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1、整体法与隔离法第1页，本讲稿共50页高考命题中隔离法与整体法由来已久，考查考生综合分析能力，起初是多以平衡态下的连接体的题呈现在卷面上，随着高考对能力要求的不断提高，近几年加强了对非平衡态下连接体的考查力度.隔离与整体有两种情况，一是物体的隔离与整体，二是过程的隔离与整体，夲讲只讨论物体的隔离与整体。2一、教材分析第2页，本讲稿共50页二、学情分析由于深圳初中“科学”与高中物理严重脱节，对高一物理的学习造成很大的困难。高一必修课门数多时间紧，相当一部分学生的力学知识匮乏对多物体多过程的问题力不从心。最关键的问题体现在受力分析、作力的三角形等方面。受力分析中的连接体问题更为突出。3第3页，本讲稿
2、共50页三、个性分析学生：年级：学校：自述：高一玩心重，多学习放松，基础没打好，高二电学跟不上，几乎要放弃。检测：用高一必修应届试卷测试，满分100分，得分8分。交谈发现知识、方法漏洞太多，计算能力很差，应考能力方面仅会瞎蒙胡猜。学习习惯及学习方法已成为制约学习的瓶颈。优势：有较强的危机感，学习积极性较高，性格较为稳重。4第4页，本讲稿共50页四、辅导方案探测教学法查出知识缺陷，理清概念、规律，加大训练，培养动手写、画的习惯，逐步培养正确的学习习惯，提高思维、计算能力。先放弃大题综合题，重点抓基础，循序渐进，稳扎稳打。进度表：略本课的背景：已复习完质点运动、三种力、物体受力的初步分析。5第5页
3、，本讲稿共50页五、物体的受力分析五、物体的受力分析6第6页，本讲稿共50页产生原因或条件方向大小重力由于地球的吸引而产生总是竖直向下(铅直向下或垂直水平面向下)，注意不一定指向地心，不一定垂直地面向下G重mgG地球表面附近一切物体都受重力作用，与物体是否处于超重或失重状态无关弹力接触弹性形变支持力的方向总是垂直于接触面而指向被支持的物体压力的方向总是垂直于接触面而指向被压的物体绳的拉力总是沿着绳而指向绳收缩的方向Fkx弹力的大小往往利用平衡条件和牛顿第二定律求解摩擦力滑动摩擦力接触，接触面粗糙存在正压力与接触面有相对运动与接触面的相对运动方向相反fFN只与、FN有关，与接触面积、相对速度、加
4、速度均无关静摩擦力接触，接触面粗糙存在正压力与接触面存在相对运动的趋势与接触面相对运动的趋势相反与产生相对运动趋势的动力的大小相等存在最大静摩擦力，最大静摩擦力的大小由粗糙程度、正压力决定1、常见五种力、常见五种力7第7页，本讲稿共50页产生原因或条件方向大小电场力点电荷间的库仑力：真空中两个点电荷之间的相互作用作用力的方向沿两点电荷的连线，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引Fk电场对处于其中的电荷的作用正电荷的受力方向与该处场强的方向一致，负电荷的受力方向与该处场强的方向相反FqE磁场力安培力：磁场对通电导线的作用力FB，FI，即安培力F垂直于电流I和磁感应强度B所确定的平面安培力的方向可用
5、左手定则来判断FBIL安培力的实质是运动电荷受洛伦兹力作用的宏观表现洛伦兹力：运动电荷在磁场中所受到的力用左手定则判断洛伦兹力的方向特别要注意四指应指向正电荷的运动方向；若为负电荷，则四指指向运动的反方向带电粒子平行于磁场方向运动时，不受洛伦兹力的作用；带电粒子垂直于磁场方向运动时，所受洛伦兹力最大，即f洛qvB8第8页，本讲稿共50页2、受力分析两种方法整体法隔离法概念将几个物体作为一个整体来分析的方法将研究对象与周围物体分隔开的方法选用原则研究系统外的物体对系统整体的作用力研究系统内物体之间的相互作用力注意问题分析整体周围其他物体对整体的作用。而不画整体内部物体间的相互作用。分析它受到周围
