高考物理解题方法例话整体法-精
高中物理解题方法系列
高中物理解题方法系列整体法,隔绝法,微元法,图像法,等效法,极端法,特别值法,对称法,全过程法 , 逆向思想法,递推法、,类比法等物理解题中常用的方法一、整体法例 1:在水平圆滑桌面上搁置两个物体 A 、B 如图 1-1 所示, m A=1kg ,m B =2kg,它们之间用不行伸长的细线相连,细线质量忽视不计,A、B 分别遇到水平间向左拉力 F 1=10N 和水平向右拉力 F 2=40N 的作用,求 A、B 间细线的拉力。
例 2:如图 1-2 所示,上下两带电小球, a、b 质量均为 m,所带电量分别为 q 和 -q,两球间用一绝缘细线连结,上球又用绝缘细线悬挂在开花板上,在两球所在空间有水平方向的匀强电场,场强为E,均衡细线都被拉紧,右侧四图中,表示均衡状态的可能是:例3:如图 1-3 所示,质量为 M 的木箱放在水平面上,木箱中的立杆上套着一个质量为 m 的小球,开始时小球在杆的顶端,由静止开释后,小球沿杆下滑的加快度为重力加快度的1,即 a1 g ,则小球在下滑22的过程中,木箱对地面的压力为多少?例 4:如图 1-4,质量为 m 的物体 A 搁置在质量为M 的物体 B 上, B 与弹簧相连,它们一同在圆滑水平面上做简谐振动,振动过程中 A 、B 之间无相对运动,设弹簧的劲度系数为k,当物体走开均衡地点的位移为x 时, A 、 B 间摩擦力 f 的大小等于()A、 0 B 、 kxmD、(m)kx C、( ) kxMM m巧练: 1、如图1-6 所示,位于水平川面上的斜面倾角为а,斜面体的质量为M ,当 A 、 B 两物体沿斜面无摩擦下滑时, A 、B 间无相对滑动,斜面体静止,设 A 、 B 的质量均为m,则地面对斜面体的支持力F N及摩擦力 f 分别是多少?若斜面体不是圆滑的,物体 A 、B 一起沿斜面匀速下滑时,地面对斜面体的支持力F N及摩擦力f 又分别是多少?二、隔绝法例 1:如图2-1 所示,在两块相同的竖直木板之间,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 1 块对第 2 块砖摩擦力大小为()A、 0 B 、 mg/2C、mg D 、 2mg例 2:如图 2-3 所示,斜面体固定,斜面倾角为а ,A、B两物体叠放在一同, A 的上表面水平,不计全部摩擦,当把A、B 无初速地从斜面顶端开释,若运动过程中 B 没有碰到斜面,则对于 B 的运动状况描绘正确的选项是()A、与 A 一同沿斜面加快下滑B、与 A 一同沿斜面匀速下滑C、沿竖直方向匀速下滑D、沿竖直方向加快下滑巧练 1、如图,一根轻绳绕过圆滑的轻质定滑轮,两头分别连结物块 A 和 B , B 的下边通过轻绳连结物块C, A 锁定在地面上。
高中物理:整体法解题方式(含例题)
高中物理:整体法解题方式(含例题)所谓整体是指整个集体或整个事物的全部,而物理学中的整体不仅可视物体系为整体,还可将物理“全过程”视为整体。
即整体法就是指对物理问题的整个系统或整个过程进行研究的方法。
整体法的思维特点就是本着整体观念,对系统进行整体分析,是系统论中的整体原理在物理中的具体应用,它把一切系统均当作一个整体来研究,从而揭示事物的本质和变化规律,而不必追究系统内各物体的相互作用和每个运动阶段的细节,因而避免了中间量的繁琐推算,简捷巧妙地解决问题。
下面通过具体例子来说明整体法在解决物理问题中的应用。
一、视物体系为研究对象当求解的物理问题不涉及系统中某个物体所受的力和运动时,则只需选取几个相关联的物体组成的系统作为研究对象,就可求得所求量与已知量之间的关系;当运用适用于物体系的物理原理、定律时,则应取该物体系为研究对象。
例如:运用机械能守恒定律时应取运动物体与地球组成的系统为研究对象;运用动量守恒定律时,应取相互作用的物体组成的系统为研究对象等。
例1. 如图1所示,质量为、倾角为的木楔ABC静置于动摩擦因数的水平地面上。
在木楔的斜面上,有一质量的物块由静止开始沿斜面匀加速下滑,当滑到路程时,其速度,在这过程中木楔没有移动。
求:地面对木楔的摩擦力大小和方向。
图1解析:物块m与木楔M在相对静止时,是一个整体;当物体从静止开始沿斜面下滑,经时间t后,m获得了速度v。
此时在水平方向上,物块m获得速度,木楔M保持静止,因此m、M组成的系统在水平方向上所受合外力不为零。
以整体(m、M组成的系统)为研究对象,则物块m与木楔M之间的相互作用为内力,系统在水平方向只受地面对木楔的静摩擦力f的作用,即系统在水平方向所受合外力为,其冲量使系统在水平方向动量发生改变物块从木楔上由静止开始匀加速下滑有对系统水平方向应用动量定理有而联立以上三式解得:方向与方向相同,即水平向左。
二、视运动全过程为研究对象当所求的物理量只涉及运动的全过程而不必分析某一阶段的运动情况时,可通过整体研究运动的全过程来解决问题;特别是运用动能定理和动量定理时,只需分析运动的初态和末态,而不必去追究运动过程的细节;对于处理变力问题及难以分析运动过程和寻找规律的问题,更显出其优越性。
高中物理解题方法和技巧典例
高中物理解题方法和技巧典例
高中物理解题方法和技巧典例包括:
整体法:适用于求系统所受的外力,计算整体合外力时,作为整体的几个对象之间的作用力属于系统内力不需考虑,只需考虑系统外的物体对该系统的作用力,故可使问题化简。
隔离法:当研究的物体不处于同一直线上时,可以将其隔离,分别研究各部分的运动情况,最后再将各部分的运动情况综合起来。
图像法:利用图像法处理物理问题,可以使问题变得更加直观,便于分析和解决。
等效法:将一个复杂的物理问题简化成一个等效的物理问题,然后再分析和解决这个等效的物理问题。
积分法:在物理学中,有些问题的解决需要使用积分方法,如微积分方程等。
