高中物理整体法和隔离法
整体法和隔离法一、整体法整体法就是把几个物体视为一个整体,受力分析时,只分析这一整体之外的物体对整体的作用力,不考虑整体内部物体之间的相互作用力。当只涉及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)明确研究的系统或运动的全过程;(2)画出系统或整体的受力图或运动全过程的示意图;(3)选用适当的物理规律列方程求解。二、隔离法隔离法就是把要分析的物体从相关的物体系中假想地隔离出来,只分析该物体以外的物体对该物体的作用力,不考虑该物体对其它物体的作用力。为了弄清系统(连接体)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)将某个研究对象或某段运动过程、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。三、应用整体法和隔离法解题的方法1、合理选择研究对象。这是解答平衡问题成败的关键。
研究对象的选取关系到能否得到解答或能否顺利得到解答,当选取所求力的物体,不能做出解答时,应选取与它相互作用的物体为对象,即转移对象,或把它与周围的物体当做一整体来考虑,即部分的看一看,整体的看一看。但整体法和隔离法是相对的,二者在一定条件下可相互转化,在解决问题时决不能把这两种方法对立起来,而应该灵活把两种方法结合起来使用。为使解答简便,选取对象时,一般先整体考虑,尤其在分析外力对系统的作用(不涉及物体间相互作用的内力)时。但是,在分析系统内各物体(各部分)间相互作用力时(即系统内力),必须用隔离法。2、如需隔离,原则上选择受力情况少,且又能求解未知量的物体分析,这一思想在以后牛顿定律中
会大量体现,要注意熟练掌握。3、有时解答一题目时需多次选取研究对象,整体法和隔离法交叉运用,从而优化解题思路和解题过
程,使解题简捷明了。所以,注意灵活、交替地使用整体法和隔离法,不仅可以使分析和解答问题的思路与步骤变得极为简捷,而且对于培养宏观的统摄力和微观的洞察力也具有重要意义。
【例1】如图1-7-7所示,F1=F2
=1N,分别作用于A、B两个重叠物体上,且A、B均保持静止,则A与
B之间、B与地面之间的摩擦力分别为()A.1N,零B.2N,零C.1N,1ND.2N,1N
图1-7-7 A B
F2
F1 【例2】用轻质细线把两个质量未知小球悬挂起来,如图1-7-3所示,今对小球a持续施加一个向左偏下30º的恒力,并对小球b持续施加一个向右偏上30º的同样大的恒力,最后达到平衡,则表示平衡
状态的图可能是()
【例3】四个相同的、质量均为m的木块用两块同样的木板A、B夹住,使系统静止(如图1-7-4所示),木块间接触面均在竖直平面内,求它们之间的摩擦力。补:若木块的数目为奇数呢?
【例4】如图1-7-1所示,将质量为m1和m2
的物体分别置于质量为M的物体两侧,三物体均处于静止状
态。已知m1>m2
,α<ß,下述说法正确的是()
A.m1对M的正压力大于m2对M的正压力B.m1对M的摩擦力大于m2对M的摩擦力C.水平地面对M的支持力一定等于(M+m1+m2)gD.水平地面对M的摩擦力一定等于零
补充:若m1、m2
在M上匀速下滑,其余条件不变。
【例5】如图1-7-2,不计摩擦,滑轮重可忽略,人重600N,平板重400N,如果人要拉住木板,他必须用力N。补:人对平板的压力为N,若要维持系统平衡,人的重力不得小于N。
【例6】有一个直角支架AOB,AO水平放置,表面粗糙,OB竖直向下,表面光滑,AO上套有小环P,OB上套有小环Q,两环质量均为m,两环间由一根质量可忽略、不可伸展的细绳相连,并在某
一位置平衡(如图18),现将P环向左移一小段距离,两环再次达到平衡,那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较,AO杆对P环的支持力N和细绳上的拉力T的变化情况是:A.N不变,T变大B.N不变,T变小C.N变大,T变大D.N变大,T变小
