物理屆高三備考方略課件-隔離法與整體法

高三物理備考方略隔離法與整體法隔離法與整體法[專題簡述]

整體法和隔離法的區(qū)別在于選取的研究對(duì)象不同。在研究任何物理問題時(shí)，我首先必須明確研究對(duì)象，而選擇研究對(duì)象時(shí)就有整體法和隔離法之分。如能正確、靈活運(yùn)用整體法和隔離法，解題就會(huì)輕松自如。高三物理專題復(fù)習(xí)什么是整體法？什么情況下可用整體法？如果由幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)具有相同的加速度，一般可用整體法求加速度。（但整體法不能求出系統(tǒng)內(nèi)力）如果求解的物理問題僅涉及某過程的始末兩狀態(tài)，一般可以把整個(gè)過程作為研究對(duì)象用整體法求解。（但整體法不能求出此過程中間的狀態(tài)量）整體法就是對(duì)物理問題的整個(gè)系統(tǒng)或整個(gè)過程進(jìn)行研究的方法。

什么是隔離法？什么情況下可用隔離法？隔離法就是把某個(gè)物體從系統(tǒng)中分離出來（或把某個(gè)過程從整個(gè)過程中分離出來）的方法。如果求解對(duì)象是系統(tǒng)的內(nèi)力，一般要用隔離法把某一物體從系統(tǒng)中分離出來。如果求解對(duì)象是某一過程中間的狀態(tài)量，一般要把此狀態(tài)從這一過程中分離出來。例1如圖1-1所示：小車沿傾角為θ的光滑斜面滑下，在小車的水平臺(tái)面上有一質(zhì)量為M的木塊和小車保持相對(duì)靜止，求：（1）小車下滑時(shí)木塊所受的摩擦力。

（2）小車下滑時(shí)木塊所受的彈力。

審題：這里由于木塊與小車在運(yùn)動(dòng)過程中相對(duì)靜止，它們具有相同的加速度，所以先采用整體分析法，求出木塊和小車這個(gè)系統(tǒng)的整體加速度，a=gsinθ，這樣M的加速度就求出。由于木塊所受的彈力和摩擦力對(duì)小車和木塊這個(gè)系統(tǒng)來說是內(nèi)力，所以必須將木塊從系統(tǒng)中隔離出來分析。

思路點(diǎn)撥與技巧訓(xùn)練可見解題時(shí)合理選取坐標(biāo)軸會(huì)給解題帶來方便。

先畫出木塊的受力圖和加速度的方向。

為了解題方便，本題應(yīng)將加速度分解。假如按習(xí)慣把重力、彈力、摩擦力分解，問題就復(fù)雜得多。

mgsinθ+fcosθ－Nsinθ=mamgcosθ－Ncosθ－fsinθ=0則f=max=mgsinθcosθmg-N=mayN=mg-mgsinθsinθN=mg(1-sin2θ)例2如圖1-2所示，小球A和B的質(zhì)量分別為m1和m2，帶電量分別為+q和-q，用兩根絕緣輕質(zhì)細(xì)線懸掛于O點(diǎn)并靜止。現(xiàn)突然出現(xiàn)一個(gè)水平向左的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)是E。問：兩球再次靜止時(shí)上端的細(xì)線對(duì)A球的拉力是多大？AB+q-qO圖1-2審題為求上端細(xì)線對(duì)A的拉力，可以把A作為研究對(duì)象。但A所受的五個(gè)力中有三個(gè)力未知。所以研究A不是明智的選擇。如果研究B，也有兩個(gè)力未知，比較困難。本題用整體法是最佳選擇，因?yàn)榘袮和B作為整體研究時(shí)，AB之間線的拉力和庫侖力對(duì)整體而言是內(nèi)力，不必考慮。那么A上端細(xì)線對(duì)A的拉力方向如何？大小又是多少呢？下面的選擇題大家一定很熟悉：甲圖所示的兩小球靜止，對(duì)兩球分別作用與水平面成30°的等大反向的外力，再次靜止時(shí)乙圖中哪張正確？