向量法:向量在物理学中具有重要的地位,可以用来表示力、位置等物理量。
对称法:对称法可以用来简化物理问题,使其更加直观和易于解决。
类比法:类比法可以将不同的物理问题进行类比,从而找到解决问题的方法。
状态分析法:状态分析法是一种通过分析物体在不同状态下的性质和规律,来解决物理问题的方法。
极限法:极限法是一种通过取极限值来求解物理问题的方法。
高考物理解题方法之整体法精讲
一、整体法方法简介整体是以物体系统为研究对象,从整体或全过程去把握物理现象的本质和规律,是一种把具有相互联系、相互依赖、相互制约、相互作用的多个物体,多个状态,或者多个物理变化过程组合作为一个融洽加以研究的思维形式。
整体思维是一种综合思维,也可以说是一种综合思维,也是多种思维的高度综合,层次深、理论性强、运用价值高。
因此在物理研究与学习中善于运用整体研究分析、处理和解决问题,一方面表现为知识的综合贯通,另一方面表现为思维的有机组合。
灵活运用整体思维可以产生不同凡响的效果,显现“变”的魅力,把物理问题变繁为简、变难为易。
赛题精讲例1:如图1—1所示,人和车的质量分别为m 和M ,人用水平力F 拉绳子,图中两端绳子均处于水平方向,不计滑轮质量及摩擦,若人和车保持相对静止,且水平地面是光滑的,则车的加速度为 。
解析:要求车的加速度,似乎需将车隔离出来才能求解,事实上,人和车保持相对静止,即人和车有相同的加速度,所以可将人和车看做一个整体,对整体用牛顿第二定律求解即可。
将人和车整体作为研究对象,整体受到重力、水平面的支持力和两条绳的拉力。
在竖直方向重力与支持力平衡,水平方向绳的拉力为2F ,所以有:2F = (M + m)a ,解得:a =2F M m 例2:用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来,如图1—2所示,今对小球a 持续施加一个向左偏下30°的恒力,并对小球b 持续施加一个向右偏上30°的同样大小的恒力,最后达到平衡,表示平衡状态的图可能是( )解析:表示平衡状态的图是哪一个,关键是要求出两条轻质细绳对小球a 和小球b 的拉力的方向,只要拉力方向求出后,。
图就确定了。
先以小球a 、b 及连线组成的系统为研究对象,系统共受五个力的作用,即两个重力(m a + m b )g ,作用在两个小球上的恒力F a 、F b 和上端细线对系统的拉力T 1 。
因为系统处于平衡状态,所受合力必为零,由于F a 、F b 大小相等,方向相反,可以抵消,而(m a + m b )g 的方向竖直向下,所以悬线对系统的拉力T 1的方向必然竖直向上。
专题 物理解题方法与技巧(物理解题常用的方法)
【解析】铅球在前一段做自由落体运动,后一段做匀 减速运动.对前一段可用机械能守恒求解,后一段可 用动能定理求解. 如果用整体法处理,把开始下落到最终停止看成一个 过程,运用动能定理列式,将很快得到结果: 由W=ΔEk ,即mg(h+s)-fs=0-0 可得:f=(h+s)mg/s=400N
【点评】此题我们用动能定理列式时,把 两段过程处理成一个过程,求解就便捷得 多了.
F合=m1a1+m2a2+„+mnan
得(M+m)g=MaM+mam,
且aM=0(静止) 所以am=
M m gsinq , m 同理,若人与斜面保持相对静止,木板的加速度为 a = M m gsinq
M
M
【例3】质量为4kg的铅球,从离沙坑1.8m的高处自由 落下.铅球落进沙坑后陷入0.2m深而停止运动,求沙 坑对铅球的平均阻力(g取10m/s2).
5 4 mgr Ekm Fr (1 cos a ) mgr (1 ) 4 5 4 故小珠运动到B点时 有最大动能Ekm mgr 4
【例7】如图所示,R1、R2、R3为定值电阻,但阻值 未知,Rx为电阻箱.当Rx为Rx1=10Ω时,通过它的电 流 Ix1=1A ; 当 Rx 为 Rx2=18Ω 时 , 通 过 它 的 电 流 Ix2=0.6A.则当Ix3=0.1A时,求电阻Rx3.
专题 物理解题方法与技巧
教师:潘俊峰
一、物理解题常用的方法
1.整体法和隔离法 物理习题中,所涉及的研究对象往往不是一个 单独的物体、或单一的孤立过程.如果把所涉及的 多个物体、多个过程作为一个整体来考虑,这种以 整体为研究对象的解题方法称为整体法;而把整体 的某一部分 ( 如其中的一个物体或者是一个过程 ) 单 独从整体中抽取出来进行分析研究的方法,则称为 隔离法.处理好二者的关系,可以找出解题的捷 径.
浅议高中物理力学解题中整体法的运用
浅议高中物理力学解题中整体法的运用高中物理力学是物理学中的一个重要分支,它涵盖了广泛的内容,包括运动学、牛顿定律、动量和能量等。
在学习物理力学解题的过程中,我们经常会遇到一些复杂的问题,而整体法是一种有效的解题方法之一。
本文将浅议高中物理力学解题中整体法的运用。
在物理力学中,整体法的运用通常包括以下几个步骤。
要对问题进行整体分析,把所有相关的因素都考虑在内。
要建立合适的数学模型,用公式和方程式将各个因素之间的关系表示出来。
要利用所建立的数学模型进行计算和分析,得出最终的结果。
在运用整体法解决物理问题时,我们需要注意以下几点。
要对问题进行全面的分析,理解问题的背景和要求。
要善于利用物理学原理和公式,将问题转化为数学问题。
要善于利用数学工具进行计算和分析,得出准确的结果。
在实际学习和解题过程中,整体法可以应用于多种类型的物理问题,包括运动学、动力学、动量和能量等方面。
下面以几个例题来说明整体法在高中物理力学解题中的运用。
例题1:一个质量为m的物体以初速度v0由水平桌面上的A点自由滑下,滑到桌的边缘B点飞出。
物体在B点跳跃,垂直上抛。
忽略空气阻力,求在B点离开地面的高度。
解析:对于这个问题,我们可以利用整体法来解决。
要对问题进行整体分析。
