3.5 专题：整体法和隔离法+动态平衡问题 课件 -2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

第三章 相互作用——力 专题 整体法与隔离法在平衡问题中的应用 授课教师：XXX 人教版（2019）高中物理（必修一） 典例 如图所示，倾角为α、质量为M的斜面体静置在水平面上，质量为m的木块静置在斜面体上，重力加速度为g。下列结论正确的是（ ） A、木块受到的摩擦力的大小是mgcosα B、木块对斜面体的压力大小是mgsinα C、桌面对斜面体的摩擦力大小是mgsinαcosα D、桌面对斜面体的支持力大小是（M+m）g D 一、整体法与隔离法 ①隔离法 ②整体法（运动状态相同） 系统 内力 外力 相同运动状态使用条件 物体受力平衡 关键概念： 两个（或两个以上）物体组成的连接体叫系统，它们之间相互作用力叫内力，它们与外界之间的力叫外力。 方法选择： 若要求解外力，选用整体法；若要求解内力，选用隔离法。一般优先用整体法，再结合隔离法求解。 一、整体法与隔离法 1. 所有接触面均粗糙，A、B、C均静止，不同情况如何选择研究对象和分析方法？ 针对训练 一、整体法与隔离法 1. 求B对A的摩擦力？ 2. 求地对斜面的支持力？ 3. 求斜面对A的支持力？ 优先整体法 结合隔离 求的力不是内力（举例说明系统不固定，内外力不固定） 2. 如图所示，质量均为m的两小球A、B用轻绳相连并悬挂在天花板上O点，重力加速度为g。如图所示，现用一水平力缓慢拉小球B，当轻绳OA与水平天花板的夹角为45°时，水平力F的大小为（ ） A B. C. D. F 45° A 针对训练 一、整体法与隔离法 3. 如图所示，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。现用大小相等的两力F水平分别向左、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（ ） A 甲 乙 2 1 2 1 F F 2 1 F F 2 1 F F 2 1 F F A B C D 针对训练 一、整体法与隔离法 4. （多选）物体b在水平推力F作用下，将物体a压在竖直墙壁上，a、 b均处于静止状态，如图所示。关于a、b两物体的受力情况，下列说法正确的是（ ） A、a受到两个摩擦力的作用 B、a共受到四个力的作用 C、b共受到三个力的作用 D、a受到墙壁摩擦力的大小不随F的增大而增大 AD 针对训练 一、整体法与隔离法 5. 如图，三个木块A、B、C的质量均为m，在水平推力F的作用下静止靠在竖直的墙面上，已知A的左侧是光滑的，其余所有接触面均粗糙，动摩擦因数均为μ，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A、A、B、C三个木块所受的摩擦力均为μF B、A对B的摩擦力竖直向上，大小是mg C、B对C的摩擦力竖直向下，大小是2mg D、墙对C的摩擦力竖直向上，大小是3mg CD 针对训练 一、整体法与隔离法 6. 如图所示，一位同学用双手水平夹起一摞书，并停留在空中，已知手掌与书之间的动摩擦因数=0.3，书与书之间的动摩擦因数=0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若每本书的质量为0.2kg，该同学对书的水平压力为200N，每本书均呈竖直状态，则下列说法正确的是（ ） A、每本书受到的摩擦力的合力大小不相等 B、书与书之间的摩擦力大小均相等 C、他最多能夹住42本书 D、他最多能夹住60本书 C F F 针对训练 一、整体法与隔离法 7. 如图所示，两楔形物体M、N叠放在一起保持静止，M的上端与一竖直细线连接，细线的另一端固定在天花板上的O点，N放在水平地面上。下列说法正确的是（ ） A、N一定不受地面的摩擦力 B、M不可能只受两个力作用 C、N所受地面的支持力一定小于M、N的重力之和 D、M受到的摩擦力可能沿M、N接触面斜向下 A O M N 针对训练 一、整体法与隔离法 10 8. 质量为m的氢气球通过细绳与水平地面上一块质量为M的砖块绑在一起，氢气球由于受水平风力作用而使拉住它的细绳与地面的夹角为α，两物体始终处于静止状态。当氢气球受到的风力增大时（ ） 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、细绳对氢气球的拉力大小不变 C 针对训练 一、整体法与隔离法 第三章 相互作用——力 专题 简单的动态平衡问题 授课教师：XXX 人教版（2019）高中物理（必修一） 箭头长度表示力的大小，方向表示力的方向 问题特征： 有力在转动（时刻处于平衡状态） 关键词：缓慢 二、动态平衡 例1 如图所示，与水平方向成θ角的推力F作用在物块上，随着θ逐渐减小直到F的方向变为水平的过程中，物块始终沿水平面缓慢运动。