高中物理二轮复习--整体隔离解题方法梳理

发表时间:2020/3/13   来源:《教育学文摘》2019年第17期   作者:王丽娟
[导读] 高中物理二轮复习专题讲解,方法梳理尤为重要,重视并做好二轮复习事半功倍
        摘要:高中物理二轮复习专题讲解,方法梳理尤为重要,重视并做好二轮复习事半功倍
        关键词:二轮复习  整体隔离解题方法总梳理
        通过第一轮的复习,高三学生大部分已经掌握了物理学中的基本概念、基本规律及其一般的应用.在第二轮复习中,首要的任务是要把整个高中的知识网络化、系统化;另外,要在理解的基础上,综合各部分的内容,进一步提高解题能力.这一阶段复习的指导思想是:突出主干知识,突破疑点、难点;关注热点和《考试说明》中新增点、变化点.二轮复习的目的和任务是:①查漏补缺:针对第一轮复习存在的问题,进一步强化基础知识的复习和基本技能的训练,进一步巩固基础知识和提高基本能力,进一步强化规范解题的训练;②知识重组:把所学的知识连成线、铺成面、织成网,梳理知识结构,使之有机结合在一起,以达到提高多角度、多途径地分析和解决问题的能力的目的;③提升能力:通过知识网的建立,一是提高解题速度和解题技巧,二是提升规范解题能力,三是提高实验操作能力.在第二轮复习中,重点在提高能力上下功夫,把目标瞄准中档题,注重解题方法梳理。
        在这里我重点梳理一下二轮中整体法的复习:
        1.整体法:在研究物理问题时,把所研究的对象作为一个整体来处理的方法
        2.整体法解题的特点:由于整体处理时,可以不用去考虑内部的某些细节,因此可以收到化难为易,化繁为简,事半功倍的效果.
        3.隔离法解题的关键:界定合适的整体范围;掌握整体与局部,整体与外界的关系
        例如:一、静力学中的整体与隔离
        【例1】 在粗糙水平面上有一个三角形木块a,在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的两个木块b和c,如图所示,已知m1>m2,三木块均处于静止,则粗糙地面对于三角形木块(  )
        A.有摩擦力作用,摩擦力的方向水平向右
        B.有摩擦力作用,摩擦力的方向水平向左
        C.有摩擦力作用,但摩擦力的方向不能确定
        D.没有摩擦力的作用
        【解析】:将三个物体看作整体,则物体只受重力和支持力作用,水平方向没有外力,故三角形木块不受地面的摩擦力,所以D选项是正确的。
         方法点睛:本题考查了整体法解决平衡问题。图中物体均处于平衡状态,所以可以利用整体法进行受力分析求出地面对三角形木块的摩擦力.常在分析外力对系统的作用时,用整体法,在分析系统内物体(各部分)间相互作用时,用隔离法。本题只应用隔离法即得解。
        二、牛顿运动定律中的整体与隔离
        当系统内各物体具有相同的加速度时,应先把这个系统当作一个整体(即看成一个质点),分析受到的外力及运动情况,利用牛顿第二定律求出加速度.如若要求系统内各物体相互作用的内力,则把物体隔离,对某个物体单独进行受力分析,再利用牛顿第二定律对该物体列式求解.隔离物体时应对受力少的物体进行隔离比较方便。
        【例2】如图所示的三个物体A、B、C,其质量分别为m1、m2、m3,带有滑轮的物体B放在光滑平面上,滑轮和所有接触面间的摩擦及绳子的质量均不计.为使三物体间无相对运动,则水平推力的大小应为F?
       
【解析】以F1表示绕过滑轮的绳子的张力,为使三物体间无相对运动,则对于物体C有:F1=m3g,以a表示物体A在拉力F1作用下的加速度,则有,由于三物体间无相对运动,则上述的a也就是三物体作为一个整物体运动的加速度,故得F=(m1+m2+m3)a=(m1+m2+m3)g
         方法点睛:本题考查了“整体、隔离法解决连接体问题”、牛顿第二定律的应用”。三个物体无相对运动,即整体与每部分加速度都相同。对整体,根据牛顿第二定律列式求出加速度,隔离m1为研究对象,在水平方向根据牛顿第二定律列方程;以m2为研究对象,在竖直方向由力的平衡条件列式,方程联立即可求得水平推力。本题同时应用了整体法,隔离法。
        【例3】如图,质量M=10kg的木楔ABC静置于粗糙水平地面上,与地面动摩擦因数μ=0.02.在木楔的倾角θ为300的斜面上,有一质量为m=1.0kg的物块由静止开始沿斜面下滑。当滑行路程s=1.4m时,其速度v=1.4m/s。在这个过程中木楔没有动。求地面对木楔的摩擦力的大小和方向。(重力加速度g=10m/s2)
        【解析】由匀加速运动的公式v2=vo2+2as,得物块沿斜面下滑的加速度为m/s2      (1)

