整体法与隔离法的应用
整体法和隔离法
整体法和隔离法一．整体法和隔离法在平衡中的应用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。
在力学中，就是把几个物体视为一个整体，作为研究对象，受力分析时，只分析这一整体对象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〕。
整体法的思维特点：整体法是从局部到全局的思维过程，是系统论中的整体原理在物理中的应用。
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。
3.实例分析例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。
由平衡条件有甲垂直斜面方向：①平行斜面方向：②再对斜面体受力分析，如图乙所示，由平衡条件有乙水平方向：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：因此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：丙水平方向：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。
第6讲 有加速度的 整体法和隔离法的应用1
第6讲 整体法和隔离法的应用一般整体法和隔离法结合起来使用，一般先整体受力分析求出a ，再对其中一个物体隔离求受力。
概念 选用原则注意问题整体法将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析1.至少有两个物体。
2.物体的加速度相同。
3.不能求物体间的力。
1．整体中任一物体受到的外力都是整体受到的力。
2．不用考虑整体内部各个物体间的相互作用力3．要会选择合适的整体。
4．F 合=m 合 a ，即m 与F 合要对应。
隔离法 将研究对象与周围物体分隔开，单独分析研究系统内物体之间的相互作用力一般隔离分析受力较少的物体类型二：a 相同且都不等于0。
22．(2004年全国卷 )如图所示，两个用轻线相连的位于光滑水平面上的物块，质量分别为m 1和m 2，拉力F 1和F 2方向相反，与轻线沿同一水平直线，且F 1＞F 2。
试求在两个物块运动过程中轻线的拉力T 的大小。
23．如图所示，A 和B 两物体相互接触，并静止在水平面上．现有两个水平推力F 1、F 2分别作用在A 、B 上，A 、B 两物体仍保持静止，则A 、B 之间的作用力大小是 A.一定等于零 B ．不等于零，但小于F 1 C ．一定等于F 1 D ．可能等于F 224．一根粗细均匀的铜棒的质量为m ，放在光滑的水平面上，在铜棒轴线方向受水平向右的拉力F 而做匀加速直线运动，则棒中自左向右各截面处的张力大小为A ．都等于FB ．逐渐增大C ．逐渐减小D ．都等于零25．(1998年全国卷)。
如图3-12，质量为2m 的物块A 与质量为m 的物块B 之间以及B 与地面的动摩擦因数为μ，在已知水平力F 的作用下，A 、B 做加速运动，A 对B 的作用力为 .15．质量分别为M 和m 的两物体靠在一起放在光滑水平面上．用水平推力F 向右推M ，两物体向右加速运动时，M 、m 间的作用力为F N1；用水平力F 向左推m ，使M 、m 一起加速向左运动时，M 、m 间的作用力为F N2，如图(1)、(2)所示．则( ) A ．F N1∶F N2＝1∶1 B ．F N1∶F N2＝m ∶MC ．F N1∶F N2＝M ∶mD ．条件不足，无法比较F N1、F N2的大小26．(2007年江苏卷)。
第四讲：整体隔离法,动态平衡问题
第三章 相互作用第四讲：整体隔离法，动态平衡问题一、整体法与隔离法在平衡问题中的应用1．整体法：研究外力对物体系统的作用时，一般选用整体法。
因为不用考虑系统内力，所以这种方法更简便，总之，能用整体法解决的问题不用隔离法。
2．隔离法：分析系统内各物体(各部分)间的相互作用时，需要选用隔离法，一般情况下隔离受力较少的物体。
练习题1、如图，在光滑的水平面上叠放三个完全相同的木块，水平细绳绕过 定滑轮，两端分别系在第1、第3木块上，用水平力F 拉第3块木块 但未拉动。
设第1块和第2块、第2块和第3块之间的摩擦力大小 分别为f 12和f 23，且滑轮的摩擦不计，则应有（ ）A ．f 12<f 23B ．f 12>f 23C ．f 12=f 23D ．f 12=F/22、（08海南高考）如图，质量为M 的楔形物块静置在水平地面上，其斜面的倾角为θ．斜面上有一质量为m 的小物块，小物块与斜面之间存在摩擦．用恒力F 沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑．在小物块运动的过程中，楔形物块始终保持静止．地面对楔形物块的支持力为( ) A ．（M ＋m ）g B ．（M ＋m ）g －FC ．（M ＋m ）g ＋F sin θD ．（M ＋m ）g －F sin θ3、如图所示，质量分别为、的两个物体通过轻弹簧连接，在力的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动（在地面，在空中），力与水平方向成角。
