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。
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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