DACabB图1-7-3图1-7-4
AFB
A3421
图1-7-4AFBA3421
图1-7-2m1αß
图1-7-1
m2M
m1αß
图1-7-1
m2M
图18【例7】如图7-1所示,两个完全相同重为G的球,两球与水平面间的动摩擦因数都是μ,一根轻绳两端固结在两个球上,在绳的中点施一个竖直向上的拉力,当绳被拉直后,两段绳间的夹角为θ。问当F至少多大时,两球将发生滑动?提示:结合整体法和隔离法列平衡方程可很快求解
【例8】如图7-3所示,光滑的金属球B放在纵截面为等腰三角形的物体A与竖直墙壁之间,恰好匀速下滑,已知物体A的重力是B的重力的6倍,不计球跟斜面和墙壁之间摩擦,问:物体A与水平面之间的动摩擦因数μ是多少?提示:结合整体法(AB)和隔离法(B)列平衡方程求解。
【例9】如图⒁所示,一根长绳的两端系在A、D两点,绳上B、C两点各悬挂G=10N的重物,AB、CD绳和铅垂线夹角α、β分别为30°、60°,则三段中张力大小TAB=_____,TBC
=_______,
TCD=_______;BC段绳与铅垂线的夹角θ=__________。
【例10】如图(1)所示,光滑的两个球,直径均为d,置于直径为D的圆桶内,且d触的三点A、B、C,受到的作用力大小分别为F1、F2、F3
,如果将桶的直径加大,但仍小于2d,
则F1、F2、F3
的变化情况是()
A、F1增大,F2不变,F3增大B、F1减小,F2不变,F3减小C、F1减小,F2减小,F3增大D、F1增大,F2减小,F3减小。4
【例11】如图(2)所示,在光滑的水平面上,质量分别为M、m的两木块接触面与水平面的夹角为θ,用大小均为F的水平力第一次向右推A,第二次向左推B,两次推动均使A、B一起在水平面上滑动,设先后两次推动中,A、B间的作用力大小为N1与N2
。则有()
A、N1∶N2=m∶MB、N1∶N2=mcosθ∶MsinθC、N1∶N2=M∶mD、N1∶N2=Mcosθ∶msinθ
牛顿运动定律应用专题:整体法和隔离法解决连接体问题要点一整体法1.光滑水平面上,放一倾角为θ的光滑斜木块,质量为m的光滑物体放在斜面上,如图所示,现对斜面施加力F.(1)若使M静止不动,F应为多大?(2)若使M与m保持相对静止,F应为多大?
要点二隔离法2.如图所示,质量为M的木箱放在水平面上,木箱中的立杆上套着一个质量为m的小球,开始时小球在杆
的顶端,由静止释放后,小球沿杆下滑的加速度为重力加速度的1/2,即a=g/2,则小球在下滑的过程中,木箱对地面的压力为多少?
题型1隔离法的应用【例1】如图所示,薄平板A长L=5m,质量M=5kg,放在水平桌面上,板右端与桌边缘相齐.在A上距其右端s=3m处放一个质量m=2kg的小物体B,已知A与B之间的动摩擦因数μ1=0.1,A、B两物体与桌
面间的动摩擦因数μ2
=0.2,最初系统静止.现在对板A向右施加一水平恒力F,将A从B下抽出(设
B不会翻转),且恰使B停在桌面边缘,试求F的大小(取g=10m/s2
).5
题型2整体法与隔离法交替应用【例2】如图所示,质量m=1kg的物块放在倾斜角θ=37°的斜面上,斜面体的质量M=2kg,斜面与物体间的动摩擦因数μ=0.2,地面光滑.现对斜面体施加一水平推力F,要使物体m相对斜面静止,F应为多大?(设物体与斜面的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2)
题型3临界问题【例3】如图所示,有一块木板静止在光滑足够长的水平面上,木板的质量为M=4kg,长度为L=1m;木板的右端停放着一个小滑块,小滑块的质量为m=1kg,其尺寸远远小于木板长度,它与木板间的动摩擦因数为μ=0.4,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力.求:(1)为使木板能从滑块下抽出来,作用在木板右端的水平恒力F的大小应满足的条件.(2)若其他条件不变,在F=28N的水平恒力持续作用下,需多长时间能将木板从滑块下抽出.