整體的受力圖如右邊：技能訓(xùn)練與思路拓展例3有三根長度皆為l＝1.00m的不可伸長的絕緣輕線，其中兩根的一端固定在天花板上的O點(diǎn)，另一端分別掛有質(zhì)量皆為m＝1.00×10－2kg的帶電小球A和B，它們的電量分別為一q和＋q，q＝1.00×10－7C。A、B之間用第三根線連接起來?？臻g中存在大小為E＝1.00×106N/C的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)方向沿水平向右，平衡時(shí)A、B球的位置如圖所示?，F(xiàn)將O、B之間的線燒斷，由于有空氣阻力，A、B球最后會(huì)達(dá)到新的平衡位置。求最后兩球的機(jī)械能與電勢(shì)能的總和與燒斷前相比改變了多少。（不計(jì)兩帶電小球間相互作用的靜電力）由此可知，A、B球重新達(dá)到平衡的位置如右圖所示。與原來位置相比，A球的重力勢(shì)能減少了EA＝mgl（1－sin60°）

B球的重力勢(shì)能減少了EB＝mgl（1－sin60°＋cos45°）

A球的電勢(shì)能增加了WA＝qElcos60°

B球的電勢(shì)能減少了WB＝qEl（sin45°－sin30°）

兩種勢(shì)能總和減少了W＝WB－WA＋EA＋EB

代入數(shù)據(jù)解得W＝6.8×10－2J解例4

如圖1-3所示：底座A上裝有長為0.5m的直立桿，底座與桿總質(zhì)量為0.2kg，桿上套有質(zhì)量為0.05kg的小環(huán)B，它與桿有摩擦。若環(huán)從桿的下端以4m/s的初速度向上飛時(shí)恰能到達(dá)桿頂。求（1）在環(huán)升起的過程中底座對(duì)地面的壓力。（2）小環(huán)從桿頂落回底座需要多少時(shí)間。

思路點(diǎn)撥與解題規(guī)范訓(xùn)練選擇研究對(duì)象：因?yàn)锳與B的加速度不同，本題宜用隔離法。解：先研究B,畫B的受力圖。avt2-v02=2asa=16m/s2G+Ff=maFf=m(a-g)=0.3N再研究A畫A的受力圖。Fn+Ff=GaFn=1.7N。環(huán)下落時(shí)摩擦力向上，

a2=4m/s2t=0.5s例5如圖1-4所示，三個(gè)物體質(zhì)量分別為m1、m2、m3，帶有滑輪的物體m3放在光滑的水平面上，不計(jì)一切摩擦，不計(jì)滑輪和繩子的質(zhì)量。為使三物體不相對(duì)滑動(dòng)，水平推力F應(yīng)為多少？思路點(diǎn)撥與解題規(guī)范訓(xùn)練因三物體加速度相同，本題可用整體法。解：研究整體

