高中物理讲义：整体法、隔离法的应用(基础)

整体法、隔离法的应用

【考点归纳】

一、整体法与隔离法

在进行受力分析时，第一步就是选取研究对象。选取的研究对象可以是一个物体（质点），也可以是由几个物体组成的整体（质点组）。

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。

二、解答平衡问题常用的物理方法

1.隔离法与整体法

隔离法：为了弄清系统（接连体）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、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。

2.整体法：当只涉及研究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）明确研究的系统和运动的全过程；

（2）画出系统整体的受力图和运动全过程的示意图；

（3）选用适当的物理规律列方程求解。

隔离法和整体法常常需交叉运用，从而优化解题思路和方法，使解题简捷明快。

三、图解法分析动态平衡问题

所谓动态平衡问题是指通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢变化，而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态，利用图解法解决此类问题的基本方法是：对研究对象在状态变化过程中的若干状态进行受力分析，依据某一参量的变化，在同一图中做出物体在若干状态下的平衡力图（力的平行四边形简化为三角形），再由动态的力四边形各边长度变化及角度变化确定力的大小及方向的变化情况。

四、临界状态处理方法—假设法

某种物理现象变化为另一种物理现象的转折状态叫做临界状态，平衡物体的临界状态是指物体所处的平衡状态将要破坏、而尚未破坏的状态。解答平衡物体的临界问题时可用假设法。运用假设法解题的基本步骤是：

（1）明确研究对象；

（2）画受力图；

（3）假设可发生的临界现象；

（4）列出满足所发生的临界现象的平衡方程求解。

1.（2020·宜宾市叙州区第二中学校高三）如图所示，在一内壁光滑的半圆球壳内有两个可视为质点的小球用一劲度系数为k的轻弹簧连接着，已知球壳固定且内半径为R，两小球质量均为m.两小球与弹簧静止时处在同一水平线上，小球与球壳球心连线与水平方向成 角，弹簧形变在弹性限度范围内，则弹簧的原长为（）

A.tan mg

k θ

B.

2tan mg

k θ

C.2cos tan mg R k θθ

+ D.2cos 2tan mg R k θθ

+ 2.（2019·河北高二期末）如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O 点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的.一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m 1和m 2的小球，当它们处于平衡状态时，质量为m 1的小球与O 点的连线与水平线的夹角为α=60°.两小球的质量比

为( )

A. B. C. D.

3.（2019·黑龙江大庆一中高一月考）如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O 是球心，碗的内表面光滑.一根轻质杆的两端固定有两个小球，质量分别是m 1、m 2.当它们静止时，m 1、m 2与球心的连线跟水平面分别成60°、30°角，则两小球质量m 1与m 2的比值是（ ）

A.1∶2

B.3:1

C.2∶1

D.3:2

4.（2020·河北高三专题练习）如图所示，两个质量为m 1的小球套在竖直放置的光滑支架上，支架的夹角为120°，用轻绳将两球与质量为m 2的小球连接，系统平衡时绳与杆构成一个菱形，则m 1:m 2为( )

A.1∶1

B.1∶2

C.1∶3

D.3∶2

5.（2020·全国高三专题练习）如图所示，a、b两个小球穿在一根光滑的固定杆上，并且通过一条细绳跨过定滑轮连接.已知b球质量为m，杆与水平面的夹角为30°，不计所有摩擦.当两球静止时，Oa段绳与杆的夹角也为30°，Ob段绳沿竖直方向，则a球的质量为（）

A.3m

B.3

m C.

3

m D.2m

6.（2019·全国高一专题练习）如图所示，一条细绳跨过定滑轮连接物体、，悬挂起来，穿在一根竖直杆上，两物体均静止，细绳与滑轮间的摩擦不计，已知细绳与竖直杆间的夹角为，、的质量分别为、，则（）

A. B. C.杆对的弹力大小为 D.杆对的摩擦力大小为

7.（2019·全国高一单元测试）如图所示，两相同轻质硬杆OO1、OO2可绕其两端垂直纸面的水平轴O、O1、O2转动，在O点悬挂一重物M，将两相同木块m紧压在竖直挡板上，此时整个系统保持静止。F f表示木块与挡板间摩擦力的大小，F N表示木块与挡板间正压力的大小。若挡板间的距离稍许增大后，系统仍静止且O1、O2始终等高，则（）