高考物理整体法隔离法解决物理试题答题技巧及练习题
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
高考物理解题方法:隔离法和整体法
隔离法和整体法
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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、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:
(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时常用。
高考物理整体法隔离法解决物理试题试题类型及其解题技巧及解析
高考物理整体法隔离法解决物理试题试题类型及其解题技巧及解析一、整体法隔离法解决物理试题1.如图所示,水平挡板A 和竖直挡板B 固定在斜面C 上,一质量为m 的光滑小球恰能与两挡板和斜面同时解除,挡板A 、B 和斜面C 对小球的弹力大小分别为A B F F 、和C F .现使斜面和物体一起在水平面上水平向左做加速度为a 的匀加速直线运动.若A B F F 、不会同时存在,斜面倾角为θ,重力加速度为g ,则下列图像中,可能正确的是A .B .C .D .【答案】B【解析】【分析】【详解】对小球进行受力分析当tan a g θ<时如图一,根据牛顿第二定律,水平方向: sin C F ma θ=①竖直方向:cos C A F F mg θ+=②,联立①②得:tan A F mg ma θ=-,sin C F ma θ=,A F 与a 成线性关系,当a=0时,A F =mg ,当tan a g θ=时,0A F =C F 与a 成线性关系,所以B 图正确当tan a g θ>时,受力如图二,根据牛顿第二定律,水平方向sin C B F F ma θ+=③,竖直方向:cos C F mg θ=④,联立③④得:tan B F ma mg θ=-,cos C mg F θ=,B F 与a 也成线性,C F 不变,综上C 错误,D 正确【点睛】本题关键要注意物理情景的分析,正确画出受力分析示意图,考查了学生对牛顿运动定律的理解与应用,有一定难度.2.质量为m 的光滑圆柱体A 放在质量也为m 的光滑“V 型槽B 上,如图,α=60°,另有质量为M 的物体C 通过跨过定滑轮的不可伸长的细绳与B 相连,现将C 自由释放,则下列说法正确的是( )A .若A 相对B 未发生滑动,则A 、B 、C 三者加速度相同B .当M =2m 时,A 和B 共同运动的加速度大小为gC .当3(31)M +=时,A 和B 之间的正压力刚好为零D .当(31)M m =时,A 相对B 刚好发生滑动【答案】D【解析】【分析】由题中“有质量为M 的物体C 通过跨过定滑轮的不可伸长的细绳与B 相连”可知,本题考查牛顿第二定律和受力分析,运用整体法和隔离法可分析本题。
高中物理复习:解答物理问题的10种思想方法
高中物理复习:解答物理问题的10种思想方法专题概述现如今,高考物理愈来愈注重考查考生的能力和科学素养,其命题愈加明显地渗透着对物理思想、物理方法的考查.在平时的复习备考过程中,物理习题浩如烟海,千变万化,我们若能掌握一些基本的解题思想,就如同在开启各式各样的“锁”时,找到了一把“多功能的钥匙”.思想方法1:整体法、隔离法1.整体法和隔离法的选用原则(1)如果动力学系统各部分运动状态相同,求解整体的物理量优先考虑整体法;如果要求解系统各部分的相互作用力,再用隔离法.(2)如果系统内部各部分运动状态不同,一般选用隔离法.2.在比较综合的问题中往往两种方法交叉运用,相辅相成,两种方法的取舍,并无绝对的界限,必须具体问题具体分析,灵活运用.如图所示,质量均为m 的斜面体A 、B 叠放在水平地面上,A 、B 间接触面光滑,用一与斜面平行的推力F 作用在B 上,B 沿斜面匀速上升,A 始终静止.若A 的斜面倾角为θ,下列说法正确的是( )A .F =mg tan θB .A 、B 间的作用力为mg cos θC .地面对A 的支持力大小为2mgD .地面对A 的摩擦力大小为F解析:B 以B 为研究对象,在沿斜面方向、垂直于斜面方向根据平衡条件求得F =mg sin θ,支持力N =mg cos θ,故A 错误,B 正确;以整体为研究对象,根据平衡条件可得地面对A 的支持力大小为F N =2mg -F sin θ,地面对A 的摩擦力大小为f =F cos θ,故C 、D 错误.思想方法2:估算与近似计算1.物理估算题,一般是指依据一定的物理概念和规律,运用物理方法和近似计算方法,对所求物理量的数量级或物理量的取值范围,进行大致的、合理的推算.物理估算是一种重要的方法,有的物理问题,在符合精确度的前提下可以用近似的方法便捷处理;有的物理问题,由于本身条件的特殊性,不需要也不可能进行精确计算.在这些情况下,估算就很实用.2.估算时经常用到的近似数学关系(1)角度θ很小时,弦长近似等于弧长.(2)θ很小时,sin θ≈θ,tan θ≈θ,cos θ≈1.(3)a ≫b 时,a +b ≈a ,1a +1b ≈1b. 3.估算时经常用到的一些物理常识数据解题所需数据,通常可从日常生活、生产实际、熟知的基本常数、常用关系等方面获取,如成人体重约600 N ,汽车速度约10~20 m/s ,重力加速度约为10 m/s 2……引体向上是中学生体育测试的项目之一,引体向上运动的吉尼斯世界纪录是53次/分钟.若一个普通中学生在30秒内完成12次引体向上,该学生此过程中克服重力做功的平均功率最接近于( )A .5 WB .20 WC .100 WD .400 W解析:C 学生体重约为50 kg ,每次引体向上上升的高度约为0.5 m ,引体向上一次克服重力做功为W =mgh =50×10×0.5 J =250 J ,全过程克服重力做功的平均功率为P =nW t=12×250 J 30 s=100 W ,故C 正确,A 、B 、D 错误. 思想方法3:控制变量法在比较复杂的物理问题中,某一物理量的变化可能与多个变量均有关,定性分析或定量确定因变量与自变量的关系时,常常需要用到控制变量法,即先保持其中一个量不变,研究因变量与另外一个变量的关系,如研究加速度与质量和合外力的关系时,先保持物体的质量不变,研究加速度与合外力的关系,再保持合外力不变,研究加速度与物体质量的关系,最终通过数学分析,得到加速度与质量和合外力的关系.如果有三个或三个以上的自变量,需要控制不变的量,做到变量每次只能有一个.在研究球形固体颗粒在水中竖直匀速下沉的速度与哪些因素有关的实验中,得到的实验数据记录在下面的表格中(水的密度为ρ0=1.0×103 kg/m 3). 次序固体颗粒的半径 r /(×10-3 m) 固体颗粒的密度 ρ/(×103 kg ·m -3) 匀速下沉的速度 v /(m ·s -1) 10.50 2.0 0.55 21.002.0 2.20 31.502.0 4.95 40.50 3.0 1.10 51.00 3.0 4.40 60.50 4.0 1.65 7 1.00 4.0 6.60 颗粒的半径r 的关系:v 与________(填“r ”或“r 2”)成正比.(2)根据以上1、4、6组实验数据,可知球形固体颗粒在水中匀速下沉的速度v 与水的密度ρ0、固体的密度ρ的关系:v 与________(填“ρ”或“ρ-ρ0”)成正比.(3)综合以上实验数据,推导球形固体颗粒在水中匀速下沉的速度与水的密度、固体的密度、固体颗粒的半径的关系表达式v =________,比例系数可用k 表示.解析:(1)由控制变量法容易得出,当ρ一定时,从表格中1、2、3组数据可以得出结论:v ∝r 2.(2)观察表格中的1、4、6组数据,当r 一定时,v 和ρ的关系难以立即判断,因此需要换个角度考虑.当r 一定时,在每个ρ值后都减去1.0×103 kg/m 3(即水的密度),得到的数值与v 成正比,即v ∝(ρ-ρ0).(3)综合以上实验数据,可推导出球形固体颗粒在水中匀速下沉的速度与水的密度、固体的密度、固体颗粒的半径的关系表达式:v =kr 2(ρ-ρ0),k 为比例系数.答案:(1)r 2 (2)ρ-ρ0 (3)k (ρ-ρ0)r 2思想方法4:对称思想对称是一种美,只要对称,必有相等的某些量存在.对称法是从对称的角度研究、处理物理问题的一种思维方法,时间和空间上的对称,表明物理规律在某种变换下具有不变的性质.用这种思维方法来处理问题可以开拓思路,使复杂问题的求解变得简捷.高中物理中的对称主要有受力对称和运动对称.电场中等量电荷产生的电场具有对称性,带电粒子在匀强有界磁场中的运动轨迹具有对称性,简谐运动和波在时间和空间上具有对称性,光路具有对称性……解题时,要充分利用这些特点.如图所示,挂钩连接三根长度均为L 的轻绳,三根轻绳的另一端与一质量为m 、直径为1.2L 的水平圆环相连,连接点将圆环三等分,在轻绳拉力作用下圆环以加速度a =12g 匀加速上升,已知重力加速度为g ,则每根轻绳上的拉力大小为( )A.512mg B .59mg C.58mg D .56mg 解析:C 设每根轻绳与竖直方向的夹角为θ,由几何关系可知sin θ=0.6,则cos θ=0.8;对圆环进行受力分析,由牛顿第二定律有3T cos θ-mg =ma ,解得T =58mg ,故选C. 思想方法5:分解思想有些物理问题的运动过程、情景较为复杂,在运用一些物理规律或公式不奏效的情况下,将物理过程按照事物发展的顺序分成几段熟悉的子过程来分析,或者将复杂的运动分解成几个简单或特殊的分运动(如匀速直线运动、匀变速直线运动、圆周运动等)来考虑,往往能事半功倍.某弹射管每次弹出的小球速度相等.在沿光滑竖直轨道自由下落过程中,该弹射管保持水平,先后弹出两只小球.忽略空气阻力,两只小球落到水平地面的( )A .时刻相同,地点相同B .时刻相同,地点不同C .时刻不同,地点相同D .时刻不同,地点不同解析:B 弹射管沿光滑竖直轨道自由下落,向下的加速度大小为g ,且下落时保持水平,故先后弹出的两只小球在竖直方向的分速度与弹射管的分速度相同,即两只小球同时落地;又两只小球先后弹出且水平分速度相等,故两只小球在空中运动的时间不同,则运动的水平位移不同,落地点不同,选项B 正确.思想方法6:数形结合的思想数形结合的思想,就是把物体的空间形式和数量关系结合起来进行考查,通过“数”与“形”之间的对应和转化来解决问题的思想,其实质是把抽象的数学语言、数量关系与直观的图形结合起来,把抽象思维和形象思维结合起来.数形结合的思想,一方面可以以“形”助“数”,实现抽象概念与具体形象的联系与转化,化抽象为直观,化难为易;另一方面可以以“数”解“形”,可以由数入手,将有些涉及图形的问题转化为数量关系来研究,对图形做精细的分析,从而使人们对直观图形有更精确、理性的理解.