F=（m1+m2+m3)a為求a再研究m1：m1的受力圖如右。T=m1a為求T研究m2T=m2g故a=m2g/m1F=（m1+m2+m3)aF=（m1+m2+m3)m2g/m1例6如圖擱所示構(gòu)，一順根輕壓質(zhì)彈護(hù)簧上鋒端固鳳定，劑下端薯掛一露質(zhì)量蒜為m0的平曬盤，循盤中擺有一撞質(zhì)量額為m的物岡體?？赢?dāng)盤指靜止泊時(shí)彈查簧的縮慧長度杜比自雅然長小度伸贏長了L，今鐘向下根拉盤婦使彈到簧再膝伸長ΔL后停廢止，籃然后氧放手來松開片。設(shè)譯彈簧礎(chǔ)總處排在彈案性限糧度內(nèi)限，則寨剛松危手時(shí)凱盤對(duì)追物體靜的支巨持力冒等于熱多少理？思路缺點(diǎn)撥盤靜這止時(shí)KL套=（M+屑m)扛g放手臭時(shí)先枕研究脅整體K(喊L+能Δ取L捐)譽(yù)-（M+殿m)銳g=（M+深m)踏a再研禽究盤巷中物勺體m淘N膚-m厘g=劉maN=回mg慈(L挺+怎Δ事L)惜/L例7烏魯白木齊害市達(dá)備板城沾地區(qū)漿風(fēng)力算發(fā)電沿網(wǎng)每妄臺(tái)風(fēng)制力發(fā)物電機(jī)小四張喝葉片市總共紅的有翻效迎西風(fēng)面氧積為S，空摟氣密較度為ρ，平砌均風(fēng)磚速為V，設(shè)嗎風(fēng)力爹發(fā)電鏟機(jī)的挺效率薪（箏風(fēng)的端動(dòng)能到轉(zhuǎn)化梯為電亡能的繪百分酸比）們?yōu)棣?，問婆每臺(tái)中風(fēng)力碑發(fā)電凈機(jī)的漸平均孕功率斑是多吳少？審題焦：本殺題的沸主要催困難悼是確菠定研攻究對(duì)減象。在連警續(xù)的公空氣鹽中隔嫂離出教一段音圓柱漿形空儉氣。它的經(jīng)長為L=跟Vt，體悟積為S陶Vt，質(zhì)辨量為ρ雜S囑VtEK=術(shù)ρ四S斃Vt盈V2/2P=對(duì)η丹ρ狐S散V3/2例8已知住火箭出發(fā)動(dòng)矮機(jī)產(chǎn)料生的雄推力F等于秘火箭送在單頂位時(shí)滿間內(nèi)冬噴出虹的推令進(jìn)劑步的質(zhì)濕量J與推誕進(jìn)劑貨速度巷的乘簽積，嘗即F=Jv。質(zhì)皮子火濕箭發(fā)冷動(dòng)機(jī)歇噴出街的推樹進(jìn)劑鏈?zhǔn)琴|(zhì)牽子，某這種如發(fā)動(dòng)康機(jī)用確于外丑層空板間中剛產(chǎn)生寸小的烤推力半來糾洲正衛(wèi)丸星的格軌道灣或姿道態(tài)。際設(shè)一代臺(tái)質(zhì)永子發(fā)編動(dòng)機(jī)匯噴出洗質(zhì)子趨流的遵電流I=1銜A，用情于加攤速度賓質(zhì)子辟的電并壓U=5×104V，試鴿求該墻發(fā)動(dòng)閥機(jī)的計(jì)推力F，已濾知質(zhì)夜子的濤質(zhì)量純是m=1畫.6×10-2答7kg，電服量為e=1曲.6×10-1爸9C。思路水點(diǎn)撥在反擋沖的荷質(zhì)子你束中少隔離崖出一殊圓柱擋形質(zhì)栗子流貞（右葡圖示烈）柱內(nèi)慨質(zhì)子傘總質(zhì)世量M=插Vt六Sn括mI=憐nS駁Ve犧VS動(dòng)n=炒I/美eM=法tm蛾I/卸e悟J=園M/懼t=娛mI撈/emv2/2細(xì)=U執(zhí)e咸V伐=F=逮JV蜻=IF=讓0.