高考重点高中物理力学专题整体法和隔离法
江苏专版 高中物理第三章 专题9整体法和隔离法在受力分析及平衡中的应用课件新人教版必修第一册
2.倾角为 、质量为 的斜面体静止在水平桌面上,质量为 的木块静止在斜面体上,下列结论正确的是(重力加速度为 )( )
3.物体 在水平推力 作用下,将物体 压在竖直墙壁上, 、 均处于静止状态,如图所示。关于 、 两物体的受力情况,下列说法正确的是( )
A
A. 受到两个摩擦力的作用B. 共受到四个力的作用C. 共受到三个力的作用D. 受到墙壁摩擦力的大小随 的增大而增大
[解析] 以 、 整体为研究对象,整体受到重力、水平推力 、墙壁对整体水平向右的弹力和墙壁对整体向上的摩擦力作用,由于整体处于平衡状态,所以墙壁对 的摩擦力不随 的增大而增大,选项D错误;隔离 为研究对象, 受到重力、水平推力、 对 水平向右的弹力、 对 向上的摩擦力四个力作用,选项C错误;再隔离 , 受到 对 向下的摩擦力、墙壁对 向上的摩擦力、重力及水平方向上的两个弹力作用,选项A正确,B错误。
甲
乙
例题3 [2023江苏如皋期中]如图所示,用四根轻绳 、 、 、 将重力均为 的三个小球连接并悬挂在水平天花板的 点和竖直墙面的 点。轻绳 与竖直方向的夹角为 ,轻绳 处于水平方向,系统处于静止状态。求:
(1)细线 、 上的拉力大小 、 ;
[答案] 根据题意,将三个小球看成一个整体,受力分析,如图甲所示:
B
A.球一定受墙的弹力且水平向左B.球一定受斜面的弹力且垂直斜面向上C.球可能不受斜面的弹力D.斜面体和竖直墙之间可能没有弹力
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。
专题01隔离法和整体法-高中物理八大解题方法
专题01隔离法和整体法-高中物理八大解题方法隔离法和整体法是高中物理中常用的解题方法之一、在解题的过程中,有时我们需要将问题进行隔离,逐步分析求解;而有时候我们又需要将问题作为一个整体考虑,从整体出发进行分析和求解。
隔离法是指通过将问题进行隔离,将其划分为多个独立、相对简单的小问题进行逐步求解。
这种方法适用于问题比较复杂,需要进行多次分析和求解的情况。
例如,在力学中,我们经常会遇到复杂的力的合成和分解问题。
此时,我们可以通过将力进行分解成多个独立的分力,分别分析并求解每个分力的作用,最后再将各个分力的作用结果进行合成,得到最终的结果。
整体法则是指将问题看作一个整体,从整体出发进行分析和求解。
这种方法适用于问题比较简单,无需进行多次分析和求解的情况。
例如,在电路中,我们经常会遇到串联和并联电路的问题。
此时,我们可以将串联电路看作一个整体,总电压等于各个电压的代数和;将并联电路看作一个整体,总电流等于各个电流的代数和。
通过这种整体法,我们可以更加简洁和快速地求解问题。
在解题过程中,我们需要根据具体问题的要求和条件选择合适的解题方法。
有时候可能需要同时运用隔离法和整体法。
例如,在力学中,当我们需要求解多个力的合力时,可以首先使用隔离法将问题分解为每个力的分解,并分别求解每个分力的作用;然后再使用整体法将各个分力的作用结果进行合成,得到最终的合力。
总之,隔离法和整体法是高中物理中常用的解题方法,具有较强的普适性和实用性。
在解题过程中,我们应根据具体问题的要求和条件进行选择和运用,以期更有效地解决物理问题。
高中物理整体法、隔离法受力分析专题讲解
受力分析、物体的平衡1.隔离法:将某物体从周围物体中隔离出来,单独分析该物体所受到的各个力,称为隔离法。
隔离法的原则:把相连结的各个物体看成一个整体,如果要分析的是整体内物体间的相互作用力(即内力),就要把跟该力有关的某物体隔离出来。
当然,对隔离出来的物体而言,它受到的各个力就应视为外力了。
2.整体法:把相互连结的几个物体视为一个整体(系统),从而分析整体外的物体对整体中各个物体的作用力(外力),称为整体法。
整体法的基本原则:(1)当整体中各物体具有相同的加速度(加速度不相同的问题,中学阶段不建议采用整体法)或都处于平衡状态(即a =0)时,命题要研究的是外力,而非内力时,选整体为研究对象。
(2)整体法要分析的是外力,而不是分析整体中各物体间的相互作用力(内力)。
(3)整体法的运用原则是先避开次要矛盾(未知的内力)突出主要矛盾(要研究的外力)这样一种辨证的思想。
3.整体法、隔离法的交替运用对于连结体问题,多数情况既要分析外力,又要分析内力,这时我们可以采取先整体(解决外力)后隔离(解决内力)的交叉运用方法,当然个别情况也可先隔离(由已知内力解决未知外力)再整体的相反运用顺序。