1.如图所示,滑轮的质量不计,已知三个物体的质量关系是m1=m2+m3,这时弹簧秤的读数为T.若把物体m2
从右边移到左边的物体m1
上,弹簧秤的读数T将()
A.增大B.减小C.不变D.无法确定
2.如图所示,斜面体ABC置于粗糙的水平地面上,小木块m在斜面上静止或滑动时,斜面体均保持静止不动.下列哪种情况,斜面体受到地面向右的静摩擦力()A.小木块m静止在BC斜面上B.小木块m沿BC斜面加速下滑C.小木块m沿BA斜面减速下滑D.小木块m沿AB斜面减速上滑6
3.如图所示,在平静的水面上,有一长l=12m的木船,木船右端固定一直立桅杆,木船和桅杆的总质量为m1=200kg,质量为m2=50kg的人立于木船左端,开始时木船与人均静止.若人匀加速向右奔跑至船的右端并立即抱住桅杆,经历的时间是2s,船运动中受到水的阻力是船(包括人)总重的0.1倍,g取10m/s2.求此过程中船的位移大小.
4.如图所示,在长为L的均匀杆的顶部A处,紧密套有一小环,它们一起从某高处做自由落体运动,杆的B端着地后,杆立即停止运动并保持竖直状态,最终小环恰能滑到杆的中间位置.若环在杆上滑动时与杆间的摩擦力大小为环重力的1.5倍,求从杆开始下落到环滑至杆的中间位置的全过程所用的时间.
练习一、选择题1.如图所示,一足够长的木板静止在光滑水平面上,一物块静皮肤止在木板上,木板和物块间有摩
擦.现用水平力向右拉木板,当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时,撤掉拉力,此后木板和物块相对于水平面的运动情况为()A.物块先向左运动,再向右运动B.物块向右运动,速度逐渐增大,直到做匀速运动C.木板向右运动,速度逐渐变小,直到做匀速运动D.木板和物块的速度都逐渐变小,直到为零
2.如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上有两个用劲度系数为k的轻质弹簧相连的物块A、B,质量均为m,开始时两物块均处于静止状态.现下压A再静止释放使A开始运动,当物块B刚要离开挡板时,A的加速度的大小和方向为()A.0B.2gsinθ,方向沿斜面向下C.2gsinθ,方向沿斜面向上D.gsinθ,方向沿斜面向下
3.如图所示是一种升降电梯的示意图,A为载人箱,B为平衡重物,它们的质量均为M,上下均由跨过滑轮的钢索系住,在电动机的牵引下使电梯上下运动.如果电梯中人的总质量为m,匀速上升的速度为v,电梯即将到顶层前关闭电动机,依靠惯性上升h高度后停止,在不计空气和摩擦阻力的情况下,h为()
A.v22gB.(M+m)v2
2mg
C.(M+m)v2
mg
高中物理解题方法指导之连接体——整体隔离法_高中物理整体法与隔离法
高中物理解题方法指导之连接体——整体隔离法_高中物理整体法与隔离法高中物理常用解题法有以下几种:整体法和隔离法、合成分解法、图象法、构建模型法、等效替代法、对称法、微元法、割补法,等等。
接下来笔者将通过对一些高考试题的解析,浅析整体隔离法在高中物理解题中的灵活应用。
一、方法介绍在物理学中,两个或两个以上物体相互连接构成的系统称为连接体。
研究连接体组成的系统的运动以及系统中的个体的受力、运动情况时,通常先把系统当成研究对象,找到一定的规律,然后再隔离出系统中的某一物体作为研究对象,作进一步的分析,称之为整体隔离法。
综合、灵活地运用整体法和隔离法,可使问题的解决更简单快捷。
二、整体隔离法在平衡问题中的应用源题:如图1所示,用等长的轻绳悬挂两个质量相同的小球a、b,今在两小球上分别施加大小相等、方向相反的水平恒力,则平衡后应该如图2中的()图1 图2解析:将a, b视为整体,水平方向合力为O,所以上段轻绳一定处在竖直方向上。
