专题07 连接体中的整体法与隔离法 课件 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

专题07 连接体中的 整体法与隔离法 专题07 连接体中的整体法与隔离法 S05 pages 8—9: 连接体整体与隔离方法定位 1 轿厢与对重通过轻绳跨过定滑轮相连，运动方向相反。 它们的加速度有什么联系？绳中拉力一定等于某一侧重力吗？ 新知导入 电梯与对重为什么要分别选取研究对象 S30 pages 14—16: 调用升降电梯原理图和题意作引入；第19—20页用原参数与解析回答 2 1. 能根据研究对象划定系统，辨别同一相互作用力的内外力身份。 2. 能由连接条件判断加速度关系，不把连接误当作加速度总相同。 3. 能交替选取整体与单体，求加速度、绳拉力或接触力。 4. 能检查共同运动的成立条件，并解释模型或条件改变后的差异。 学习目标 学习目标 S21 pages 43: 研究对象与内外力目标 S05 pages 8—9: 连接体方法目标 S30 pages 5—8、27—30: 约束与共同运动条件目标 3 一、研究对象与系统边界 1. 从相互作用选研究对象 人站在长木板上，斜向右下推箱子。人、箱子、木板质量均为，三者保持静止。 思考：要判断箱子受到的摩擦力，研究箱子还是直接研究三者整体？ 先选箱子。沿相互作用寻找它所受的力；人和木板对箱子的作用都不能漏掉。 新知探究 人推箱子：先说清研究谁 S21 pages 44—46: 调用人—箱—板原题与原图，先完成研究对象选择；保持静止条件 4 一、研究对象与系统边界 2. 内力与外力取决于系统边界 若只选箱子，人的推力是外力；若选人和箱子，二者之间的推力成为系统内力。 思考：研究人、箱、板整体时，能把人的推力再作为系统向右的外力吗？ 不能。它是系统内相互作用；按整体分析时不把它重复计入外力，并不是这个力不存在。 新知探究 换一个系统，推力的身份也会变 S21 pages 43—46: 依据原整体与隔离定义、整体不计内力的说明重排；明确内力仍真实存在 5 一、研究对象与系统边界 3. 用整体检查外力是否完整 三者整体在水平方向没有其他外力。若地面对木板还有向左摩擦，整体能保持静止吗？ 不能。因此地面摩擦力为零；地面对整体的支持力等于三者总重力。 竖直方向与水平方向分别平衡： 新知探究 整体静止，地面需要提供向左摩擦吗 S21 pages 45—46: 调用整体静止时地面支持力3mg、摩擦为零的原解析；两方向独立列式 6 一、研究对象与系统边界 4. 隔离才能看到系统内相互作用 隔离箱子：人斜向右下推，箱子所受静摩擦力应向哪边？ 向左，与推力的水平分量平衡。整体外力为零，不代表系统内各物体没有相互作用。 再看人：箱子对人的反作用力有向上的分量，木板对人的支持力小于其重力。 新知探究 整体无水平摩擦，箱子就没有摩擦吗 S21 pages 44—46: 调用箱子静摩擦向左、人对板压力小于mg的原分析；与前页分别承担整体及单体分析 7 二、共同运动的整体与隔离 1. 从连接条件确定加速度关系 水平面上A、B质量为，由绷紧且不可伸长的轻绳连接。水平力向右拉B，两块共同向右匀加速。 思考：沿同一直线运动、绳长不变，对两物体的加速度有什么约束？ 加速度大小和方向相同。先确定约束，再把两块作为整体，而不是看到“连接”就直接合并。 新知探究 轻绳拉两块：它们为什么能共同加速 S05 pages 10—12: 调用双木块轻绳题及第11页独立图；补明理想轻绳与绷紧条件 8 二、共同运动的整体与隔离 2. 整体先求共同加速度 两木块与地面的动摩擦因数同为，都在滑动。取向右为正，先列整体的运动方程。 整体外力是拉力与地面摩擦；绳的相互拉力是内力。 