儉03忽2N習(xí)題碧一如圖耍所示冠，物歐體a、b和c疊放饒?jiān)谒J平桌訊面上捎，水凈平為Fb＝5N、Fc＝10厲N分別卷作用蕩于物周體b、c上，a、b和c仍保苗持靜品止。獸以f1、f2、f3分別元表示a與b、b與c、c與桌漂面間烈的靜欄摩擦鵲力的殖大小割，則A救f1＝5N，f2＝0，f3＝5NB左f1＝5N，f2＝5N，f3＝0C朵f1＝0，f2＝5N，f3＝5ND陷f1＝0，f2＝10拍N，f3＝5N為求a與b間的柔摩擦嗎力用佛隔離絹法研蜂究a,估f1=0薯.為求b與c間的駐摩擦望力用輛隔離祝法研拐究ab遭,f2=5沒N。為仔求c與桌戰(zhàn)面間乖的摩青擦力柄用整度體法墓研究ab拍c,靈f3=5斧N習(xí)題磚二右示俗圖中巖人的下質(zhì)量蹤蝶為50秒kg，直蜻桿的棵質(zhì)量轎為10競0k眾g，人囑與桿譜均靜樣止。直若系登桿的粥繩斷呢了，崇人為赴了保刃持自回已的矮高度粉不變懶，必葬須使梨桿具搭有多橫大的狀加速渡度？想一隱想Fm1gm2gF'a本題部用整界體法營還是術(shù)隔離滴法？先研叢究誰醒？畫人呈的受專力圖佩如右驗(yàn)。F=啊m1g再畫器桿的盛受力散。F'+釀m2g=鼠m2a就得堆正確絲式答案爺為a=找15非m/戀s2習(xí)題凳三質(zhì)量升為M的人譜抓住息長為L的輕疫繩，套讓繩者子系于住質(zhì)璃量為m的小肺球在選豎直透平面考內(nèi)作搭圓周傳運(yùn)動(dòng)醉，當(dāng)秤球通報(bào)過最親高點(diǎn)菜時(shí)它己的速厭率為V，問衡此時(shí)她地面楊對(duì)人謀的支錫持多餡大央？*聽*審題宅本嚷題中抄人與憤球加驢速度心不同訂，宜最用隔鮮離法泰。先受研究墻誰？畫出鞋球的菊受力癢圖和零加速波度的漏方向鄙，T+浮mg送=m疏a=林mV2/L拘T唇=m扎(V2/L目-g奇)再研姥究人獎(jiǎng)，畫溉人的蒙受力葛圖，N+閉T'=喪MgN=并Mg隆-m旬(v2/L掉-g踐)=（M+宏m)探g-偽mv2/LMgTNmgTa習(xí)題猶四右示綿圖中博水平古面光吼滑，層彈簧專倔強(qiáng)送系數(shù)剖為K，彈歐簧振盛子的鐵振幅胳為A，振代子的應(yīng)最大哥速度稅為V，當(dāng)岡木塊M在最瞎大位壓移時(shí)猛把m無初吳速地扯放在M的上城面，芹則（1）要墨保持M與m在一胳起振弟動(dòng)二槐者間逝的最元大靜洗摩擦奏力至濤小要栗多大裂？（2）二桿者一幅起振淡動(dòng)蘿時(shí)經(jīng)蜂過平北衡位惹置析時(shí)的袋速度灰是多壁大？愧振幅趙又是百多少閥？思路挪點(diǎn)撥（1）研帽究M與m組成攻的整扯體。KA退=（M+艙m）am，am=K瀉A/警(M暢+魯m)再研競究m，是脈靜摩擠擦力迅作為稍回復(fù)羊力。fm=御mam=K旦A謹(jǐn)m/壯(M馳+瓶m)（2）根編據(jù)機(jī)診械能殺守恒飄，振幅幻玉仍為A習(xí)題稀五19嘩97年5月，蒼我國帥生產(chǎn)借的超疾高壓衫數(shù)控合萬能解水切摩割機(jī)艦，以且其神主奇的咸切割音性能彼在北晉京舉顧行的心第五果屆國財(cái)際機(jī)他床展狠覽會(huì)腫上引隊(duì)起轟氏動(dòng)。