一弹簧秤的秤盘质量为m 1,盘内放一质量为m 2的物体,弹簧质量不计,其劲度系数为k ,系统处于静止状态,如图所示.t 0时刻给物体施加一个竖直向上的力F ,使物体从静止开始向上做加速度为a 的匀加速直线运动,经2 s 物体与秤盘脱离,用F N 表示物体与秤盘间的相互作用力的大小,已知重力加速度大小为g ,则下列F 和F N 随时间变化的关系图像正确的是( )解析:C 对秤盘和物体整体分析,系统处于静止状态时,弹簧形变量为x 0,利用牛顿第二定律得,kx 0=(m 1+m 2)g ,F +kx -(m 1+m 2)g =(m 1+m 2)a ,又x =x 0-12a (t -t 0)2,解上述两式得F =(m 1+m 2)a +12ka (t -t 0)2,所以选项A 、B 错误;以物体为研究对象,物体静止时,F N =m 2g ,运动后对秤盘受力分析,利用牛顿第二定律得kx -m 1g -F N =m 1a ,F N =m 2g -m 1a -12ka (t -t 0)2,所以选项C 正确,D 错误. 思想方法7:特殊值法与极限法在中学物理问题中,有一类问题具有这样的特点,如果从题中给出的条件出发,需经过较复杂的计算才能得到结果的一般形式,并且条件似乎不足,使得结果难以确定,这时我们可以尝试采用极限思维的方法,将其变化过程引向极端的情况,就能把比较隐蔽的条件或临界现象暴露出来,从而有助于结论的迅速取得.对于某些具有复杂运算的题目,还可以通过特殊值验证的方法排除错误选项,提高效率.图示为一个内、外半径分别为R 1和R 2的圆环状均匀带电平面,其单位面积带电量为σ.取环面中心O 为原点,以垂直于环面的轴线为x 轴.设轴上任意点P 到O 点的距离为x ,P 点电场强度的大小为E .下面给出E 的四个表达式(式中k 为静电力常量),其中只有一个是合理的.你可能不会求解此处的场强E ,但是你可以通过一定的物理分析,对下列表达式的合理性做出判断.根据你的判断,E 的合理表达式应为( )A .E =2πk σ⎝ ⎛⎭⎪⎫R 1x 2+R 21-R 2x 2+R 22x B .E =2πk σ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 2+R 21-1x 2+R 22x C .E =2πk σ⎝ ⎛⎭⎪⎫R 1x 2+R 21+R 2x 2+R 22x D .E =2πk σ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 2+R 21+1x 2+R 22x 解析:B 当R 1=0时,带电圆环演变为带电圆面,则中心轴线上任意一点的电场强度的大小E 不可能小于0,而A 项中,E <0,故A 错误;当x →∞时E →0,而C 项中E =2πk σ·⎝ ⎛⎭⎪⎫ R 21x 2x 2+R 21+ R 22x 2x 2+R 22=2πk σ·⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫ 11x 2+1R 21+ 11x 2+1R 22,x →∞时,E →2πk σ(R 1+R 2),同理可知D 项中x →∞时,E →4πk σ,故C 、D 错误;所以正确选项只能为B.思想方法8:等效思想1.等效法是科学研究中重要的思维方法之一,所谓等效法就是在保证某方面效果相同的前提下,用熟悉和简单的物理对象、过程、现象替代实际上陌生和复杂的物理对象、过程、现象的方法.例如:合力与分力、合运动与分运动、总电阻与分电阻等.利用等效法不但能将问题、过程由繁变简、由难变易,由具体到抽象,而且能启迪思维,增长智慧,从而提高能力.2.运用等效法解决实际问题时,常见的有:过程等效、概念等效、条件等效、电器元件等效、电路等效、长度等效、场等效等.在运用等效法时,一定要注意必须是在效果相同的前提下,讨论两个不同的物理过程或物理现象的等效及物理意义.若在运用等效法解决问题时,不抓住效果相同这个条件,就会得出错误的结论.近年来,含有等效法思维方式的试题在高考中频频出现,主要考查物理模型等效、过程等效、条件等效、电路等效等.如图所示,在方向水平向左、范围足够大的匀强电场中,固定一由内表面绝缘光滑且内径很小的圆管弯制而成的圆弧BD ,圆弧的圆心为O ,竖直半径OD =R ,B 点和地面上A 点的连线与地面成θ=37°角,AB =R .一质量为m 、电荷量为q 的小球(可视为质点)从地面上A 点以某一初速度沿AB 方向做直线运动,恰好无碰撞地从管口B 进入管道BD 中,到达管中某处C (图中未标出)时恰好与管道间无作用力.已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度大小为g .求:(1)匀强电场的场强大小E 和小球到达C 处时的速度大小v ;(2)小球的初速度大小v 0以及到达D 处时的速度大小v D .解析:(1)小球做直线运动时的受力情况如图甲所示,小球带正电,则qE =mg tan θ,得E =4mg 3q, 小球到达C 处时电场力与重力的合力恰好提供小球做圆周运动的向心力,如图乙所示,OC ∥AB ,则mg sin θ=m v 2R得v = 53gR . (2)小球“恰好无碰撞地从管口B 进入管道BD ”,说明AB ⊥OB小球从A 点运动到C 点的过程,根据动能定理有-mg sin θ·2R =12m v 2-12m v 20得v 0=253gR , 小球从C 处运动到D 处的过程,根据动能定理有mg sin θ(R -R sin θ)=12m v 2D -12m v 2, 得v D =3gR .答案:(1)4mg 3q 53gR (2) 253gR 3gR思想方法9:微元累积法高中物理中有很多复杂模型不能直接用已有知识和方法解决,可以在对问题做整体的考察后,选取该问题过程中的某一微小单元进行分析,通过对微元的物理分析和描述,找出该微元所具有的物理性质和运动变化规律,从而获得解决该物理问题整体的方法.比如,物体做变加速运动时,若从整体着手研究,则难以在高中物理层面展开,不过当我们用过程微元法,把物体的运动过程按其经历的位移或时间等分为多个小量,将每个微元过程近似为高中物理知识所能处理的过程,在得出每个微元过程的相关结果后,再进行数学求和,这样就能得到物体复杂运动过程的规律.再比如研究对象难以选择的情形,可以把实体模型等分为很多很多的等份,变成一个理想化模型,如刚体可以等分成无数个质点、带电体可以等分成很多点电荷来研究,先研究其中一份,再研究个体与整体的关系,运用物理规律,辅以数学方法求解,由此求出整体受力或运动情况,在中学阶段比较常见的有流体或类似流体问题、链条类的连续体模型等.如图所示,空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B =0.5 T .在匀强磁场区域内,同一水平面内有一对足够长的光滑平行金属导轨,导轨间距L =1 m ,电阻可忽略不计.质量均为m =1 kg 、电阻均为R =2.5 Ω的金属导体棒MN 和PQ 垂直放置于导轨上,且与导轨接触良好.先将PQ 暂时锁定,金属棒MN 在垂直于棒的拉力F 作用下,由静止开始以加速度a =0.4 m/s 2向右做匀加速直线运动,5 s 后保持拉力F 的功率不变,直到棒以最大速度v m 做匀速直线运动.(1)求棒MN 的最大速度v m ;(2)当棒MN 达到最大速度v m 时,解除PQ 锁定,同时撤去拉力F ,两棒最终均匀速运动.求解除棒PQ 锁定后,到两棒最终匀速运动的过程中,电路中产生的总焦耳热;(3)若PQ 始终不解除锁定,当棒MN 达到最大速度v m 时,撤去拉力F ,棒MN 继续运动多远后停下来?(运算结果可用根式表示)解析:(1)棒MN 做匀加速直线运动,5 s 时的速度为:v =at 1=2 m/s此时对棒MN 由牛顿第二定律得:F -BIL =ma棒MN 做切割磁感线运动,产生的感应电动势为:E =BL v在两棒组成的回路中,由闭合电路欧姆定律得:I =E 2R联立并代入数据解得:F =0.5 N5 s 时拉力F 的功率为:P =F v联立并代入数据解得:P =1 W棒MN 最终做匀速直线运动,则有:P v m-BI m L =0, 其中I m =BL v m 2R联立并代入数据解得:v m =2 5 m/s.(2)解除棒PQ 锁定后,两棒运动过程中动量守恒,最终两棒以相同的速度做匀速运动,设速度大小为v ′,以水平向右为正方向,则有:m v m =2m v ′设从解除棒PQ 锁定到两棒达到相同速度的过程中,两棒共产生的焦耳热为Q ,由能量守恒定律可得:Q =12m v 2m -12×2m v ′2 联立并代入数据解得:Q =5 J.(3)以棒MN 为研究对象,设某时刻棒中电流为i ,在极短时间Δt 内,由动量定理得:-BiL Δt =m Δv对式子两边求和有:∑(-BiL Δt )=∑(m Δv )而Δq =i Δt联立解得:BLq =m v m又对于电路有:q =It =E 2Rt 设棒MN 继续运动距离为x 后停下来,由法拉第电磁感应定律得:E =BLx t联立得q =BLx 2R代入数据解得:x =2Rq BL =2Rm v m B 2L 2=40 5 m. 答案:(1)2 5 m/s (2)5 J (3)40 5 m思想方法10:守恒思想物理学中最常用的一种思维方法——守恒.高中物理涉及的守恒定律有能量守恒定律、动量守恒定律、机械能守恒定律、质量守恒定律、电荷守恒定律等,它们是我们处理高中物理问题的主要工具.如图所示,长R =0.6 m 的不可伸长的细绳一端固定在O 点,另一端系着质量m 2=0.1 kg 的小球B ,小球B 刚好与水平面相接触.现使质量m 1=0.3 kg 的物块A 沿光滑水平面以v 0=4 m/s 的速度向B 运动并与B 发生弹性正碰,A 、B 碰撞后,小球B 能在竖直平面内做圆周运动.已知重力加速度g =10 m/s 2,A 、B 均可视为质点,试求:(1)在A 与B 碰撞后瞬间,小球B 的速度v 2的大小;(2)小球B 运动到最高点时对细绳的拉力.解析:(1)物块A 与小球B 碰撞时,由动量守恒定律和机械能守恒定律有: m 1v 0=m 1v 1+m 2v 212m 1v 20=12m 1v 21+12m 2v 22 解得碰撞后瞬间物块A 的速度v 1=m 1-m 2m 1+m 2v 0=2 m/s 小球B 的速度v 2=2m 1m 1+m 2v 0=6 m/s (2)碰撞后,设小球B 运动到最高点时的速度为v ,则由机械能守恒定律有: 12m 2v 22=12m 2v 2+2m 2gR 又由向心力公式有:F +m 2g =m 2v 2R联立解得F =1 N ,由牛顿第三定律知小球B 对细绳的拉力F ′=F =1 N.答案:(1)6 m/s (2)1 N。
物理整体法隔离法解决物理试题专题练习(及答案)含解析
A.竖直挡板对球的弹力为 m g a
B.斜面对球的弹力为 2mg C.加速度越大斜面对球的弹力越大.
