培优提升 整体法和隔离法在受力分析及平衡中的应用 课件 -2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

该高中物理课件聚焦“整体法和隔离法在受力分析及平衡中的应用”，以三棱柱与光滑球静止情境导入，通过隔离与整体受力分析对比，搭建从个体到系统的思维支架，衔接前期受力分析知识，为平衡问题解决奠基。 其亮点在于情境探究驱动科学思维，如灯笼悬挂实例中整体与隔离法的科学推理，对比表格明晰模型建构要点。采用“情境-对比-应用”教学逻辑，梯度训练题强化科学论证，助力学生深化相互作用观念，教师可直接用于培优，提升教学效率。

培优提升　整体法和隔离法在受力分析及 平衡中的应用 第三章　相互作用——力 目 录 CONTENTS 提升 01 检测学习效果 02 课时精练 03 目录 2 提升 1 提升2　整体法和隔离法在平衡问题中的应用 提升1　整体法和隔离法在受力分析中的应用 目录 3 提升1　整体法和隔离法在受力分析中的应用 如图所示，直角三棱柱A放在水平地面上，光滑球B放在三棱柱和竖直墙壁之间，A和B都处于静止状态。试分别画出A、B及A、B作为一个整体的受力示意图。 目录 提升 提示　隔离A为研究对象，它受到重力GA、B对它的压力FBA、地面支持力FN和地面对它向右的静摩擦力Ff，如图甲所示。 隔离B为研究对象，它受到重力GB、三棱柱对它的支持力FAB、墙壁对它的弹力FN1，如图乙所示。 以A、B整体作为研究对象，整体受到重力GA+GB、墙壁对其弹力FN1、地面支持力和地面对其向右的静摩擦力，如图丙所示。 目录 提升 整体法、隔离法的比较 项目 整体法 隔离法 概念 将运动状态相同的几个物体作为一个整体来分析的方法 将研究对象与周围物体分隔开并进行分析的方法 选用 原则 研究整体外的物体对整体的作用力 研究整体内物体之间的相互作用力 注意 问题 受力分析时不要再考虑系统内物体间的相互作用 一般隔离受力较少的物体 目录 提升 AD 例1 (多选)(2025·山东泰安月考)如图，木块a与b叠放在水平地面上，分别受到水平向右和水平向左、大小均为F的力作用，且保持静止状态，则(　　) A.b对a的摩擦力方向向左 B.b对a的摩擦力大小为零 C.地面对b的摩擦力方向向右 D.地面对b的摩擦力大小为0 目录 提升 解析　以a为研究对象受力分析，竖直方向受重力和b对a的支持力，水平方向受外力F和b对a的静摩擦力，由共点力的平衡条件知b对a的摩擦力方向水平向左，故A正确，B错误；以a、b整体为研究对象，水平方向由于分别受到水平向右和水平向左、大小均为F的力作用，两力合力为零，则b相对于地面没有相对运动趋势，故b和地面之间没有摩擦力，故C错误，D正确。 目录 提升 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。 目录 提升 ABD 训练1 (多选)(2025·广东梅州期末)如图，质量均为m的A、B、C三个木块叠放在粗糙的水平地面上，A、B接触面沿水平方向，整个系统处于静止状态，重力加速度为g，下列说法正确的是(　　　) A.A对B压力的大小等于mg B.木块B受到4个力的作用 C.地面对C的摩擦力水平向左 D.地面对C的支持力等于3mg 目录 提升 解析　隔离A，对A受力分析可知，B对A的支持力大小等于mg，则由牛顿第三定律可知，A对B压力的大小等于mg，故A正确；隔离B，木块B受到重力、斜面的支持力和摩擦力以及A对B的压力共4个力的作用，故B正确；对A、B、C整体分析可知，水平方向受力平衡，则地面对C无摩擦力作用，竖直方向受力平衡可知，地面对C的支持力等于3mg，故C错误，D正确。 目录 提升 提升2　整体法和隔离法在平衡问题中的应用 1.整体法和隔离法在平衡问题中的应用 当系统处于平衡状态时，组成系统的每个物体都处于平衡状态，选取研究对象时要注意整体法和隔离法的结合。一般地，当求系统内部间的相互作用力时，用隔离法；求系统受到的外力时，用整体法，具体应用中，应将这两种方法结合起来灵活运用。 目录 提升 2.整体法、隔离法在应用时需要注意的问题 对几个物体的整体进行受力分析时，这几个物体间的作用力为内力，不能在受力图中出现；当把某一物体单独隔离分析时，原来的内力变成了外力，要画在受力分析图上。 目录 提升 C 例2 (2025·浙江杭州高一期末)挂灯笼的习俗起源于1 800多年前的西汉时期，已成为中国人喜庆的象征。如图所示，由五根等长的轻质细绳悬挂起四个质量相等的灯笼，中间的细绳是水平的，另外四根细绳与水平天花板面所成的角分别为θ1=30°和θ2。