则所受支持力N 和摩擦力正确的是（ ）A ．B ．C ．D ．4、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．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，则碗对两小球的弹力F 1、F 2大小之比( )A ． B.3C ． 3 D.35、(2014·浙江五校联考)如图7所示，在足够长水平传送带上有三个质量分别为m 1、m 2、m 3的小木块(长度不计)1、2、3，中间分别用一原长为L ，劲度系数为k 的轻弹簧连接起来，木块与传送带间的动摩擦因数为μ，现用水平细绳将木块1固定在左边的墙上，传送带按图1m 2m F 1m 2m F θ1m f 12sin N m g m g F θ=+-12cos N m g m g F θ=+-cos f F θ=sin f F θ=示方向匀速运动，当三个木块达到平衡后，1、3两木块之间的距离是( )A ．2L ＋μ(m 2＋m 3)g /kB ．2L ＋μ(2m 2＋m 3)g /kC ．2L ＋μ(m 2＋2m 3)g /kD ．2L ＋μ(m 1＋m 2＋m 3)g /k6、如图2－22所示，50个大小相同，质量均为m 的小物块，在平行于斜面向上的恒力F 作用下一起沿斜面向上匀速运动．已知斜面足够长，倾角为30°，各物块与斜面的动摩擦因数相同，重力加速度为g ，则第3个小物块对第2个小物块的作用力大小为( )．A.125F B.2425F C ．24mg ＋F 2D ．因为动摩擦因数未知，所以不能确定二、解决动态平衡问题的三种方法通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢地变化，物体在这一变化过程中始终处于一系列的平衡状态中，这种平衡称为动态平衡。
专题整体法和隔离法的应用
a＝MFAA＝MFBB＝9－3 2t＝3＋6 2t 故分离前的运动时间为 t＝2.5 s，则分离时的速度 v＝at≈3.3 m/s. (3)位移 s＝12at2≈4.2 m. 答案：(1)初速度为零的匀加速直线运动 (2)3.3 m/s，43 m/s2 (3)4.2 m
变式训练3-1 如右图所示，在劲度系数为k旳弹簧 下端挂有质量为m旳物体，开始用托盘托住物体，使弹簧 保持原长，然后托盘以加速度a匀加速下降(a<g)，求经过 多长时间托盘与物体分离．
解析：当托盘以加速度a匀加速下降时，托盘与物体 具有相同旳加速度，在下降过程中，物体所受旳弹力逐渐 增大，支持力逐渐减小，当托盘与物体分离时，支持力为 零．设弹簧旳伸长量为x，以物体为研究对象，根据牛顿 第二定律，有：
(2)设分离前两物体之间的正压力为 F′ 由 a＝9－2Mt－A F′＝F′＋M3B＋2t，得 t＝0，F′＝5 N 由于 FA 随 t 的增加而减小，FB 随 t 的增加而增加，可以 断定，分离前随着时间的增加，两物体之间的正压力 F′逐 渐减小，分离时两者之间的正压力 F′为零． 分离时两者的速度和加速度相等，加速度仍为 a＝43 m/s2. 此时两者之间的作用力为零，由加速度相等得：
变式训练1-1 质量分别为m1、m2、m3、m4旳四个 物体彼此用轻绳连接，放在光滑旳桌面上，拉力F1、F2分 别水平地加在m1、m4上，如图所示．求物体系旳加速度a 和连接m2、m3轻绳旳张力T.(F1>F2)
解析：由于物体系具有相同的向左加速度，所以可把 它们当成一个整体(或看作一个质点)，整个系统在水平方向 受到外力F1、F2，有：
【解析】 当小球和斜面接触，但两者之间刚好无压 力时，设滑块旳加速度为a′，此时小球受力如图所示，由 水平和竖直方向状态可列方程分别为：
整体法与隔离法的应用详解
再选取物体B为研究对象, 受力分析如图所示, 根据牛顿第二定律:
FN - F2 ma
F2
FN
FN
F2
ma
F2
m F1 F2 2m
F1
F2 2
.
变式1：物块m和M用轻绳连接，在M上施加恒力 F，使两
物块作匀加速直线运动,地面光滑。求绳中张力。
解：（1）由牛顿第二定律，
课程内容
一、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。 采用整体法不需要考虑内力的影响，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。
二、隔离法：把所研究对象从整体中隔离出来 进行研究，最终得出结论的方法称为隔离法。 采用隔离物体法一般用来求内力，能排除与研 究对象无关的因素，使事物的特征明显地显示 出来，从而进行有效的处理。
(2)在使用隔离法解题时,所选取的隔离对象可以使连接体 中的某一部分物体,也可以使连接体中的某一个物体(包含两 个或两个以上的单个物体),而这“某一部分”的选取,也应根 据问题的实际情况,灵活处理.