F 2mg 8ma ,
代入 F ,解得 3mg
故 C 项错误; D.对 8 个滑块,有
a F , 24m
F mg 8ma ,
解得
a g 4
再以 6、7、8 三个小滑块作为整体,由牛顿第二定律有
故 D 项正确;
F 3ma F , 4
5.如图所示,一个物体恰能在斜面体上沿斜面匀速下滑,可以证明出此时斜面不受地面的 摩擦力作用,若沿斜面方向用力 F 向下推此物体,使物体加速下滑,斜面依然保持静止, 则斜面受地面的摩擦力是( )
小滑块之间的轻杆上的弹力大小为 F 4
【答案】D 【解析】 【详解】 A.将匀速运动的 8 个小滑块作为一个整体,有
F 3mg 0 ,
解得
F , 3mg
故 A 项错误; B.当滑块匀速运动时,处在光滑地带上的滑块间的轻杆上的弹力都为零,处在粗糙地带上 的滑块间的轻杆上的弹力不为零,且各不相同,故 B 项错误; C.对 8 个滑块,有
变低,故 C 错误;
D 项:将 R1 和电源等效为一个新的电源,新电源的内阻为 r+R1,电压表测的为新电源的路
U
端电压,如果电流表测的也为总电流,则
I总
r
R1 ,由 A 分析可知 I总 =IR3
I A ,
由于总电流增大,并联部分的电压减小,所以 R3 中的电流减小,则 IA 增大,所以
高考物理整体法隔离法解决物理试题技巧和方法完整版及练习题
高考物理整体法隔离法解决物理试题技巧和方法完整版及练习题一、整体法隔离法解决物理试题1.两倾斜的平行杆上分别套着a 、b 两相同圆环,两环上均用细线悬吊着相同的小球,如图所示。
当它们都沿杆向下滑动,各自的环与小球保持相对静止时,a 的悬线与杆垂直,b 的悬线沿竖直方向,下列说法正确的是A .a 环与杆有摩擦力B .d 球处于失重状态C .杆对a 、b 环的弹力大小相等D .细线对c 、d 球的弹力大小可能相等【答案】C【解析】【详解】对c 球单独进行受力分析,受力分析图如下,c 球受重力和绳的拉力F ,物体沿杆滑动,因此在垂直于杆的方向加速度和速度都为零,由力的合成及牛顿第二定律可知物体合力1=mg sin a=ma a=gina F ⇒,因a 和c 球相对静止,因此c 球的加速度也为gsina ,将a 和c 球以及绳看成一个整体,在只受重力和支持力的情况下加速度为gsina ,因此a 球和杆的摩擦力为零,故A 错误;对球d 单独进行受力分离,只受重力和竖直方向的拉力,因此球d 的加速度为零,因为b 和d 相对静止,因此b 的加速度也为零,故d 球处于平衡状态,加速度为零,不是失重状态,故B 错;细线对c 球的拉力cos c T mg a =,对d 球的拉力d T mg =,因此不相等,故D 错误;对a 和c 整体受力分析有()cos na a c F m m g a =+,对b 和d 整体受力分析()cos nb b d F m m g a =+,因a 和b 一样的环,b 和d 一样的球,因此受力相等,故C 正确。
2.如图所示,三个物体质量分别为m =1.0 kg 、m 2=2.0 kg 、m 3=3.0 kg ,已知斜面上表面光滑,斜面倾角θ=30°,m 1和m 2之间的动摩擦因数μ=0.8.不计绳和滑轮的质量和摩擦.初始用外力使整个系统静止,当撤掉外力时,m 2将(g =10 m/s 2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )A .和m 1一起沿斜面下滑B .和m 1一起沿斜面上滑C .相对于m 1下滑D .相对于m 1上滑【答案】C【解析】假设m 1和m 2之间保持相对静止,对整体分析,整体的加速度()()312212313101210302 2.5/123m g m m gsin a m s m m m ⨯-+⨯⨯-+︒===++++.隔离对m 2分析,根据牛顿第二定律得,f-m 2gsin30°=m 2a ;解得f=m 2gsin30°+m 2a=2.0×(10×0.5+2.5)N=15N ;最大静摩擦力f m =μm 2gcos30°=0.8×2×10×3N =83N ,可知f >f m ,知道m 2随m 1一起做加速运动需要的摩擦力大于二者之间的最大静摩擦力,所以假设不正确,m 2相对于m 1下滑.故C 正确,ABD 错误.故选C .3.最近,不少人喜欢踩着一种独轮车,穿梭街头,这种独轮车全名叫电动平衡独轮车,其中间是一个窄窄的轮子,两侧各有一块踏板,当人站在踏板上向右运动时,可简化为如图甲、乙所示的模型。
高考物理——相互作用之整体法和隔离法应用(含答案)
高考物理——相互作用1 如图所示,倾角为θ的斜面体C置于水平面上,B置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接,连接B的一段细绳与斜面平行,A、B、C都处于静止状态.则()A.物块B、C间的摩擦力一定不为零B.斜面体C受到水平面的摩擦力一定为零C.不论B、C间摩擦力大小、方向如何,水平面对C的摩擦力方向一定向左D.水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等答案:C 2如图所示,一根铁链一端用细绳悬挂于A点,为了测量这个铁链的质量,在铁链的下端用一根细绳系一质量为m的小球,待整个装置稳定后,测得两细绳与竖直方向的夹角为α和β,若tanα:tanβ=1:3,则铁链的质量为()A.m B.2m C.3m D.4m答案:B3如图所示,物体甲和物体乙通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接,斜面体固定,甲、乙处于静止状态。
下列说法正确的是()A.甲一定受到沿斜面向上的摩擦力B.甲一定受到沿斜面向下的摩擦C.甲的质量可能等于乙的质量D.甲的质量一定大于乙的质量答案:C4如图所示,水平固定且倾角为37°(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)的光滑斜面上有两个质量均为m=1 kg的小球A、B,它们用劲度系数为k=200 N/m的轻质弹簧连接,弹簧的长度为l0=20 cm,现对B 施加一水平向左的推力F,使A、B均在斜面上以加速度a=4 m/s2向上做匀加速运动,此时弹簧的长度l和推力F的大小分别为()A.0.15 m,25 N B.0.25 m,25 NC.0.15 m,12.5 N D.0.25 m,12.5 N答案:B5如图所示,顶端装有光滑定滑轮的斜面体放在粗糙水平地面上,A、B两物体通过轻质细绳连接,并处于静止状态。
现用水平向右的力F将物体B缓慢拉动一定的距离(斜面体与物体A始终保持静止)。
在此过程中,下列判断正确的是()A.水平力F大小不变B.物体A所受斜面体的摩擦力逐渐变大C.斜面体所受地面的支持力逐渐变大 D.斜面体所受地面的摩擦力逐渐变大答案:D6如图,穿在一根光滑的固定杆上的两个小球A和B连接在一条跨过定滑轮的细绳两端,杆与水平面成θ=37°,不计所有摩擦。
高中物理整体法隔离法解决物理试题解题技巧和训练方法及练习题
高中物理整体法隔离法解决物理试题解题技巧和训练方法及练习题一、整体法隔离法解决物理试题1.如图所示,水平面O 点左侧光滑,O 点右侧粗糙且足够长,有10个质量均为m 完全相同的小滑块(可视为质点)用轻细杆相连,相邻小滑块间的距离为L ,滑块1恰好位于O 点,滑块2、3……依次沿直线水平向左排开,现将水平恒力F 作用于滑块1,经观察发现,在第3个小滑块进入粗糙地带后到第4个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,小滑块做匀速直线运动,已知重力加速度为g ,则下列说法正确的是A .粗糙地带与滑块间的动摩擦因数F mgμ= B 5FL mC .第一个滑块进入粗糙地带后,第二个滑块进入前各段轻杆的弹力大小相等D .在水平恒力F 作用下,10个滑块全部可以进入粗糙地带 【答案】B 【解析】 【详解】A 、对整体分析,根据共点力平衡得,F =3μmg ,解得3Fmgμ=,故A 错误. B 、根据动能定理得2122102F L mg L mg L mv μμ⋅-⋅-⋅=⨯,解得5FL v m=B 正确. C 、第一个滑块进入粗糙地带后,整体仍然做加速运动,各个物体的加速度相同,隔离分析,由于选择的研究对象质量不同,根据牛顿第二定律知,杆子的弹力大小不等,故C 错误.D 、在水平恒力F 作用下,由于第4个滑块进入粗糙地带,整体将做减速运动,设第n 块能进入粗焅地带,由动能定理:()(123(1))00F nL mgL n μ-+++⋯+-=-,解得:n =7,所以10个滑块不能全部进入粗糙地带,故D 错误.故选B.2.a 、b 两物体的质量分别为m 1、m 2,由轻质弹簧相连。
当用大小为F 的恒力沿水平方向拉着 a ,使a 、b 一起沿光滑水平桌面做匀加速直线运动时,弹簧伸长量为x 1;当用恒力F 竖直向上拉着 a ,使a 、b 一起向上做匀加速直线运动时,弹簧伸长量为x 2 ;当用恒力F 倾斜向上向上拉着 a ,使a 、b 一起沿粗糙斜面向上做匀加速直线运动时,弹簧伸长量为x 3,如图所示。
高考物理整体法隔离法解决物理试题试题(有答案和解析)及解析
