202X年高考物理一輪復習專題5.1整體與隔離法的綜合應用課件

一題型一、利用整體法處理多體問題題型二、利用隔離法處理多體中組員之間的內(nèi)力題型三、整體與隔離法的配合使用處理多體綜合性問題三類題型簡介

二

三什么是整體法隔離法：引入的背景：當所給題目中出現(xiàn)了多體問題，這時在關(guān)于研究對象的選取方面就需要因題而定。準確的選擇研究對是解決此類題型的關(guān)鍵。整體法的適用范圍：當問題只涉及研究系統(tǒng)的而不涉及內(nèi)部某些物體的受力和運動時，一般可采用整體法。隔離法的適用范圍：為了弄清系統(tǒng)內(nèi)部的幾個物體之間的相互關(guān)系時，一般可用隔離法。題型一、利用整體法處理多體問題例1、將兩個質(zhì)量均為m的小球a、b用細線相連后，再用細線懸掛于O點，如圖所示。用力F拉小球b，使兩個小球都處于靜止狀態(tài)，且細線Oa與豎直方向的夾角保持θ＝30°，求力F的最小值(

)答案：B解析：選擇a、b兩小球整體作為研究對象進行受力分析，a、b整體受到重力2mg，繩子拉力T，以及一個未知的外力F，因為整體處于平衡態(tài)，所以這三個力一定可以構(gòu)成一個封閉的矢量三角形，重力的大小和方向是不變的，拉力的方向是不變的，而外力F的大小和方向是隨機的如圖所示，當F垂直于拉力T時，F(xiàn)最小，最小值為故本題的正確選項是：B題型一、利用整體法處理多體問題例2、如圖所示，用完全相同的輕彈簧A、B、C將兩個相同的小球連接并懸掛，小球處于靜止狀態(tài)，彈簧A與豎直方向的夾角為30o，彈簧C水平，則彈簧A、C的伸長量之比為答案：D題型一、利用整體法處理多體問題解析：根據(jù)題意A、C兩根彈簧勁度系數(shù)相同，所以彈力大小之比就等于其伸長量之比，選擇兩個小球整體受力分析，假設(shè)每個小球的質(zhì)量為m，整體受到水平向右的彈簧彈力TC，斜向左上方的彈力TA，彈簧B的作用力屬于ab整體的內(nèi)力不用考慮：結(jié)合矢量三角形法可得：故本題的正確選項為D反思：如果兩小球之間的彈簧與豎直方向的夾角是60°，本題中能否計算出彈簧BC的伸長量之比或彈簧AB的伸長量之比？提示：對下邊的小球受力分析，如圖丙所示：結(jié)合矢量三角形法可得：故題型一、利用整體法處理多體問題方法總結(jié)：對于多體系統(tǒng)來說，如果問題中不涉及各組員之間的內(nèi)力，只是讓計算系統(tǒng)外力的大小關(guān)系時，可以將系統(tǒng)中各組員看成一個整體來進行處理，此時各組員之間的關(guān)系屬于系統(tǒng)內(nèi)力，在受力分析時不用考慮，這樣可以明顯簡化受力分析過程，降低題目難度；導入語：當研究對象中存在較多組員時，要學會從大整體中隔離出來小整體進行研究；例3、一串小燈籠（五只）彼此用輕繩連接，并懸掛在空中。在穩(wěn)定水平風力作用下發(fā)生傾斜，懸繩與豎直方向的夾角為30°，如圖所示.設(shè)每個紅燈籠的質(zhì)量均為m.則自上往下第一只燈籠對第二只燈籠的拉力大小為：

答案：C題型二、利用隔離法處理多體中組員之間的內(nèi)力解析：本題考查整體法與隔離法的綜合使用，本題的關(guān)鍵點是要從5個小球組成的大整體中將后四個小球隔離出來，即將燈籠2、3、4、5當作一個整體；假設(shè)燈籠1、2之間的拉力大小為T，對這個整體受力分析；如圖所示，結(jié)合矢量三角形法即可求得：題型二、利用隔離法處理多體中組員之間的內(nèi)力在右圖的紅色三角形中，利用矢量三角形法得:深刻反思：1、本題中如果要求的是第三個燈籠和第四個燈籠之間細繩的拉力，又該如何選擇研究對象；2、本題中研究對象的選擇不同風力F的大小是否相同？題型二、利用隔離法處理多體中組員之間的內(nèi)力提示：