物体在A点的速度是v0,在B点的速度是0,所以在B点的机械能等于在A点的机械能。
要建立合适的数学模型。
我们知道,在A点的机械能等于在B点的机械能,即mgh =\frac{1}{2}mv_0^2,所以h = \frac{v_0^2}{2g}。
我们利用所建立的数学模型进行计算,得出在B点离开地面的高度为\frac{v_0^2}{2g}。
例题2:一物体在无摩擦的水平地面上受一个力F作用,由静止开始,t时间内通过距离s,求物体的加速度。
解析:对于这个问题,我们同样可以利用整体法来解决。
要对问题进行整体分析。
物体在t时间内通过距离s,所以可以得到s=vt+1/2at^2。
又物体是由静止开始的,所以v=0,所以s=1/2at^2。
高中物理力学解题中整体法的运用
高中物理力学解题中整体法的运用
整体法是高中物理力学解题中一种常用的解题方法,利用整体思维来解决力学问题,可以节省计算步骤,提高解题效率。
整体法的基本原理是将所有物体看作一个整体,利用整体的性质和运动规律来分析和解题。
具体来说,整体法可分为以下几个步骤:
1. 确定整体和局部物体:首先要明确整个物理系统中的整体和局部物体是哪些,找到它们之间的相互作用关系。
2. 确定受力情况:根据物体之间的相互作用关系,分析每个局部物体所受的外力和内力。
3. 确定加速度和运动规律:根据牛顿第二定律和运动学公式,得出整体的加速度和局部物体的位移、速度和加速度之间的关系。
4. 使用整体物体的性质:根据整体物体的性质,如守恒定律、平衡条件等,找到有关的物理量之间的关系。
5. 求解未知量:根据已知条件和得到的物理量关系,求解未知量。
整体法的运用可以很好地解决各种力学问题。
对于多物体受力问题,可以将所有物体看作一个整体,根据整体的受力情况和运动规律,找到各个局部物体之间的关系,从而简化问题的求解过程。
对于平衡条件下的问题,可以利用整体物体的平衡条件,得到有关物理量之间的关系,从而解决问题。
对于一维、二维和三维的运动问题,也可以利用整体法来简化计算过程。
浅议高中物理力学解题中整体法的运用
浅议高中物理力学解题中整体法的运用
高中物理力学是物理学的基础课程之一,它研究物体运动的规律,包括牛顿定律、运动学、动力学等内容。
在解题过程中,我们通常会采用不同的解题方法,其中整体法在高中物理力学解题中具有重要的运用价值。
本文将从整体法的概念、原理和运用角度进行探讨,介绍在高中物理力学解题中如何运用整体法来提高解题效率和准确性。
一、整体法的概念
整体法是解题方法的一种,它是指在解决问题时,将待解的问题整体化,从整体出发并综合考虑各个因素,然后再逐步分析问题的各个方面,最终解决问题的方法。
在物理力学中,整体法通常通过考虑整个物体的运动状态、受力情况等来解决问题,而不是简单地考虑物体的局部情况,这样可以更全面地理解和解决问题。
1. 地面斜面上物体的运动问题
在解决地面斜面上物体的运动问题时,采用整体法可以更全面地考虑物体的受力情况和运动规律。
我们可以首先考虑整个物体在斜面上的受力情况,包括重力、支持力、摩擦力等,然后根据受力情况综合考虑物体的运动规律,例如斜面上物体的加速度、速度等。
通过整体法的运用,可以更准确地理解和解决地面斜面上物体的运动问题。
2. 弹簧振子的运动问题
3. 牛顿定律的应用问题
四、整体法的优势和应用建议
整体法在高中物理力学解题中具有以下优势和应用建议:
1. 提高解题效率:采用整体法可以帮助我们更全面地考虑问题的各个方面,从而提高解题效率。
通过整体化的思维方式,我们可以更清晰地理解和分析问题,找到问题的解决方法。
3. 建议应用整体法时,我们应该首先整体化地考虑问题,从整体出发分析物体的受力情况和运动规律,然后再逐步分析问题的各个方面,找到问题的解决方法。
高中物理力学解题中整体法的运用
高中物理力学解题中整体法的运用
整体法是高中物理力学解题中常用的一种求解方法,它通过整体分析和综合运用相关
知识和公式,以整的思维方式解决问题。
采用整体方法,首先要对问题进行整体的认识和
分析,然后才能找到相应的解题方法。
整体法要求我们对问题进行整体的认识和分析。
在解题时,我们要全面了解问题的背
景和条件,并把握住问题的核心,找到问题的关键点。
只有在全面认识问题的基础上,我
们才能准确地运用相关的知识和公式来解决问题。
整体法要求我们将问题综合考虑,运用多种知识和公式。
在解题时,我们要灵活运用
相关的力学知识和公式,根据问题的具体要求,选择适合的公式和方法。
有时,一个问题
可能需要综合使用多个公式进行求解,这就需要我们对知识的掌握和理解能力有一定的要求,能够熟练运用相关的知识来解决问题。
除了灵活运用相关的知识和公式,整体法还要求我们结合实际情况,进行合理的假设
和近似计算。
在解题时,我们要根据问题的实际情况,进行合理的假设和近似计算。
有时,为了简化问题的复杂程度,我们可以对实际情况进行合理的简化和近似处理,这样可以更
好地解决问题。
整体法要求我们要进行全面的分析和总结,从而完善我们的解题能力。
在解题过程中,我们要不断地总结经验,分析问题的解题思路和方法,找出问题的规律和特点。
只有通过
不断地实践和总结,我们才能不断提高自己的解题能力,更好地运用整体法来解决问题。
高考物理 解题方法例话4 整体法