高考物理整体法隔离法解决物理试题试题(有答案和解析)及解析一、整体法隔离法解决物理试题1.如图所示,倾角为θ的斜面A固定在水平地面上,质量为M的斜劈B置于斜面A上,质量为m的物块C置于斜劈B上,A、B、C均处于静止状态,重力加速度为g.下列说法错误的是( )A.BC整体受到的合力为零B.斜面A受到斜劈B的作用力大小为Mgcosθ+mgC.斜劈B受到斜面A的摩擦力方向沿斜面A向上D.物块C受到斜劈B的摩擦力大小为mgcosθ【答案】B【解析】【分析】【详解】A、斜劈B和物块C整体处于平衡状态,则整体受到的合力大小为0,A正确.B、对B、C组成的整体进行受力分析可知,A对B的作用力与B、C受到的重力大小相等,方向相反.所以A对B的作用力大小为Mg+mg,根据牛顿第三定律可知,斜面A受到斜劈B的作用力大小为Mg+mg,故B错误.C、根据B和C的整体平衡可知A对B的静摩擦力沿斜面向上,大小等于两重力的下滑分力,C正确.D、C受到B对C的摩擦力为mg cosθ,方向垂直斜面A向上,D正确.本题选错误的故选B.【点睛】若一个系统中涉及两个或者两个以上物体的问题,在选取研究对象时,要灵活运用整体法和隔离法.对于多物体问题,如果不求物体间的相互作用力,我们优先采用整体法,这样涉及的研究对象少,未知量少,方程少,求解简便;很多情况下,通常采用整体法和隔离法相结合的方法.2.a、b两物体的质量分别为m1、m2,由轻质弹簧相连。
当用大小为F的恒力沿水平方向拉着 a,使a、b一起沿光滑水平桌面做匀加速直线运动时,弹簧伸长量为x1;当用恒力F竖直向上拉着 a,使a、b一起向上做匀加速直线运动时,弹簧伸长量为x2;当用恒力F倾斜向上向上拉着 a,使a、b一起沿粗糙斜面向上做匀加速直线运动时,弹簧伸长量为x3,如图所示。
则()A.x1= x2= x3 B.x1 >x3= x2C.若m1>m2,则 x1>x3= x2 D.若m1<m2,则 x1<x3= x2【答案】A【解析】【详解】通过整体法求出加速度,再利用隔离法求出弹簧的弹力,从而求出弹簧的伸长量。
高考物理整体法隔离法解决物理试题技巧(很有用)及练习题含解析
高考物理整体法隔离法解决物理试题技巧(很有用)及练习题含解析一、整体法隔离法解决物理试题1.在如图所示的电路中,当开关S闭合后,电压表有示数,调节可变电阻R的阻值,使电压表的示数增大ΔU,则()A.可变电阻R被调到较小的阻值B.电阻R2两端的电压减小,减小量等于ΔUC.通过电阻R2的电流减小,减小量小于D.通过电阻R2的电流减小,减小量等于【答案】C【解析】【详解】A.由题意知,要使电压表的示数增大,则需电阻R和R1并联后的总电阻增大,则需将可变电阻R增大,即可变电阻R被调到较大的阻值,故A项不合题意;BCD.当R增大时,外电阻增大,干路电流减小,电阻R2两端的电压减小,且路端电压增大,所以电阻R2两端的电压减小量小于ΔU,由欧姆定律知,通过电阻R2的电流也减小,减小量小于,故B项不合题意、D项不合题意,C项符合题意.2.如图所示,三物体A、B、C均静止,轻绳两端分别与A、C两物体相连接且伸直,m A=3kg,m B=2kg,m C=1kg,物体A、B、C间的动摩擦因数均为μ=0.1,地面光滑,轻绳与滑轮间的摩擦可忽略不计。
现用15N的力作用在B物体上,则下列说法正确的是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=10m/s2)()A.物体B将从A、C中抽出,A、C可能会静止不动B.物体B与A一起向左加速运动,C向右加速运动C.物体B与C一起向左加速运动,A向右加速运动D.A、C加速度大小均为0.5m/s2【答案】D【详解】B 、C 间的最大静摩擦力()BC A B 5N f m m g μ=+=A 、B 间的最大静摩擦力AB A 3N f m g μ==<f BC若要用力将B 物体从A 、C 间拉出,拉力最小时,B 、C 之间的摩擦力刚好达到最大,此时物体A 已经向右以加速度a 加速运动,B 、C 以加速度a 向左加速运动,设绳子上拉力为T ,以A 为研究对象,根据牛顿第二定律可得T -f AB =m A a以C 为研究对象有f BC -T =m C a解得a =0.5m/s 2,以B 为研究对象,根据牛顿第二定律可得F -(f BC +f AB )=m B a解得F =9N ,由题知F =15N >9N ,所以可以将B 物体从A 、C 中间抽出;即用15N 的力作用在B 物体上,物体A 向右以加速度a =0.5m/s 2加速运动,C 以加速度a =0.5m/s 2向左加速运动。
物理整体法隔离法解决物理试题专项习题及答案解析及解析
物理整体法隔离法解决物理试题专项习题及答案解析及解析一、整体法隔离法解决物理试题1.两倾斜的平行杆上分别套着a 、b 两相同圆环,两环上均用细线悬吊着相同的小球,如图所示。
当它们都沿杆向下滑动,各自的环与小球保持相对静止时,a 的悬线与杆垂直,b 的悬线沿竖直方向,下列说法正确的是A .a 环与杆有摩擦力B .d 球处于失重状态C .杆对a 、b 环的弹力大小相等D .细线对c 、d 球的弹力大小可能相等 【答案】C 【解析】 【详解】对c 球单独进行受力分析,受力分析图如下,c 球受重力和绳的拉力F ,物体沿杆滑动,因此在垂直于杆的方向加速度和速度都为零,由力的合成及牛顿第二定律可知物体合力1=mg sin a=ma a=gina F ⇒,因a 和c 球相对静止,因此c 球的加速度也为gsina ,将a 和c 球以及绳看成一个整体,在只受重力和支持力的情况下加速度为gsina ,因此a 球和杆的摩擦力为零,故A 错误;对球d 单独进行受力分离,只受重力和竖直方向的拉力,因此球d 的加速度为零,因为b 和d 相对静止,因此b 的加速度也为零,故d 球处于平衡状态,加速度为零,不是失重状态,故B 错;细线对c 球的拉力cos c T mg a =,对d 球的拉力d T mg =,因此不相等,故D 错误;对a 和c 整体受力分析有()cos na a c F m m g a =+,对b 和d 整体受力分析()cos nb b d F m m g a =+,因a 和b 一样的环,b 和d 一样的球,因此受力相等,故C 正确。
2.如图所示,水平面O 点左侧光滑,O 点右侧粗糙且足够长,有10个质量均为m 完全相同的小滑块(可视为质点)用轻细杆相连,相邻小滑块间的距离为L ,滑块1恰好位于O点,滑块2、3……依次沿直线水平向左排开,现将水平恒力F 作用于滑块1,经观察发现,在第3个小滑块进入粗糙地带后到第4个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,小滑块做匀速直线运动,已知重力加速度为g ,则下列说法正确的是A .粗糙地带与滑块间的动摩擦因数F mgμ= B .匀速运动过程中速度大小5FL mC .第一个滑块进入粗糙地带后,第二个滑块进入前各段轻杆的弹力大小相等D .在水平恒力F 作用下,10个滑块全部可以进入粗糙地带 【答案】B 【解析】 【详解】A 、对整体分析,根据共点力平衡得,F =3μmg ,解得3Fmgμ=,故A 错误. B 、根据动能定理得2122102F L mg L mg L mv μμ⋅-⋅-⋅=⨯,解得5FL v m=,故B 正确. C 、第一个滑块进入粗糙地带后,整体仍然做加速运动,各个物体的加速度相同,隔离分析,由于选择的研究对象质量不同,根据牛顿第二定律知,杆子的弹力大小不等,故C 错误.D 、在水平恒力F 作用下,由于第4个滑块进入粗糙地带,整体将做减速运动,设第n 块能进入粗焅地带,由动能定理:()(123(1))00F nL mgL n μ-+++⋯+-=-,解得:n =7,所以10个滑块不能全部进入粗糙地带,故D 错误.故选B.3.如图所示,在倾角37θ=︒的光滑斜面上,物块A 静止在轻弹簧上面,物块B 用细线与斜面顶端相连,物块A 、B 紧挨在一起但它们之间无弹力,已知物块A 、B 质量分别为m 和2m ,重力加速度为g ,sin370.6︒=,cos370.8︒=.某时刻将细线剪断,则在细线剪断瞬间,下列说法正确的是A .物块B 的加速度为0.6g B .物块A 的加速度为0.6gC .物块A 、B 间的弹力为0.4mgD .弹簧的弹力为1.8mg【解析】 【分析】 【详解】剪断细线前,弹簧的弹力:sin 370.6F mg mg =︒=弹 细线剪断的瞬间,弹簧的弹力不变,仍为0.6F mg =弹; 剪断细线瞬间,对A 、B 系统,加速度为:3sin 370.43mg F a g m︒-==弹,即A 和B 的加速度均为0.4g ;以B 为研究对象,根据牛顿第二定律可得2sin372mg T ma ︒-= 解得0.4T mg =.故C 正确,ABD 错误.故选C .4.如图,放置于水平面上的楔形物体,两侧倾角均为30°,左右两表面光滑且足够长,上端固定一光滑滑轮,一根很长且不可伸长的轻绳跨过定滑轮分别与左右两侧斜面平行,绳上系着三个物体A 、B 、C ,三物体组成的系统保持静止.A 物体质量为m ,B 物体质量为3m ,现突然剪断A 物体和B 物体之间的绳子,不计空气阻力(重力加速度为g ),三物体均可视为质点,则A .绳剪断瞬间,A 物体的加速度为310gB .绳剪断瞬间,C 物体的加速度为12g C .绳剪断瞬间,楔形物体对地面的压力不变 D .绳剪断瞬间,A 、C 间绳的拉力为2mg 【答案】A 【解析】 【详解】ABD .设C 的质量为m ′.绳剪断前,由平衡条件知:(3m +m )g sin30°=m ′g sin30°得m ′=4m绳剪断瞬间,以A 为研究对象,根据牛顿第二定律得:T -mg sin30°=ma以C 为研究对象,根据牛顿第二定律得:4mg sin30°-T =4ma310a g = 45T mg =即绳剪断瞬间,A 、C 物体的加速度大小均为310g ,A 、C 间绳的拉力为45mg ,故A 正确,BD 错误.C .