用系统外力求共同加速度，内力不重复计入。 新知探究 对两块整体，绳拉力还要加入吗 S05 pages 10—12: 调用原整体方程与加速度结果；只处理两块同加速度且同μ、共同滑动阶段 9 二、共同运动的整体与隔离 3. 隔离受力较简单的物体 隔离A，向右是绳拉力，向左是滑动摩擦力。把整体求出的加速度代入。 得到绳拉力。整体负责减少未知量，隔离负责求出原系统内的相互作用力。 新知探究 要求绳拉力，应该隔离哪一块 S05 pages 12: 调用原隔离A、代入a、消去摩擦项的完整解法；不是无依据给结论 10 二、共同运动的整体与隔离 4. 比较结果并核对适用条件 在本题条件下，摩擦项消去。保持拉力和A质量不变，只增大B质量，绳拉力怎样变？ 减小。共同加速度降低，A所需的绳拉力随之降低。 若两块摩擦因数不同，或绳松弛、发生其他运动阶段，就不能照搬这一结果。 新知探究 拉力与摩擦因数无关，能推广到任意题吗 S05 pages 10—12: 调用原质量变化辨析及T与μ关系；限定相同μ、水平F、共同滑动、绳绷紧条件，避免绝对化 11 三、连接约束与加速度关系 1. 大小相等不代表矢量相同 光滑固定斜面倾角。A为，B为，轻绳跨过理想定滑轮，斜面侧绳与斜面平行。 释放后、B落地前，A上滑、B下降。两加速度能当成同一个矢量吗？ 不能。绳长不变给出大小相等，但方向不同；应分别沿各自运动方向列方程。 新知探究 绳绕过定滑轮，两边加速度方向还相同吗 S05 pages 15—17: 调用原斜面—悬挂物体图及参数；纠正直接把不同方向a当同一矢量的风险 12 三、连接约束与加速度关系 2. 沿各自正方向建立方程 A沿斜面向上为正，B竖直向下为正。取，。 加速度大小、拉力。 新知探究 分别列式，为什么仍能消去绳拉力 S05 pages 15—17: 按原参数分别列A、B的牛顿第二定律，消T后计算；补足原解析省略的A方程 13 三、连接约束与加速度关系 3. 条件改变后重新分析模型 原B重力为。若移去B，改用竖直向下的恒力拉绳，A的运动会保持不变吗？ 不会。原B也在加速，绳拉力不是其重力；改用恒力后，理想轻绳的拉力变为。 只隔离A，重新计算： 新知探究 把悬挂物换成等于其重力的力，等效吗 S05 pages 16—17: 调用原30N力替换B的辨析；对比a为6与24，保留轻绳轻滑轮理想条件 14 三、连接约束与加速度关系 4. 区分形变过程与稳定共同下滑 木板上固定轻质弹簧测力计，连光滑小球，弹簧沿斜面。木板固定时示数为，释放并稳定下滑后为。 思考：能在刚释放、弹簧仍振动时，就默认球和板加速度始终相同吗？ 不能。本题在稳定共同下滑、相对位置不再改变后，才给球和板使用共同加速度。 新知探究 弹簧连接时，什么时候可以使用共同加速度 S30 pages 9—11: 调用测摩擦因数原装置、静止与稳定示数；特别区分释放过渡过程，不编造实验数据 15 三、连接约束与加速度关系 5. 固定时隔离，稳定下滑时交替选对象 木板质量，小球质量，斜面倾角。先用固定时的小球平衡，再用稳定下滑时整体及小球的方程。 将三式联立消去加速度、质量，得到原题的摩擦因数关系。 新知探究 怎样用两次示数求斜面的摩擦因数 S30 pages 9—11: 完整调用原F1、整体、F2三条关系及μ结果；不提供无来源测量值 16 三、连接约束与加速度关系 6. 用静摩擦上限检查共同运动 木箱质量，车厢接触面；最大静摩擦力等于滑动摩擦力，。卡车以启动。 若木箱随车一起加速，需要多大摩擦？接触面能提供吗？ 能提供所需静摩擦，木箱不相对车滑动。 新知探究 箱子放在车上，就一定随车一起加速吗 S30 pages 27—30: 只调用卡车启动分支及静摩擦上限判断；不展开刹车、相对位移，留给后续专题 17 四、选取对象与综合应用 1. 