高三物理第一輪復(fù)習(xí) 第三章 第二單元 第3課時(shí) 整體法與隔離法 臨界問題課件 必修1

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1、高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理第二單元第二單元 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用第第3課時(shí)課時(shí) 整體法與隔離法整體法與隔離法 臨界問題臨界問題 必修1 第三章力與運(yùn)動(dòng)高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理基礎(chǔ)回顧基礎(chǔ)回顧考點(diǎn)一 基本概念和特征1連接體(1)連接體與隔離體：_物體相互連接組成的物體系統(tǒng)稱為連接體，如果把其中_物體隔離出來(lái)，該物體即為隔離體(2)外力和內(nèi)力：如果以系統(tǒng)為研究對(duì)象，受到_的力，這些力就是該系統(tǒng)受到的外力，而系統(tǒng)內(nèi)_則稱為內(nèi)力應(yīng)用牛頓第二定律求系統(tǒng)的加速度時(shí)，不考慮系統(tǒng)的_如果把某物體隔離出來(lái)作為研究對(duì)象，則這些力將轉(zhuǎn)化為隔離體的_高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)

2、習(xí)物理物理2整體法含義：所謂整體法就是指對(duì)物理問題的整個(gè)系統(tǒng)或_進(jìn)行研究的方法3隔離法含義：所謂隔離法就是指對(duì)物理問題的某些研究對(duì)象或_、_從系統(tǒng)或全過(guò)程中隔離出來(lái)進(jìn)行研究的方法答案：1.(1)兩個(gè)或兩個(gè)以上某個(gè)(2)系統(tǒng)以外相互作用的力內(nèi)力外力2.整個(gè)過(guò)程3.某些過(guò)程狀態(tài)高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理要點(diǎn)深化要點(diǎn)深化1應(yīng)用整體法的幾種情況(1)當(dāng)只涉及研究系統(tǒng)而不涉及系統(tǒng)內(nèi)某些物體的力和運(yùn)動(dòng)時(shí)，可整體分析對(duì)象(2)當(dāng)可采用多種方法解題時(shí)，可整體優(yōu)化解題方法2應(yīng)用隔離法的幾種情況(1)求解物體間的相互作用時(shí)(2)運(yùn)用適用于單個(gè)或可視為單個(gè)物體的物理規(guī)律(如牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)能定理)解題時(shí)高考總復(fù)習(xí)

3、高考總復(fù)習(xí)物理物理3運(yùn)用隔離法和整體法解題的技巧對(duì)于一系列物體，可以把其中“幾個(gè)物體”看成一個(gè)小整體，“另外幾個(gè)物體”也看成一個(gè)小整體，對(duì)兩個(gè)小整體單獨(dú)作受力分析、解答這就是隔離法和整體法的整合高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理基礎(chǔ)回顧基礎(chǔ)回顧考點(diǎn)二 臨界與極值問題在應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決動(dòng)力學(xué)問題中，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的加速度不同時(shí)，物體有可能處于不同的狀態(tài)，特別是題目中出現(xiàn)“最大”、“最小”、“剛好”等詞語(yǔ)的，往往會(huì)有_現(xiàn)象，此時(shí)要采用假設(shè)或_法，看物體在不同的加速度時(shí)，會(huì)有哪些現(xiàn)象發(fā)生，盡快找出_條件，求解臨界值答案：臨界極限臨界高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理要點(diǎn)深化要點(diǎn)深化1假設(shè)或極限法分為三種類型：定

4、性分析、定量分析和綜合分析(1)定性分析：利用假設(shè)或極限法進(jìn)行定性分析，可使問題迅速得到解答(2)定量計(jì)算：在物理解題，特別是解答選擇題時(shí)，采用假設(shè)或極限法，選擇適當(dāng)?shù)臉O限值最大值、最小值、零值、無(wú)限大值以及臨界值等代入備選答案，會(huì)使解題收到意想不到的簡(jiǎn)化效果(3)綜合分析：對(duì)于綜合性較強(qiáng)的題目，由于其隱含條件較深，或者隱含條件是應(yīng)該熟悉的臨界條件或者是重要的規(guī)律和結(jié)論時(shí)，再用假設(shè)或極限法分析，就必須將定性分析與高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理定量分析有機(jī)結(jié)合起來(lái)，靈活地運(yùn)用物理知識(shí)和數(shù)學(xué)知識(shí)，才能“準(zhǔn)而快”地對(duì)問題作出回答. 2尋找臨界條件、解決臨界問題的基本思路(1)認(rèn)真審題，詳盡分析問題中變