绳剪断前,A 、C 间绳的拉力为:T ′=(3m +m )g sin30°=2mg绳剪断瞬间,A 、C 间绳的拉力为45mg ,则AC 间绳对定滑轮的压力发生改变,而三个物体对楔形物体的压力不变,可知,绳剪断瞬间,楔形物体对地面的压力发生变化,故C 错误.5.如图所示,电源电动势为E ,内电阻为r , 1L 、2L 是两个小灯泡, R 是滑动变阻器,V 1、V 2可视为理想电压表.闭合开关S ,将滑动变阻器R 的滑动片由最左端向最右端滑动,小灯泡的阻值可视为不变,下列说法正确的是( )A .小灯泡1L 变暗,V 1表的示数变小,V 2表的示数变大B .小灯泡1L 变亮,V 1表的示数变大,V 2表的示数变小C .小灯泡2L 变暗,V 1表的示数变小,V 2表的示数变大D .小灯泡2L 变亮,V 1表的示数变大,V 2表的示数变大 【答案】D【解析】将滑动变阻器的触片由左端向右滑动时,变阻器接入电路的电阻变大,变阻器与灯泡L 2并联的电阻变大,外电路总电阻增大,则路端电压随之增大,即V 1表的读数变大.由闭合电路欧姆定律可知,流过电源的电流减小,灯泡L 1变暗,电压表V 2读数变小.灯泡L 2的电压U 2=E -I (r +R L1)增大,I 减小,则U 2增大,灯泡L 2变亮.故D 正确.故选D .【点睛】本题是电路中动态分析问题.对于路端电压可以直接根据路端电压随外电阻增大而增大,减小而减小判断.6.如图所示,A 、B 两物体质量均为m ,叠放在轻质弹簧上(弹簧下端固定于地面上)。
高三物理整体法隔离法试题
高三物理整体法隔离法试题1. 如图所示,一只质量为m 的小猴抓住用绳吊在天花板上的一根质量为M 的竖直杆。
当悬绳突然断裂时,小猴急速沿杆竖直上爬,以保持它离地面的高度不变。
则杆下降的加速度为A .B .C .D .【答案】 C【解析】 小猴离地面距离不变处于平衡状态。
所以受到杆对它向上的摩擦力等于它的重力mg 由牛顿第三定律 杆受到向下的摩擦力mg ,杆又受到自身重力Mg 。
所以受到的合力为F=mg+Mg ,加速度a="F/M=" mg+Mg/ M2. 如图所示,质量分别为m 1、m 2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(m 1在地面上,m 2在空中),力F 与水平方向成θ角.则m 1所受支持力F N 和摩擦力F f 正确的是A .F N =m 1g +m 2g -Fsin θB .F N =m 1g +m 2g -Fcos θC .F f =Fcos θD .F f =Fsin θ【答案】AC【解析】将m 1、m 2和弹簧看做整体,受力分析如图所示根据平衡条件得F f =Fcos θF N +Fsin θ=(m 1+m 2)g ,则F N =(m 1+m 2)g -Fsin θ,故选项A 、C 正确。
【考点】本题考查在受力分析中整体法和隔离法的应用。
3. 在光滑的水平地面上,与竖直墙平行放置着一个截面为 1/4圆的柱状物体,在柱状物体与墙之间放一光滑圆球,在柱状物体的右侧竖直面上施加一水平向左的推力F ,使整个装置处于静止状态,现将柱状物体向左推过一段较小的距离,若使球与柱状物体仍保持静止状态,则与原来相比:A.推力F变小。
B.地面受到的压力变小。
C.墙对球的弹力变大。
D.球对柱状物体的弹力变大。
【答案】A【解析】光滑球受自身重力墙壁弹力和柱状体弹力,受力如图,随着柱状物体向左推过一段较小的距离使得变小,从而使变小,答案D错。
变小,答案C错。
010应用整体法与隔离法解决连接体模型 精讲精练-2022届高三物理一轮复习疑难突破微专题
一.模型特点及解决问题的方法、技巧、思路1.连接体的类型(1)弹簧连接体(2)物物叠放连接体(3)物物并排连接体(4)轻绳连接体(5)轻杆连接体2.连接体的运动特点(1)轻绳——轻绳在伸直状态下,两端的连接体沿绳方向的速度总是相等。
(2)轻杆——轻杆平动时,连接体具有相同的平动速度;轻杆转动时,连接体具有相同的角速度,而线速度与转动半径成正比。
一般情况下,连接体沿杆方向的分速度相等。
(3)轻弹簧——在弹簧发生形变的过程中,两端连接体的速度不一定相等;在弹簧形变最大时,两端连接体的速率相等。
3.连接体的受力特点轻绳、轻弹簧的作用力沿绳或弹簧方向,轻杆的作用力不一定沿杆。
4.处理连接体问题的方法(1)整体法若连接体内各物体具有相同的加速度,且不需要求物体之间的作用力,可以把它们看成一个整体,分析整体受到的合力,应用牛顿第二定律求出加速度(或其他未知量)。
(2)隔离法若连接体内各物体的加速度不相同,或者要求出系统内各物体之间的作用力时,就需要把物体从系统中隔离出来,应用牛顿第二定律列方程求解。
(3)整体法、隔离法交替运用若连接体内各物体具有相同的加速度,且要求物体之间的作用力时,可以先用整体法求出加速度,然后再用隔离法选取合适的研究对象,应用牛顿第二定律求作用力。
即“先整体求加速度,后隔离求内力”。
若已知物体之间的作用力,求连接体所受外力,则“先隔离求加速度,后整体求外力”。
5.应用整体法和隔离法的解题技巧(1)如图所示,一起加速运动的物体系统,若力作用于m1上,则m1和m2间的相互作用力为F12=m2Fm1+m2。
此结论与有无摩擦无关(有摩擦,两物体与接触面的动摩擦因数必须相同),物体系统沿水平面、斜面、竖直方向运动时,此结论都成立。
两物体的连接物为轻弹簧、轻杆时,此结论不变。
(2)通过跨过滑轮的绳连接的连接体问题:若要求绳的拉力,一般都必须采用隔离法。
绳跨过定滑轮连接的两物体的加速度虽然大小相同但方向不同,故采用隔离法。
高考回归复习—力学选择之整体法与隔离法解决共点力平衡问题 含答案
高考回归复习—力学选择之整体法与隔离法解决共点力平衡问题1.如图所示,在水平地面上放着一个左侧截面为半圆的光滑柱状物体A ,在物体A 与竖直墙面之间放着一个光滑斜面体B ,斜面体B 未接触地面,整个装置在水平力F 作用下处于静止状态,现推动物体A 缓慢向左移动一小段距离,在此过程中,下列说法正确的是( )A .水平力F 大小不变B .地面对物体A 的支持力不变C .斜面体B 对物体A 的压力逐渐增大D .墙面对斜面体B 的支持力逐渐减小2.如图所示,一根粗糙的水平杆上套有A 、B 两个轻环,系在两环上的等长细绳拴住课本。
已知AB AC ,圆环、课本始终静止,下列说法正确的是( )A .缩短A 、B 之间的距离,圆环所受支持力变小 B .剪断细绳BC 的瞬间,环A 受到的支持力大小不变 C .将杆的左端略微抬起,环A 所受的摩擦力变大D .若使系统水平向右加速运动,环B 受到的支持力大于环A 受到的支持力3.如图所示,在倾角为30°的光滑斜面上,A 、B 两个质量均为m 的滑块用轻质弹簧相连,弹簧的劲度系数为k ,水平力F 作用在滑块B 上,使A 、B 相对斜面静止,此时弹簧长度为l ,且在弹性限度内,则下列说法正确的是( )A .弹簧原长为l +2mgk B .弹簧原长为l +mgkC .力FD .力F mg4.如图所示,半圆柱体P 放在粗糙的水平地面上,其右端有一竖直挡板MN 。
在二者之间夹着一个光滑均质的小圆柱体Q ,整个装置处于静止状态。
现使MN 保持竖直并且缓慢地向右平移,在Q 滑落到地面之前,P 始终保持静止。
则在此过程中,下列说法正确的是( )A .MN 对Q 的弹力逐渐减小B .P 对Q 的弹力逐渐增大C .地面对P 的摩擦力逐渐增大D .Q 所受的合力逐渐增大5.如图所示,粗糙斜面体C 静止在水平地面上,轻质细线跨过滑轮其顶端的光滑定滑轮。
细线一段拴接物块A ,另一端与另外两根细线结于O 点,形成死结。
高考物理整体法隔离法解决物理试题答题技巧及练习题
高考物理整体法隔离法解决物理试题答题技巧及练习题一、整体法隔离法解决物理试题1.如图所示,R 0为热敏电阻(温度降低,其电阻增大),D 为理想二极管(正向电阻为零,反向电阻无穷大),平行板电容器中央有一带电液滴刚好静止,M 点接地,开关S 闭合.下列各项单独操作时可使带电液滴向上运动的是( )A .滑动变阻器R 的滑动触头P 向上移动B .将热敏电阻R 0的温度降低C .开关S 断开D .电容器的上极板向上移动【答案】C【解析】【详解】A.当滑动变阻器的滑动触头P 向上移动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,则总电流增大,内电压及R 0两端的电压增大,则路端电压和滑动变阻器两端的电压都减小,由于二极管具有单向导电性,电荷不会向右流出,所以电容器两端的电势差不变,故A 项不合题意;B.当热敏电阻温度降低时,其阻值增大,则由闭合电路欧姆定律可知,滑动变阻器两端的电压减小,液滴仍然静止,故B 项不合题意;C.开关S 断开时,电容器直接接在电源两端,电容器两端电压增大,则液滴向上运动,故C 项符合题意;D.若使电容器的上极板向上移动,即d 增大,则电容器电容C 减小,由于二极管具有单向导电性,电荷不会向右流出,所以电容器两端的电势差增大,由于Q U C =,4S C kd επ=,U E d =,所以4kQ E Sπε=,由于极板上的电荷量不变,而场强E 与极板之间的距离无关,所以场强E 不变,液滴仍然静止,故D 项不合题意.2.如图所示,电动势为E,内阻为r 的电源与滑动变阻器R 1、定值电阻R 2、R 3、平行板电容器及电流表组成闭合电路,当滑动变阻器R 1触头向左移动时,则 ( )A.电流表读数减小B.