再隔离b,知下段绳将向左偏,故选A.变式题(1)变“施一般力”为“施电场力”习题1:如图3所示,用等长的轻绳悬挂两个质量相同的小球a、b,今使两小球分别带有等量异种电荷,而使整个装置处在水平方向的匀强电场中,则平衡后应该如图4中的()图3 图4解析:a, b两小球受匀强电场的作用力分别为向右、向左且大小相等,同上分析,能很快得出选项A.(2)变“水平施力”为“倾斜施力”习题2:如图5所示,用等长的轻绳悬挂两个质量相同的小球a、b,今在两小球上分别施加大小相等、方向相反、且与水平线夹角相同的恒力,则平衡后应该如图6中的()解析:同上分析,选A。
图5 图6(3)变“力大小相等”为“力大小不等”习题3:如图7所示,用等长的轻绳悬挂两个质量相同的小球a、b,今在两小球上分别施加大小分别为3F和F、方向相反的水平恒力,则平衡后应该如图8中的()图7 图8解析:视a,b为整体,水平方向合力大小2F,向右,总重力2mg,所以上段轻绳与竖直方向夹角tan a=■F/mg,偏右;隔离b,下段绳左偏与竖直方向夹角tanβ=F/mg=tan a,所以应选B.(4)变“质量相同”为“质量不同”习题4:如图9所示,用等长的轻绳悬挂两个质量分别为2m 和m小球,今在两小球上分别施加大小分别为3F和F、方向相反的水平恒力,则平衡后应该如图10中的()图9 图10解析:同上分析,上段绳偏右,与竖直方向夹角tan a=2F/3mg,下段绳偏左,与竖直方向夹角tanβ=F/mg,Ba故选D.从以上各题可以看出,尽管高中物理题型多变,有些甚至表面上看背景新颖,富有时代气息,但万变不离其宗,其内在的实质就是中学物理的知识内容体系。
高中物理整体法隔离法解决物理试题的基本方法技巧及练习题及练习题
高中物理整体法隔离法解决物理试题的基本方法技巧及练习题及练习题一、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.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。
关于人在运动中踏板对人脚的摩擦力,下列说法正确的是()A.考虑空气阻力,当人以如图甲所示的状态向右匀速运动时,脚所受摩擦力向左B.不计空气阻力,当人以如图甲所示的状态向右加速运动时,脚所受摩擦力向左C.考虑空气阻力,当人以如图乙所示的状态向右匀速运动时,脚所受摩擦力可能为零D.不计空气阻力,当人以如图乙所示的状态向右加速运动时,脚所受摩擦力不可能为零【答案】C【解析】【详解】A.考虑空气阻力,当人处如图甲所示的状态向右匀速运动时,根据平衡条件,则脚所受摩擦力为右,故A错误;B.不计空气阻力,当人处如图甲所示的状态向右加速运动时,合力向右,即脚所受摩擦力向右,故B错误;C.当考虑空气阻力,当人处如图乙所示的状态向右匀速运动时,根据平衡条件,则重力、支持力与空气阻力处于平衡,则脚所受摩擦力可能为零,故C正确;D.当不计空气阻力,当人处如图乙所示的状态向右加速运动时,根据牛顿第二定律,脚受到的重力与支持力提供加速度,那么脚所受摩擦力可能为零,故D错误。
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先整体: F-f=(M+m)a ① N-(M+m)g=0 ② f=μN③ 由①②③得 F=μ(M+m)g+(m+M)a④
先整体: F-f=(M+m)a ① N-(M+m)g=0 ② f=μN③ 由①②③得
F=μ(M+m)g+(m+M)a ④
再隔离m N'sinθ=ma, N‘·cosθ=mg
a=gtgθ
F=μ(M+m)g+(M+m) g tgθ
整体法和隔离法
三个物体质量分别为 m1和m2和m3,带有滑 轮的物体放在光滑水 平面上,滑轮和所有 接触面的摩擦以及绳 子的质量均不计,为 使三个物体无相对运 动.水平推力F等于多 少?
