板和物块的速度都逐渐变小,直到为零 . 【】2.(·黄冈质检)如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上有两个用劲度系数为k 的轻质弹簧相连的物块A 、B ,质量均为m ,开始时两物块均处于静止状态.现下压A 再静止释放使A 开始运动,当物块B 刚要离开挡板时,A 的加速度的大小和方向为( ) A .0B .2g sin θ,方向沿斜面向下C .2g sin θ,方向沿斜面向上D .g sin θ,方向沿斜面向下 【. 【】3.(·北京西城区抽样)如图所示是一种升降电梯的示意图,A 为载人箱,B 为平衡重物,它们的质量均为M ,上下均由跨过滑轮的钢索系住,在电动机的牵引下使电梯上下运动.如果电梯中人的总质量为m ,匀速上升的速度为v ,电梯即将到顶层前关闭电动机,依靠惯性上升h 高度后停止,在不计空气和摩擦阻力的情况下,h 为( )A.v 22gB.(M +m )v 22mgC.(M +m )v 2mgD.(2M +m )v 22mg【】4.(2010·江西师大附中、临川一中联考)如图所示,小物块A质量为M=10kg,B质量为m=2.5kg.A、B用一轻绳连接跨过无阻力的定滑轮且处于静止状态.A与平台间动摩擦因数μ=0.25(与最大静摩擦因数相等).现用竖直向上的力F拉A,且F 由零线性增大至100N的过程中,B的下降高度恰为h=2m,(A未与滑轮相碰)则上述过程中的最大速度为(g=10m/s2).( )A.1m/s B.2m/s C.3m/s D.0【【】5.(2010·福建铭选中学质检)如图所示,某斜面体由两种材料拼接而成,BC界面平行于底面DE,两侧面与水平面夹角分别为30°和60°.已知一物体从A点静止下滑,加速至B点,匀速至D点.若该物块静止从A点沿另一侧面下滑,则有( ) A.一直加速运动到E,但AC段的加速度比CE段小B.AB段的运动时间大于AC段的运动时间C.将加速至C点,匀速至E点D.通过C点的速率等于通过B点的速率【6.一条不可伸长的轻绳跨过质量可忽略不计的定滑轮,绳的一端系一质量m=15kg的重物.重物静止于地面上,有一质量m1=10kg的猴子,从绳的另一端沿绳向上爬,如图所示,不计滑轮摩擦,在重物不离开地面的条件下,猴子向上爬的最大加速度为(g取10m/s2) ( )A.25m/s2B.5m/s2C.10m/s2D.15m/s2【7.如图(a)所示,水平面上质量相等的两木块A、B用一轻弹簧相连接,整个系统处于平衡状态.现用一竖直向上的力F拉动木块A,使木块A向上做匀加速直线运动,如图(b)所示.研究从力F刚作用在木块A的瞬间到木块B刚离开地面的瞬间这个过程,并且选定这个过程中木块A的起始位置为坐标原点,则下图所示的图象中可以表示力F和木块A的位移x之间关系的是( )【8.如图所示的弹簧秤质量为m ,挂钩下面悬挂一个质量为m 0的重物,现用一方向竖直向上的外力F 拉着弹簧秤,使其向上做匀加速直线运动,则弹簧秤的示数与拉力F 之比为( )A .m 0:mB .m :m 0C .m 0:(m +m 0)D .m :(m -m 0)【9.如图所示,一根轻质弹簧上端固定,下端挂一质量为m 0的秤盘,盘中有物体质量为m ,当盘静止时,弹簧伸长为l ,现向下拉盘使弹簧再伸长Δl 后停止,然后松开手,设弹簧总处在弹性限度内,则刚松开手时盘对物体的支持力等于( ) A .(1+Δll)(m +m 0)gB .(1+Δll)mgC.ΔllmgD.Δll(m +m 0)g【10.(2007·高考江苏卷)如图所示,光滑水平面上放置质量分别为m 和2m 的四个木块,其中两个质量为m 的木块间用一不可伸长的轻绳相连,木块间的最大静摩擦力是μmg .现用水平拉力F 拉其中一个质量为2m 的木块,使四个木块以同一加速度运动,则轻绳对m 的最大拉力为( )A.3μmg 5B.3μmg 4C.3μmg2D.3μmg.【11.如图所示,把长方体分割成A、B两斜面体,质量分别为m A和m B,切面与水平桌面成θ角.两斜面体切面光滑,桌面也光滑.求水平推力在什么范围内,A不会相对B滑动?12.如图所示,在光滑的桌面上叠放着一质量为m A=2.0kg的薄木板A和质量为m B=3kg的金属块B.A的长度L=2.0m.B上有轻线绕过定滑轮与质量为m C=1.0kg 的物块C相连.B与A之间的动摩擦因数μ=0.10,最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力.忽略滑轮质量及与轴间的摩擦.起始时令各物体都处于静止状态,绳被拉直,B位于A的左端(如图),然后放手,求经过多长时间B从A的右端脱离(设A的右端距离滑轮足够远,取g=10m/s2).。