5、化的過(guò)程，(包括分析整體過(guò)程中有幾個(gè)階段)；(2)尋找過(guò)程中變化的物理量(自變量與因變量)；(3)探索因變量隨自變量變化時(shí)的變化規(guī)律，要特別注意相關(guān)物理量的變化情況；(4)確定臨界狀態(tài)，分析臨界條件，找出臨界關(guān)系顯然分析變化過(guò)程，確定因變量隨自變量變化的規(guī)律，是解決問題的關(guān)鍵高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理題型一運(yùn)用整體法與隔離法解題必須弄清牛頓第二定律 的同體性牛頓第二定律所指的加速度與合外力和質(zhì)量都是同屬一個(gè)物體的，所以，運(yùn)用整體法與隔離法解題時(shí)一定要把研究對(duì)象確定好，把研究對(duì)象全過(guò)程的受力情況都搞清楚 一人站在吊臺(tái)上，用如圖所示的定滑輪裝置拉繩把吊臺(tái)和自己提升上來(lái)

6、圖中跨過(guò)定滑輪的兩段繩都認(rèn)為是豎直的且不計(jì)摩擦吊臺(tái)的質(zhì)量為m15 kg，人的質(zhì)量為M55 kg，起動(dòng)時(shí)吊臺(tái)向上的加速度是a0.2 m/s2，這時(shí)人對(duì)吊臺(tái)的壓力(g9.8 m/s2)：高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理A大小為700 N，方向豎直向上B大小為350 N，方向豎直向上C大小為200 N，方向豎直向下D大小為204 N，方向豎直向下高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理解析：選人和吊臺(tái)組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，受力如圖(a)所示，F(xiàn)為繩的拉力由牛頓第二定律有：2F(Mm)g(Mm)a則拉力大小為：F 350 N再選人為研究對(duì)象，受力情況如圖(b)所示，其中FN是吊臺(tái)對(duì)人的支持力由牛頓第二定律得：FFNM

7、gMa，故FNM(ag)F200 N.高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理由牛頓第三定律知，人對(duì)吊臺(tái)的壓力與吊臺(tái)對(duì)人的支持力大小相等，方向相反，因此人對(duì)吊臺(tái)的壓力大小為200 N，方向豎直向下答案：C高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理題型訓(xùn)練題型訓(xùn)練1如圖所示，不計(jì)繩的質(zhì)量及繩與滑輪的摩擦，物體A的質(zhì)量為M，水平面光滑，當(dāng)在繩B端掛一質(zhì)量為m的重物時(shí)，物體A的加速度為a1.當(dāng)在B端施以Fmg的豎直向下的拉力作用時(shí)，A的加速度為a2.則a1與a2的大小關(guān)系是()Aa1a2Ba1a2Ca1a2 D無(wú)法確定高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理解析：在B端掛重物時(shí)，重物和物體A一樣都具有質(zhì)量，它們具有了相同大小的加速度，即

8、重物的重力mg將作為物體A和重物本身產(chǎn)生加速度的外力，由整體法和牛頓第二定律得a1 ；在B端施以Fmg的拉力作用時(shí)，拉力者提供給了物體A足夠的拉力F，而本身所具有的加速度就與物體A的加速度相等，即a2 .所以a1a2，C正確答案：C高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理題型二 運(yùn)用整體法與隔離法解題必須總結(jié)“習(xí)題定律”利用物理知識(shí)解決每一個(gè)物理習(xí)題之后，要注意對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析總結(jié)，發(fā)現(xiàn)答案中存在的“特殊格式”，以利于套與其他相類似的習(xí)題，快速解答類型題因此，這些由解題得到具有規(guī)律性的習(xí)題結(jié)論稱為“習(xí)題原理”運(yùn)用整體法與隔離法解題之后可以總結(jié)出一些“習(xí)題原理”高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理用質(zhì)量為m、長(zhǎng)度為L(zhǎng)

9、的繩沿著光滑水平面拉動(dòng)質(zhì)量為M的物體，在繩的一端所施加的水平拉力為F，如圖所示，求：(1)物體與繩的加速度；(2)繩中各處張力的大小(假定繩的質(zhì)量分布均勻，下垂度可忽略不計(jì))解析：(1)以物體和繩整體為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律可得：a .(2)高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理以物體和靠近物體長(zhǎng)度為x的繩為研究對(duì)象，則其質(zhì)量為m，如圖所示根據(jù)牛頓第二定律可得：Fx(Mm )a(M x) .答案：(1) ；(2)(M x)點(diǎn)評(píng)：本題說(shuō)明離作用力越遠(yuǎn)，繩子的張力越小的規(guī)律高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理題型訓(xùn)練題型訓(xùn)練五個(gè)質(zhì)量相等的物體置于光滑的水平面上，如圖所示現(xiàn)向右施加大小為F、方向向右的水平恒力，則

10、第3個(gè)物體對(duì)第4個(gè)物體的作用力等于()A. F B. FC. F D. F高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理解析：把1、2和3看作一個(gè)小整體，4和5看作另一個(gè)小整體，對(duì)4和5這個(gè)小整體做受力分析知它們僅受1、2和3小整體的力的作用，這個(gè)作用力也就是第3個(gè)物體對(duì)第4個(gè)物體的作用力F34.設(shè)每個(gè)物體的質(zhì)量為m.根據(jù)牛頓第二定律，有：F342ma2m F從1物體依次往后推，每?jī)蓚€(gè)物體間的作用力分別為： F、 F、 F、 F.答案：B高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理題型三運(yùn)用整體法與隔離法解題必須學(xué)會(huì)分析臨界問題相互接觸的物體間可能存在彈力相互作用，但是，如果施加于物體的外力是變力，物體接觸面間的彈力一般會(huì)發(fā)生

