2-13-思想方法：整体法和隔离法在多物体平衡问题中的应用解析

思想方法：整体法和隔离法在多物体平衡问题中的应用1.方法指导2.例证突破3.方法总结4.备选训练5.真题演练第二章相互作用第2页2017版高三一轮物理教学实用课件结束放映返回目录1.方法指导第3页2017版高三一轮物理教学实用课件结束放映返回目录1．受力分析的定义把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来，并画出受力示意图，这个过程就是受力分析。2．受力分析的一般步骤:第4页2017版高三一轮物理教学实用课件结束放映返回目录②整体法研究外力对物体系统的作用各物体运动状态相同同时满足上述两个条件即可采用整体法。①隔离法分析系统内各物体各部分间相互作用各物体运动状态不相同把物体从系统中隔离出来,独立进行受力分析3.整体法与隔离法的比较mMMgff(M+m)gFa隔离法整体法第5页2017版高三一轮物理教学实用课件结束放映返回目录2.例证突破第6页2017版高三一轮物理教学实用课件结束放映返回目录【例1】(2015·山东理综，16)如图，滑块A置于水平地面上，滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直)，此时A恰好不滑动，B刚好不下滑。已知A与B间的动摩擦因数为μ1，A与地面间的动摩擦因数为μ2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A与B的质量之比为()1.对A、B整体受力分析，A恰好不滑动暗示了什么？A受地面摩擦力大小与方向怎样？2.再对B进行受力分析，B刚好不下滑隐含了什么意思？A对B摩擦力大小与方向怎样?审题设疑F=μ2(mA+mB)gμ1F=mBg解析设水平作用力为F，对物体A、B整体：在水平方向上有F＝μ2(mA＋mB)g；隔离物体B：在竖直方向上有μ1F＝mBg；联立解得：mAmB＝1－μ1μ2μ1μ2，选项B正确。答案B解析显隐A.1μ1μ2B.1－μ1μ2μ1μ2C.1＋μ1μ2μ1μ2D.2＋μ1μ2μ1μ2μ2(mA+mB)gFmBgμ1F第7页2017版高三一轮物理教学实用课件结束放映返回目录【例2】如图示,甲、乙两个小球的质量均为m,两球间用细线连接,甲球用细线悬挂在天花板上.现分别用大小相等的力F水平向左、向右拉两球,平衡时细线都被拉紧.则平衡时两球的可能位置是下面的()2mgF11.对甲、乙两球整体受力分析，确定细线1的空间形态.2.再对乙球隔离分析，确定细线2的空间形态审题提示FFmgFF2解析整体法:把两球看作一个整体,此整体受到竖直向下的重力2mg、水平向左的力F(甲受的)、水平向右的力F(乙受的)和细线1的拉力,两水平力相互平衡,故细线1的拉力一定与重力2mg等大反向,即细线1一定竖直；隔离法:分析乙球受力情况,乙球受到向下的重力mg，水平向右的拉力F,细线2的拉力F2。要使得乙球受力平衡,细线2必须向右倾斜。答案A解析显隐第8页2017版高三一轮物理教学实用课件结束放映返回目录【拓展延伸】在[例2]的图中，如果作用在乙球上的力大小为F，作用在甲球上的力大小为2F，如下图所示，则此装置平衡时的位置可能是()2mgF11.对甲、乙两球整体受力分析，确定细线1的空间形态.2.再对乙球隔离分析，确定细线2的空间形态审题提示2FFmgFF2本题详细解析见教辅！第9页2017版高三一轮物理教学实用课件结束放映返回目录3.方法总结第10页2017版高三一轮物理教学实用课件结束放映返回目录研究对象的选取方法规律总结整体法隔离法应用前提整体(或系统)运动状态相同，即a相同.正确选择整体法研究整体(或系统)的受力情况.隔离法研究整体(或系统)内部的受力情况.两者关系两方法根据问题需要，可以交叉使用.第11页2017版高三一轮物理教学实用课件结束放映返回目录受力分析的四个易错点易错提醒(1)不要把研究对象所受的力与研究对象对其他物体的作用力混淆。(2)对于分析出的物体受到的每一个力，都必须明确其来源，即每一个力都应找出其施力物体，不能无中生有。(3)合力和分力不能重复考虑。(4)区分性质力与效果力：研究对象的受力图，通常只画出按性质命名的力，不要把按效果命名的分力或合力分析进去，受力图完成后再进行力的合成或分解。