6、其他物体对它的作用力9第9页，本讲稿共50页3.受力分析的原则（1）只分析受力不分析施力只分析受力不分析施力-不要把研究对象的受力与其他物体的受力混淆.（2）只分析外力不分析内力只分析外力不分析内力对连接体的受力分析能突出隔离法的优点，隔离法能使某些内力转化为外力处理，以便应用牛顿第二定律但在选择研究对象时一定要根据需要，它可以是连接体中的一个物体或其中的几个物体，也可以是整体，千万不要盲目隔离以免使问题复杂化（3）只分析性质力不分析效果力只分析性质力不分析效果力 “向心力”、“回复力”等效果力，并不是物体实际受到的力，分析受力时应注意.（4）只分析只分析实质的力不分析合力与分力实质的力不分析
7、合力与分力-受力分析时不能分解或合成。不能重复考虑。10第10页，本讲稿共50页4、受力分析的步骤：、受力分析的步骤：.为了在受力分析时不多分析力，也不漏力，一般情况下按下面的步骤进行：（1）确定研究对象可以是某个物体也可以是整体。（2）按顺序画力a先画重力：作用点画在物体的重心，方向竖直向下。b次画已知力c再画接触力（弹力和摩擦力）：看研究对象跟周围其他物体有几个接触点（面），先对某个接触点（面）分析，若有挤压，则画出弹力，若还有相对运动或相对运动的趋势，则再画出摩擦力。分析完一个接触点（面）后，再依次分析其他的接触点（面）。d再画其他场力：看是否有电、磁场力作用，如有则画出。（3）验证：a
8、每一个力都应找到对应的施力物体b.受的力应与物体的运动状态对应。11第11页，本讲稿共50页5、常见的错误及防范的办法、常见的错误及防范的办法（1）多画力。a.研究对象不明，错将其他物体受到的力画入。b.虚构力，将不存在的力画入。c.将合力和分力重复画入。要防止多画力。第一，彻底隔离研究对象。第二，每画一个力要心中默念受力物体和施力物体。(2)少画力。少画力往往是由受力分析过程混乱所致，因此a.要严格按顺序分析。b.分析弹力和摩擦力时，所有接触点都要分析到。(3)错画力。即把力的方向画错。防范办法是要按规律作12第12页，本讲稿共50页6、研究对象的选择、研究对象的选择选择研究对象是解决物理问
9、题的首要环节在很多物理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法不同会影响求解的繁简程度对于连结体问题，通常用隔离法，但有时也可采用整对于连结体问题，通常用隔离法，但有时也可采用整体法体法如果能够运用整体法，我们应该优先采用整体法，这样涉如果能够运用整体法，我们应该优先采用整体法，这样涉及的研究对象少，未知量少，方程少，求解简便；及的研究对象少，未知量少，方程少，求解简便；不计物体间相互作用的内力，或物体系内的物体的运动不计物体间相互作用的内力，或物体系内的物
10、体的运动状态相同，一般首先考虑整体法状态相同，一般首先考虑整体法对于大多数动力学问题，单纯采用整体法并不一定能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解决，通常采用整体法与隔离法相结合的方法13第13页，本讲稿共50页【一一】、什么是隔离法？、什么是隔离法？什么情况下可用隔离法？什么情况下可用隔离法？隔离法就是把某个物体从系统中分离出来（或把某个过程从整个过程中分离出来）的方法。如果求解对象是系统的内力，一般要用隔离法把某一物体从系统中分离出来。当两个物体运动状态不同时宜先考虑隔离法。六、分类讨论14第14页，本讲稿共50页例例1、如图所示，质量为
11、m1的木块受到向右的拉力F的作用沿质量为m2的长木板向右滑行，长木板保持静止状态。已知木块与长木板问的动摩擦因数为1，长木板与地面间的动摩擦因数为2，则（）A长木板受到地面的摩擦力大小一定为2（m1+m2）gB长木板受到地面的摩擦力大小一定为1m1gC若改变F的大小，当F2（m1+m2）g时，长木板将开始运动D无论怎样改变F的大小，长木板都不可能运动15第15页，本讲稿共50页【解析】因木板与地面保持相对静止，故m2受到的摩擦力是静摩擦力.分析m2的受力，竖直方向上，受到重力、m1的压力、地面的支持力，而水平方向上，受到m1对它的摩擦力和地面对它的摩擦力，木板在水平方向上处于平衡状态，地面对它