11、變化，在接觸面間彈力變?yōu)榱銜r(shí)，物體將要分離抓住相互接觸物體分離的這一條件，就可順利解答相關(guān)問題下面舉例說(shuō)明：如圖所示，質(zhì)量分別為mA1 kg和mB 2 kg的A、B兩物塊并排放在光滑水平面上，A受到向右推力FA92t(N)作用，B受到向右拉力FB2t(N)作用從t 0開始計(jì)時(shí)，則()高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理A當(dāng)t3 s時(shí)，A、B開始分離B當(dāng)t4.5 s時(shí)，A、B開始分離CA、B分離之前整體做加速度相同的勻加速直線運(yùn)動(dòng)DA、B分離之后A、B各做加速度不同的勻加速直線運(yùn)動(dòng)解析：A、B分離之前，對(duì)于A、B整體，根據(jù)牛頓第二定律有：a 3 m/s2設(shè)A、B間的作用為f，以B為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二

12、定律可得：fFBmBa高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理解得f62t(N)當(dāng)t3 s時(shí)f0，A、B兩物體開始分離此后A做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)t4.5 s時(shí)A物體的加速度為零而速度不為零t4.5 s后，A所受合外力反向，即做減速運(yùn)動(dòng)B一直做加速度逐漸增大的加速運(yùn)動(dòng)答案：AC點(diǎn)評(píng)：不能以物體所受的合外力為零來(lái)判斷接觸物體的分離要以接觸物體在加速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下接觸面間的力為零為判斷根據(jù)本題也可先分別求兩個(gè)物體的加速度，再討論前面物體的加速度大于或等于后面物體的加速度時(shí)雙方開展分離，從而求出時(shí)間的極限高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理 題型訓(xùn)練題型訓(xùn)練3如圖所示，質(zhì)量為m的滑塊在光滑斜面體上并用繩拴著，斜面傾

13、角為，斜面體質(zhì)量為M，斜面體置于光滑水平面上，為了使滑塊不離開斜面，作用于斜面體上水平向左的拉力F可能()A大于(Mm)gcot B等于(Mm)g cot C小于(Mm)gcot D無(wú)法確定高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理解析：以滑塊為研究對(duì)象，滑塊不離開斜面的臨界條件是：滑塊仍與斜面接觸，但滑塊與斜面間的接觸力為零，只受重力和繩子的拉力，如右圖所示設(shè)滑塊向左的加速度a.根據(jù)牛頓第二定律，有：mgcot ma 解得：agcot 以滑塊和斜面體為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律，有：F(Mm)a即滑塊不離開斜面，作用于斜面體上的水平向左的拉力F(Mm)gcot .答案：BC高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理高考

14、總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理警示 錯(cuò)用平衡狀態(tài)解加速狀態(tài)中的彈簧伸長(zhǎng)問題 如圖所示，一彈簧秤秤盤Q的質(zhì)量m1.5 kg，盤上放一質(zhì)量為M10.5 kg的物體P，彈簧質(zhì)量不計(jì)，其勁度系數(shù)k800 N/m，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)給P施加一個(gè)豎直向上的力F，使P從靜止開始向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)已知在最初0.2 s內(nèi)F是變化的，在0.2 s后是恒定的求在0.2 s內(nèi)的加速度？(g取10 m/s2)高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理錯(cuò)解：初始狀態(tài)未加力F時(shí)，設(shè)彈簧的壓縮量x0，根據(jù)平衡條件有：kx0(mM)g代入數(shù)據(jù)解得：x00.15 m對(duì)Q，此時(shí)它受到的力為自身的重力mg和彈簧對(duì)其向上的彈力kx1，根據(jù)平衡條件有：k

15、x1mg解得：x10.01875 m由運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)有：x0 x1 at2代入已知數(shù)據(jù)解得：a6.56 m/s2高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理分析糾錯(cuò)：這樣的解答忽視了物體P與盤Q在分離之前都一起做勻加速運(yùn)動(dòng)的情況，造成錯(cuò)解正確的解答是：初始狀態(tài)未加力F時(shí)，設(shè)彈簧的壓縮量x0，根據(jù)平衡條件有：kx0(mM)g 代入數(shù)據(jù)解得：x00.15 m加力F后，隨著P與Q的不斷上升，彈簧的彈力減小，P與Q之間的壓力也減小，在壓力為零時(shí)，雙方開始分離，F(xiàn)開始為恒力設(shè)此時(shí)彈簧的壓縮量為x1，對(duì)盤Q，根據(jù)牛頓第二定律，有kx1mgma由運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)有：x0 x1 at2式聯(lián)立并代入已知數(shù)據(jù)解得： x10.03 m，a6 m/s2.答案：6 m/s2高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理祝祝您您