        此力方向与图中所设的一致(由C指向B的方向).
        上面是用隔离法解得,下面我们用整体法求解
        (1)式同上。选M、m组成的系统为研究对象,系统受到的外力如图.将加速度a分解为水平的acosθ和竖直的asinθ,对系统运用牛顿定律(M加速度为0),有水平方向:N
        “-”表示方向与图示方向相反
        竖直方向:可解出地面对M的支持力。
        方法点睛:本题考查两部分加速度不同时整体隔离法的应用(M加速度为0,m加速度不为0),本题可以单独由隔离法求解,也可以单独由整体法求解。但通过两种方法求解对比发现:若系统内各物体加速度不相同而又不需要求系统内物体间的相互作用力时,只对系统分析外力,不考虑物体间相互作用的内力,可以大大简化数学运算.运用整体法时,要抓住两点(1)只分析系统受到的外力.(2)分析系统内各物体的加速度的大小和方向。
        三、连接体中的整体与隔离
        【例4】如图所示,木块A、B质量分别为m、M,用一轻绳连接,在水平力F的作用下沿光滑水平面加速运动,求A、B间轻绳的张力T。
        【解析】A、B有相同的运动状态,可以以整体为研究对象。求A、B间作用力可以以A为研究对象。对整体  F=(M+m)a   对木块A  T=ma
         方法点睛:本题考查整体隔离法处理连接体问题,解题中应遵"先整体后隔离”的原则。隔离时要以产生求解的力的物体未接线,然后以受力分析简单,计算简便的那部分隔离体为研究对象。若隔离后每部分隔离体受力,计算差不多,可以任意选取一部分做研究对象。
        四、能量问题中的整体与隔离
        【例5】两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内,两导轨间的距离为l.导轨上面横放着两根导体棒ab和cd,构成矩形回路,如图所示.两根导体棒的质量皆为m,电阻皆为R,回路中其余部分的电阻可不计.在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场,磁感强度为B.设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行.开始时,棒cd静止,棒ab有指向棒cd的初速度v0(见图).若两导体棒在运动中始终不接触,求在运动中产生的焦耳热最多是多少?
        【解析】从初始至两棒达到速度相同的过程中,两棒总动量守恒,有mv0=2mv,根据能量守恒,整个过程中产生的总热量为
        Q=(1/2)mv02-(1/2)(2m)v2=(1/4)mv02。
        方法点睛:本题考查了电磁感应中能量转化问题,将两棒看成一个整体,初状态与末状态能量的损失即是系统中产生的热量。本题要求解的量与中间过程没关系,所以应用整体过程分析思路简单。从这道题目我们可以感受到整体法可应用于过程分析。
        五、物理过程的整体与隔离
        【例6】质量为M的汽车带着质量为m的拖车在平直公路上以加速度a匀加速前进,当速度为v0时拖车突然与汽车脱钩,到拖车停下瞬间司机才发现。若汽车的牵引力一直未变,车与路面的动摩擦因数为μ,那么拖车刚停下时,汽车的瞬时速度是多大?
        【分析】以汽车和拖车系统为研究对象,全过程系统受的合外力始终为,该过程经历时间为v0/μg,末状态拖车的动量为零。全过程对系统用动量定理可得:
       
       
        方法点睛:本题考查多过程问题的分析,牛顿第二定律,动量定理的应用。对于某些由多个过程组合起来的多过程的问题,若不需要求解过程的全部细节,而只是要求出过程的初末状态或者是过程的某一总的特征,则可以把多个过程总合为一个整体过程来处理。过程的整体法应用,通过解析会发现省去了很多中间过程,解决问题思路清晰,计算量大大减小。
       
                        
       
       
        
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