高三物理第一輪復(fù)習(xí) 第三章 第二單元 第3課時 整體法與隔離法 臨界問題課件 必修1課件

第二單元牛頓運動定律的應(yīng)用第3課時整體法與隔離法臨界問題必修1第三章力與運動基礎(chǔ)回顧考點一基本概念和特征1．連接體(1)連接體與隔離體：________物體相互連接組成的物體系統(tǒng)稱為連接體，如果把其中________物體隔離出來，該物體即為隔離體．(2)外力和內(nèi)力：如果以系統(tǒng)為研究對象，受到________的力，這些力就是該系統(tǒng)受到的外力，而系統(tǒng)內(nèi)________則稱為內(nèi)力．應(yīng)用牛頓第二定律求系統(tǒng)的加速度時，不考慮系統(tǒng)的______．如果把某物體隔離出來作為研究對象，則這些力將轉(zhuǎn)化為隔離體的______．要點深化1．應(yīng)用整體法的幾種情況(1)當只涉及研究系統(tǒng)而不涉及系統(tǒng)內(nèi)某些物體的力和運動時，可整體分析對象．(2)當可采用多種方法解題時，可整體優(yōu)化解題方法．2．應(yīng)用隔離法的幾種情況(1)求解物體間的相互作用時．(2)運用適用于單個或可視為單個物體的物理規(guī)律(如牛頓運動定律、動能定理)解題時．3．運用隔離法和整體法解題的技巧對于一系列物體，可以把其中“幾個物體”看成一個小整體，“另外幾個物體”也看成一個小整體，對兩個小整體單獨作受力分析、解答．這就是隔離法和整體法的整合．基礎(chǔ)回顧考點二臨界與極值問題在應(yīng)用牛頓運動定律解決動力學(xué)問題中，當物體運動的加速度不同時，物體有可能處于不同的狀態(tài)，特別是題目中出現(xiàn)“最大”、“最小”、“剛好”等詞語的，往往會有______現(xiàn)象，此時要采用假設(shè)或______法，看物體在不同的加速度時，會有哪些現(xiàn)象發(fā)生，盡快找出______條件，求解臨界值．答案：臨界極限臨界要點深化1．假設(shè)或極限法分為三種類型：定性分析、定量分析和綜合分析(1)定性分析：利用假設(shè)或極限法進行定性分析，可使問題迅速得到解答．(2)定量計算：在物理解題，特別是解答選擇題時，采用假設(shè)或極限法，選擇適當?shù)臉O限值——最大值、最小值、零值、無限大值以及臨界值等代入備選答案，會使解題收到意想不到的簡化效果．(3)綜合分析：對于綜合性較強的題目，由于其隱含條件較深，或者隱含條件是應(yīng)該熟悉的臨界條件或者是重要的規(guī)律和結(jié)論時，再用假設(shè)或極限法分析，就必須將定性分析與A．大小為700N，方向豎直向上B．大小為350N，方向豎直向上C．大小為200N，方向豎直向下D．大小為204N，方向豎直向下由牛頓第三定律知，人對吊臺的壓力與吊臺對人的支持力大小相等，方向相反，因此人對吊臺的壓力大小為200N，方向豎直向下．答案：C題型訓(xùn)練1．如圖所示，不計繩的質(zhì)量及繩與滑輪的摩擦，物體A的質(zhì)量為M，水平面光滑，當在繩B端掛一質(zhì)量為m的重物時，物體A的加速度為a1.當在B端施以F＝mg的豎直向下的拉力作用時，A的加速度為a2.則a1與a2的大小關(guān)系是()A．a(chǎn)1＝a2B．a(chǎn)1＞a2C．a(chǎn)1＜a2D．無法確定解析：在B端掛重物時，重物和物體A一樣都具有質(zhì)量，它們具有了相同大小的加速度，即重物的重力mg將作為物體A和重物本身產(chǎn)生加速度的外力，由整體法和牛頓第二定律得a1＝；在B端施以F＝mg的拉力作用時，拉力者提供給了物體A足夠的拉力F，而本身所具有的加速度就與物體A的加速度相等，即a2＝.所以a1＜a2，C正確．答案：C題型二運用整體法與隔離法解題必須總結(jié)“習(xí)題定律”利用物理知識解決每一個物理習(xí)題之后，要注意對結(jié)果進行分析總結(jié)，發(fā)現(xiàn)答案中存在的“特殊格式”，以利于套與其他相類似的習(xí)題，快速解答類型題．