4整体法故事链接:从前 , 有六个兄弟共同养了一只猫.分家后 , 他们决定每人分别占有猫身上的一部分 , 哪一部分出了问题 , 就由占有它的人负责.他们的分工是 : 老大负责猫头 , 老二负责猫脚……老六负责猫尾巴.一天 , 猫尾巴受伤 , 老六把它的伤口洗干净 , 涂了油 , 又用一碎布裹好.猫由于尾巴上扎有布条 , 感到很不舒服 , 于是乱钻乱跑 , 一下子跑到炉火旁把尾巴上的布条烧着了.尾巴一起火 ,猫跑得更加快了 , 最后爬上五个哥哥的谷仓屋顶 ,谷仓着火了.谷子被烧 ,是由于猫尾巴着火引起的 ,所以五个哥哥把小弟拉到法庭 ,硬要他赔偿损失.此案怎断聪明的法官只讲了一句话就把五个哥哥顶得哑口无言.这句话是 :" 假如那只猫没有头 , 没有脚 ,一条光秃秃的尾巴能爬上屋顶吗 "唯物辩证法认为 , 世界是普遍联系的.整体和部分是客观事物普遍联系的一种重要形式.整体和部分二者不可分割 : 整体由部分组成 , 没有部分就无所谓整体 ; 部分是整体中的部分 , 任何部分离开了整体 , 它就失去原来的意义.五个哥哥正是割裂了整体和部分的关系 , 才输了官司.而聪明的法官正是把握了整体和部分的关系 , 运用了整体法,从整体着眼 , 只讲一句话就把五个哥哥顶得哑口无言。
整体法就是抛开细节而着眼全局研究问题的一种方法,常用的整体法有研究对象的整体法和研究过程的整体法。
下面分别举例说明。
(1)研究对象的整体当讨论多个物体组成的系统与外界的作用而不研究整体内部各物体间的相互作用时,可把这些物体作为一个系统来研究。
[例题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.没有摩擦力的作用解析:本题若以三角形木块a为研究对象,分析b和c对它的弹力和摩擦力,再求其合力来求解,则问题就变得非常复杂。
高中物理力学解题中整体法的运用
高中物理力学解题中整体法的运用高中物理力学是物理学的一个重要分支,研究物体的运动、力的作用以及与其相关的现象。
在物理力学解题中,整体法是一种常用的解题方法,它强调整体性的观点,通过分析物体整体的运动特征来解决问题。
本文将重点围绕高中物理力学解题中整体法的运用展开讨论。
一、整体法的基本原理二、整体法的运用在高中物理力学的解题中,整体法经常被运用于解决各种物理问题。
以下将针对不同类型的力学问题,分别介绍整体法的运用方式:1. 物体的平抛运动问题在物体的平抛运动问题中,可以通过整体法来分析物体的整体运动特征。
可以将物体的水平方向速度和竖直方向速度分解开来,然后分别分析水平和竖直方向上的运动规律。
通过整体法,可以更清晰地理解物体的运动轨迹和速度变化规律,从而解决平抛运动问题。
2. 弹簧振子的运动问题在弹簧振子的运动问题中,整体法可以帮助我们更好地理解弹簧振子的整体运动规律。
通过整体法,可以将弹簧振子整体的运动特征进行综合分析,包括振幅、周期、频率等参数。
通过整体法,可以更准确地描述和预测弹簧振子的运动规律,从而解决相关问题。
在物体受力问题中,整体法可以帮助我们更全面地分析物体受力的整体效果。
通过整体法,可以将物体的各个受力和加速度综合考虑,得出物体整体的加速度和运动状态。
通过整体法,可以更好地理解物体受力的整体效果,从而解决相关问题。
整体法在解决高中物理力学问题时具有以下几个优势:1. 有利于综合分析2. 有利于清晰表述整体法可以帮助我们更清晰地表述和描述物体的运动特征和力的作用效果。
通过整体法,可以将物体的整体运动状态和受力情况进行综合分析,从而更准确地描述和预测物体的运动规律。
3. 有利于提高解题效率整体法可以帮助我们更全面地分析和理解物体的运动规律和力的作用效果,有利于提高解题效率。
通过整体法,可以更快速地解决物理问题,节约解题时间。
四、整体法的实例分析下面将通过实例分析来展示整体法在高中物理力学解题中的运用。
议高中物理力学解题中对整体法的运用
议高中物理力学解题中对整体法的运用
一、整体法的基本思想
整体法又称“全局法”,指的是在解题时先对物体整体作为一个整体进行分析,考虑整体的平衡或运动情况,然后再对各个部分进行分析。
与“部分法”相比,整体法通常更为简便,可以大大减少计算量,提高解题效率。
二、整体法的适用范围
整体法通常适用于以下情况:
1.物体内部各部分的质量分布均匀;
2.物体所有部分的运动状态或平衡状态相同;
3.物体的外力作用相同。
三、整体法的应用举例
1.斜面上的物体
在解题时,可以先把斜面和物体看成一个整体,考虑整体受力情况,然后再对物体和斜面分别进行分析。
这种方法可以避免在分析物体在斜面上的运动时产生复杂的计算。
2.弹簧振子
在弹簧振子中,弹簧和质点是一个整体,可以把它们看成一个质点,考虑整体平衡或运动的情况,然后再对弹簧和质点分别进行分析。
3.刚体的平衡
在解决刚体平衡问题时,可以先把整个刚体看成一个整体,考虑整体的平衡情况,然后再对各个部分进行分析。
这种方法可以减少不必要的计算,提高解题效率。
四、整体法的优缺点
优点:
1.可减少计算量;
2.简化分析过程;
3.提高解题效率。
缺点:
1.不适用于所有情况;
2.不易发现特殊情况;
3.过于依赖经验和常识。
总之,整体法是力学解题中常用的一种方法,对于一些复杂问题具有简化分析的优越性。
但在使用过程中需要具备一定的应用经验,灵活掌握其适用性和不足之处。
浅议高中物理力学解题中整体法的运用
浅议高中物理力学解题中整体法的运用
高中物理力学解题中,整体法是一种灵活有效的解题方法。
它通过将问题视作整体,
综合利用各种物理知识和概念,从宏观和微观两个角度分析问题,解决力学问题。
整体法可以分为两个层次的运用:宏观层次和微观层次。
在宏观层次运用整体法时,
我们需要将问题中的所有物体和物理量综合考虑,构建整体系。
我们可以先将物体的受力
情况画成图形,然后根据力的平衡条件进行分析。
这种方法的优点是能够清晰地展示各种
受力作用在物体上的情况,有助于找到问题的解题思路。
通过综合利用牛顿第一定律、牛
顿第二定律等一系列力学定律,求解物体的加速度、速度和位移等数值,最终得到问题的解。
在微观层次运用整体法时,我们需要运用微观粒子的力学知识,通过分析粒子间的相
互作用,解决问题。
这种方法适用于随机碰撞问题、弹簧振动问题等。
比如在碰撞问题中,我们可以将碰撞过程分解为两个阶段,即碰撞前和碰撞后。
我们可以通过分析碰撞前和碰