根据未知量安排选取顺序 求系统外作用力或共同加速度：优先考虑整体，先核对运动关系。 求物体间相互作用力：隔离受力较简单的物体；已知内力时也可先隔离求加速度。 研究对象可以交替，但同一次列式中不能把整体的质量、单体的外力混用。 新知探究 选整体还是隔离，先看所求是什么 S21 pages 43: 调用原整体/隔离选用原则和根据需要灵活选择对象的归纳，重排为课堂方法页；不自行设计物理图 18 四、选取对象与综合应用 2. 用减速阶段确定加速度大小 轿厢A与对重B质量比。A先加速上升，再关闭电机减速上升；两阶段加速度大小相等。 关闭电机后，A向下加速、B向上加速。取，分别列式。 答案： 新知探究 电梯关闭电机后，先分析哪一段运动 S30 pages 14—16: 调用原质量比、加速/减速等大条件；先分析无电机牵引阶段，避免误以为减速时a向上 19 四、选取对象与综合应用 3. 隔离轿厢，再检查对重的受力 A加速上升，取向上为正；B向下加速，取向下为正。电机拉B的力记为。 答案：拉力比为；电机拉力等于B重力，两物体间绳拉力不等于B重力。 新知探究 有电机拉动时，缆绳拉力等于哪一个重力 S30 pages 14—16: 调用原T=12mA、T′=8mA及电机拉力=mBg解析；回应引入，区分两段缆绳 20 1. A、B紧靠在固定斜面上，与斜面的动摩擦因数相同。沿斜面向上的恒力推A，使两块沿斜面向上匀加速运动。只改变一个条件，要增大A、B间压力，可行的是（ ）（多选） A. 增大推力 B. 减小斜面倾角 C. 减小B的质量 D. 减小A的质量 AD 随堂练习 检测1：斜面接触连接的相互作用力 S05 pages 13—14: 调用原斜面接触连接选择题及独立图，未在教学例题原样讲解；答案AD 21 2. a、b两物体由轻弹簧相连。同一恒力先水平拉a，使二者在光滑桌面稳定共同加速；再竖直向上拉a，使二者稳定共同向上加速。两次弹簧伸长量为，加速度大小为。下列正确的是（ ） A. B. C. D. A 随堂练习 检测2：水平与竖直弹簧连接 S50 pages 5: 练习补充：保留原水平与竖直的恒力、共同匀加速条件，题干和选项均可编辑；答案A 22 3. 两杆与水平夹角均为，环A、B和悬物C、D质量均为。沿杆下滑时，悬物与环保持相对静止。图1绳垂直杆，图2绳竖直。正确的是（ ） A. A和C做匀速运动 B. B和D做匀加速运动 C. A和C的加速度大小为 D. B所受摩擦力大小为 图1 图2 C 随堂练习 检测3：约束方向不同的环与悬物 S50 pages 6—7: 练习补充：调用原两环及悬物题与图，分别依据绳方向核验加速度，答案C 23 4. A、B质量均为，C质量为。轻绳不可伸长且足够长，与轻定滑轮间无摩擦。三物体由图示位置静止释放后，正确的是（ ）（多选） A. 绳拉力为 B. A的加速度大小 C. 小一些，更便于观测运动 D. 大一些，更便于观测运动 BD 随堂练习 检测4：阿特伍德机的加速度 S50 pages 15—16: 练习补充：调用阿特伍德机原题原图；加速度与质量比结论独立代数核验，答案BD 24 整体法 将几个物体作为整体，研究系统外作用力；使用共同加速度前先核对连接条件。 隔离法 把所需物体从系统中隔离，分析其受力，用对应的运动关系求相互作用力。 交替运用 先整体求加速度，后隔离求内力；已知内力时，也可先隔离求加速度、后整体求外力。 课堂小结 整体与隔离的选取方法归纳 S21 pages 4、43: 调用原整体/隔离定义和选用原则重排，不自行绘制思维导图 S30 pages 6—8: 调用原交替运用的方法归纳；源小结组合，补足约束适用条件 25 $