知识讲解物理学中整体法与隔离法Word格式.docx

1、【方法点拨】隔离法的缺点是涉及的因素多、比较繁杂。一般地说，对于不要求讨论系统内部情况的，首选整体法，解题过程简明、快捷；要讨论系统内部情况的，那么就必须运用隔离法了。实际应用中，隔离法和整体法往往同时交替使用。这种交替使用，往往是解决一些难题的关键和求解基础。【典型例题】类型一、整体法和隔离法在平衡状态中的应用例1、（2016 海南卷）如图，在水平桌面上放置一斜面体P，两长方体物块a和b叠放在P的斜面上，整个系统处于静止状态。若将a和b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表示。则（ ）Af1=0，f20，f30Bf10，f2=0，f3=0Cf10，f20，f3=0Df10

2、，f20，f30【思路点拨】分别对a、ab以及abP整体进行受力分析，根据平衡条件可明确各研究对象是否受到摩擦力的作用。【答案】C【解析】对a物体受力分析如图可知：a物体受重力、支持力的作用，有沿斜面向下滑动的趋势，因此a受到b向上的摩擦力，；再对ab物体整体受力分析如图可知：ab物体受重力、支持力的作用，有沿斜面向下滑动的趋势，因此b受到P向上的摩擦力，；对ab物体及P组成的整体受力如图所示：由平衡条件可知，整体在水平方向不受外力，；故只有C正确，ABD错。故选C 【总结升华】“整体隔离法”是力学中的重要方法，一定要熟练掌握，注意对于由多个问题组成的系统，不涉及内力时优先考虑以整体为研究对象

3、。举一反三【变式】在粗糙水平面上有一个三角形木块，在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量m1和m2的物体P和Q，如图所示若两物体分别沿左右两斜面匀速下滑过程中，三角形木块静止，则粗糙水平面对三角形木块的下列正确中的是（）A.有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向右B.有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向左C.有摩擦力的作用，但摩擦力的方向不能确定，因为m1、m2、1、2的数值并来给出D.以上结论都不对【答案】D【解析】两小物体虽然是运动的，但只要物体的加速度相同，则多个物体一定可以看作是一个整体处理。将三个物体看作整体，则整体受重力和支持力，因水平方向没有外力，故木块不受地面的摩擦力，故D正确；故选D例

4、2、如图，质量为=24kg的木板B放在水平地面上，质量为=22kg的木箱A放在木板B上。一根轻绳一端拴在天花板上，轻绳与水平方向的夹角为=37。 已知木箱A与B之间的动摩擦因数=0.5，现用水平方向大小为200N的力F将木板B从木箱A下面匀速抽出 （sin370.6，cos370.8，重力加速度g取10m/s），求木块B与地面之间的动摩擦因数的大小为（ ） A. 0.3 B. 0.4 C. 0.5 D. 0.6【答案】A【思路点拨】“将木板B从木箱A下面匀速抽出”，说明B所受合力为零，受力平衡。先隔离A求出绳子的拉力，再取整体求木块B与地面之间的动摩擦因数。 【解析】对物体A受力分析如图甲，由

5、题意得 由得 ，代入数据解得。对物体A、B整体受力分析如图乙，由题意得 由得 代入数据解得。故选项A正确。【总结升华】（1）在分析两个或两个以上物体间的相互作用时，一般采用整体法与隔离法进行分析。（2）采用整体法进行受力分析时，要注意各个物体的状态应该相同。本题中如果用力将木板B从木箱A下面匀加速抽出，显然不再是平衡状态了，状态发生了变化，就不能用整体法求解了。（3）当直接分析一个物体的受力不方便时，可转移研究对象，先分析另一个物体的受力，再根据牛顿第三定律分析该物体。【变式1】如图所示，轻绳的一端系在质量为物体上，另一端系在一个轻质圆环上，圆环套子在粗糙水平杆MN上，现用水平力F拉绳上一点，

6、使物体处于图中实线位置，然后改变F的大小使其缓慢下降到图中虚线位置，圆环仍在原来的位置不动，则在这一过程中，水平拉力F、环与杆的摩擦力Ff和环对杆的压力FN的变化情况是（ ）AF逐渐增大，Ff保持不变，FN逐渐增大 BF逐渐增大，Ff逐渐增大，FN保持不变 CF逐渐减小，Ff逐渐增大，FN逐渐减小 DF逐渐减小，Ff逐渐减小，FN保持不变【解析】竖直方向受力较少，整体在竖直方向受两个力：重力竖直向下，环对杆的支持力必然向上，FN=mg，所以环对杆的压力FN保持不变。再隔离开来看水平方向，作受力图减小，竖直方向：，绳拉力FT减小；水平方向：，则力 F减小；再用整体法看水平方向， F=Ff ，所以

7、摩擦力Ff逐渐减小。故正确选项为D。【高清课堂：牛顿第一定律、牛顿第三定律例3】【变式2】如图所示，四块质量均为m的木块A、B、C、D被两块相同的竖直木板静止夹住。A. B施于A的静摩擦力大小为mg，方向向下B.木板施于D的静摩擦力大小为2mg, 方向向下C. C受到静摩擦力的合力大小为mg，方向向上D. C施于B的静摩擦力为0【答案】ACD【解析】 首先对四个物体整体分析，受力如图1，木板施于D的静摩擦力大小为2mg， 方向向上，B错。对A，取A为研究对象受力如图2，A要平衡，右侧必然受向下的静摩擦力（等于mg），A正确。对C选项，C处于静止，合力为零，受力如图3，C受到静摩擦力的合力大小应