12、的摩擦力大小与m1对它的摩擦力大小相等，要求地面对它的摩擦力，只要求出m1对它的摩擦力即可.分析m1的受力，竖直方向上，受重力、支持力，水平方向上受拉力F和m2对它的摩擦力，因m1在m2上滑动，它受的滑动摩擦力f1=m1g，故木板受地面的摩擦力大小f2=m1g.由以上分析可见，地面对木板的摩擦力大小与F的大小及m1的运动速度无关，故无论怎样改变F的大小，木板都不会运动.答案选A、D.16第16页，本讲稿共50页BAC例2、如图示如图示,A、B两个小球在水平放置的细杆上，相距为两个小球在水平放置的细杆上，相距为l，两下球各用一根长也是，两下球各用一根长也是l的细绳连接的细绳连接C球，三个球的质量
13、都球，三个球的质量都是是m，求杆对小球作用力的大小和方向。，求杆对小球作用力的大小和方向。解：解：对对C球，受力如图示：球，受力如图示：mgTT由平衡条件得由平衡条件得2Tcos30=mg对对A球，受力如图示：球，受力如图示：mgfNAT由平衡条件得由平衡条件得NA=Tcos30+mg=1.5mgFA杆对小球作用力的大小为杆对小球作用力的大小为FAtan=f/NA=0.1924=10.917第17页，本讲稿共50页BAC解二解二：对对C球，受力如图示：球，受力如图示：mgTT由平衡条件得由平衡条件得2Tcos30=mg对对A球，受力如图示：球，受力如图示：FA为杆对为杆对A球的作用力球的作用力
14、(杆对杆对A球球的作用力的作用力是杆对是杆对A球的弹力和摩擦力的合力）球的弹力和摩擦力的合力）mgTFA由平衡条件得由平衡条件得18第18页，本讲稿共50页例例3、木块A、B分别重50N和60N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25；夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm，弹簧的劲度系数为400N/m。系统置于水平地面上静止不动。现用F=1N的水平拉力作用在木块B上。如右图所示.力F作用后()A.木块A所受摩擦力大小是12.5NB.木块A所受摩擦力大小是11.5NC.木块B所受摩擦力大小是9ND.木块B所受摩擦力大小是7NABFC提示：先分别画出AB受力图，再计算出弹力大小，由平衡算出各摩
15、擦力大小后再用最大静摩擦力检验。19第19页，本讲稿共50页例例4、如图所示，一物体恰能在一个斜面体上沿斜面匀速下滑，设此过程中斜面受到水平地面的摩擦力为f1。若沿此斜面方向用力向下推此物体，使物体加速下滑，设此过程中斜面受到地面的摩擦力为f2。则（）（A）f1为零，f2为零（B）f1为零，f2不为零（C）f1不为零，f2为零（D）f1不为零，f2不为零A20第20页，本讲稿共50页极端法例例5、在光滑水平面上放置两长度相同、质量分别为m1和m2的木板P、Q，在木板的左端各有一大小、形状、质量完全相同的物块a和b，木板和物块均处于静止状态。现对物块a和b分别施加水平恒力F1和F2，使它们向右运
16、动。当物块与木板分离时，P、Q的速度分别为v1、v2，物块a、b相对地面的位移分别为s1、s2。已知两物块与木板间的动摩擦因数相同，下列判断正确的是()A若F1F2、m1m2，则、S1=S2B若F1F2、m1F2、m1=m2，则、S1S2D若F1S2提示：两个量不等时让大的无限大，小的极小。F1aPF2bQqD21第21页，本讲稿共50页加速的物体占用力例例6、如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m和3m的三个木块，其中质量为2m和3m的木块间用一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为T。现用水平拉力F拉其中一个质量为3m的木块，使三个木块以同一加速度运动，则以下说法正确的是（）A质