平面上，其质量为M，它的斜面是光滑的，
在它的斜面上有一质量为m的物体，在用
水平力推斜面体沿水平面向左运动过程中，
物体与斜面体恰能保持相对静止，则下列 说法中正确的是( )
m
F
A.斜面体对物体的弹力大小为mgcosθ
B.斜面体对物体的弹力大小为mg/cosθ C.物体的加速度大小为gsinθ
θ
M
D.水平推力大小为(M+m)gtanθ
[解析]隔离m，由平行四边形定则可得：
FN=mg/cosθ
FN
F合=mgtanθ
θ
整体法与隔离法及应用
隔离法与整体法及其应用1．隔离法的含义及其应用把所研究的事物从整体或系统中隔离出来进行研究，最终得出结论的方法称为隔离法。
应用隔离法能排除与事物无关的因素，使该事物的主要特征明确地显示出来，从而进行有效处理，使一些无法用整体来解决的问题得到满意的结论。
任何事物总是由各个部分组成的，事物的整体和局部之间既有联系又有区别。
在处理具体的物理问题时，可以根据不同的情况把整个物体系或整个物理过程分隔成几个部分，应用相应物理规律进行处理。
由于各物体在各种不同情况下会产生不同的结果，应用隔离法能为我们针对不同情况解决问题创造条件。
同时由于事物之间总是相互关联的，对局部事物问题的研究也有利于我们进一步了解局部之间的相互关系以及局部和整体之间的相互关系，往往能突破一点掌握全局，使问题得到顺利解决。
隔离法用于解决高中物理问题常见的有以下六种情况。
1．1（隔离物体）例1．如图（1）所示，质量为M 的木板上放一质量为m 的木块。
木块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与水平支持面间的摩擦因数为μ2。
问：加在木板上的水平力F 多大时，才能将木板从木块下抽出来？简解：分别对m 及M 作受力分析后，根据牛顿第二定律对m ：μ1m g=ma 1……①，对M ：F-μ1mg-μ2（m +M ）g=M a 2……②，将M 从m 下抽出，应满足a 2>a 1……③，将①、②代入③可得F>(μ1+μ2)(M+m)g 说明：共点力平衡条件、牛顿第二定律、动量定理、动能定理等力学规律均适用于隔离物体，分别列式联合求解。
至于具体应用哪一条物理规律，要视物体的运动状态和问题设置的目标而定。
此外，对于有相互关联的几部分不同气体，分别对它们应用相关的气体实验定律或气态方程列式讨论，也属这类方法应用。
对于点光源同时经不同的光学元件成像，如果要确定像的个数及虚实，或光路图等，则需要隔离光学元件进行分析。
1．2隔离过程例2．如图（2）所示，用长为L 的轻绳，一端系质量为m 的小球，另一端固定在O 处。
整体法和隔离法
整体法和隔离法一．整体法和隔离法在平衡中的应用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。
在力学中，就是把几个物体视为一个整体，作为研究对象，受力分析时，只分析这一整体对象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）。
整体法的思维特点：整体法是从局部到全局的思维过程，是系统论中的整体原理在物理中的应用。
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。
3.实例分析例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。
由平衡条件有甲垂直斜面方向：①平行斜面方向：②再对斜面体受力分析，如图乙所示，由平衡条件有乙水平方向：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：丙水平方向：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。
整体法与隔离法综合应用
解析：
例2.如图所示，放置在水平地面上的斜面M上有一质量为m的物体，若m在 沿斜面F的作用下静止在斜面M上，M仍保持静止。已知M倾角为θ。求地面对M的支持力和摩擦力。
变式2：.如图，质量m＝5 kg的木块置于倾角＝37、质量M＝10 kg的粗糙斜面上，用一平行于斜面、大小为50 N的力F推木块匀速上滑，斜面仍保持静止，求地面对斜面的支持力和静摩擦力。
隔离法和整体法看上去相互对立，但两者在本质上是统一的，因为将几个物体看作一个整体之后，还是要将它们与周围的环境隔离开来的。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。
物理学中的思想方法，是求解物理问题的根本所在。认真研究总结物理学中的思想方法、策略技巧，并能在实际解题过程中灵活应用，可收到事半功倍的效果。
例3. 如图所示，位于水平桌面上的物块B，由跨过定滑轮的轻绳与物块A相连，从滑轮到A和到B的两段绳都是水平的。已知A与B之间以及B与桌面之间的动摩擦因数都是μ，两物块的质量都是m，滑轮的质 量、滑轮轴上的摩擦都不计，若用一水平向右的力F拉B使它做匀速运动，则F的大小为( ) A.4μmg B.3μmg C.2μmg D.μmg
一、静力学中的整体与隔离应用 例1用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来，如图所示，今对小球a持续施加一个向左偏下30°的恒力，并对小球b持续施加一个向右偏上30°的同样大小的恒力，最后达到平衡，表示平衡状态的图可能是 ( )
A
变式1:有三根长度皆为l＝1.00 m的不可伸长的绝缘轻线，其中两根的一端固定在天花板上的 O点，另一端分别挂有质量皆为m＝1.00×10－2 kg的带电小球A和B，它们的电量分别为一q和＋q，q＝1.00×10－7C。A、B之间用第三根线连接起来。空间中存在大小为 E＝1.00×106N/C的匀强电场，场强方向沿水平向右，平衡时 A、B球的位置如图所示。现将O、B之间的线烧断，由于有空气阻力，A、B球最后会达到新的平衡位置。求最后两球的机械能与电势能的总和与烧断前相比改变了多少。（不计两带电小球间相互作用的静电力）
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二、隔离法：把所研究对象从整体中隔离出 来进行研究，最终得出结论的方法称为隔离法。 采用隔离物体法一般用来求内力，能排除与研 究对象无关的因素，使事物的特征明显地显示 出来，从而进行有效的处理。
.