电容器电荷量增加C.R2消耗的功率增大D.R1两端的电压减小【答案】D【解析】【详解】A、变阻器R的触头向左移动一小段时,R1阻值减小,回路的总电阻减小,所以回路的总电流增大,电流表读数增大,故A错误.B、外电路总电阻减小,路端电压U减小,所以路端电压减小,电容器的带电量减小,故B 错误.C、由于R1和R2并联,由分析可得则R2电压减小,又由于R2电阻不变,所以R2消耗的功率减小,故C错误.D、路端电压减小,而干路电流增加导致R3两端电压增大,由串联分压可得R1两端的电压减小,故D正确.故选D.【点睛】本题考查闭合电路欧姆定律的动态分析,要熟练掌握其解决方法为:局部-整体-局部的分析方法;同时注意部分电路欧姆定律的应用.3.在如图所示的电路中,闭合开关,将滑动变阻器的滑片向右移动一段距离,待电路稳定后,与滑片移动前比较A.灯泡L变亮B.电容器C上的电荷量不变C.电源消耗的总功率变小D.电阻R0两端电压变大【答案】C【解析】A 、C 、滑动变阻器的滑片向右移动一点,变阻器接入电路的电阻增大,外电路总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律分析得知,流过电源的电流减小,则由知电源的总功率变小,且流过灯泡的电流减小,灯泡L 亮度变暗,故A 错误,C 正确;B 、电源的路端电压U =E -Ir 增大,即电容器电压增大将充电,电荷量将增大.故B 错误.D 、电阻R0只有在电容器充放电时有短暂的电流通过,稳定状态无电流,则其两端的电压为零不变,D 错误;C 、.故C 正确.故选C .【点睛】本题电路动态变化分析问题.对于电容器,关键是分析其电压,电路稳定时,与电容器串联的电路没有电流,电容器的电压等于这条电路两端的电压.4.如图所示,在倾角37θ=︒的光滑斜面上,物块A 静止在轻弹簧上面,物块B 用细线与斜面顶端相连,物块A 、B 紧挨在一起但它们之间无弹力,已知物块A 、B 质量分别为m 和2m ,重力加速度为g ,sin370.6︒=,cos370.8︒=.某时刻将细线剪断,则在细线剪断瞬间,下列说法正确的是A .物块B 的加速度为0.6gB .物块A 的加速度为0.6gC .物块A 、B 间的弹力为0.4mgD .弹簧的弹力为1.8mg【答案】C【解析】【分析】【详解】 剪断细线前,弹簧的弹力:sin 370.6F mg mg =︒=弹细线剪断的瞬间,弹簧的弹力不变,仍为0.6F mg =弹;剪断细线瞬间,对A 、B 系统,加速度为:3sin 370.43mg F a g m ︒-==弹,即A 和B 的加速度均为0.4g ;以B 为研究对象,根据牛顿第二定律可得2sin372mg T ma ︒-=解得0.4T mg =.故C 正确,ABD 错误.故选C .5.如图所示的电路中,电源电动势为E .内阻为R ,L 1和L 2为相同的灯泡,每个灯泡的电阻和定值电阻阻值均为R .电压表为理想电表,K 为单刀双掷开关,当开关由1位置掷到2位置时,下列说法中正确的是( )A .L 1亮度不变,L 2将变暗B .L 1将变亮,L 2将变暗C .电源内阻的发热功率将变小D .电压表示数将变小【答案】D【解析】开关在位置1时,外电路总电阻R 总=,电压表示数U=E=,同理,两灯电压U 1=U 2=E , 电源内阻的发热功率为P 热==。
高中物理整体法和隔离法
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;例1如图1-7-7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例2用轻质细线把两个质量未知小球悬挂起来,如图1-7-3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,使系统静止如图1-7-4所示,木块间接触面均在竖直平面内,求它们之间的摩擦力;补:若木块的数目为奇数呢例4如图1-7-1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<,下述说法正确的是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+m2gD.水平地面对M的摩擦力一定等于零补充:若m1、m2在M上匀速下滑,其余条件不变;例5如图1-7-2,不计摩擦,滑轮重可忽略,人重600N,平板重400N,图1-7-7DA CB图1-7-3图1-7-4A图1-7-2mα图1-7-1mM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;6.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18,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7、如图7-1所示,两个完全相同重为G的球,两球与水平面间的动摩擦因数都是μ,一根轻绳两端固结在两个球上,在绳的中点施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,两球将发生滑动提示:结合整体法和隔离法列平衡方程可很快求解例8、如图7-3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是多少提示:结合整体法AB和隔离法B列平衡方程求解;9、如图⒁所示,一根长绳的两端系在A、D两点,绳上B、C两点各悬挂G=10N的重物,AB、CD绳和铅垂线夹角α、β分别为30°、60°,则三段中张力大小T AB=_____,T BC=_______,T CD=_______;BC 段绳与铅垂线的夹角θ=__________;10、如图1所示,光滑的两个球,直径均为d,置于直径为D的圆桶内,且d<D<2d;在桶与球接触的三点A、B、C,受到的作用力大小分别为F1、F2、F3,如果将桶的直径加大,但仍小于2d,则F1、F2、F3的变化情况是A、F1增大,F2不变,F3增大B、F1减小,F2不变,F3减小C、F1减小,F2减小,F3增大D、F1增大,F2减小,F3减小;11、如图2所示,在光滑的水平面上,质量分别为M、m的两木块接触面与水平面的夹角为θ,用大小均为F的水平力第一次向右推A,第二次向左推B,两次推动均使A、B一起在水平面上滑动,设先后两次推动中,A、B间的作用力大小为N1与N2;则有A、N1∶N2=m∶MB、N1∶N2=mcosθ∶MsinθC、N1∶N2= M∶mD、N1∶N2=M cosθ∶m sinθ牛顿运动定律应用专题:整体法和隔离法解决连接体问题要点一整体法1.光滑水平面上,放一倾角为θ的光滑斜木块,质量为m的光滑物体放在斜面上,如图所示,现对斜面施加力F.1若使M静止不动,F应为多大2若使M与m保持相对静止,F应为多大要点二隔离法2.如图所示,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,由静止释放后,小球沿杆下滑的加速度为重力加速度的1/2,即a=g/2,则小球在下滑的过程中,木箱对地面的压力图 18为多少题型1 隔离法的应用例1如图所示,薄平板A长L=5 m,质量M=5 kg,放在水平桌面上,板右端与桌边缘相齐.在A上距其右端s=3 m处放一个质量m=2kg的小物体B,已知A与B之间的动摩擦因数μ1=,A、B两物体与桌面间的动摩擦因数μ2=,最初系统静止.现在对板A向右施加一水平恒力F,将A从B下抽出设B不会翻转,且恰使B停在桌面边缘,试求F的大小取g=10 m/s2.题型2 整体法与隔离法交替应用例2如图所示,质量m=1 kg的物块放在倾斜角θ=37°的斜面上,斜面体的质量M=2 kg,斜面与物体间的动摩擦因数μ=,地面光滑.现对斜面体施加一水平推力F,要使物体m相对斜面静止,F应为多大设物体与斜面的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2题型3 临界问题例3如图所示,有一块木板静止在光滑足够长的水平面上,木板的质量为M=4 kg,长度为L=1 m;木板的右端停放着一个小滑块,小滑块的质量为m=1 kg,其尺寸远远小于木板长度,它与木板间的动摩擦因数为μ=,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力.求:1为使木板能从滑块下抽出来,作用在木板右端的水平恒力F的大小应满足的条件.2若其他条件不变,在F=28 N的水平恒力持续作用下,需多长时间能将木板从滑块下抽出. 1.如图所示,滑轮的质量不计,已知三个物体的质量关系是m1=m2+m3,这时弹簧秤的读数为T.若把物体m2从右边移到左边的物体m1上,弹簧秤的读数T将A.增大B.减小C.不变D.无法确定2.如图所示,斜面体ABC置于粗糙的水平地面上,小木块m在斜面上静止或滑动时,斜面体均保持静止不动.下列哪种情况,斜面体受到地面向右的静摩擦力A.小木块m静止在BC斜面上B.小木块m沿BC斜面加速下滑C.小木块m沿BA斜面减速下滑D.小木块m沿AB斜面减速上滑3.如图所示,在平静的水面上,有一长l=12 m的木船,木船右端固定一直立桅杆,木船和桅杆的总质量为m1=200 kg,质量为m2=50 kg的人立于木船左端,开始时木船与人均静止.若人匀加速向右奔跑至船的右端并立即抱住桅杆,经历的时间是2 s,船运动中受到水的阻力是船包括人总重的倍,g取10 m/s2.求此过程中船的位移大小.4.如图所示,在长为L的均匀杆的顶部A处,紧密套有一小环,它们一起从某高处做自由落体运动,杆的B端着地后,杆立即停止运动并保持竖直状态,最终小环恰能滑到杆的中间位置.