设悬挂在天花板处绳子的拉力大小为F1，水平段绳子的拉力大小为F2，每个灯笼的质量为m，重力加速度为g，下列关系式中正确的是(　　) A.F1=F2 B.F1=2F2 C.F1=4mg D.F2=mg 解析　对左边两个灯笼整体受力分析，有F1cos θ1=F2，F1sin θ1=2mg，解得F1=F2，F1=4mg，F2=2mg，故C正确。 目录 提升 训练2 (2025·河北秦皇岛月考)斜面光滑的三角劈质量为M，静止在水平地面上，质量为m的物块在斜面上端固定的绳子的拉力作用下静止在斜面上，斜面倾角为37°，重力加速度为g，cos 37°=0.8，sin 37°=0.6，求： (1)绳子的拉力大小； (2)物块对斜面的压力大小； (3)地面对斜面的支持力和摩擦力。 答案　(1)0.6mg　(2)0.8mg　(3)(M+m)g　0 目录 提升 解析　(1)以物块为研究对象，对物块进行受力分 析，可知绳子的拉力FT=mgsin 37°=0.6mg。 (2)斜面对物块的支持力FN=mgcos 37°=0.8mg 由牛顿第三定律可得，物块对斜面的压力为 FN'=FN=0.8mg。 (3)以三角劈和物块整体作为研究对象进行受力分析，则地面对斜面的支持力FN1=(M+m)g 地面对斜面的摩擦力Ff=0。 目录 提升 检测学习效果 2 目录 C 1.(整体法和隔离法在受力分析中的应用)(2025·江西抚州期末)如图所示，M、N两物体叠放在一起。在竖直向上的恒力F作用下，一起沿粗糙竖直墙面向上做匀速直线运动，则关于两物体受力情况的说法正确的是(　　) A.物体M与N之间无摩擦力 B.物体N受到5个力 C.物体M受到4个力 D.F大于M与N的重力之和 目录 检测学习效果 01 02 03 解析　M、N两物体叠放在一起沿粗糙竖直墙面向上做匀速直线运动，以M、N整体为研究对象，竖直方向平衡，F等于M与N的重力之和，水平方向上没有外力，所以物体N与墙之间没有弹力，也没有摩擦力，隔离物体M，受到重力、竖直向上的外力F、N对M的弹力和摩擦力共4个力，隔离物体N，物体N受到重力、M对N的弹力和摩擦力共3个力，故C正确，A、B、D错误。 目录 检测学习效果 01 02 03 A 2.(整体法和隔离法在平衡问题中的应用)用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来，如图所示。对小球a持续施加一个水平向左的恒力，并对小球b持续施加一个水平向右的同样大小的恒力，最后达到平衡状态。下列选项中表示平衡状态的图可能是(　　) 目录 检测学习效果 01 02 03 解析　将两球和两球之间的细线看成一个整体，对整体受力分析如图所示，整体达到平衡状态。根据平衡条件可知整体受到a球上方的细线的拉力FT的大小等于a、b的重力大小之和，方向沿竖直方向，则此细线必定沿竖直方向，故A正确。 目录 检测学习效果 01 02 03 A 3.(整体法和隔离法在平衡问题中的应用)一串小灯笼(五只)彼此用轻绳连接，并悬挂在空中。在稳定水平风力作用下发生倾斜，悬绳与竖直方向的夹角为30°，如图所示。设每只灯笼的质量均为m，重力加速度为g。则自上往下第二只灯笼与第三只灯笼间的悬绳对第三只灯笼的拉力大小为(　　) A.2mg B.mg C.mg D.8mg 目录 检测学习效果 01 02 03 解析　以下面三只灯笼整体为研究对象，进行受力分析，如图所示。竖直方向有FTcos 30°=3mg，得FT==2mg，故A正确。 目录 检测学习效果 01 02 03 课时精练 3 目录 B 基础对点练 题组一　整体法和隔离法在受力分析中的应用 1.如图所示，用轻弹簧连接的物块A、B静止在水平地面上。 A、B的质量均为m，重力加速度为g，则弹簧对B的弹力和 地面对A的支持力大小分别为(　　) A.mg、mg B.mg、2mg C.2mg、mg D.2mg、2mg 解析　对B受力分析可知，弹簧对B的弹力等于B的重力mg；对A、B整体受力分析可知，地面对A的支持力等于整体的重力2mg，故B正确。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 10 课时精练 B 2.(2025·广东惠州月考)如图所示滑块A和B叠放在传送带上，B被轻绳连于墙上。如果传送带逆时针转动，滑块A和B都相对地面静止，则下列说法正确的是(　　) A.滑块A受到的静摩擦力水平向右 B.无论传送带的速度是多大，滑块A都不受摩擦力 C.滑块B受到的静摩擦力水平向左 D.