考点二:共点力作用下物体的平衡1.平衡状态一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动状态,就说这个物体处于平衡状态.如光滑水平面上做匀速直线滑动的物块、沿斜面匀速直线下滑的木箱、天花板上悬挂的吊灯等,这些物体都处于平衡状态.2.共点力的平衡条件 在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零,即0F =合。
3.平衡条件的推论(1)如果物体在两个力的作用下处于平衡状态,这两个力必定大小相等、方向相反,为一对平衡力。
(2)如果物体在三个力的作用下处于平衡状态,其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反。
(3)如果物体受多个力作用而处于平衡状态,其中任何一个力与其他力的合力大小相等、方向相反。
(4)当物体处于平衡状态时,沿任意方向物体所受的合力均为零。
高中物理整体法和隔离法
1. 物体的受力分析(隔离法与整体法)2. 共点力作用下的物体的平衡【要点扫描】一、物体的受力分析(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: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;对于较复杂的问题,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:是平衡状态还是加速状态等等,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。
在许多问题中用整体法比较方便,但整体法不能求解系统的内力。
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析,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。
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。
高中物理力学方法-整体法 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。
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。
高频考点解密物理——力与物体的平衡考点整体法与隔离法
1.对整体法和隔离法的理解整体法是指将相互关联的各个物体看成一个整体的方法。
整体法的优点在于只需要分析整个系统与外界的关系,避开了系统内部繁杂的相互作用。
隔离法是指将某物体从周围物体中隔离出来,单独分析该物体的方法。
隔离法的优点在于能把系统内各个物体所处的状态、物体状态变化的原因以及物体间的相互作用关系表达清楚。
2.整体法和隔离法的使用技巧当分析相互作用的两个或两个以上的物体整体的受力情况,或者分析外力对系统的作用时,宜用整体法;而在分析系统内各物体,或者一个物体的各部分间的相互作用时,常用隔离法.整体法和隔离法不是独立的,对一些较复杂的问题,通常需要多次选取研究对象,交替使用整体法和隔离法。
(2013北京卷)倾角为α、质量为M的斜面体静止在水平桌面上,质量为m的木块静止在斜面体上.下列结论正确的是A.木块受到的摩擦力大小是mg cos αB.木块对斜面体的压力大小是mg sin αC.桌面对斜面体的摩擦力大小是mg sin α cos αD.桌面对斜面体的支持力大小是(M+m)g【参考答案】D【试题解析】对木块受力分析可知,木块受到的摩擦力f=mg sin α,A错误;斜面体对木块的支持力N=mg cos α,B错误;对木块与斜面体整体受力分析可知,桌面对斜面体的摩擦力为零,支持力大小等于(M+m)g,C错误,D正确.【名师点睛】一道题能使用整体法求解,也必然能使用隔离法求解。
隔离多物体进行受力分析,并列式整理后,与用整体法受力分析所列关系式一致.隔离法与整体法的关系,相当于方程组及其联立后得到的方程,使用整体法对力的分析较少,就相当于方程联立消元的效果。
1.如图所示,A、B两长方体木块放在水平地面上,它们的高度相等,长木板C放在它们上面。
用水平力F拉木块A,使A、B、C一起沿水平面向右匀速运动,则A.A对C的摩擦力向右B.B对C的摩擦力向右C.C对B的摩擦力向左D.地面对B的摩擦力向左2.如图所示,两个等大的水平力F分别作用在物体B、C上,物体A、B、C都处于静止状态,各接触面与水平地面平行.物体A、C间的摩擦力大小为f1,物体B、C间的摩擦力大小为f2,物体C与地面间的摩擦力大小为f3,则A.f1=f2=f3=0 B.f1=0,f2=f3=F C.f1=F,f2=f3=0 D.f1=f3=0,f2=F 3.如图所示,物块A放在直角三角形斜面体B上面,B放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁,初始时A、B静止,现用力F沿斜面向上推A,但A、B仍未动。
