用整体法和隔离法解决连接体问题
一、问题背景
整体法与隔离法的运用在高考命题中由来已久主要是考查考生综合分析能力多物体问题虽然是一种常见的题型但由于涉及整体法和隔离法、正交分解法等方法的应用许多学生均感到很困难这就要求考生能熟练掌握整体法与隔离法的解题技巧。
二、重点概述
1研究物理问题时,把所有的研究对象最为一个整体来处理的方法称为整体法。2研究物理问题时,把所有的研究从整体中隔离出来进行单独研究,最终得出结论的方法称为隔离法。3基本特点:(1)采用整体法时,可以弄清系统的整体受力情况和全过程的受力情况,从整体上揭示事物的受力本质和变化规律,从而避开了中间环节的繁琐推算,能够灵活地解决问题。(2)采用隔离法时,容易看清单个物体的受力情况或单个过程的运动情形,问题处理起来比较方便、简单,便于初学者使用。在分析系统内各物体(或一个物体的各个部分)间的相互作用时用隔离法。
三、难点释疑
1整体法和隔离法交替使用原则:若系统内各物体具有相同的加速度,且要求物体之间的相互作用力时,可以先整体求加速度,再用隔离法选取合适对象,应用牛顿第二定律求作用力。即“先整体求加速度,再隔离求内力”。2整体法和隔离法不是相互对立的,一般在问题的求解中,随着研究对象的转化,往往两种方法交叉使用。因此,两种方法的取舍,并没有绝对的界限,需要具体分析,灵活运用。无论哪种方法,均以尽可能避免或减少中间未知量的出现为原则。
四、典型例题
例1:如图所示,质量为m15kg的滑块置于一粗糙的斜面上,用一平行于斜面的大小为30N的力F推滑块,滑块沿斜面向上匀速运动,斜面体质量m210kg,且始终静止,取g10ms,求:(1)斜面对滑块的摩擦力.(2)地面对斜面体的摩擦力和支持力.
2
1
f解答:(1)以滑块为研究对象,分析受力情况如图1,滑块向上匀速运动时,有:Fm1gsi
30°f1,得斜面对滑块的摩擦力:f1Fm1gsi
30°3050×05(N)5N(2)以整体为研究对象,整体的合力为零,分析受力情况,根据平衡条件得:水平方向:f2Fcos30°竖直方向:NFsi
30°(m1m2)g解得:f215N,N135N评析:当需要求出相互作用物体之间的作用力时(内力),必须用隔离法求出物体之间的力,而整体法不能求出他们之间的作用力。当要求外界物体对几个物体组成的系统的作用力时,整体法则是事半功倍。
例2两个物体A和B,质量分别为m1和m2,互相接触放在光滑水平面上,如图所示对物体A施以推力F,则r