若环在杆上滑动时与杆间的摩擦力大小为环重力的倍,求从杆开始下落到环滑至杆的中间位置的全过程所用的时间.练习一、选择题1.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.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 sinθ,方向沿斜面向下C.2g sinθ,方向沿斜面向上D.g sinθ,方向沿斜面向下3.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4.如图所示,小物块A质量为M=10kg,B质量为m=、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=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.05.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/s2A.25m/s2B.5m/s2C.10m/s2D.15m/s27.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m0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.m0:mB.m:m0C.m0:m+m0D.m:m-m09.如图所示,一根轻质弹簧上端固定,下端挂一质量为m0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+错误!m+m0gB.1+错误!mgmgm+m0g10.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D.3μmg二、论述、计算题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=的薄木板A和质量为m B=3kg的金属块的长度L=上有轻线绕过定滑轮与质量为m C=的物块C 相连.B与A之间的动摩擦因数μ=,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/s2.13.一个质量为的小球用细线吊在倾角θ=53°的斜面顶端,如图所示,斜面静止时,球紧靠在斜面上,绳与斜面平行,不计摩擦,当斜面以10m/s2的加速度向右做加速运动时,求绳的拉力及斜面对小球的弹力.g取10m/s2。
隔离法与整体法结合使用解决高考题型的例题
隔离法与整体法结合使用解决高考题型的例题例.(2018陕西西安模拟,6,4分)如图所示,三根轻细绳悬挂两个质量相同的小球保持静止,A、D间细绳是水平的,现对B球施加一个水平向右的力F,将B缓缓拉到图中虚线位置,这时三根细绳张力T AC、T AD、T AB的变化情况是()A.都变大B.T AD和T AB变大,T AC不变C.T AC和T AB变大,T AD不变D.T AC和T AD变大,T AB不变分析:根据题意,A物体由AD绳,AC绳和AB绳拉着:B物体由AB绳拉着。
先用隔离法研究B物体,判断出AB绳拉力的变化规律。
然后用整体法(A和B看作整体),研究AD绳和AC绳拉力变化的规律。
解:以B物体为研究对象,AB绳与竖直方向的夹角γ。
由三角形定则进行受力分析,如下图:A与B都处于平衡状态,根据几何关系可得:TAB=mgtan γ,γ角逐渐增加,所以TAB逐渐增加。
以AB为整体对AB进行受力分析:AB整体受到绳AD和绳AC的拉力,以及重力和拉力F。
利用三角形定则画出受力分析图,如下图:T=T0其中T0表示重力和F的合力,与竖直方向夹角为α,如下图α+β=90°根据几何知识可知:Tsinβ=TACsinθ存在Tsinβ=Tcosα=T0cosα=2mg所以2mg=TACsinθ,θ是绳AC与绳AD夹角的补角,是不变的因此可知TAC不变根据几何关系:Tsin(π−θ−β)=TADsinθ即Tsin(θ+β)=TADsinθ变形得:TAD=Tcosβ+Tcotθsinβ=Tsinα+Tcosαcotθ=2mgtanα+2mgcotθ所以TAD=2mgtanα+2mgcotθ因为α角逐渐增加,θ角不变,所以TAD逐渐增大。
综上所述:TAB,TAD都增大,TAC不变所以这道题的正确选项是B选项。
答案B。
高中物理整体法隔离法解决物理试题常见题型及答题技巧及练习题
高中物理整体法隔离法解决物理试题常见题型及答题技巧及练习题一、整体法隔离法解决物理试题1.在如图所示的电路中,闭合开关,将滑动变阻器的滑片向右移动一段距离,待电路稳定后,与滑片移动前比较A.灯泡L变亮B.电容器C上的电荷量不变C.电源消耗的总功率变小D.电阻R0两端电压变大【答案】C【解析】A、C、滑动变阻器的滑片向右移动一点,变阻器接入电路的电阻增大,外电路总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律分析得知,流过电源的电流减小,则由知电源的总功率变小,且流过灯泡的电流减小,灯泡L亮度变暗,故A错误,C正确;B、电源的路端电压U=E-Ir增大,即电容器电压增大将充电,电荷量将增大.故B错误.D、电阻R0只有在电容器充放电时有短暂的电流通过,稳定状态无电流,则其两端的电压为零不变,D错误;C、.故C正确.故选C.【点睛】本题电路动态变化分析问题.对于电容器,关键是分析其电压,电路稳定时,与电容器串联的电路没有电流,电容器的电压等于这条电路两端的电压.2.在如图所示的电路中,当开关S闭合后,电压表有示数,调节可变电阻R的阻值,使电压表的示数增大ΔU,则()A.可变电阻R被调到较小的阻值B.电阻R2两端的电压减小,减小量等于ΔUC.通过电阻R2的电流减小,减小量小于D.通过电阻R2的电流减小,减小量等于【答案】C【解析】【详解】A.由题意知,要使电压表的示数增大,则需电阻R和R1并联后的总电阻增大,则需将可变电阻R增大,即可变电阻R被调到较大的阻值,故A项不合题意;BCD.当R增大时,外电阻增大,干路电流减小,电阻R2两端的电压减小,且路端电压增大,所以电阻R2两端的电压减小量小于ΔU,由欧姆定律知,通过电阻R2的电流也减小,减小量小于,故B项不合题意、D项不合题意,C项符合题意.3.如图所示,水平地面上有一楔形物块a,其斜面上有一小物块b,b与平行于斜面的细绳的一端相连,细绳的另一端固定在斜面上.a与b之间光滑,a和b以共同速度在地面轨道的光滑段向左运动.当它们刚运行至轨道的粗糙段时可能正确的是A.绳的张力减小,斜面对b的支持力不变B.绳的张力增加,斜面对b的支持力减小C.绳的张力减小,地面对a的支持力不变D.绳的张力增加,地面对a的支持力减小【答案】C【解析】【详解】在光滑段运动时,物块a及物块b均处于平衡状态,对a、b整体受力分析,受重力和支持力,二力平衡;对b受力分析,如图,受重力、支持力、绳子的拉力,根据共点力平衡条件,有F cosθ-F N sinθ=0 ①;F sinθ+F N cosθ-mg=0 ②;由①②两式解得:F=mg sinθ,F N=mg cosθ;当它们刚运行至轨道的粗糙段时,减速滑行,系统有水平向右的加速度,此时有两种可能;①物块a、b仍相对静止,竖直方向加速度为零,由牛顿第二定律得到:F sinθ+F N cosθ-mg=0 ③;F N sinθ-F cosθ=ma④;由③④两式解得:F=mgsinθ-ma cosθ,F N=mg cosθ+ma sinθ;即绳的张力F将减小,而a对b的支持力变大;再对a、b整体受力分析竖直方向重力和支持力平衡,水平方向只受摩擦力,重力和支持力二力平衡,故地面对a支持力不变.②物块b相对于a向上滑动,绳的张力显然减小为零,物体具有向上的分加速度,是超重,支持力的竖直分力大于重力,因此a对b的支持力增大,斜面体和滑块整体具有向上的加速度,也是超重,故地面对a的支持力也增大.综合上述讨论,结论应该为:绳子拉力一定减小;地面对a的支持力可能增加或不变;a 对b的支持力一定增加;故A,B,D错误,C正确.故选C.4.如图所示的电路中,电源电动势为E.内阻为R,L1和L2为相同的灯泡,每个灯泡的电阻和定值电阻阻值均为R.电压表为理想电表,K为单刀双掷开关,当开关由1位置掷到2位置时,下列说法中正确的是()A.L1亮度不变,L2将变暗B.L1将变亮,L2将变暗C.电源内阻的发热功率将变小D.电压表示数将变小【答案】D【解析】开关在位置1时,外电路总电阻R总=,电压表示数U=E=,同理,两灯电压U1=U2=E,电源内阻的发热功率为P热==。
高中物理解题方法整体法和隔离法(答案附后面)
高中物理解题方法---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。
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F A.粗糙地带与滑块间的动摩擦因数为 mg
B.滑块匀速运动时,各段轻杆上的弹力大小相等 C.第 2 个小滑块完全进入粗糙地带到第 3 个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,8 个小滑块
的加速度大小为 F 12m
D.第 1 个小滑块完全进入粗糙地带到第 2 个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,5 和 6 两个
方向,竖直方向上的合力为零,分别对两个方向进行分析求解即可.