17、量为2m的木块受到四个力的作用B当F逐渐增大到T时，轻绳刚好被拉断C当F逐渐增大到T时，轻绳还不会被拉断D轻绳刚要被拉断时，质量为m和2m的木块间的摩擦力为m2m3mFC5个排除后两物体：T=3ma,质量m的物体：f=ma22第22页，本讲稿共50页例例7、如图所示，不计绳的质量以及绳与滑轮的摩擦，物体A的质量为M，水平面光滑，当在绳的B端挂一质量为m的物体时，物体A的加速度为a1，当在绳B端施以F=mg的竖直向下的拉力作用时，A的加速度为a2，则a1与a2的大小关系是（）Aa1a2Ba1a2Ca1a2D无法确定ABFC23第23页，本讲稿共50页画V-t图分析例例8、如图所示，质量相同的木块
18、A、B用轻弹簧连接置于光滑的水平面上，开始时两木块静止且弹簧处于原长状态。现用水平恒力F推木块A，则从开始到弹簧第一次被压缩到最短的过程中：()A两木块速度相同时，加速度aAvBCB的加速度一直在增大DA的加速度先减小后增大FABABCtv0AB24第24页，本讲稿共50页巧妙隔离例例9、如图所示，一弧形的石拱桥由四块完全相同的石块垒成，每块石块的左、右两个截面间所夹的圆心角为30，第1、4块石块固定在地面上，直线OA沿竖直方向.则第2、3块石块间的作用力F23和第1、2块石块间的作用力F12之比为（）（不计石块间的摩擦力）A.BCD【答案答案】A【解析】设每块石块的重力为G，第2、3块石块间
19、的作用力为F23，第1、2块石块间的作用力为F12，以第2块石块为研究对象，受力如图所示.由物体的平衡：F12cos30=F23解得25第25页，本讲稿共50页【二】、整体法整体法整体法：在研究物理问题时，把所研究的对象作为一个整体来处理的方法称为整体法。应用整体法就是用整体的观点去认识问题，解决问题不为局部现象所迷惑，从整体上把握事物及其变化的规律。应用整体法可以避免对事物内部进行繁琐的分析，具有方便简捷的优点。采用整体法时不仅可以把几个物体作为整体，也可以把几个物理过程作为一个整体，采用整体法可以避免对整体内部进行繁锁的分析，常常使问题解答更简便、明了。运用整体法解题的基本步骤：明确研究的
20、系统或运动的全过程.画出系统的受力图和运动全过程的示意图.寻找未知量与已知量之间的关系，选择适当的物理规律列方程求解整体与局部具有相对性，整体在更大范围内就成为局部，而局部在更小的范围内就成为整体，关键在于处理具体问题时如何界定整体的范围。26第26页，本讲稿共50页例10、如图2所示，轻质弹簧连接A、B两物体，A放在水平地面上，B的上端通过细线挂在天花板上；已知A的重力为8N，B的重力为6N，弹簧的弹力为4N则地面受到的压力大小和细线受到的拉力大小可能是（）A18N和10NB4N和10NC12N和2ND14N和2NAB图2BC8+6=14A:18+1014C:12+2=14D:14+214B
21、:4+10=1427第27页，本讲稿共50页例例11、如图所示，一质量为M的直角劈B放在水平面上，在劈的斜面上放一质量为m的物体A，在A运动的过程中直角劈B相对地面始终静止，则关于地面对劈的摩擦力f及支持力N正确的是（1）劈B上表面光滑，无外力下滑（）（2）在A匀速下滑时突然对A施加一个沿斜面向上的外力F使A减速下滑过程（）（3）用一沿斜面向上的力F作用于A上，使其沿斜面匀速上滑，在A上滑过程（）Af=0，N=Mg+mg Bf向左，NMg+mgCf向右，N a1，将、代入可得F(1+2)(M+m)g40第40页，本讲稿共50页例例2121直线运动,求在下列各种情况下绳中张力。FMm(1)地面光
22、滑，T=?(2)地面粗糙，T=？FMm解：（1）由牛顿第二定律，对整体可得：F=(M+m)a隔离m可得：T=ma联立解得：T=mF/(M+m)(2)由牛顿第二定律，对整体可得：F-(M+m)g=(M+m)a隔离m可得：T-mg=ma联立解得：T=mF/(M+m)FMmTFMmTf力的分配与质量成正比，与力的分配与质量成正比，与摩擦无关与方位无关。摩擦无关与方位无关。41第41页，本讲稿共50页(3)竖直加速上升，T=?(4)斜面光滑，加速上升，T=?MmFmMF解：由牛顿第二定律，对整体可得：F-(M+m)g=(M+m)a隔离m可得：T-mg=ma联立解得：T=mF/(M+m)解：由牛顿第二定