8、等于C的重力，方向向上。C正确。对D选项，分析B受力，受力如图4，B受重力，A对它的摩擦力大小为mg，方向向上，可见B已经平衡了，所以C对B没有静摩擦力，D正确。类型二、整体法和隔离法在动力学问题中的应用由于系统内物体间没有相对运动，即整体内每个物体都具有相同的速度和加速度，这是整体所受的合力提供整体运动的加速度。这种情况利用整体法，更容易把握整体的受力情况和整体的运动特点。对于“连接体”求相互作用力问题，先利用整体法求出加速度，再利用隔离法求出相互作用力。例3、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的木块间用不可伸长的轻绳相连，木块间的最大静摩擦力是，现用水平

9、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. 【答案】B【思路点拨】求“轻绳对m的最大拉力”是典型的“连接体”问题，应该应用整体法和隔离法求解。【解析】先利用整体法：以四个木块为研究对象，由牛顿第二定律得 再利用隔离法：绳的拉力最大时，m与2m间的摩擦力刚好为最大静摩擦力, 以2m（右边的）为研究对象，受力图如图，则 由于根据 不能求出轻绳对m的最大拉力， 再隔离右上方的m，对其进行受力分析如图有 ，联立以上三式得 故B正确。【总结升华】应明确解题思路：应用整体法和隔离法求解；理解“最大拉力”与“最大静摩擦力”相对应。【变式1

10、】如图所示，水平地面上两个完全相同的物体A和B紧靠在一起，在水平推力F的作用下运动，FAB代表A、B间的作用力，则（ ）A.若地面是完全光滑的，则FAB=FB.若地面是完全光滑的，则C.若地面的动摩擦因数为，则FAB=FD.若地面的动摩擦因数为，则【答案】BD【解析】设物体的质量为m，且与地面间有摩擦，A、B加速度相同，以整体为研究对象，由牛顿第二定律有，隔离B，由牛顿第二定律有联立解得.若地面是完全光滑的，同理.故选项BD正确。【变式2】光滑的水平面上叠放有质量分别为m和m/2的两木块。下方木块与一劲度系数为k的弹簧相连，弹簧的另一端固定在墙上，如图所示。已知两木块之间的最大静摩擦力为f，为

11、使这两个木块组成的系统象一个整体一样地振动，系统的最大振幅为（ ） A B C D【解析】物体做简谐运动，取整体为研究对象，弹簧的弹力充当回复力。取上面的小物块为研究对象，则是由静摩擦力充当回复力。当两物体间的摩擦力达到最大静摩擦力时，两物体达到了简谐运动的最大振幅。又因为两个物体具有共同的加速度，根据牛顿第二定律对小物体有，取整体有，两式联立可得，答案为C。类型三、整体法和隔离法在动能定理、能量转化和守恒定律中的应用 例4、（2015 福建卷）如图，质量为M的小车静止在光滑的水平面上，小车AB段是半径为R的四分之一圆弧光滑轨道，BC段是长为L的水平粗糙轨道，两段轨道相切于B点，一质量为m的滑

12、块在小车上从A点静止开始沿轨道滑下，重力加速度为g。（1）若固定小车，求滑块运动过程中对小车的最大压力；（2）若不固定小车，滑块仍从A点由静止下滑，然后滑入BC轨道，最后从C点滑出小车，已知滑块质量,在任一时刻滑块相对地面速度的水平分量是小车速度大小的2倍，滑块与轨道BC间的动摩擦因数为，求： 滑块运动过程中，小车的最大速度vm； 滑块从B到C运动过程中，小车的位移大小s。【答案】：（1）3mg （2） s=L/3【解析】（1）由图知，滑块运动到B点时对小车的压力最大，从A到B，根据动能定理：在B点：联立解得： FN=3mg，根据牛顿第三定律得，滑块对小车的最大压力为3mg（2）若不固定小车，

13、 滑块到达B点时，小车的速度最大，根据动量守恒可得：mv=Mvm从A到B，根据能量守恒：设滑块到C处时小车的速度为v，则滑块的速度为2v，根据能量守恒：解得：小车的加速度：根据s=L/3【变式】如图所示，A、B是位于水平面上的质量相等的小滑块，离墙壁距离分别为2L和L，与水平面间的动摩擦因数均为，今给A以某一向左的初速度使A向左滑动，假定A、B之间及B与墙壁之间的碰撞时间很短，且均无能量损失，若要使A始终不向右滑动，A的初速度最大不超过多大？【答案】【解析】A以向左作匀减速运动，与B碰后速度交换，A静止，B以向左作匀减速运动，与墙碰后向右作匀减速运动，若B运动到A处速度刚好减为零，则就是使A始终不向右滑动的最大速度 用整体法考虑，研究对象取A、B组成的系统，研究过程取从A开始运动到B刚好停止的全过程由动能定理得解得 说明：本题整体综合分析了研究对象和运动的全过程动能定理（以及动量定理）一般适用于一个物体，但也适用于一个物体系利用动能定理整体法解题时，要注意系