因此，這些由解題得到具有規(guī)律性的習(xí)題結(jié)論稱為“習(xí)題原理”．運用整體法與隔離法解題之后可以總結(jié)出一些“習(xí)題原理”．用質(zhì)量為m、長度為L的繩沿著光滑水平面拉動質(zhì)量為M的物體，在繩的一端所施加的水平拉力為F，如圖所示，求：(1)物體與繩的加速度；(2)繩中各處張力的大?。?假定繩的質(zhì)量分布均勻，下垂度可忽略不計)解析：(1)以物體和繩整體為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律可得：a＝.(2)題型訓(xùn)練五個質(zhì)量相等的物體置于光滑的水平面上，如圖所示．現(xiàn)向右施加大小為F、方向向右的水平恒力，則第3個物體對第4個物體的作用力等于()A.FB.FC.FD.F解析：把1、2和3看作一個小整體，4和5看作另一個小整體，對4和5這個小整體做受力分析知它們僅受1、2和3小整體的力的作用，這個作用力也就是第3個物體對第4個物體的作用力F34.設(shè)每個物體的質(zhì)量為m.根據(jù)牛頓第二定律，有：F34＝2ma＝2m·＝F從1物體依次往后推，每兩個物體間的作用力分別為：F、F、F、F.答案：BA．當t＝3s時，A、B開始分離B．當t＝4.5s時，A、B開始分離C．A、B分離之前整體做加速度相同的勻加速直線運動D．A、B分離之后A、B各做加速度不同的勻加速直線運動解析：A、B分離之前，對于A、B整體，根據(jù)牛頓第二定律有：a＝＝＝3m/s2設(shè)A、B間的作用為f，以B為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律可得：f＋FB＝mBa解得f＝6－2t(N)當t＝3s時f＝0，A、B兩物體開始分離．此后A做加速度逐漸減小的加速運動，當t＝4.5s時A物體的加速度為零而速度不為零．t＞4.5s后，A所受合外力反向，即做減速運動．B一直做加速度逐漸增大的加速運動．答案：AC點評：不能以物體所受的合外力為零來判斷接觸物體的分離．要以接觸物體在加速運動狀態(tài)下接觸面間的力為零為判斷根據(jù)．本題也可先分別求兩個物體的加速度，再討論前面物體的加速度大于或等于后面物體的加速度時雙方開展分離，從而求出時間的極限．解析：以滑塊為研究對象，滑塊不離開斜面的臨界條件是：滑塊仍與斜面接觸，但滑塊與斜面間的接觸力為零，只受重力和繩子的拉力，如右圖所示．設(shè)滑塊向左的加速度a.根據(jù)牛頓第二定律，有：mgcotθ＝ma解得：a＝gcotθ以滑塊和斜面體為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律，有：F＝(M＋m)a即滑塊不離開斜面，作用于斜面體上的水平向左的拉力F≤(M＋m)gcotθ.答案：BC警示錯用平衡狀態(tài)解加速狀態(tài)中的彈簧伸長問題如圖所示，一彈簧秤秤盤Q的質(zhì)量m＝1.5kg，盤上放一質(zhì)量為M＝10.5kg的物體P，彈簧質(zhì)量不計，其勁度系數(shù)k＝800N/m，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)．現(xiàn)給P施加一個豎直向上的力F，使P從靜止開始向上做勻加速直線運動已知在最初0.2s內(nèi)F是變化的，在0.2s后是恒定的．求在0.2s內(nèi)的加速度？(g取10m/s2)分析糾錯：這樣的解答忽視了物體P與盤Q在分離之前都一起做勻加速運動的情況，造成錯解．正確的解答是：初始狀態(tài)未加力F時，設(shè)彈簧的壓縮量x0，根據(jù)平衡條件有：kx0＝(m＋M)g代入數(shù)據(jù)解得：x0＝0.15m加力F后，隨著P與Q的不斷上升，彈簧的彈力減小，P與Q之間的