23、律，对整体可得：F-(M+m)gsin=(M+m)a隔离m可得：T-mgsin=ma联立解得：T=mF/(M+m)42第42页，本讲稿共50页总结：无论m、M质量大小关系如何，无论接触面是否光滑，无论在水平面、斜面或竖直面内运动，细线上的张力大小不变。动力分配原则：两个直接接触或通过细线相连的物体在外力的作用下以共同的加速度运动时，各个物体分得的动力与自身的质量成正比，与两物体的总质量成反比。条件：加速度相同；接触面相同FMm43第43页，本讲稿共50页拓展拓展22如图所示，质量分别为mA、mB的A、B两物块用轻线连接放在倾角为的斜面上，用始终平行于斜面向上的拉力F拉A，使它们沿斜面匀加速上升
24、，A、B与斜面的动摩擦因数均为，为了增加轻线上的张力，可行的办法是（）A减小A物的质量 B增大B物的质量C增大倾角 D增大动摩擦因数答案：AB44第44页，本讲稿共50页Fm0m23如图所示，弹簧秤外壳质量为m0，弹簧及挂钩的质量忽略不计，挂钩吊着一重物质量为m，现用一方向竖直向上的外力F拉着弹簧秤，使其向上做匀加速运动，则弹簧秤的读数为：（）A.mg B.C.D.答案：C45第45页，本讲稿共50页24.光滑水平桌面上有一链条，共有(P+Q)个环，每个环的质量均为m。链条右端受到一水平拉力F，如右图所示，则从右向左数，第P环对第(P+1)环的拉力是AF B(P+1)F C.QF/（P+Q）D
25、.PF/（P+Q）答案：C46第46页，本讲稿共50页小结论的应用例例25、如图所示，倾角为30的斜面体固定在水平地面上，一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和物块B，跨过固定于斜面体顶端的滑轮O（可视为质点）A的质量为m，B的质量为4m开始时，用手托住A，使OA段绳恰处于水平伸直状态（绳中无拉力），OB绳平行于斜面，此时B静止不动将A由静止释放，在其下摆过程中B始终保持静止则在绳子到达竖直位置之前，下列说法正确的是（）A物块B受到的摩擦力一直沿着斜面向上B物块B受到的摩擦力先减小后增大C绳子的张力一直增大D地面对斜面体的摩擦力方向一直水平向右D球摆到最大点时绳子对球的拉力为3mg47第47页
26、，本讲稿共50页例26如图所示，放置在水平地面上的支架质量为M，支架顶端用细线拴着的摆球质量为m，现将摆球拉至水平位置，而后释放，摆球运动过程中，支架始终不动，以下说法正确的是()A在释放瞬间，支架对地面压力为（m+M）gB在释放瞬间，支架对地面压力为MgC摆球到达最低点时，支架对地面压力为(m+M)gD摆球到达最低点时，支架对地面压力为(3m+M)gBD球摆到最大点时绳子对球的拉力为3mg48第48页，本讲稿共50页整体与隔离中的极值例27、在工厂里经常能看到利用汽车通过钢绳移动物体的情景，如图所示假设钢绳的质量可忽略不计，物体的质量为m，物体与水平地面的动摩擦因数为，汽车的质量为m0，汽车
27、运动中受到的阻力跟它对地面的压力成正比，比例常数为k，且k.要使汽车匀速运动时的牵引力最小，角应为()A0B30C45D60【解析】对整体由平衡方程得Fk(m0gF1sin)(mgF1sin)km0gmgF1(k)sin，因为F1(k)0，故sin0时，牵引力最小A49第49页，本讲稿共50页 说明：本课件内容较多，建议对不同学说明：本课件内容较多，建议对不同学说明：本课件内容较多，建议对不同学说明：本课件内容较多，建议对不同学生选择使用。生选择使用。生选择使用。生选择使用。谢谢光临，不妥之处请批谢谢光临，不妥之处请批谢谢光临，不妥之处请批谢谢光临，不妥之处请批评指正。评指正。评指正。评指正。50第50页，本讲稿共50页