传送带受到的摩擦力与滑块B受到的轻绳拉力是一对平衡力 解析　无论传送带的转速是多少，A都不受摩擦力，若受摩擦力作用，则A不能平衡，故A错误，B正确；对A、B整体受到向右的绳的拉力作用，则B受到传送带的向左的滑动摩擦力，故C错误；传送带受到的摩擦力与滑块B受到的轻绳拉力不是同一个物体受到的力，不是一对平衡力，故D错误。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 10 课时精练 B 3.(2025·云南昆明期末)如图所示，物体A、B叠放在固定斜面上，A受到与斜面平行向上的力F的作用，A、B均保持静止，下列说法正确的是(　　) A.A、B之间一定存在摩擦力 B.B与斜面之间可能是光滑的 C.A一定受到4个力的作用 D.B可能只受到3个力的作用 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 10 课时精练 解析　对A进行受力分析，A一定受到重力、拉力F以及B对A的支持力，根据共点力平衡条件可知在沿斜面方向上，A所受的重力的分力大小未知，若其等于F，则A、B之间没有相对运动趋势，物体A只受3个力作用，A、B之间不存在摩擦力，故A、C错误；将A、B看作一个整体，若整体的重力沿斜面向下的分力与F大小相等，则B与斜面之间不存在摩擦力，所以B与斜面之间可能是光滑的，故B正确；对B进行受力分析，若B只受重力、斜面对B的支持力以及A对B的压力3个力作用，根据平衡条件可知B无法保持平衡状态，所以B一定还受摩擦力的作用，故D错误。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 10 课时精练 C 题组二　整体法和隔离法在平衡问题中的应用 4.(2025·江苏宿迁期末)质量为M、倾角为θ的斜面放在水平面上，质量为m的物块沿着斜面匀速下滑，斜面始终静止不动。物块与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，关于斜面和物块的受力下列说法正确的是(　　) A.斜面对物块的作用力大小为mgsin θ B.斜面对物块的作用力大小为μmgcos θ C.地面对斜面摩擦力为零 D.地面对斜面支持力小于(M+m)g 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 10 课时精练 解析　以物块为研究对象，根据共点力平衡条件可知，斜面对物块的作用力与物块的重力平衡，大小为mg，故A、B错误；以物块和斜面整体为研究对象，根据受力平衡可知，地面对斜面摩擦力为零，地面对斜面支持力等于(M+m)g，故C正确，D错误。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 10 课时精练 AB 5.(多选)如图所示，斜面体质量为M，倾角为θ，小方块质量为m，在水平推力F作用下，斜面体和小方块整体向左做匀速直线运动，各接触面之间的动摩擦因数都为μ，重力加速度为g，则(　　) A.斜面体对小方块的支持力大小为mgcos θ B.斜面体对地面的压力大小为(M+m)g C.斜面体对小方块的摩擦力大小为μmgcos θ D.地面对斜面体的摩擦力大小为μMg 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 10 课时精练 解析　以整体为研究对象，地面对斜面体的支持力大小为(M+m)g，根据牛顿第三定律可得斜面体对地面的压力大小为(M+m)g，根据摩擦力的计算公式可得地面对斜面体的摩擦力大小为Ff1=μ(M+m)g，故B正确，D错误；以小方块为研究对象，斜面体对小方块的摩擦力为静摩擦力，摩擦力大小为Ff2=mgsin θ，故C错误；斜面体对小方块的支持力等于小方块的重力垂直于斜面方向的分力，大小为mgcos θ，故A正确。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 10 课时精练 C 6.如图所示，工地上的建筑工人用砖夹搬运四块相同的砖，假设每块砖的质量均为m，砖与砖夹间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当砖处于平衡状态时，则右边砖夹对砖施加的水平力最小为(　　) A. B. C. D. 解析　以四块砖为研究对象，进行受力分析，砖处于平衡状态，则砖所受到的摩擦力与其重力大小相等，即Ff1+Ff2=4mg，又Ff1=Ff2=μF，联立两式可得F=，即右边砖夹对砖施加的水平力为F=，故C正确。