加速度不同的整体法
事实上大多系统中各物体加速度不同的问题也 可以用整体分析法求解,方法是把几个物体组 成的系统作为一个整体进行受力分析,列出F= ma的方程中F是整个系统所受的合外力,m是 系统中具有加速度a的物体的质量。这种方法由 于避开了系统内部物体间相互作用的复杂细节, 把物理规律直接用于系统整体,经常会使解题 步骤大为简化
一根质量为M的长木杆一端用绳拴着 竖直悬挂,杆上有一只质量为m的小 猫。某时刻突然绳断了,在杆开始下
落时猫同时开始沿杆向上快爬,在下
面两种情况下求杆下落的加速度。①
猫相对于地面静止,②当杆匀加速下 落2米时猫匀加速下落1米。
谢谢观看
下课
光滑水平面上有一小 车B,其上放一物体A。 已 B之知间m最A、大m静B摩以擦及力A、 为 F施fm于。物现体将A水上平,拉为力了 使A与B不发生相对运 动,求拉力F的最大
值。
连结体问题
一质量为M,倾角为θ的楔 形木块,静置在水平桌面 上,与桌面间的动摩擦因 数为μ,一物块质量为m, 置于楔形木块的斜面上, 物块与斜面的接触是光滑 的,为了保持物块相对斜 面静止,可用一水平力推 楔形木块,如图5所示,求 此水平力大小的表达式。
《整体法与隔离法》课件
03
整体法与隔离法的比较
应用场景的比较
整体法
适用于分析系统整体的运动状态和平衡状态,如分析物体的平动、转动等。
隔离法
适用于分析系统内各部分之间的相互作用和运动状态,如分析连接体之间的相对 运动和相互作用。
分析方法的比较
整体法
将系统整体作为研究对象,通过整体 的运动状态和平衡条件来求解未知量 。
04
整体法与隔离法的实例 分析
实例一:桥梁分析
总结词
桥梁分析是整体法的典型应用
详细描述
在桥梁分析中,将桥梁作为一个整体来考虑,研究其静载和动载下的受力情况,从而确定桥梁的安全性和稳定性 。整体法能够全面地考虑桥梁的整体性能,避免了对各个部分的孤立分析。
实例二:建筑结构分析
总结词
建筑结构分析是隔离法的常见应用
05
实际应用中的选择建议
根据问题特性选择分析方法
简单问题
对于一些简单的问题,可以直接使用整体法或隔离法进行分析。如果问题涉及整体的运 动状态或受力情况,可以选择整体法;如果问题只关注部分或某个物体的运动状态或受
力情况,可以选择隔离法。
复杂问题
对于复杂的问题,可能需要结合整体法和隔离法的优点,进行综合分析。可以先用整体 法分析物体的运动状态或受力情况,再根据需要用隔离法对某个物体或部分进行详细分
02
隔离法概述
定义与特点
定义
隔离法是将研究对象从整体中隔离出来,对其进行分析的方 法。
特点
隔离法注重研究对象的独立性和特殊性,通过深入研究对象 的内在规律和特性,揭示其在整体中的作用和地位。
隔离法的应用场景
机械系统Байду номын сангаас
经济学
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含解析
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含解析一、整体法隔离法解决物理试题1.如图所示,在倾角37θ=︒的光滑斜面上,物块A 静止在轻弹簧上面,物块B 用细线与斜面顶端相连,物块A 、B 紧挨在一起但它们之间无弹力,已知物块A 、B 质量分别为m 和2m ,重力加速度为g ,sin370.6︒=,cos370.8︒=.某时刻将细线剪断,则在细线剪断瞬间,下列说法正确的是A .物块B 的加速度为0.6g B .物块A 的加速度为0.6gC .物块A 、B 间的弹力为0.4mgD .弹簧的弹力为1.8mg【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】剪断细线前,弹簧的弹力:sin 370.6F mg mg =︒=弹 细线剪断的瞬间,弹簧的弹力不变,仍为0.6F mg =弹; 剪断细线瞬间,对A 、B 系统,加速度为:3sin 370.43mg F a g m︒-==弹,即A 和B 的加速度均为0.4g ;以B 为研究对象,根据牛顿第二定律可得2sin372mg T ma ︒-= 解得0.4T mg =.故C 正确,ABD 错误.故选C .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g C .当3(31)2M 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。