撞后物体的质心位置、线速度和角速度等变化,运用动量守恒定律和角动量守恒定律,求
解问题的解。
整体法的运用还可以是温度分析法。
在力学解题中,有些问题涉及到温度的变化,而
温度又是与物体的内能、热量和功等有关。
所以,我们可以将物体视为一个统一整体,通
过考虑内能、热量和功等的相互关系,解决求解问题。
高中物理解题的思想、方法例析
例 1 “ , 质量 为 m的 A以速度 v滑上在光滑平 面上静止的质量为 M的 B上 ,如右 图所示 。 为 A 和 B之间的动摩擦 因素 。L是物 体 A 在 小 车 B上 的 最 大 相 对 滑 行 距 离 。求 物 体 A在 小 车 B上 相对滑行的时间 。 ” 这是一道典型的高中力学 “ 类子弹打木块 ”问 题 ,常规的解法是物体 A滑上 小车 B后 ,因为受到 摩擦力 的作用,物体 A减速运动,小车 B加速运动 , 再设物体 A和小车 B的共 同速度 是 v舳 根据动量守恒定律 m 0 (+) # ; v= m M v 根据功能关系 pm L l2 v- / (+ ) ; g = / m 12 m M v共 根据动量定理 m tM ; g = v# 以上 三 个 方 程 联 立得 t 2/ =Lv 可 以看 出上述的解题方法虽然 正确 ,但是会带 来非常繁琐 的计算 ,费时费力,而 且容 易导致计算 错误 ,如果按照上述方法进行解答 ,就会掉进 出题 人 的陷阱当中,难 以保证学生在有 限的时间内完成 相应 的题 目。换一种思路,如果采用 图像法进行解 答 , 么 此 题就 会 非常 省 那 时省力 的解答 出来 , 体 具 见右 图。 用图像 法进行解 答 ,将 v t图像 画出来 — ( 见上 图),相对位移 L 等 于上 图中的阴影部分面积 ,因此 由 L v / ,得 出 =t2 t 2/ 。由此可见 ,采用 图像法省时省力,快速简 =Lv 洁 地 将 这 道 物 理 习题 求 解 出来 。 三 .构建模型法解题例析 模型是较为理想 的物理形态,能够 直观地将物 理 知识表现 出来 。一般情况下 ,物 理学 的理论研 究 常常是 从模 型构建开始 的, 科学家利用类 比、简化 、 理想化等研 究方法开展科学研究,抽象出物 理对象 的本质特征 ,构成概念行 的体系,即模 型。例如 , 物 体 A从屋顶 自由下落 ,就是一个 自由落体模 型。
高中物理力学解题中整体法的运用
高中物理力学解题中整体法的运用整体法的应用可以分为以下几个步骤:1. 确定物体或系统的整体特性:首先要明确问题中所涉及的物体或系统的整体特性,包括质量、形状、速度等。
通过对物体或系统整体特性的分析,我们可以初步确定解题思路。
2. 选取适当的参照系:在使用整体法解题时,选取适当的参照系是十分重要的。
参照系的选择应该使得描述问题时的计算尽可能简化。
可以选择质心系作为参照系,这样可以将物体的整体运动分解为质心的运动和相对质心的相对运动。
3. 应用牛顿定律:牛顿定律是解决力学问题的基本原理,整体法的运用也离不开牛顿定律的应用。
在选取适当的参照系后,根据牛顿定律列出适当的方程,通过求解方程可以得到问题所需要的物理量。
4. 如果需要考虑多个物体或系统之间的相互作用,可以考虑使用动量守恒和能量守恒定律。
整体法的运用可以在一定程度上简化力学问题的求解过程,减少计算的复杂度。
在解题中需要注意以下几点:1. 特殊情况的考虑:在使用整体法解题时,需要考虑特殊情况的影响。
如果物体存在旋转运动,需要考虑到转动惯量的影响。
2. 系统边界的界定:整体法的运用需要明确系统的边界,确保系统边界内的物体或系统满足所列方程,同时排除外部物体对系统的影响。
3. 约束条件的分析:在使用整体法解题时,常常需要考虑约束条件对物体或系统的影响。
约束条件可能限制物体或系统的自由度,需要根据约束条件推导适当的方程。
整体法是解决高中物理力学问题的一种常用方法,通过将物体或系统作为整体来考虑,可以简化问题的分析过程。
在使用整体法解题时,需要明确整体特性,选取适当的参照系,应用牛顿定律,并考虑特殊情况、系统边界和约束条件的影响。
只有在掌握了整体法的基本原理和方法后,才能更加灵活地运用整体法解决各种力学问题。
例谈常见力学解题方法
胖肥市应本阳光实验学校例谈常见力学解题方法高考试题越来越对解决物理问题能力的考查,而物理解题方法是解决物理问题的根底,在物理解题过程中,无不闪烁着物理思维方法的火花,如整体法、假设法、极限法、逆向思维法、物理模型法、效法、物理图像法.熟练掌握各种思维方法的特点和技巧,善于利用物理技巧和方法快速解答问题是思维能力的最好表达,所以高考试题很大程度上是考查学生解决物理问题的方法,掌握了物理解题的方法也就掌握了解决物理问题的工具,对学习物理就能起到举一反三,事半功倍的效果.物理涉及到的解题方法很多,下面我们就常见的力学问题解题方法进行例析介绍.一、整体法例1、如图1所示,质量M=10kg 的木楔ABC 静止于粗糙的水平面上,动摩擦因数μ=0.02.在楔的倾角为θ=30°的斜面上,有一质量m=1.0kg 的木块从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 ,在这过程中楔没有动,求地面对楔的摩擦力的大小和方向〔重力加速度取10m/s 2〕.解析 假设采用隔离法,分析楔M 时,受的力特别多,求解繁琐.该题中,虽然m 与M 的加速度不同,但仍可用整体法,只是牛顿第二律写成由as v v o 222+=得木块m 沿斜面向下运动的加速度为 将物块m 和木楔M 看作一个整体,他们在竖直方向受到重力和地面的支持力;在水平方向如果受力只能是摩擦力,暂设其存在,大小位F f ,楔的加速度为零,只有物块加速度a ,如图2所示,沿水平方向和竖直方向分解物块加速度a .