1、本題中如果要求的是第三個燈籠和第四個燈籠之間細繩的拉力，可以選擇第四個燈籠與第五個燈籠組成的小整體作為研究對象；2、研究對象的選擇不同，風力的大小是不同的；可以通過計算確定；題型二、利用隔離法處理多體中組員之間的內(nèi)力方法總結(jié)：1、計算多體中各組員之間的內(nèi)力的大小需要用到隔離法；2、隔離法在使用時要注意兩個重要的原則；①通過隔離要使的被求的力成為隔離組員的外力；②在選擇組員進行隔離時，一定要選擇受力最簡單的組員進行隔離；這樣被隔離的組員就不一定是一個物體，有可能是大整體中的一個小整體，在本題中選擇后4個燈籠作為研究對象正是這個道理；易錯點提示：隔離不一定是一個物體，有可能是大整體中的一個小整體；題型二、利用隔離法處理多體中組員之間的內(nèi)力例4、如圖所示，有5000個質(zhì)量均為m的小球，將它們用長度相等的輕繩依次連接，再將其左端用細繩固定在天花板上，右端施加一水平力使全部小球靜止．若連接天花板的細繩與水平方向的夾角為45°，則第2011個小球與2012個小球之間的輕繩與水平方向的夾角α的正切值等于；答案：A題型三、整體與隔離法配合使用處理多體綜合性問題解析：要求得第2011個小球與2012個小球之間的輕繩與水平方向的夾角α的正切值要先求得2011與2012兩個小球之間的拉力T的大小；選擇第2012-第5000個（2989個）小球作為研究對象，假設(shè)每個小球的質(zhì)量為m，這2089個小球的總質(zhì)量為2089m，受力分析可知：受到重力2089mg、受到水平向右的拉力F、以及第2011與2012個小球之間的拉力T大小。題型三、整體與隔離法配合使用處理多體綜合性問題如圖所示在紅色的矢量三角相中可得，題型三、整體與隔離法配合使用處理多體綜合性問題如圖所示選擇全部5000個小球作為研究對象，小球受到重力5000mg，水平向右的拉力F，以及輕繩的拉力T，題型三、整體與隔離法配合使用處理多體綜合性問題結(jié)合矢量三角形法可得：與1式聯(lián)立得：題型三、整體與隔離法配合使用處理多體綜合性問題方法總結(jié)：整體與隔離法的引入主要是為了研究多體中各組員內(nèi)力的大小關(guān)系；但是很多題目的問法非常隱蔽，像本題問的是輕繩與水平方向夾角的正切值，但是本質(zhì)還是考查內(nèi)力的計算問題，所以在審題時一定要準確挖掘出題目的考點是處理此類問題的關(guān)鍵；題型三、整體與隔離法配合使用處理多體綜合性問題例5、如圖所示，兩段等長細線串接著兩個質(zhì)量相等的小球a、b，懸掛于O點．現(xiàn)在兩個小球上分別加上水平方向的外力，其中作用在b球上的力大小為F、作用在a球上的力大小為2F，則此裝平衡時的位置可能是下列哪幅圖（）答案：C題型三、整體與隔離法配合使用處理多體綜合性問題解析：本題的考點依然是多體問題中內(nèi)力的計算，但是難點在于審題時要抓住題目涉及的隱含條件；提示：本題的四幅區(qū)別在于細線oa與細線ab與豎直方向的夾角不同，要想比較二者的夾角大小就需要分別選擇不同的研究對象進行處理；假設(shè)細線ab的與豎直方向夾角的大小為θ1，對小球b受力分析如圖所示:結(jié)合矢量三角形法可得：假設(shè)細線oa與豎直方向的夾角大小為θ2，拉力大小為T/選擇小球ab整體進行受力分析：結(jié)合矢量三角形法可得：題型三、整體與隔離法配合使用處理多體綜合性問題因為，所以線繩ab與豎直方向的夾角更大，故C選項正確；反思：本題能否根據(jù)已知條件比較T與T/的大小關(guān)系？題型三、整體與隔離法配合使用處理多體綜合性問題方法總結(jié)：（1）當研究系統(tǒng)中只有兩個組員時，題目的問題往往會針對兩個組員之間的內(nèi)力來發(fā)問；但是發(fā)問的方式通常比較隱蔽；像例5這樣的題目就是這樣的；（2）一般情況下處理多體問題時，不可能通過一步整體法或一步隔離法就能夠求出結(jié)果，絕大多數(shù)的題目在處理時往往需要整體法和隔離法相互配合才能解出結(jié)果；例6、半圓柱體M放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的豎直擋板PQ，M與PQ之間放有一個光滑均勻的小圓柱體N，整個系統(tǒng)處于靜止。如圖所示是這個系統(tǒng)的縱截面圖。若用外力F使PQ保持豎直并且緩慢地向右移動，在N落到地面以前，發(fā)現(xiàn)M始終保持靜止。在此過程中，下列說法正確的是A．地面對M的支持力不變B．MN間的彈力先減小后增大C．PQ對N的彈力逐漸減小D．PQ和M對N的彈力的合力逐漸增大E、地面對M的摩擦力逐漸增大。答案：AE題型三、整體與隔離法配合使用處理多體綜合性問題解析：觀察題目中的四個選項問到的問題既有M、N組成系統(tǒng)的外力大小的比較，也有各組員之間的內(nèi)力的大小變化規(guī)律；所以本題在處理的過程中要整體與隔離法配合使用；為了研究MN之間的相互作用力FMN的的變化規(guī)律，需要隔離N，對N進行受力分析；如圖所示；結(jié)合矢量三角形的動態(tài)圖解法可得：題型三、整體與隔離法配合使用處理多體綜合性問題故：BC選項錯誤；題型三、整體與隔離法配合使用處理多體綜合性問題對M、N整體受力分析：假設(shè)N的質(zhì)量為m，M的質(zhì)量為M，因為，所以，又因MN的質(zhì)量不變，所以不變；故A、E選項正確；題型三、整體與隔離法配合使用處理多體綜合性問題

的合力與N小球的重力始終等大反向，所以是不變的。該選項選項屬于易錯題，不能因為，而認為他們的合力在增大，這種說法是錯誤的，因為二者的夾角在不斷變化；故本題的正確選項是AE題型三、整體與隔離法配合使用處理多體綜合性問題例7、如圖所示，水平細桿上套一細環(huán)A，環(huán)A與球B間用一輕質(zhì)繩相連，質(zhì)量分別為mA、mB

（mA＞mB），由于B球受到水平風力作用，A環(huán)與B球一起向左勻速運動．已知細繩與豎直方向的夾角為θ．則下列說法正確的是A:桿對A環(huán)的支持力隨風力的增大而不變。B:環(huán)B受到的風力F為C:A環(huán)與水平細桿之間的動摩擦因數(shù)為D:風力增大時輕繩對B球的拉力保持不變E:繩子的拉力大小為答