2026届高考物理一轮复习讲义：第三章 整体法和隔离法在受力分析及平衡中的应用

整体法和隔离法在受力分析及平衡中的应用 学习目标　 1.会用整体法和隔离法分析多个物体的受力。 2.灵活运用整体法和隔离法处理多个物体的平衡问题。 提升1　整体法和隔离法在受力分析中的应用 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 研究系统外的物体对系统整体的作用力 研究系统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 例1 (多选)如图所示，质量均为m的两木块a与b叠放在水平地面上，a、b分别受到两个水平拉力的作用，两力大小均为F，两木块保持静止状态，则(　　) A.a、b之间一定存在静摩擦力 B.b与地面之间一定存在静摩擦力 C.b与地面之间一定不存在静摩擦力 D.地面对b的支持力一定大于2mg 答案　AC 解析　由于两木块静止，对a进行受力分析可知，a受向右的拉力作用而有向右的运动趋势，故a一定受到b对a向左的静摩擦力作用，选项A正确；对a、b整体分析可知，整体在水平方向上所受的拉力的合力为0，故b与地面间没有摩擦力，选项B错误，C正确；对a、b整体分析可知，在竖直方向上受力平衡，故地面对b的支持力一定等于2mg，选项D错误。 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。　　 训练1 (2024·浙江宁波高一月考)在恒力F作用下，a、b两物体一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运动，则关于它们受力情况的说法正确的是(　　) A.a一定受到4个力 B.b可能受到4个力 C.a与墙壁之间一定有弹力和摩擦力 D.a与b之间不一定有摩擦力 答案　A 解析　对物体b受力分析，受重力、支持力和摩擦力，处于三力平衡状态，故B、D错误；对物体a、b整体受力分析，受重力、恒力F，若墙壁对整体有支持力，水平方向不能平衡，则墙壁对整体没有支持力，也没有摩擦力；对物体a受力分析，受恒力F、重力、物体b对a的压力和摩擦力，即物体a共受4个力，故A正确，C错误。 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。 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。 例2 用三根细线a、b、c将重力均为G的两个小球1和2连接并悬挂，如图所示。两小球处于静止状态，细线a与竖直方向的夹角为30°，则(　　) A.细线a对小球1的拉力大小为G B.细线a对小球1的拉力大小为4G C.细线b对小球2的拉力大小为G D.细线b对小球2的拉力大小为G 答案　A 解析　将两球和细线b看成一个整体，设细线a对小球1的拉力大小为Fa，细线c对小球2的拉力大小为Fc，受力分析如图所示。根据共点力的平衡条件有Fa＝＝G，Fc＝2Gtan 30°＝G，故A正确，B错误；对小球2根据共点力的平衡条件可知细线b对其拉力大小为Fb＝＝G，故C、D错误。 训练2 如图所示，质量为m＝0.5 kg的光滑小球被细线系住，放在倾角为α＝45°的斜面体上。已知线与竖直方向的夹角β＝45°，斜面体质量为M＝3 kg，整个装置静置于粗糙水平面上。(g取10 N/kg)求： (1)细线对小球拉力的大小； (2)地面对斜面体的摩擦力的大小和方向。 答案　(1) N　(2)2.5 N　方向水平向左 解析　(1)以小球为研究对象，受力分析如图甲所示。 根据平衡条件得，FT与FN的合力大小等于mg， 则有FT＝mgcos 45°＝mg＝ N。 (2)以小球和斜面体整体为研究对象，受力分析如图乙所示，由于系统静止，合力为零，则有 Ff＝FTcos 45°＝× N＝2.5 N，方向水平向左。 随堂对点自测 1.(整体法和隔离法在受力分析中的应用)倾角为α、质量为M的斜面体静止在水平桌面上，质量为m的木块静止在斜面体上，下列结论正确的是(重力加速度为g)(　　) A.木块受到的摩擦力大小是mgcos α B.木块对斜面体的压力大小是mgsin α C.桌面对斜面体的摩擦力大小是mgsin αcos α D.桌面对斜面体的支持力大小是(M＋m)g 答案　D 解析　先对木块进行受力分析，如图所示，受重力mg、支持力FN和静摩擦力Ff，根据平衡条件，有Ff＝mgsin α，FN＝mgcos α，由牛顿第三定律知，木块对斜面体的压力大小为mgcos α，故A、B错误；对斜面和木块整体受力分析，受重力和支持力，二力平衡，则桌面对斜面体的支持力为FN＝(M＋m)g，摩擦力为零，故C错误，D正确。 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(　　) 答案　A 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。 3.(整体法和隔离法在平衡问题中的应用)如图所示，长方体物块静止在水平地面上，表面光滑的球在竖直墙壁和物块间处于静止状态。现将物块缓慢向右移动一小段距离，若物块仍然保持静止，则移动物块后(　　) A.球对物块的压力不变 B.球对墙壁的压力减小 C.地面对物块的摩擦力增大 D.地面对物块的支持力减小 答案　C 解析　对球受力分析如图甲所示，设物块对球的支持力FN2与竖直方向的夹角为θ，则根据平衡条件有FN2cos θ＝mg，FN2sin θ＝FN1，当拉动物块缓慢向右移动一小段距离后，FN2与竖直方向的夹角θ将增大，则可知FN1、FN2都将增大，而根据牛顿第三定律可知球对物块的压力及球对墙壁的压力都将增大，故A、B错误；对物块受力分析，如图乙所示，地面对物块的摩擦力Ff＝FN2sin θ增大，故C正确；根据整体法，将球和物块看成一个整体，则整体受力平衡，竖直方向始终有整体的重力等于地面对整体的支持力，可知地面对物块的支持力不变，故D错误。 甲 乙 学科网（北京）股份有限公司 $