对整体在水平方向上运用牛顿第二律,得解得 F f = 0.4N 因为F f 与a x 同向所以木楔受到的摩擦力水平向左.点评 假设一个系统内各个物体的加速度不相同,又不需要求系统内物体间的相互作用力时,利用牛顿第二律用整体法解题方便很多.可以说在不少关于联接体的问题时整体法是解物理问题的,此题也可以用隔离法求解,请同学们试一试.二、假设法例2、如图3所示,火车箱中有一倾角为 的斜面,当火车以的加速度沿水平方向向左运动时,斜面上的物体 还是与车箱相对静止,分析物体 所受的摩擦力的方向.解析 受三个力作用:重力、弹力、摩擦力.而摩擦力的方向难以确.它可以存在三种可能:①摩擦力不存在;②摩擦力存在,方向沿斜面向上;③摩擦力存在,方向沿斜面向下.下面我们可以从以上三个方面去假设. 解法一:假设摩擦力不存在.受力如图4所示 此时,重力 与弹力 在水平方向上只能产生大小的合力,加速度为,显然小于题目给加速度,说明合力缺乏,故斜面对物体的静摩擦力下.解法二:假设摩擦力方向沿斜面向上,物体受力如图5,建如图坐标系:图 1图2由牛顿第二律得:由以上两式可得:结果为负值,说明摩擦力的方向与假设的方向相反,是沿斜面向下解法三:假设摩擦力方向沿斜面向下,物体受力如图6,建如图坐标系,可以根据得:可得:结果为正值,说明摩擦力的方向与假设的方向点评假设法是解物体问题的一种重要的思维方法.一般从某一假设入手,然后运用物理规律得出结果,再进行适当讨论,从而找出正确答案,这样解题严谨、符合逻辑,而且可以拓宽思路.三、临界分析法例3、如图7所示,光滑水平面右端B处连接一个竖直的半径为R的光滑半圆轨道.在离B距离为x的A点,用水平推力将质量为m的质点从静止开始推到B处后撤去水平推力,质点沿半圆轨道运动到C处后又正好落回A点.重力加速度为g,求:〔1〕推力对小球所做的功.〔用m、g、R、x表示〕〔2〕x取何值时,完成上述运动推力所做的功最小?最小功为多少?解析〔1〕小球通过最高点C以后做平抛运动落回到A点,那么tVxC=①gRt22⨯=②由B点到C点的过程中,只有重力对小球做功,小球的机械能守恒,有:RmgEmvmVEpBCk2212122⨯-=∆-=-=∆③小球从A点在力F作用下运动到B点的过程中,由动能理:212-=BFmvW④由①-④式,解出mgRRmgxWF282+=⑤〔2〕要使小球能通过最高点C,那么gRVC≥⑥由①②⑥式,解出此时的x的最小值Rx2min=⑦由⑤⑦式,解出Rx2min=时的最小功mgRWF25min=.点评临界状态是一种物理现象转变为另一种物理现象,或从一物理过程转入到另一物理过程的转折状态.临界状态也可理解为“恰好出现〞和“恰好不出现〞某种现象的状态.临界往往和极值问题相互关联,研究临界和极值问题的根本观点:〔1〕物理分析:通过对物理过程分析,抓住临界〔或极值条件〕进行求解.(2〕数学讨论:通过对物理问题的分析,依据物理规律写出物理量之间的函数关系,用数学方法求解极值.四、图像法例4、一颗速度较大的子弹,水平击穿原来静止在光滑水平面上的木块,设木块对子弹的阻力恒,那么当子弹入射速度增大时,以下说法正确的选项是 A.木块获得的动能变大图7 图3 图4 图5 图5B.子弹损失的动能变大C.子弹穿过木块的时间变短D.木块的位移变小解析分别对子弹和木块的运动情况进行分析可知:木块在阻力的作用下作匀减速运动,而木块作匀加速运动.作出子弹与木块运动的V——t图象,由V——t中速度图线与时间坐标轴所围成图形的面积为相的位移,且每次子弹击穿木块时子弹相对于木块的位移相同,都于木块的厚度.由此可比拟当子弹的速度增大时,子弹穿过木块的时间变化情况,并判断出其它各量的变化.分别画出子弹与木块的速度图象如图8,中实线所示,其中OA为木块的速度图线,V0B为子弹的速度图线.因子弹已穿出木块,所以B处于A的上方.设子弹的速度为V0时,子弹穿出木块所需的时间为t1,三角形OAt1的面积即木块对地的位移S木,梯形V0BAt1的面积为子弹的对地位移S子,此两图形的面积之差为S子—S木=L,L为木块的厚度.当子弹的速度增大时,子弹的速度图线变为如图4-1-13所示的虚线.因子弹相对于木块的位移总于木块的厚度,即梯形VB`A`t2的面积与三角形OA`t2的面积之差与梯形V0BAt1的面积与三角形OAt1的面积之差相.所以t2<t1,子弹穿过木块的时间变短,C正确.相的木块的位移要变小,D正确.因木块获得的速度变小,子弹穿出时的速度变大,故木块获得的动能变小,子弹损失的动能变小.所以:A、B错误.点评通过分析物理过程遵循的物理规律,找到变量之间的函数关系,做出其图像,由图像可求看出物理规律.物理图像能直观地描述物理规律,物理图像题是以解析几何中的坐标为根底,借助数和行的结合,来表现两个相关物理量之间的依存关系,从而直观、形象、动态地表达各种现象的物理过程和规律.图像法是物理学研究的重要方法.五、模型法例5、某的平均风速是6.0 m/s,空气密度是123./kg m,此地有一风车,它的车叶转动时可形成半径为20 m的圆面.假设这个风车能将此圆内10%的气流的动能变为电能.问:〔1〕平均每秒内有多少体积的气流冲击风车车叶形成的圆面?〔2〕这些气流的动能是多少?〔3〕这个风车平均每秒内发出的电能是多少?解析风中的空气气流状况是极其复杂的,气流在空间不同位置上的速度大小和方向变幻莫测,且伴随着密度分布的不均匀.在题中,气流被抽象为速度大小不变,方向恒垂直于风车叶的转动圆面,变成了一种理想化的对象模型.气流的运动过程及能量转化均被“平均〞二字转换为条件模型及过程模型.〔1〕风车叶转动时形成的圆面面积为:平均每秒钟冲击风车叶转动圆面的气流体积:〔2〕以上气流的动能为:〔3〕风车平均每秒发出的电能为:点评题中的气流速度问题,气体密度和气流动能问题始终是解决风力发电的根底知识问题,同学们通过这道例题,不仅可掌握一类题的根本解法,还图8可扩展知识领域,受到方法的训练和陶冶.模型法常常有下面三种情况〔1〕物理对象模型:用来代替由具体物质组成的、代表研究对象的实体系统,称为对象模型〔也可称为概念模型〕,即把研究的对象的本身理想化.常见的如“力学〞中有质点、刚体、杠杆、轻质弹簧、单摆、弹簧振子、弹性体、绝热物质;〔2〕条件模型:把研究对象所处的外部条件理想化,排除外部条件中干扰研究对象运动变化的次要因素,突出外部条件的本质特征或最主要的方面,从而建立的物理模型称为条件模型.〔3〕过程模型:把具体过理过程纯粹化、理想化后抽象出来的一种物理过程,称过程模型.。