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。
力学专题:整体法和隔离法
专题整体法和隔离法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。
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。
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。
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。
2023届新高考物理重点突破:第04讲 共点力的平衡
第04讲共点力的平衡知识图谱受力分析中的整体法和隔离法知识精讲一.整体法和隔离法的基本思想1.选择研究的对象选择研究对象是解决物理问题的首要环节。
在很多物理问题中,研究对象的选择方案是多样的,研究对象的选取方法不同会影响求解的繁简程度。
隔离法与整体法都是物理解题的基本方法。
2.整体法整体法就是对物理问题的整个系统进行研究的方法。
如果由几个物体组成的系统具有相同的加速度,一般可用整体法求加速度,但整体法不能求出系统的内力。
3.隔离法分析系统内各物理之间的相互作用时,需要选用隔离法,一般隔离受力较少的物体。
在某些情况下,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,通常先整体后隔离。
二.受力分析中的整体法和隔离法的应用1.整体法的应用例如,在粗糙水平面上有一个三角形木块abc,在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量为m1、m2的木块,且m1>m2,如图所示。
已知三角形木块和两物体都静止,讨论粗糙水平面与三角形木块之间的摩擦力问题。
这个问题的一种求解方法是:分别隔离1m 、2m 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1m 、2m 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,在水平方向上没有外力。
2.整体法和隔离法的综合应用不计物体间相互作用的内力,一般首先考虑整体法。
利用整体法,涉及的研究对象少,未知量少,方程少,求解简便;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。
举例说明(1),如下图,质量均为1kg 的10块相同的砖,平行紧靠成一直线放在光滑的地面上,第1块砖受到10N 的水平力作用,讨论第7块砖对第8块砖的压力的大小。
本题需要灵活选用整体和隔离思想求解,首先由整体法求出加速度,再将后3块和前7块作为两个整体来考虑,再用隔离求解。
方法01 整体法与隔离法在平衡问题中的应用(原卷版)-2023届高考物理二轮复习建模提分
思想方法01 整体法与隔离法在平衡问题中的应用一、方法概述1.方法概述整体法是指将相互关联的各个物体看成一个整体的方法,整体法的优点在于只需要分析整个系统与外界的关系,避开了系统内部繁杂的相互作用。
隔离法是指将某物体从周围物体中隔离出来,单独分析该物体的方法,隔离法的优点在于能把系统内各个物体所处的状态、物体状态变化的原因以及物体间的相互作用关系表达清楚。
2.解题技巧二、高考真题例证【例证1】(2022·海南·高考真题)我国的石桥世界闻名,如图,某桥由六块形状完全相同的石块组成,其中石块1、6固定,2、5质量相同为m,3、4质量相同为m',不计石块间的m m'为()摩擦,则:A.3B.3C.1D.22【例证2】(2022·浙江·统考高考真题)如图所示,一轻质晒衣架静置于水平地面上,水平横θ=︒,一重为G的物体悬挂在横杆中点,则每根杆与四根相同的斜杆垂直,两斜杆夹角60斜杆受到地面的()A .作用力为33G B .作用力为36G C .摩擦力为34G D .摩擦力为38G 【例证3】(2022·浙江·统考高考真题)如图所示,水平放置的电子秤上有一磁性玩具,玩具由哑铃状物件P 和左端有玻璃挡板的凹形底座Q 构成,其重量分别为P G 和Q G 。
用手使P 的左端与玻璃挡板靠近时,感受到P 对手有靠向玻璃挡板的力,P 与挡板接触后放开手,P 处于“磁悬浮”状态(即P 和Q 的其余部分均不接触),P 与Q 间的磁力大小为F 。
下列说法正确的是( )A .Q 对P 的磁力大小等于P GB .P 对Q 的磁力方向竖直向下C .Q 对电子秤的压力大小等于Q G +FD .电子秤对Q 的支持力大小等于P G +Q G(1)用整体法进行受力分析时不要再考虑系统内物体间的相互作用。
