力学专题：整体法和隔离法

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1、专题整体法和隔离法1.整体法：整体法是指对物理问题中的整个系统或整个过程进行分析、研究的方法。在力学中，就是把几个物体视为一个整体作为研究对象，受力分析时，只分析这一整体之外的物体对整体的作用力（外力），不考虑整体内部之间的相互作用力（内力）。整体法的优点：通过整体法分析物理问题，可以弄清系统的整体受力情况和全过程的受力情况，从整体上揭示事物的本质和变体规律，从而避开了中间环节的繁琐推算，能够灵活地解决问题。通常在分析外力对系统的作用时，用整体法。2.隔离法：隔离法是指对物理问题中的单个物体或单个过程进行分析、研究的方法。在力学中，就是把要分析的物体从相关的物体体系中隔离

2、出来，作为研究对象，只分析该研究对象以外的物体对该对象的作用力，不考虑研究对象对其他物体的作用力。隔离法的优点：容易看清单个物体的受力情况或单个过程的运动情形，问题处理起来比较方便、简单，便于初学者使用。在分析系统内各物体（或一个物体的各个部分）间的相互作用时用隔离法。例1.如图1所示，质量为m＝2kg的物体，置于质量为M＝10kg的斜面体上，现用一平行于斜面的力F＝20N推物体，使物体向上匀速运动，斜面体的倾角，始终保持静止，求地面对斜面体的摩擦力和支持力（取）解析：（1）隔离法：先对物体m受力分析，如图甲所示。由平衡条件有垂直斜面方向：①平行斜面方向：②再对斜面体受力

3、分析，如图乙所示，由平衡条件有水平方向：③竖直方向：④结合牛顿第三定律知⑤联立以上各式，可得地面对斜面体的摩擦力，方向水平向左；地面对斜面体的支持力，方向竖直向上。4（2）整体法：因本题没有要求求出物体和斜面体之间的相互作用力，而且两个物体均处于平衡状态（尽管一个匀速运动，一个静止），故可将物体和斜面体视为整体，作为一个研究对象来研究，其受力如图丙所示，由平衡条件有：水平方向：⑤竖直方向：⑥将题给数据代入，求得比较上面两种解法，整体法的优点是显而易见的。但并非所有情况都可以用整体法，当要求出物体之间的相互作用力时，则必须用隔离法求出物体间的相互作用力，因为整体法不能暴露出

4、物体之间的相互作用力。例2.如图2所示，在两块相同的竖直木板之间，有质量均为m的四块完全相同的砖，用两个同样大小的水平力压木板，使砖静止不动。求：（1）木板对第1块砖和第4块砖的摩擦力各多大？（2）第2块砖和第3块砖之间的摩擦力？（3）第3块砖和第4块砖之间的摩擦力？解析：（1）将4块砖看作整体作为研究对象，对整体进行受力分析，如右图所示，竖直方向由平衡条件可得，得到木板对第1块砖和第4块砖的摩擦力均为（2）第1块和第2块砖看作整体隔离后进行受力分析，如右图所示，竖直方向，木板对第1块砖的摩擦力为，由平衡条件可知此二力已经达到平衡，故第3块砖对第2块砖的摩擦力为零。（3）

5、将第4块砖单独从系统中隔离出来进行受力分析，如右图所示，竖直方向，由平衡条件可得，得第3块砖对第4块砖的摩擦力为，方向竖直向下。4变形：若4块砖只是右边受到水平力作用紧压在墙上静止，如图所示，则各接触面间的摩擦力有何变化？（答：从左至右，各接触面间的摩擦力大小依次为：4mg、3mg、2mg、mg）例3.如图所示，重为G的匀质链条挂在等高的两钩上，两端与水平方向均成角，试求：（1）链条两端受到的力；（2）链条最低处的张力。解析：在求链条两端的拉力时，可把链条当作一个质点处理，受力分析如图8所示。（1）由平衡条件知在水平方向：在竖直方向：解得链条两端受到的力为求链条最低点的张

6、力时，可取链条的一半研究，受力分析如图9所示。（2）取左边一半的链条为研究对象，由平衡条件知，所以最低点的张力为【跟踪训练】bcam1m21、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4AOBPQ2、有一个直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙，OB竖直向下，表面光滑，AO上套有小环P，OB上套有小环Q，两环质

7、量均为m，两环间由一根质量可忽略、不可伸展的细绳相连，并在某一位置平衡，如图。现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO杆对P环的支持力N和细绳上的拉力T的变化情况是（）A．N不变，T变大　　B．N不变，T变小C．N变大，T变大　　D．N变大，T变小3、如图所示，质量分别为、的两个物体通过轻弹簧连接，在力的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动（在地面，在空中），力与水平方向成角。则所受支持力N和摩擦力正确的是（）A．B．C．D．4、图所示，A、B、C三个物体组成的系统在水平面上以