第12页2017版高三一轮物理教学实用课件结束放映返回目录【变式训练1】(2016·河北唐山统考)如图示,物块A放在直角三角形斜面体B上面,B放在弹簧上面并紧挨着竖直粗糙墙壁,处于静止状态。现用力F沿斜面向上推A,A、B仍处于静止状态。下列说法正确的是()A．A、B之间的摩擦力大小可能不变B．A、B之间的摩擦力一定变小C．B受到弹簧弹力一定变小D．B与墙壁之间可能没有摩擦力本题详细解析见教辅！第13页2017版高三一轮物理教学实用课件结束放映返回目录三条弹簧的劲度系数相同，则其弹力之比等于对应弹簧的伸长量之比【变式训练2】(2013·山东卷，15)如图所示，用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧A与竖直方向的夹角为300，弹簧C水平，则弹簧A、C的伸长量之比为A.3:4B.4:3C.1:2D.2:1300ABC本题是两个小球间相互牵连的平衡问题，且弹簧A、C分别作用到两个小球上，故整体法、隔离法均可采用.第14页2017版高三一轮物理教学实用课件结束放映返回目录解析解法一整体法将两球作为一个整体，进行受力分析，如图示由平衡条件知：FA'FC=1sin300即FA′=2FC又FA′=FA，则FA=2FC故选项D正确答案D30°ABCFA2mgFCFA′第15页2017版高三一轮物理教学实用课件结束放映返回目录解析解法二隔离法分别对两小球受力分析，如图所示FAsin30°－FBsinα＝0FB′sinα－FC＝0FB＝FB′得FA＝2FC，即弹簧A、C的伸长量之比为2∶1，选项D正确．答案：D规律总结：这是典型的平衡问题.因弹簧A、C分别作用到两个小球上，要求的又是这两弹簧的伸长量之比，故对两球用整体法来研究更简便.第16页2017版高三一轮物理教学实用课件结束放映返回目录4.备选训练第17页2017版高三一轮物理教学实用课件结束放映返回目录解析以B球为研究对象，B球受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力作用，处于静止状态，A与B间的细线不受张力作用．再以A球为研究对象进行受力分析，A球可能受到两个力的作用，此时力F的方向可能竖直向上，B项正确；根据三力平衡的特点可知，力F的方向沿水平向右或沿B→A方向均能使A球处于静止状态，A、D项正确．答案ABD【备选训练】用两根细线把A、B两小球悬挂在水平天花板上的同一点O，并用细线连接A、B两小球，然后用力F作用在小球A上，如图所示，此时三根细线均处于直线状态，且OB细线恰好处于竖直方向，两小球均处于静止状态．不考虑小球的大小，则力F的可能方向为()．A．水平向右B．竖直向上C．沿O→A方向D．沿B→A方向解析显隐第18页2017版高三一轮物理教学实用课件结束放映返回目录【备选训练】如图所示，水平固定倾角为30°的光滑斜面上有两个质量均为m的小球A、B，它们用劲度系数为k的轻质弹簧连接，现对B施加一水平向左的推力F使A、B均静止在斜面上，此时弹簧的长度为l，则弹簧原长和推力F的大小分别为()．A．l＋mg2kB．l－mg2kC.233mgD．23mg解析以A、B整体为研究对象，则Fcos30°＝2mgsin30°，得：F＝233mg；隔离A球有：kx＝mgsin30°，得弹簧原长为l－x＝l－mg2k，则可得选项B、C正确．答案BC解析显隐第19页2017版高三一轮物理教学实用课件结束放映返回目录5.真题演练第20页2017版高三一轮物理教学实用课件结束放映返回目录【真题】(2012·山东卷，17)如图所示，两相同轻质硬杆OO1、OO2可绕其两端垂直纸面的水平轴O、O1、O2转动，在O点悬挂一重物M，将两相同木块m紧压在竖直挡板上，此时整个系统保持静止．Ff表示木块与挡板间摩擦力的大小，FN表示木块与挡板间正压力的大小．若挡板间的距离稍许增大后，系统仍静止且O1、O2始终等高，则()．A．Ff变小B．Ff不变C．FN变小D．FN变大审题导析1.先选重物M及两个木块m组成的系统为研究对象，分析其受力情况，得出结论.2.再隔离分析m的受力情况，重点注意杆对木块作用力方向的变化.(1)板距增大前m受力如图.(2)板距增大后m受力如图.(M+2m)g2FfFNFNFfmgFNF1F1‘FN’转解析