关于物块受到的力，下列判断正确的是（ ） A、推力F先增大后减小 B、推力F一直减小 C、物块受到的摩擦力先减小后增大 D、物块受到的摩擦力一直不变 B M θ 三、解析法处理动态平衡问题 解析法处理动态平衡问题的一般流程： 对研究对象的任一状态受力分析 分解力， 画矢量图 建立平衡方程 平行四边形定则 列出函数关系式 分析受力变化情况 三、解析法处理动态平衡问题 受力分析 构建力三角形 画不同状态下的平衡图（顺/逆转动力） 确定力的变化 化动为静 静中求动 动态分析 四、图解法处理动态平衡问题 问题特征：三力动态平衡 三个力，另外两个力改变，一个力不变，只关心大小变化，无定量计算 四、图解法处理动态平衡问题 1. Y模型 例2 如图所示，质量为m的体操运动员，双臂竖直悬吊在单杠下，当他增大双手间距离时（　　） A．每只手臂的拉力将减小 B．每只手臂的拉力可能等于mg C．每只手臂的拉力一定小于mg D．两只手臂的拉力总是大小相等、方向相反 B 四、图解法处理动态平衡问题 G F1 F2 G F1 F2 特征：两力转，且对称 规律：竖小平大 1. Y模型 1. 架在A、B两根晾衣杆之间的均匀铁丝在夏、冬两季由于热胀冷缩的效应，铁丝呈现如图所示的两种形状。下列说法中正确的是（ ） A．夏季铁丝对晾衣杆的拉力较大 B．冬季铁丝对晾衣杆的拉力较大 C．夏季晾衣杆对地面的压力较大 D．冬季晾衣杆对地面的压力较大 B 四、图解法处理动态平衡问题 针对训练 例3 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 四、图解法处理动态平衡问题 2. 横不转模型 四、图解法处理动态平衡问题 2. 横不转模型 特征：一个力水平，一个力转 规律：竖小平大 G F T G F T 2. 如图，一小球放置在木板与竖直墙面之间．设墙面对球的压力大小为N1，球对木板的压力大小为N2.以木板与墙连接点所形成的水平直 线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。 不计摩擦，在此过程中( ) A．N1始终减小，N2始终增大 B．N1始终减小，N2始终减小 C．N1先增大后减小，N2始终减小 D．N1先增大后减小，N2先减小后增大 B 四、图解法处理动态平衡问题 针对训练 例4 如图所示，一铁球用一轻绳悬挂于O点，用力F拉住小球，要使轻绳与竖直方向保持60°角不变，且F最小，则F与竖直方向的夹角θ应为(　　) A．90° B．60° C．30° D．0° 四、图解法处理动态平衡问题 3. 斜不转模型 C 四、图解法处理动态平衡问题 3. 斜不转模型 特征：一个力倾斜，一个力转 规律：画图 G T F G T F 3. 如图所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于O点。现用水平力F缓慢推动斜面体，小球在斜面体上无摩擦地滑动，细绳始终处于张紧状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力以及绳对小球的拉力的变化情况是（　） A、 保持不变， 不断增大 B、 不断增大， 不断减小 C、 保持不变， 先增大后减小 D、 不断增大， 先减小后增大 D 四、图解法处理动态平衡问题 针对训练 例5 轻杆BO的O端用光滑铰链固定在竖直轻杆AO上，B端挂一重物，且系一细绳，细绳跨过杆顶A处的光滑小滑轮，用力F拉住，如图所示。现将细绳缓慢往左拉，使杆BO与杆AO间的夹角θ 逐渐减小，则在此过程中，拉力F及杆BO所受压力FN 的大小变化情况是（ ） A．FN先减小后增大 B．FN始终不变 C．F先减小后增大 D．F始终不变 B 四、图解法处理动态平衡问题 4. 不定角转模型 四、图解法处理动态平衡问题 4. 不定角转模型 特征：两个力转，夹角不固定 规律：构建相似三角形 G FN F D 4. 半径为R的球形物体固定在水平地面上，球心正上方有一光滑的滑轮，滑轮到球面B的距离为h，轻绳的一端系一小球，靠放在半球上的A点，另一端绕过定滑轮后用力拉住，使小球静止，如图所示，现缓慢地拉绳， 在使小球由A到B的过程中，半球对小球的支持力N和绳对 小球的拉力T大小变化的情况是（  ） A．N变大，T变小 B．N变小，T变大 C．N变小，T先变小后变大 D．N不变，T变小 四、图解法处理动态平衡问题 针对训练 例6 如图所示，两根轻绳一端系于结点O，另一端分别系于竖直固定环上的A、B两点，O点下面悬挂一物体，绳OA水平，拉力大小为F1，绳OB与OA夹角为120°，拉力大小为F2，将两绳同时缓慢沿顺时针转过75°， 并保持两绳之间的夹角始终不变，且物体始终保持静止状 态，则在旋转过程中，下列说法正确的是（　　） A．逐渐增大 B．先增大后减小 C．逐渐减小 D．先减小后增大 BC 四、图解法处理动态平衡问题 5. 定角转模型 四、图解法处理动态平衡问题 5. 定角转模型 特征：两个力转，夹角固定 规律：你小我大 G T F G T F B 四、图解法处理动态平衡问题 针对训练 5. 如图所示，置于地面的矩形框架中用两细绳拴住质量为m的小球，绳B水平，设绳A、B对球的拉力大小分别为F1、F2，它们的合力大小为F。现将框架在竖直平面内绕左下端逆时针缓慢旋转90°，在此过程中（ ） A．F1先增大后减小 B．F2先增大后减小 C．F先增大后减小 D．F先减小后增大 $