第三章 素养提升课四　整体法和隔离法　动态平衡问题-【金版新学案】2023-2024学年新教材高一物理必修第一册同步课堂高效讲义教师用书（粤教版）

素养提升课四　整体法和隔离法　动态平衡问题 [学习目标]　1.会用整体法和隔离法分析多个物体的受力。　2.能灵活运用整体法和隔离法处理多个物体的平衡问题。　3.会利用解析法、图解法和相似三角形法分析动态平衡问题。 提升点一　应用整体法和隔离法处理平衡问题 1．问题界定：一个平衡系统中涉及两个或两个以上的物体，即为多物体的平衡问题。 2．处理方法：整体法和隔离法。 (1)如果不涉及系统内物体间的相互作用力，要优先采用整体法，这样涉及的研究对象少，未知量少，方程少，求解简便。 (2)如果涉及系统内物体间的相互作用力，则必须采用隔离法，对有关物体单独分析。 (多选)(2022·湖南邵东高一期中)如图所示，物体A、B和C叠放在水平面上，水平力为F1＝9 N，F2＝6 N，分别作用于物体B、C上，A、B和C仍保持静止，以下说法正确的是(　　) A．C与地面的摩擦力大小为3 N B．B对C的摩擦力方向水平向右 C．B与C之间的摩擦力大小为9 N D．A与B的接触面可能是粗糙的 ACD　[对A、B、C整体受力分析，由平衡条件可得F1＝F2＋f地，解得f地＝3 N，A正确；对A、B整体受力分析，由平衡条件可得fCB＝F1＝9 N，故B与C之间的摩擦力大小为9 N，C对B的摩擦力方向水平向右，B对C的摩擦力水平向左，B错误，C正确；单独对A受力分析可知A、B间无摩擦力，否则A水平方向所受的合力不为零，不能保持平衡，但接触面可能光滑也可能粗糙，D正确。故选A、C、D。] 规律总结 整体法和隔离法的选择原则 1．当分析系统所受外力时，可以采用整体法来分析外界对系统的作用力。 2．当分析系统内各物体间的相互作用时，一般采用隔离法且选择受力较少的物体为研究对象。 3．整体法的优点在于减少受力分析的个数，但不能分析内力；隔离法的优点是对多个物体受力了解比较清楚，但计算时有点麻烦。　　 针对练1. (2022·浙江余姚中学高一期中)如图所示，质量为m的物体A放在倾角为θ、质量为M的斜面体B上，斜面体B放在水平地面上，用沿斜面向下、大小为F的恒力推物体A，A恰能沿斜面匀速下滑，而斜面体B静止不动。则下列说法中正确的是(　　) A．地面对斜面体B的支持力大小为mg＋Mg B．地面对斜面体B的支持力大小为Mg＋Fsin θ C．地面对斜面体B的摩擦力向右，大小为Fcos θ D．地面对斜面体B的摩擦力大小为0 N C　[对整体受力分析，根据平衡条件，有FN＝mg＋Mg＋Fsin θ，Fcos θ＝f，即地面对斜面体的支持力为FN＝mg＋Mg＋Fsin θ，地面对斜面体的摩擦力为f＝Fcos θ，方向水平向右。故选C。] 针对练2.(2022·重庆巴蜀中学期末)一档电视节目通过洪水自救模拟实验为大众普及洪水中的生存指南，实验发现：大家平行于洪水流向紧挨着站成一纵列，可以有效抵抗水对身体的冲击力(如图甲)，建立如图乙所示的物理模型：某时刻用力F推物块1，五个质量相等的物块恰好未推动，已知物块与地面间的动摩擦因数均相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是(　　) A．物块2、3、4、5受到前一物块的弹力大小相等 B．物块2对物块3的弹力大小为F C．物块2与3、3与4间的弹力之比为2∶3 D．若仅增大物块与地面间的动摩擦因数，则物块间的弹力可能为0 D　[假设每个物块质量都是m，对五个物块整体进行分析，由于恰好未推动，可知所受摩擦力为最大静摩擦力，根据受力平衡可得F＝5μmg，对物块2、3、4、5构成的整体进行分析可得F12＝4μmg＝，同理可得F23＝3μmg＝，F34＝2μmg＝，F45＝μmg＝，故A、B、C错误；若仅增大物块与地面间的动摩擦因数，则用力F推物块1时，物块1可能推不动，此时其它物块间没有弹力，故D正确。] 学生用书↓第93页 提升点二　物体的动态平衡问题 1．动态平衡：平衡问题中的一部分力是变力，是动态力，力的大小和方向缓慢变化，所以叫动态平衡，这是共点力平衡问题中的一类题型。 2．基本方法：解析法、图解法和相似三角形法。 考向一　解析法 解题步骤： 1．列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式。 2．根据已知量的变化情况确定未知量的变化情况。 质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上，用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，如图所示，用T表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中(　　) A．F逐渐变大，T逐渐变大　 B．F逐渐变大，T逐渐变小 C．F逐渐变小，T逐渐变大 D．F逐渐变小，T逐渐变小 A　[以O点为研究对象，受力分析如图所示，当用水平向左的力缓慢拉动O点时，绳OA与竖直方向的夹角θ变大，由共点力的平衡条件知：T＝，F＝mgtan θ，所以F逐渐变大，T逐渐变大，选项A正确。] 考向二　图解法 1．适用情况：物体