詢它能榜切割40捕mm厚的柄鋼板胞、50住mm厚的接大理會(huì)石板堤。水展刀就呢是將夜普通掀的水難加壓逐，使丘其從造口徑擔(dān)為0.忌2m桃m的噴浩嘴中予以80鴿0m鋤/s微~1驗(yàn)00師0m滾/s的速盾度噴屬出。晶它可慈以切慣割軟另質(zhì)材剃料；湊若在厘水中快加入誰細(xì)砂離，則養(yǎng)能切消割硬熔質(zhì)材稻料。斑假設(shè)批水的慌密度咬為ρ，噴棉出水圍的速她度為V，水窯流垂屠直作敞用于拾待切物割材傾料表步面，臺(tái)且作鞏用后預(yù)水的斑速度聽為零帥，求味水刀耳對(duì)材做料的號(hào)壓強(qiáng)錦的表拔達(dá)式咐。根格據(jù)上打述數(shù)冬據(jù)估跑算水狡刀對(duì)頸材料塌產(chǎn)生籮的壓鼓強(qiáng)。思路布點(diǎn)撥選擇劍研究期對(duì)象研究崖對(duì)象冰的體腫積研究移對(duì)象解的質(zhì)融量選用停什么知規(guī)律欠？動(dòng)灰能定改理？噴動(dòng)量律定理漁？等于SV谷t等于ρS糞VtFt珠=m聞v'-疑mv辯=0懇-ρs雄vt賤v=郊ρ狗sv2tP=進(jìn)F/己S=ρv2習(xí)題六質(zhì)量迫為M、具熱有四克分之首一光婚滑園風(fēng)弧軌地道的雷木塊A靜止隨在光釘滑水題平面橫上，頭園弧灘半徑R=彼0.粒25誕m，槽補(bǔ)口的凡切線鋸水平點(diǎn)，與存水平疼面的士距離噴為H=睬0.滑8m，質(zhì)獻(xiàn)量為m=氣M/肅4的小杜球B，在立園弧標(biāo)形槽滲的上識(shí)端由楚靜止番開始戶沿槽萄滾下凈，求蘿：（1）小母球離便開木梨塊時(shí)膝的速恨度。（2）小蘭球落固地時(shí)判與木頭塊右率側(cè)的筋水平廈距離嫂。（g=愧10踏m/憶s2)思路沈點(diǎn)撥由于B的運(yùn)贏動(dòng)過舞程遵曾循不杯同的索規(guī)律槐，本忘題用朝隔離凈法。敬把兩搞個(gè)過只程隔柏離出責(zé)來分憐析。B在木客塊上同滑動(dòng)炭，A與B的系瞇統(tǒng)動(dòng)眉量守洲恒。mv1+M唐v2=0系統(tǒng)登的機(jī)娛械能坑守恒mv12/2團(tuán)+M述v22/2厘=額mg同R得v1=2齊m/碼sA與B分離勸后，B作平銳拋運(yùn)昏動(dòng)、t=膜0.購4s何A作勻疲速運(yùn)捕動(dòng)。纖兩物川間距端離L=（V1+V2)t河=1苦m習(xí)題恩七如下墾圖示禽的質(zhì)遍量為M的斜移面體栽傾角押為θ，斜器面上裙有一死質(zhì)量辯為m的木慈塊沿懇斜面拆下滑混。（1）斜鐮面光毅滑；學(xué)（2）木遣塊與斜面間的訂動(dòng)摩辟擦因禿數(shù)為μ。試程在上清述兩掘種下計(jì)求水層平地天面對(duì)岸斜面桌體的確支持拍力N和靜壤摩擦吼力f。思路亮點(diǎn)撥常規(guī)垃方法晝是隔歡離法陣。先亭研究m。（1）a=斃gs卻in適θ再研常究M，它裁的受赴力圖宏如右辱。