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 10 课时精练 D 综合提升练 7.(2025·湖北黄冈期末)如图所示，物体A、B、C叠放在水平桌面上，水平力F作用于B物体，使A、B、C一起向右匀速运动，下列有关摩擦力的说法正确的是(　　) A.A受到的摩擦力水平向右 B.B受到的摩擦力水平向右 C.C受到三个摩擦力作用 D.桌面与C、B与C间的摩擦力大小相等 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 10 课时精练 解析　A做匀速运动，根据受力平衡可知，水平方向A不受摩擦力作用，故A错误；以B为研究对象，根据受力平衡可知，B受到水平向右的拉力，则受摩擦力水平向左，故B错误；以C为研究对象，桌面对C水平向左的摩擦力和B对C水平向右的摩擦力，两个摩擦力，故C错误；C做匀速运动，根据受力平衡可知，桌面与C、B与C间的摩擦力等大反向，故D正确。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 10 课时精练 C 8.如图所示，质量为m的氢气球通过细绳与地面上一块质量为M的砖块绑在一起，氢气球由于受风力作用而使拉住它的细绳与地面的夹角为θ，两物体始终处于静止状态，当氢气球受到的水平风力增大时(　　) A.砖块对地面的压力变大 B.地面对砖块的支持力变小 C.砖块受到地面的摩擦力变大 D.绳子对氢气球的拉力大小不变 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 10 课时精练 解析　以砖块、氢气球和细绳整体为研究对象，竖直方向， 由平衡条件知，地面对砖块的支持力FN=(M+m)g-F浮不变， 根据牛顿第三定律可知，砖块对地面的压力也不变，故A、 B错误；水平方向，整体由平衡条件可知，砖块受到地面的 摩擦力与风力等大反向，风力增大，则砖块受到地面的摩擦 力变大，故C正确；对氢气球进行受力分析，如图所示，其受到重力、浮力、细绳的拉力和水平风力，根据平衡条件，竖直方向有FTsin θ+mg=F浮，水平方向有FTcos θ=F，联立得FT=，风力F增大时，浮力和重力不变，则绳子对氢气球的拉力FT增大，故D错误。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 10 课时精练 9.(2025·吉林长春期末)如图所示，在水平粗糙横杆上，有一质量为m的小圆环A，用一细线悬吊一个质量为m的球B。现用一水平拉力缓慢地拉起球B，使细线与竖直方向成37°角，此时环A仍保持静止。已知sin 37°=0.6，重力加速度为g。求： (1)横杆对环的支持力； (2)横杆对环的摩擦力。 答案　(1)2mg，方向竖直向上　(2)0.75mg，方向水平向左 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 10 课时精练 解析　(1)以A、B整体为研究对象，竖直方向根据受力平衡可得FN=2mg 可知横杆对环的支持力大小为2mg，方向竖直向上。 (2)以球B为研究对象，竖直方向根据受力平衡可得 FTcos 37°=mg 以A为研究对象，水平方向根据受力平衡可得 FTsin 37°=Ff 联立可得Ff=0.75mg 可知横杆对环的摩擦力大小为0.75mg，方向水平向左。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 10 课时精练 10.(2025·江苏扬州期末)如图所示，用三根相同细线a、b、c将重力均为G的两个灯笼1和2悬挂起来。两灯笼静止时，细线a与竖直方向的夹角为37°，细线c水平。已知sin 37°=0.6，cos 37°=0.8。求： (1)细线a中的拉力大小； (2)细线b、c中的拉力大小(结果可保留根号)。 答案　(1)2.5G　(2)G　1.5G 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 10 课时精练 解析　(1)将两灯笼看作一个整体，对整体受力分析，如图所示，根据平衡条件可得Facos 37°=2G 解得Fa=2.5G。 (2)对整体分析，结合上述有Fasin 37°=Fc 解得Fc=1.5G 对灯笼2隔离分析，利用平衡条件可得Fb= 解得Fb=G。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 10 课时精练 $