物体的受力分析整体法和隔离法学案

高一物体受力分析—隔离法与整体法（学案）

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：也就是说根据解题的目的，从体系中隔离出所要研究的某一个物体，或从物体中隔离出某一部分作为单独的研究对象，对它进行受力分析．所选择的研究对象要与周围环境联系密切并且已知量尽量多；对于较复杂问题，由于物体系各部分相互制约，有时要同时隔离几个研究对象才能解决问题．究竟怎样选择研究对象要依题意灵活处理．

②对研究对象周围环境进行分析：除了重力外查看哪些物体与研究对象直接接触，对它有力的作用．凡是直接接触的环境都不能漏掉分析，而不直接接触的环境千万不要考虑进来．然后按照重力、弹力、摩擦力的顺序进行力的分析，根据各种力的产生条件和所满足的物理规律，确定它们的存在或大小、方向、作用点．

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

，如图1所示，已知三角形木块和两个物体两个质量为m1和m2的木块，m m

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都是静止的，则粗糙水平面对三角形木块（ ）

A. 在摩擦力作用，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；

D. 以上结论都不对。 图1

解析：这个问题的一种求解方法是：分别隔离m 1、m 2和三角形木块进行受力分析，利用牛顿第三定律及平衡条件讨论确定三角形木块与粗糙水平面间的摩擦力。

采用整体法求解更为简捷：由于m 1、m 2和三角形木块相对静止，故可以看成一个不规则的整体，以这一整体为研究对象，显然在竖直平面上只

受重力和支持力作用，很快选出答案为D 。

例2. 如图6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）

解析：设定滑轮两边绳中的张力为F 1，动滑轮两边绳

中的张力为F 2，板对人的支持力为F N 。

解法1：把定滑轮下方的各物体组成一个整体，这一

整体受力如图7所示，由平衡条件得 图6 210001F G G N =+=人板 所以F N 1500=

图7 图8 图9 图10

再以动滑轮为研究对象，受力如图8所示，由平衡条件得

221F F = 所以F N 2250=

解法2：以人为研究对象，受力如图9，由平衡条件得 F F G N 2+=人 ① 以板为研究对象，受力如图10，由平衡条件得 F F G F N 12+=+板' ②

又F F N N =' ③ F F 122= ④

解①②③④可得F N 2250=

解法3：选人和板构成的系统为研究对象，受力

如图11所示，由平衡条件得

F F F

G G 122++=+人板 ① F F 122= ②

由①②可解得F N 2250= 图11

例3、如图1所示，C 是水平地面，A 、B 是两个长方形物块，F 是作用在物块B 上沿水平方向的力，物体A 和B 以相同的速度作匀速直线运动，由此可知，A 、B 间的动摩擦因数μ1和B 、C 间的动摩擦因数μ2有可能是 [ ]

A ．μ1=0，μ2=0

B ．μ1=0，μ2≠0

C ．μ1≠0，μ2=0

D ．μ1≠0，μ2≠0

[解析] 将AB 整体分析，已知AB 处于平衡状态，一定受C

的摩擦力f ，且大小f = F≠0，方向与F 相反，故μ2≠0．将A 隔

离分析，由题知A 与B 既无相对运动趋势，也无相对运动，可见A 、B 间没有摩擦力，但无法判断μ1是否为零，故μ1可能为零，也可能不为零．故正确选项为B 、D

例题4：如图所示2中两板、两物体分别相同，接触面 粗糙，试画出A 物体的受力图。

解析： 图中，先分析研究对象A 所受的重力，再看A 和板子与B 接触分析弹力，A 所受的两个压力都是垂直接触

面而指向A ，最后分析摩擦力，与两个物体接触，有可能受两个摩擦，用假设法，假设A 受B 的向上的摩擦力，则由

力的作用的相互性，B 也应该受到A 的摩擦力，方向向下，

因为B 和A 物体是处于相同的位置上，如果A 受向上的摩

擦，B 也应受向上的摩擦，二者矛盾。故A 不受摩擦力的作用。受力分析如图所示。

四、巩固练习

1、分析下列物体的受力

B 静止 A 静止或匀速运动 AB 静止或AB 相对静止

一起向右匀速运动

2.对下列各种情况下的A 进行受力分析（各接触面均不光滑）

A 、

B 同时同速向右行使向

A 、B