高中物理中整体法的解题技巧与应用
高中物理中整体法的解题技巧与应用高中物理中整体法的解题技巧与应用在高考物理中,力学所占的比重越来越大,而且是高考必考的题型,因此,解决力学难题是物理高考拿高分的关键所在。
当然,对物理这门及其抽象而且难度较大的学科而言,仅仅记住一些公式和概念是远远不够的。
因此,对同学们来说,我们应该通过一定的习题训练,掌握必要的解决技巧就显得非常重要。
目前,整体法被认为是解决力学问题的一种有效方法,本人认为有必要介绍整体法的应用。
一、整体法介绍在高中的学习阶段,很多理科同学都会觉得物理的整个学习过程都很枯燥,甚至有的同学直接放弃了物理的学习。
在我们最初接触到高中物理时,所学的知识就是力学板块。
然而,力学虽然是第一章的内容,但并不是我们想象的那样简单。
整体法,作为解决高中力学问题的常用方法之一,它的核心思想是将几个物体视为一个整体,然后对这个整体进行受力分析,只研究整体的受力情况,不考虑几个物体内部的受力(主要是摩擦力),这样就可以极大地简化受力分析。
在高中的力学学习过程中,应用整体法能够解决很多章节的问题,包括力学受力分析、动力学问题和动量等。
因此,本人认为整体法是解决高中物理难题的一个重要方法,因而有必要进行介绍,旨在为更多的同学提供借鉴。
二、受力分析过程介绍解答方法就很清楚了。
三、整体法在受力分析中的应用我们接下来以一个力学例子介绍整体法在力学受力分析中的应用。
例如:如图1所示,质量mB=20kg的木板B放在水平的地面上,质量mA=10kg的木箱放在B上,一根轻绳栓在A上(轻绳的质量不计),轻绳与水平地面的夹角θ=37o。
已知,木箱A与木板B之间的动摩擦系数μ1=0.6,现要求用水平方向的力F=100N将B从A匀速向右拉,求木板B与地面的摩擦系数μ2的大小[1]?通过审题,要求将B从A的下面匀速抽出,说明B所受的合力为零。
解题过程如下:单独对A受力分析,如甲图,得:如果题目改变一下,即若要求将木板B从木箱A的下面以某一加速度a匀加速抽出,试问,还能对A、B进行整体受力分析吗?答案是不能,因为将B匀加速抽出时,A与B所处的状态将不同,A依然处于平衡状态。
2022届高考物理考点秘籍:整体法求解共点力平衡问题举例
整体法求解共点力平衡问题举例如果连接体中各物体的加速度相同,可以把连接体视为一个整体,整体的质量等于个物体质量的总和。
此时分析连接体所受的外力,就不会出现连接体中个物体间的作用力,可以简化问题的分析与求解。
一、整体法的运用当连接体处于静止或匀速直线运动时,各物体的加速度都是零,所以,问题若不涉及各物体间的作用力,可将连接体视为整体运用共点力的平衡条件分析求解。
例1.如图1所示,质量虽分为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接,在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m1在地面,m2在空中),力F与水平方向成θ角。
则m1所受支持力N和摩擦力f正确的是A. B.C. D.解析:两物体均处于匀速直线运动状态,加速度都等于零,由于题中不涉及两物体间的作用力(弹簧的力),可将两物体视为整体,整体受力情况如图2所示。
对整体运用共点力平衡条件有:水平方向:;竖直方向:。
解得:;。
本题选AD。
例2.如图2所示,质量为m滑块Q沿质量为M的斜面P匀速下滑,斜面P静止在水平地面上,则在滑块Q下滑过程中地面对斜面P的A.摩擦力方向向右,支持力大小为B.摩擦力为零,支持力大小为C.摩擦力为零,支持力小于D.摩擦力方向向右,支持力小于解析:题中不涉及滑块与斜面间作用力的分析与判断,两者的加速度都是零,所以可以将斜面与滑块视为整体,竖直方向上整体受重力及地面支持力N的作用;水平方向上没受到外力(除地面静摩擦力以外的力)的作用,整体没有相对地面滑动的趋势,所以,地面对整体(斜面与地面的接触部分)没有静摩擦力的作用。
由共点力平衡条件可知:,解得:。
本题选B。
二、整体法与隔离法的综合运用如果问题涉及到连接体与外界物体间作用力的分析与判断,又涉及各物体间的作用力的分析与判断,可先将连接体视为整体,分析判断出与外界的作用力,再从连接体中选取涉及到要分析的力的物体中受力较少的那个物体进行分析研究。
例3.有一直角支架AOB,AO水平放置,表面粗糙,OB竖直向下,表面光滑。
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4整体法
故事链接:从前 , 有六个兄弟共同养了一只猫.分家后 , 他们决定每人分别占有猫身上的一部分 , 哪一部分出了问题 , 就由占有它的人负责.他们的分工是 : 老大负责猫头 , 老二负责猫脚……老六负责猫尾巴.
一天 , 猫尾巴受伤 , 老六把它的伤口洗干净 , 涂了油 , 又用一碎布裹好.猫由于尾巴上扎有布条 , 感到很不舒服 , 于是乱钻乱跑 , 一下子跑到炉火旁把尾巴上的布条烧着了.尾巴一起火 ,猫跑得更加快了 , 最后爬上五个哥哥的谷仓屋顶 ,谷仓着火了.谷子被烧 ,是由于猫尾巴着火引起的 ,所以五个哥哥把小弟拉到法庭 ,硬要他赔偿损失.
