内容正文:
高中物理中的整体法与隔离法
【知识归纳】
有相互作用的两个物体或两个以上的物体所组成的比较复杂的系统,分析和解答这类问题,确定研究对象是关键。对系统内的物体逐个隔离进行分析的方法称为隔离法;把整个系统作为一个对象进行分析的方法称为整体法。
在解决具体物理问题的时候,整体法的优点是只须分析整个系统与外界的关系,避开了系统内部繁杂的相互作用,更简洁、更本质的展现出物理量间的关系.缺点是无法讨论系统内部的情况。一般来说,能用整体法的时候,优先使用整体法,这样便于减少计算量。隔离法的优点在于能把系统内各个物体所处的状态、物体状态的变化的原因以及物体间相互作用关系分析清楚,能把物体在系统内与其他物体相互作用的内力转化为物体所受的外力,以便应用牛顿第二定律进行求解。
【方法归纳】
隔离法的缺点是涉及的因素多、比较繁杂。一般地说,对于不要求讨论系统内部情况的,首选整体法,解题过程简明、快捷;要讨论系统内部情况的,那么就必须运用隔离法了。实际应用中,隔离法和整体法往往同时交替使用。这种交替使用,往往是解决一些难题的关键和求解基础。
【应用归纳】
一、整体法和隔离法在平衡状态中的应用
例1、如图所示,质量为M、半径为R的半球形物体A放在水平地面上,通过最高点处的钉子用水平细线拉住一质量为m、半径为r的光滑球B.则( )
A.A对地面的压力等于(M+m)g
B.A对地面的摩擦力方向向左
C.B对A的压力大小为
D.细线对小球的拉力大小为
【答案】AC
【解析】以A、B整体为研究对象可知A对地面的压力等于(M+m)g,选项A正确;A、B整体在水平方向没有发生相对运动,也没有相对运动的趋势,A对地面没有摩擦力,选项B错误;以B为研究对象,进行受力分析可知:F2cosθ=mg,F1=mgtanθ,解得B对A的压力大小
,细线对小球的拉力大小
,选项C正确,选项D错误.
【变式】在粗糙水平面上有一个三角形木块,在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量m1和m2的物体P和Q,如图所示.若两物体分别沿左右两斜面匀速下滑过程中,三角形木块静止,则粗糙水平面对三角形木块的下列正确中的是( )
A.有摩擦力的作用,摩擦力的方向水平向右
B.有摩擦力的作用,摩擦力的方向水平向左
C.有摩擦力的作用,但摩擦力的方向不能确定,因为m1、m2、θ1、θ2的数值并来给出
D.以上结论都不对
【答案】D
【解析】