【详解】A 、若A 相对B 未发生滑动,则AB 可看做整体,加速度相同,C 的运动方向向下,加速度方向与AB 不同,故A 错误;B 、若A 和B 共同运动的加速度大小为g 时,则C 得加速度大小也为g ,但对C 隔离分析,C 不可能做自由落体,因此不论M 等于多少,加速度不能是g ,故B 错误; CD 、若A 和B 之间的正压力刚好为零,则此时加速度设为a ,对A 受力分析可得cos F ma α=,sin F mg α=解得3a g =对A 、B 、C 整体运用牛顿第二定律可得(2)Mg M m a =+解得(31)M m =+故C 错误D 正确;3.直流电路如图所示,电源的内阻不能忽略不计,在滑动变阻器的滑片P 由图示位置向右移动时,电源的A .效率一定增大B .总功率一定增大C .热功率一定增大D .输出功率一定先增大后减小 【答案】A【解析】由电路图可知,当滑动变阻滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值增大,电路总电阻变大,电源电动势不变,由闭合电路的欧姆定律可知,电路总电流I 变小;A 、电源的效率UI REI R rη==+,电源内阻r 不变,滑动变阻器阻值R 变大,则电源效率增大,故A 正确;B 、电源电动势E 不变,电流I 变小,电源总功率P =EI 减小,故B 错误;C、电源内阻r不变,电流I减小,源的热功率P Q=I2r减小,故C错误;D、当滑动变阻器阻值与电源内阻相等时,电源输出功率最大,由于不知道最初滑动变阻器接入电路的阻值与电源内阻间的关系,因此无法判断电源输出功率如何变化,故D错误;故选A.【点睛】知道电路串并联中的电流电压关系,并熟练应用闭合电路欧姆定律、电功率公式即可正确解题.4.如图所示,轻弹簧的一端固定在倾角为θ=300的光滑斜面的底部,另一端和质量m为的小物块a相连,质量为m的小物块b紧靠a静止在斜面上,此时弹簧的压缩量为x0 ,从某时刻开始,对b施加沿斜面向上的外力F,使b始终做匀加速直线运动。
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。
高中物理整体法与隔离法应用
整体法与隔离法综合应用
一、选取原则
1、 求内力——隔离法
求外力——整体法
先整体后隔离
2、两个或者两个以上的物体 先隔离受力少的物体
当两个物体受力一样多的时候先隔离已知力多的物体
静止
二、a=0
匀速
1、a=0 ,静止
例1:用与水平面夹角相等的两个同等大小的力F 拉两个小球,求静止后的状态是哪种。
A. B. C. D.
上面的物体受到几个力,下面的物体受到几个力,如何分析?
例3:将细线剪短以后下面的铁和磁铁分别受几个力的作用
例:
改变力F 的缓慢放低物块,问各个力怎么变化。
(先整体后隔离)
2、a=0 ,匀速直线
例1:假设小物块可以匀速下滑时大物块不动,接触面粗糙。
1)θμtan =
2)M 对m 的作用力
3)m 匀速下滑时地面对M 的支持力和摩擦力是多少
补充:
传送带对物块的力22)()(mg mg μ+
例2:在力F 的作用下使小物块匀速上滑,此时地面对M 的支持力
和摩擦力是什么情况。
三、a ≠0,但加速度一致。
例1:在力F 的作用下向右推动两个质量均为m 的A 、B 两个
物体,地面光滑,求A 、B 间的作用力。
(1\2)F
做题技巧:1、先整体求加速度在隔离求内力。
2、合外力按质量分配原则
(如果有三个或者四个物体也是) F 32F 31 F 4
3…… 如果物体质量不一样也是一样的原则212m m m F F AB +⋅=
例2:如果水平面粗糙又怎么办。
()[]g m F m m m g m F AB 2212
21)(m μμ-=++-。
高中物理“整体法与隔离法”的教学难点及突破
、
解读整体法 与隔离法
1教材 解 读 .
在 教科 版 高 中物 理教 材 必 修 一 第 三 章 第 五 节 《 牛顿 定律 的应 用 》 中有一 大 类 问题—— 连接 体 问 题, 这类 问题 必然要用 到整体 法 与隔离法 ; 在第 四章 《 物体 的平衡 》 中涉及 多个物 体 的平 衡及 相互作用 力
度 、 速度 的矢 量性 , 生更 难 以接受 , 加 学 建议 教师 不
要 轻易加入 , 以免增加 学生 的学 习负担 。 教材必修 二有 四章 内容 : 第一 章《 体运 动》 第 抛 、
二、 高中物理 中整体 法与隔离法的应用
整体 法 与隔 离法 在 高 中物理 中应用 非 常广 泛 , 下 面举例说 明。 1用整体 法与 隔离法 解决平 衡 问题 . 平衡 问题是高 中物理一 大 问题 , 每年高 考必考 。