此案怎断聪明的法官只讲了一句话就把五个哥哥顶得哑口无言.这句话是 :" 假如那只猫没有头 , 没有脚 ,一条光秃秃的尾巴能爬上屋顶吗 "
唯物辩证法认为 , 世界是普遍联系的.整体和部分是客观事物普遍联系的一种重要形式.整体和部分二者不可分割 : 整体由部分组成 , 没有部分就无所谓整体 ; 部分是整体中的部分 , 任何部分离开了整体 , 它就失去原来的意义.五个哥哥正是割裂了整体和部分的关系 , 才输了官司.而聪明的法官正是把握了整体和部分的关系 , 运用了整体法,从整体着眼 , 只讲一句话就把五个哥哥顶得哑口无言。
整体法就是抛开细节而着眼全局研究问题的一种方法,常用的整体法有研究对象的整体法和研究过程的整体法。
下面分别举例说明。
(1)研究对象的整体
当讨论多个物体组成的系统与外界的作用而不研究整体内部各物体间的相互作用时,可把这些物体作为一个系统来研究。
[例题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
解析:本题若以三角形木块a为研究对象,分析b和c对它的
弹力和摩擦力,再求其合力来求解,则问题就变得非常复杂。
由于三物体均静止,故可将三物体视为一个整体,它静止于水平面上,必无摩擦力作用,故选D。
[例题2](1990年全国高考题)用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来,如下图所示,今对小球a持续施加一个向左偏下30°的恒力,并对小球b持续施加一个向右偏上30°的同样大的恒力,最后达到平衡表示平衡状态的图可能是()
解析:这道题用隔离法将使问题变得十分复杂,用整体法却显得十分简单。
由于整体在水平方向上受力平衡,悬挂A球的绳子必须是竖直的,否则在水平方向上有拉力的分量。
答案只能选A。
[例题3] 如图所示质量M=10千克的木楔ABC静置于粗糙水平地面上,滑动摩擦系数μ=0.02,在木楔的倾角θ为30°的斜面上,有一质量为m=1.0千克的物块由静止开始沿斜面下滑,当滑行路程S=1.4米时,其速度为v=1.4米/秒,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
度取g=10米/秒2
) as v v 2202+=,得解析:由匀加速运动的公式
物体沿斜面下滑的加速度为 222
2/7.0/4
.124.12s m s m s v a =⨯==,方向平行于斜面向下,对加速度正交分解得: θcos a a x =
把木楔和物块作为整体来研究,由牛顿第二定律得,地面作用于木楔的摩擦力
N N ma ma Ma f x x 61.02
37.01cos 0=⨯⨯=+=+=θ 方向向左 [例题4]给定两只标有“100V 、40W ”的灯泡L1和标有“110V 、100W ”的灯泡L2及一只最大阻值为500Ω的滑动变阻器,将它们接在220V 的电路上,在下图所示的几种接法中,最合理的是( )
解析:所谓最理想的接法是指两灯正常工作并且消耗的总功率要最小,根据串、并联电路的特点及电功率分析关系进行讨论。
由于两灯电阻R 1、R 2不等,故A 接法中两灯不能平均分配220V 的电压,两灯不能正常工作。
B 接法中,可以使滑动变阻器的阻值调到跟两灯的并联总电阻相等,使两灯均获得110V 的电压,所以能正常工作。
C 接法中,因为R 1>R 2,可以使滑动变阻器的阻值调整到跟R 1,并联后的电阻等于R 2的电阻,使两灯均获得110V 的电压而正常工作。
D 接法中,由于R 2<R 1,所以滑动变阻器跟R 2并联后的电阻不可能跟R 1的电阻相等,故两灯不能正常工作。
在B 、C 两种接法中,根据功率分配关系可知C 接法中消耗功率最小,故本题应选C 。
答案:C
(2)研究过程的整体
对于动能定理、动量定理都是状态量变化的定理,状态量的变化只取决于始未状态,不涉及中间状态。
同样,机械能守恒定律,动量守恒定律是状态量守恒定律,只要全过程符合守恒条件,就有初状态的状志量与末状态的状态量守恒,也不必考虑中间状态量,因此,对于有关状态量的计算,只要各过程遵循上述定理、定律,就有可能将几个过程合并起来,用全过程都适用的物理规律一次性列出方程直接求得结果,可大大简化解题过程和数学运算。
[例题1]如图所示,台秤上放有一个密闭的容器,其内装满水,另
有一乒乓球用细绳固定在容器底部,若细绳突然断了,在乒乓球上浮的
过程中,台秤的读数如何变化?
解析:在乒乓球加速上升的过程中,相应有同体积的“水球”以同样的加速度下降,在这
里可以应用整体对象法,将水与乒乓球组成的系统视为整体,系统质心向下加速运动,使系统处于失重状态,台秤的读数减小,乒乓球触到容器顶部时要减速,于是台秤读数又增大,乒乓球最后达到稳定状态,台秤恢复原读数。
[例题2]:如图所示,质量相等的物体A 、B 连接在跨过定滑轮M 和N 的细绳的两端,且处于同一水平面上保持静止,现将质量与A 、B 相同的物体C 挂在两滑轮间水平绳中点,并从M 、N 绳水平及A 、B 、C 都静止时开始放手,若滑轮M 、N 间距为2a ,两滑轮等高且光滑,绳及滑轮的质量不计,求C 可下落的最大距离是多少?
解析:本题可选用“双整法”求解.以物体A 、B 、C 构成的整体为研究对象,把整体的速率从零逐渐增到最大,紧接着从最大逐渐减小到零(即物体C 下降到最大距离h)的过程视为整体过程来研究,整体过程中,只有重力做功,机械能守恒,且初、末状态的动能为零,故初、末状态距离为h 时,A 、B 两物体均上升a a h -+22,则有a a h mgh mgh -+=222,解上式并取有意义的解,得3
4a h =。
[例题3]质量为M 的金属块和质量为m 的木块通过细线连在一起.从静止开始以加速度a 在水中下沉,经过时间t ,细线断了,金属块和木块分开,再经过时间t ′,木块停止下沉,问此时金属块的速度多大?
解析:以金属块和木块整体为研究对象,在全过程中,不论线断与否,系统所受的合外力始终保持不变,大小为a m M )(+,方向向下,系统运动了)(t t '+时间后,木块的动量为零,金属块的动量为Mv ′,则对系统全过程应用动量定理有
0)()(-'='++v M t t a m M
所以当木块停止下沉时,金属块的速度为
M
t t a m M v )()('++=' 点评:本题的研究过程取全过程,研究对象取整个系统,因此可称为“全过程整体法”,这种方法避开了系统内多次复杂的相互作用,且不需要求中间状态量,解法变得极其简单。
(3)未知量整体
在解题时,有时根据物理规律列出方程后,出现方程个数少于未知量个数的情况,这便成了不定方程而无法得到确定的解。
在这种情况中,如果方程中的几个不是所要求的未知量,在各个方程中以相同的形式出现时,便可把这几个未知量组合当作一个整体量来看待,从而使方程中的未知量减少而把不定方程转化为有确定解的方程。
[例题1]有一电源,其内电阻甚大,但不知其具体数值。
有两只电压表A V 和B V ,已知此两表的量程均大于上述电源的电动势,但不知此两电压表的内电阻的大小。
要求只用这两只电压表和若干导线、开关组成电路,测出此电源的电动势,试说明你的办法。
别为
A R 和
B R ,电解析:测量办法如下:设两电压表的内电阻分
源内电阻为r ,电动势为E ,将两电压表串联以后接于电源两极之
间组成右图所示的电路,记下此时两表的读数A U 和B U ,则 Ir U U E B A ++= ①
由于此时电路中的电流大小为
B
B A A
R U R U I == 故有r R U U U E A
A
B A ++= ①
再将电压表VA 单独接于电源两极之间,此时电压表读数为'
A U 则有 r R U U E A
A
A '
+'= ② 将未知量r R A 1作为整体,解①②方程组得到A
A A
B U U U U E -'
'
=。