4.如图所示电路中,电源电动势为 E,内阻为 r,串联的固定电阻为 R2,滑动变阻器的总 阻值是 R1,电阻大小关系为 R1+R2=r,则在滑动触头从 a 端滑到 b 端过程中,下列描述正 确的是( )
A.电路的总电流先减小后增大 B.电路的路端电压先增大后减小 C.电源的输出功率先增大后减小 D.滑动变阻器 R1 上消耗的功率先减小后增大 【答案】D 【解析】 A、当滑动变阻器从 a→b 移动时 R1 作为并联电路总电阻先增大后减小,根据闭合电路欧姆 定律可知电流是先减小后增大,故 A 正确;B、路端电压 U=E-Ir,因为电流先减小后增 大,所以路端电压先增大后减小,故 B 正确;C、当 R 外=r 的时候电源的输出功率最大,当
对物体 A 受力分析,受重力和支持力,根据牛顿第二定律,有:
FN-mg=ma
9.如图,斜面体 a 放置在水平地面上。一根跨过光滑定滑轮的轻绳,左侧平行斜面与斜面 上的物块 b 相连,另一端与小球 c 相连,整个系统处于静止状态。现对 c 施加一水平力 F,使小球缓慢上升一小段距离,整个过程中 a、b 保持静止状态。则该过程中( )
A.轻绳的拉力一定不变 B.a、b 间的摩擦力一定增大 C.地面对 a 的摩擦力可能不变 D.地面对 a 的弹力一定减小 【答案】D 【解析】 【详解】 A.对小球c受力分析,如图所示:
5.如图甲所示,一轻质弹簧的下端,固定在水平面上,上端叠放着两个质量均为 m 的物 体 A、B(物体 B 与弹簧栓接),弹簧的劲度系数为 k,初始时物体处于静止状态。现用竖 直向上的拉力 F 作用在物体 A 上,使物体 A 开始向上做加速度为 a 的匀加速运动,测得两 个物体的 v﹣t 图象如图乙所示(重力加速度为 g),则( )
2mg=kx;
施加外力 F 的瞬间,对整体,根据牛顿第二定律,有:
F F弹 2mg=2ma
其中:
解得:
F 弹=2mg
F=2ma 故 A 错误。 B.物体 A、B 在 t1 时刻分离,此时 A、B 具有共同的速度与加速度,且 FAB=0; 对 B:
解得:
F 弹′-mg=ma
故 B 正确。
F 弹′=m(g+a)
小滑块之间的轻杆上的弹力大小为 F 4
【答案】D 【解析】
【详解】
A.将匀速运动的 8 个小滑块作为一个整体,有
F 3mg 0 ,
解得
F , 3mg
故 A 项错误; B.当滑块匀速运动时,处在光滑地带上的滑块间的轻杆上的弹力都为零,处在粗糙地带上 的滑块间的轻杆上的弹力不为零,且各不相同,故 B 项错误; C.对 8 个滑块,有
滑片在 a 端或者 b 端的时候,电路中 R 外=R2<r,则随着外电阻的先增大后减小,由 P外 R外
图象的单调性可知输出功率是先增大后减小的,故 C 正确;D、滑动变阻器的总电阻 R1<R2+r,则滑片向右滑,R1 的总阻值先增大后减小,则滑动变阻器上消耗的功率是先增大 后减小,故 D 错误.本题选错误的故选 D. 【点睛】本题考查了串、联电路的特点和欧姆定律的灵活运用,难点是滑动变阻器滑片 P 从最右端→中间→左端总电阻变化情况的判断.
A.电压表的示数变小 B.电流表的示数变大 C.电流表的示数变小 D.R1 中电流的变化量一定大于 R4 中电流的变化量
【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 设 R1、R2、R3、R4 的电流分别为 I1、I2、I3、I4,电压分别为 U1、U2、U3、U4.干路电流为 I 总,路端电压为 U,电流表电流为 I. A.当滑动变阻器 R2 的滑动触头 P 向右滑动时,R2 变大,外电路总电阻变大,I 总变小,由 U=E-Ir 可知,U 变大,则电压表示数变大.U 变大,I3 变大,故 A 错误; BC.因 I4=I 总-I3,则 I4 变小,U4 变小, 而 U1=U-U4,U 变大,U4 变小,则 U1 变大,I1 变大. 又 I 总=I+I1,I 总变小,I1 变大,则 I 变小.所以 R1 两端的电压变大,电流表的示数变小.故 B 错误,C 正确. D.由 I4=I1+I2,I4 变小,I1 变大,则 I2 变小,则|△ I1|<|△ I2|,|△ I2|>|△ I4|,则不能确定 R1 中电流的变化量与 R4 中电流的变化量的大小.故 D 错误. 【点睛】 本题是电路的动态分析问题;解题时按“局部→整体→局部”的顺序进行分析,采用总量的 方法分析电流表示数的变化.
A.施加外力的瞬间,F 的大小为 2m(g﹣a) B.A、B 在 t1 时刻分离,此时弹簧的弹力大小 m(g+a)
C.弹簧弹力等于 0 时,物体 B 的速度达到最大值
D.B 与弹簧组成的系统的机械能先增大,后保持不变
【答案】B
【解析】
【详解】
A.施加 F 前,物体 AB 整体平衡,根据平衡条件,有:
高考物理整体法隔离法解决物理试题答题技巧及练习题 一、整体法隔离法解决物理试题
1.如图所示,电动势为 E,内阻为 r 的电源与滑动变阻器 R1、定值电阻 R2、R3、平行板电容 器及电流表 组成闭合电路,当滑动变阻器 R1 触头向左移动时,则 ( )
A.电流表读数减小 B.电容器电荷量增加 C.R2 消耗的功率增大 D.R1 两端的电压减小 【答案】D 【解析】 【详解】 A、变阻器 R 的触头向左移动一小段时,R1 阻值减小,回路的总电阻减小,所以回路的总 电流增大,电流表读数增大,故 A 错误. B、外电路总电阻减小,路端电压 U 减小,所以路端电压减小,电容器的带电量减小,故 B 错误. C、由于 R1 和 R2 并联,由分析可得则 R2 电压减小,又由于 R2 电阻不变,所以 R2 消耗的功 率减小,故 C 错误. D、路端电压减小,而干路电流增加导致 R3 两端电压增大,由串联分压可得 R1 两端的电压 减小,故 D 正确. 故选 D. 【点睛】 本题考查闭合电路欧姆定律的动态分析,要熟练掌握其解决方法为:局部-整体-局部的分 析方法;同时注意部分电路欧姆定律的应用.
由牛顿第二定律得 FN1-FN2sinθ=ma,FN2cosθ=mg, 45 ,由以上两式可得: FN1 m(g a) , FN2 2mg ,即竖直挡板对球的弹力为 m(g a) ,斜面对球的弹力为
2mg ,且加速度越大斜面对球的弹力不变,故 A 正确,B、C 均错误.D、由牛顿第二定
律可知,斜面、挡板对球的弹力与球的重力三者的合力等于 ma.故 D 错误.故选 A. 【点睛】本题考查牛顿第二定律的应用和受力分析规律的应用,要注意明确加速度沿水平
由平衡条件可得:
f地 FT cos N地 FT sin Ga Gb
因绳的拉力 FT 变大,可知 a 与地间的摩擦力一定增大,地面对 a 的弹力一定减小,故 C 错 误,D 正确; 故选 D。
10.如图所示,A、B 两物体质量均为 m,叠放在轻质弹簧上(弹簧下端固定于地面上)。对 A 施加一竖直向下、大小为 F(F>2mg)的力,将弹簧再压缩一段距离(弹簧始终处于弹性限 度内)而处于平衡状态。现突然撤去力 F,设两物体向上运动过程中 A、B 间的相互作用力 大小为 FN。不计空气阻力,关于 FN 的说法正确的是(重力加速度为 g)( )
F 2mg 8ma ,
代入 F ,解பைடு நூலகம் 3mg
故 C 项错误; D.对 8 个滑块,有
a F , 24m
F mg 8ma ,
解得
a g 4
再以 6、7、8 三个小滑块作为整体,由牛顿第二定律有
F 3ma F , 4
故 D 项正确;
8.如图电路中,电源的内电阻为 r,R1、R3、R4 均为定值电阻,电表均为理想电表. 闭合电键 S,当滑动变阻器 R2 的滑动触头向右滑动时,下列说法中正确的是( )
2.在如图所示的电路中,当开关 S 闭合后,电压表有示数,调节可变电阻 R 的阻值,使电 压表的示数增大 ΔU,则( )
A.可变电阻 R 被调到较小的阻值
B.电阻 R2 两端的电压减小,减小量等于 ΔU C.通过电阻 R2 的电流减小,减小量小于
D.通过电阻 R2 的电流减小,减小量等于 【答案】C 【解析】 【详解】 A.由题意知,要使电压表的示数增大,则需电阻 R 和 R1 并联后的总电阻增大,则需将可变 电阻 R 增大,即可变电阻 R 被调到较大的阻值,故 A 项不合题意; BCD.当 R 增大时,外电阻增大,干路电流减小,电阻 R2 两端的电压减小,且路端电压增 大,所以电阻 R2 两端的电压减小量小于 ΔU,由欧姆定律知,通过电阻 R2 的电流也减小, 减小量小于 ,故 B 项不合题意、D 项不合题意,C 项符合题意.
三个力构成动态平衡,由图解法可知,绳的拉力 FT 逐渐增大,水平力 F 逐渐增大,故 A 错 误; B.对 b 物体分析,由于不知变化前 b 所受摩擦力方向,故绳的拉力增大时,b 物体的滑动 趋势无法确定,则 a、b 间的摩擦力可能增大或减小,故 B 错误; CD.以 a、b 为整体分析,如图所示:
A. mg B. (M+m)g C. (m+2M)g D.2 (M+m) g 【答案】D 【解析】 【详解】 对 m 与 M 分别进行受力分析如;如图所示;
对 m 有:f1=ma1 …① f1=μmg…② 由①和②得:a1=μg 对 M 进行受力分析有:F-f-f2=M•a2…③ f1 和 f2 互为作用力与反作用力故有:f1=f2=μ•mg…④ f=μ(M+m)•g…⑤