(2)用隔离法时一般隔离受力较少的物体。
三、强化训练过关一、单选题1.(2022·浙江·校联考模拟预测)如图所示为影视摄影区的特技演员高空速滑的图片,钢索与水平方向的夹角θ=30°,质量为m 的特技演员(轻绳、轻环质量忽略不计),利用轻绳通过轻质滑环悬吊在滑索下。
高三物理总复习 正交分解法整体法和隔离法
物理总复习:正交分解法、整体法和隔离法【考点梳理】要点一、整体法与隔离法1、连接体:由两个或两个以上的物体组成的物体系统称为连接体。
2、隔离体:把某个物体从系统中单独“隔离”出来,作为研究对象进行分析的方法叫做隔离法(称为“隔离审查对象”)。
3、整体法:把相互作用的多个物体视为一个系统、整体进行分析研究的方法称为整体法。
要点诠释: 处理连接体问题通常是整体法与隔离法配合使用。
作为连接体的整体,一般都是运动整体的加速度相同,可以由整体求解出加速度,然后应用于隔离后的每一部分;或者由隔离后的部分求解出加速度然后应用于整体。
处理连接体问题的关键是整体法与隔离法的配合使用。
隔离法和整体法是互相依存、互相补充的,两种方法互相配合交替使用,常能更有效地解决有关连接体问题。
要点二、正交分解法当物体受到两个以上的力作用而产生加速度时,常用正交分解法解题,多数情况下是把力正交分解在加速度方向和垂直加速度方向上,有:x F ma =(沿加速度方向) 0y F = (垂直于加速度方向)特殊情况下分解加速度比分解力更简单。
要点诠释:正确画出受力图;建立直角坐标系,特别要注意把力或加速度分解在x 轴和y 轴上;分别沿x 轴方向和y 轴方向应用牛顿第二定律列出方程。
一般沿x 轴方向(加速度方向)列出合外力等于ma 的方程,沿y 轴方向求出支持力,再列出f N μ=的方程,联立解这三个方程求出加速度。
要点三、合成法若物体只受两个力作用而产生加速度时,这是二力不平衡问题,通常应用合成法求解。
要点诠释:根据牛顿第二定律,利用平行四边形法则求出的两个力的合外力方向就是加速度方向。
特别是两个力相互垂直或相等时,应用力的合成法比较简单。
【典型例题】类型一、整体法和隔离法在牛顿第二定律中的应用例1、如图所示,质量为2m 的物块A ,质量为m 的物块B ,A 、B 两物体与地面的摩擦不计,在已知水平力F 的作用下,A 、B 一起做加速运动,A 对B 的作用力为________。
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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精心整理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bc am 1 m 2AOB PQFA BC θ ABF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FABCMFmθF12345MAmθBCAB v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,框架始终速度大小为( )A.gB.g m m M -C.0D.g mmM +3.A.T a C.T a 4.为M A.(5. A.C.6.C 7.A 的顶端P 处,细线的另一端拴一质量为m 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 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m 1和m 2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m 2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 =?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 ,图2-12 图2—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. B.C. D.【】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:m B.m:m0C.m0:(m+m0) D.m:(m-m0)【9.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+)(m+m0)g B.(1+)mgC.mgD.(m+m0)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. B.C. D.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).。