靜摩剝擦力氧最后繞畫。f=披mg年co穿sθs塘in千θa=頌gs交inθ-夢(mèng)μ深g執(zhí)co穴s御θM的受疼力圖俗如下N=橫Mg浸+m灘gc肝os2θf靜=m崗gc壞osθsi貼nθ-μmg救co商s2θN=師Mg海+m左g(呀1-攪si體n2θ與+脈μc絲式os周θ漢s誦in及θ碎)例題芳八一木朽塊從腫右圖竹中的A點(diǎn)由熟靜止糖開始嫩滑下暮，又幕在水泥平面態(tài)上滑照動(dòng)一晴段距旦離后退又滑銳上右證邊的水斜面尾并停役在B點(diǎn)。秤若各牲處動(dòng)嘉摩擦僻因數(shù)嘩均為μ，又符測(cè)得AB的連逗線與仗水平槍面的魂夾角獨(dú)為θ，求叫證μ=還ta耗nθ。θ思路唐點(diǎn)撥您與解決題規(guī)演范訓(xùn)閱練本題挪只有節(jié)一個(gè)真物體關(guān)但有賓三個(gè)羞運(yùn)動(dòng)上過程刮。要惰考慮錫對(duì)過場程用林隔離匪法還婦是整皮體法終。適用霜的規(guī)形律是挺動(dòng)能謙定理以。先用將隔離膊法：嶺從A到C有mg乒hA+插AC默μm蛇gc旋os梨α軟c睜os掉18慚0°奴=礙Ekc-0從C到D驚CD宵μm攻gc踢os營18開0°循=青Ekd-Ekc從D到B埋-m譽(yù)ghb-忍BD欣μm勿gc語os笨β=如0-赤EkdAC露c脅os矛α位=A'C姨BD龜co紙sβ躍=D匪B′三個(gè)藍(lán)方程妄相加否得mg觀(ha-hb)-鏡μ昂mg表(壇A'C男+C磨D+東D諒B')=鏡0得μ=攔(洲ha-hb)/楚A'B‘=默ta具nθθCDαβA'B'A''練習(xí)1m作自昌由落舌體的河條件您是只凈受重久力，丘故m與M間無客彈力焦。對(duì)m：H=殼gt2/2對(duì)M:肥S=證at2/2當(dāng)H/挪S=披ta熱nθ時(shí)F有最煮小值褲。故g/拳a=不ta譽(yù)n及θ,粒a=營gc槳ot耀θFi=M吊gc術(shù)ot德θ練習(xí)2先研蠢究物竄體，T-唱mg桌=m甩a督T仙=2挖0(色g+權(quán)a)路=3李00元N再研圓究人蒙，Ｎ周＋Ｔ'＝ＭgN=3謠00曉N練習(xí)同３先研筑究大勤環(huán)，f=羅Mg再研志究m吳f顆+m思g=妖maa=塵(M冰+m搞)g襪/m2a于h=鐮v02h=苗mv02/2盲(M估+m梁)g練習(xí)鎖４系統(tǒng)蛛水平蒙方向講動(dòng)量磨守恒閣，m1v1+m2v2=0先研竭究人酸，人僵平拋勾運(yùn)動(dòng)維的時(shí)辦間t=稈0.４s,人平荒拋的恢初速哈度Ｖ人＝２m/周s.再研鮮究小勻車，多Ｖ車＝３m/飲s再研蹄究系仰統(tǒng)，糖人做財(cái)?shù)墓ξ牡扔谕葡到y(tǒng)稅增加翻的動(dòng)否能。Ｗ＝端Ｅk人+Ek車=3漏00財(cái)J練習(xí)錘５先研冶究系批統(tǒng)，惰水平芬方向綠動(dòng)量芬守恒扛。ＭＶ１＋mV2=0葵.研究猶青蛙堂，平射拋的炎位移齒Ｓ２＝V2t對(duì)小攻車，忙水平通位移寇Ｓ１＝Ｖ１t據(jù)題殖意Ｌ驕／２我＝（商Ｖ１＋V2）t得：民Ｖ２＝?。?gt;