究 的方 法 。这 里 的研究 对象 可 以是一 个 物体 , 可 也
微元法 。对常用 的整体法 、 隔离法 , 教材却 没有涉及 。
那么 , 整体法与隔离法 的教学 如何 实施呢?它 的难点 如何突破呢?本文将结合课题 的研究进行探讨 。
一
以是物体 的一部 分 。广 义的隔离 法还包 括将一 个物 理 过程从 全过 程 中隔离 出来 。整 体法 和隔离 法看上 去相 互 对立 , 二 者在 本 质 上 是 统 一 的 , 但 因为将 几 个物 体看 做 一个 整体 之后 , 要将 它们 与 周 围 的环 还 境 隔离 开来 。 其实 , 整体 是更大 系统 的一部分 。 两 这 种方 法 广 泛 地 应用 在 受 力 分 析 、 顿 定 律 、 能 定 牛 动
图所 示 ,粗糙 的水平 地 面上 有 一斜 劈 ,斜 劈 上一 物 块正 在 沿 斜 面 以 速 度 。 速 下 匀
2023年浙江高三物理高考复习知识点模型精讲精练 第7讲 应用整体法与隔离法解决连接体模型(含详解)
第7讲 应用整体法与隔离法解决连接体模型1.(2022·海南)我国的石桥世界闻名,如图,某桥由六块形状完全相同的石块组成,其中石块1、6固定,2、5质量相同为m ,3、4质量相同为m′,不计石块间的摩擦,则m :m′为( )A .√32B .√3C .1D .22.(2022·浙江)如图所示,水平放置的电子秤上有一磁性玩具,玩具由哑铃状物件P 和左端有玻璃挡板的凹形底座Q 构成,其重量分别为G P 和G Q 。
用手使P 的左端与玻璃挡板靠近时,感受到P 对手有靠向玻璃挡板的力,P 与挡板接触后放开手,P 处于“磁悬浮”状态(即P 和Q 的其余部分均不接触),P 与Q 间的磁力大小为F 。
下列说法正确的是( )A .Q 对P 的磁力大小等于G PB .P 对Q 的磁力方向竖直向下C .Q 对电子秤的压力大小等于G Q +FD .电子秤对Q 的支持力大小等于G P +G Q一.知识总结一.模型特点及解决问题的方法、技巧、思路1.连接体的类型(1)弹簧连接体(2)物物叠放连接体(3)物物并排连接体(4)轻绳连接体(5)轻杆连接体2.连接体的运动特点(1)轻绳——轻绳在伸直状态下,两端的连接体沿绳方向的速度总是相等。
(2)轻杆——轻杆平动时,连接体具有相同的平动速度;轻杆转动时,连接体具有相同的角速度,而线速度与转动半径成正比。
一般情况下,连接体沿杆方向的分速度相等。
(3)轻弹簧——在弹簧发生形变的过程中,两端连接体的速度不一定相等;在弹簧形变最大时,两端连接体的速率相等。
3.连接体的受力特点轻绳、轻弹簧的作用力沿绳或弹簧方向,轻杆的作用力不一定沿杆。
4.处理连接体问题的方法(1)整体法若连接体内各物体具有相同的加速度,且不需要求物体之间的作用力,可以把它们看成一个整体,分析整体受到的合力,应用牛顿第二定律求出加速度(或其他未知量)。
(2)隔离法若连接体内各物体的加速度不相同,或者要求出系统内各物体之间的作用力时,就需要把物体从系统中隔离出来,应用牛顿第二定律列方程求解。
高中物理整体法隔离法解决物理试题试题(有答案和解析)含解析
高中物理整体法隔离法解决物理试题试题(有答案和解析)含解析一、整体法隔离法解决物理试题1.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 .2.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。
关于人在运动中踏板对人脚的摩擦力,下列说法正确的是( )A .考虑空气阻力,当人以如图甲所示的状态向右匀速运动时,脚所受摩擦力向左B .不计空气阻力,当人以如图甲所示的状态向右加速运动时,脚所受摩擦力向左C .考虑空气阻力,当人以如图乙所示的状态向右匀速运动时,脚所受摩擦力可能为零D .不计空气阻力,当人以如图乙所示的状态向右加速运动时,脚所受摩擦力不可能为零【答案】C【解析】【详解】A.考虑空气阻力,当人处如图甲所示的状态向右匀速运动时,根据平衡条件,则脚所受摩擦力为右,故A错误;B.不计空气阻力,当人处如图甲所示的状态向右加速运动时,合力向右,即脚所受摩擦力向右,故B错误;C.当考虑空气阻力,当人处如图乙所示的状态向右匀速运动时,根据平衡条件,则重力、支持力与空气阻力处于平衡,则脚所受摩擦力可能为零,故C正确;D.当不计空气阻力,当人处如图乙所示的状态向右加速运动时,根据牛顿第二定律,脚受到的重力与支持力提供加速度,那么脚所受摩擦力可能为零,故D错误。