三 ．解题方法：当几个物体的加速度相同时可以看着一个整体，
可以用整体法解题。
（1）已知外力求内力。
.
分析: 物体A和B加速度相同, 求它们之间的相互作用力, 采取先整体后隔离的方法,
先求出它们共同的加速度, 然后再选取A或B为研究对象, 求出它们之间的相互作用力.
选取A和B整体为研究对象, 共同加速度a为:
F2
F1
a F1 F2 mm
再选取物体B为研究对象, 受力分析如图所示,
F2
FN
FN=mg/cosθ
FN
F合=mgtanθ
θ
由牛顿第二定律可得：a= F合/m =gtanθ
对整体，由牛顿第二定律可得：
F合
m
F=(M+m)a=(M+m)gtanθ
F
[答案]BDF
M θ
mg
.
课程小结
(1)解答问题时,决不能把整体法和隔离法对立起来, 而应该把这两种方法结合起来,从具体问题的实际 情况出发,灵活选取研究对象,恰当选择使用隔离和 整体法.
的，在它的斜面上有一质量为m的物体，
在用水平力推斜面体沿水平面向左运动过
程中，物体与斜面体恰能保持相对静止，
m
则下列说法中正确的是( )
F
A.斜面体对物体的弹力大小为mgcosθ
B.斜面体对物体的弹力大小为mg/cosθ C.物体的加速Βιβλιοθήκη 大小为gsinθθM
D.水平推力大小为(M+m)gtanθ
.
[解析]隔离m，由平行四边形定则可得：
(2)在使用隔离法解题时,所选取的隔离对象可以使连接 体中的某一部分物体,也可以使连接体中的某一个物体(包 含两个或两个以上的单个物体),而这“某一部分”的选取, 也应根据问题的实际情况,灵活处理.
.
.
整体法与隔离法解连接体问题
.
知识点
1、整体法和隔离法的区别 2、应用整体法的条件（重点） 3、如何应用整体法隔离法解题（难点） 4、整体法隔离法应用的注意事项
.
课程内容
一、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。 采用整体法不需要考虑内力的影响，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。
先整体分析，计算加速度，然后隔离分析计算内力。
例1 如图所示, 两个质量相同的物体A和B紧靠再一起, 放在
a 光滑的水平面上, 如果他们分别受到水平推力F1和F2, 而且F1>
FA2,.
则A施于B的作用力大小为(
F1
)
B. F2 C. (F1+ F2) / 2 D. (F1- F2) / 2
F1 A B F2
T
联立解得：T=mF/(M+m)
.
（2）已知内力求外力。
先隔离分析计算加速度，然后
整体分析，计算外力。
例2 如图所示, A、B、C三物体
A
的质量分别为m1、m2、m3 , 带有
F 滑轮的 C 放在光滑的水平面上,
细绳质量及一切摩擦均不计, 为
使三物体无相对运动, 试求水平
推力F的大小?
C B
.
解 设系统运动的加速度为a , 绳的弹力为T, 先隔离分析.
根据牛顿第二定律: FN - F2 ma
FN
F2
ma
F2
m F1 F2 2m
F1
F2 2
.
.
变式1：物块m和M用轻绳连接，在M上施加恒力 F，使两物
块作匀加速直线运动,地面光滑。求绳中张力。
解：（1）由牛顿第二定律，
对整体可得：F=(M+m)a
F
m
F M
隔离m可得：T=ma
T
： 对B, 由平衡条件得: T m2 g ①
mg
对A, 由牛顿第二定律得: T m1a ②
T
由 ① ②得: a m2 g.
m1
F
再取整体研究, 由牛顿第二定律:
F
(m1
m2
m3
)a
(m1
m2
m3
)
m2 m1
g.
.
变式：如图所示，倾角为θ的斜面体置于
水平面上，其质量为M，它的斜面是光滑