连接体问题分析策略_整体法与隔离法

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1、连接体问题分析策略•整体法与隔离法教材内容：人教版高中物理第一册第三章力和运动教材分析：连接体的拟题在高考命题中rh來已久，考查考牛综合分析能力，起初是多以平衡态下的连接体的题辛现在卷而上，随着高考対能力要求的不断提高，近几年加强了対非平衡态下连接体的考查力度.学情分析：连接体问题虽然时一种常见的题型，但由于涉及整体法和隔离法、正交分解法等方法的应用，许多学生均感到很困难，木文试图在这方而给学生一个清晰的思路。教学目标：应用整体法和隔离法、止交分解法等方法来处理连接体问题。。教学过程：一、连接体问题两个或两个以上物体相互连接参与运动的系统

2、称为连接体。以平衡态或非平衡态下连接体问题拟题搂次呈现于高考卷面屮，是考生备考临考的难点之一.二、处理连接体问题的基本方法在分析和求解物理连接体命题时，首先遇到的关键Z—，就是研究对象的选取问题.其方法有两种：一是隔离法，二是整体法.1•隔离（体）法（1）含义：所谓隔离（体）法就是将所研究的对象■■包括物体、状态和某些过程，从系统或全过程中隔离出來进行研究的方法.（2）运用隔离法解题的基本步骤：①明确研究对彖或过程、状态，选择隔离对彖.选择原则是：一要包含待求量，二是所选隔离对象和所列方程数尽可能少.②将研究对象从系统中隔离出来；或将研究

3、的某状态、某过程从运动的全过程中隔离出来.③对隔离出的研究对彖、过程、状态分析研究，画出某状态下的受力图或某阶段的运动过程示意图.④寻找未知量与已知量之间的关系，选择适当的物理规律列方程求解.2.整体法（1）含义：所谓整体法就是将两个或两个以上物体组成的整个系统或整个过程作为研究对象进行分析研究的方法.（2）运用幣体法解题的基本步骤：①明确研究的系统或运动的全过程.②画出系统的受力图和运动全过程的示意图.③寻找未知量与已知量Z间的关系，选择适当的物理规律列方程求解.隔离法与整体法，不是相互对立的，一般问题的求解中，随着研究对彖的转化，往往

4、两种方法交叉运用，相辅相成.所以，两种方法的取舍，并无绝对的界限，必须具体分析，灵活运用.无论哪种方法均以尽可能避免或减少非待求量（即中I'可未知量的出现，如非待求的力，非待求的中间状态或过程等）的出现为原则.［例1］如图1所示，质量为M的木箱放在水平血上，木箱中的立杆上套着一个质量为m的小球，开始时小球在杆的顶端，由静止禅放后，小球沿杆下滑的加速度为重力加速度的丄，即2+g,则小球在下滑的过程中，木箱对地面的床力为多少？命题意图：考查对牛顿第二定律的理解运用能力及灵活选取研究对象的能u力.B级要求.错解分析：（1）部分考牛习惯于具有相同

5、加速度连接休问题演练，对于“一1动一静”连续体问题难以对其隔离，列出止确方程.（2）思维缺乏创新，对整体O法列汕的方程感到疑惑.解题方法与技巧：„解法一：（隔离法）木箱与小球没有共同加速度，所以须用隔离法.图2取小球加为研究对象，受重力“?、摩擦力心如图2,据牛顿第二定律得：mg-Ff=ma①取木箱M为研究对象，受重力Mg、地而支持力心及小球给丫的摩擦力F/如图3据物体平衡条件得：Fn-F/-Mg=O②且仔=/y③—4m2Af+m由①②③式得Fn=g山牛顿第三定律知，木箱对地而的压力大小为,2M+mFn=F尸g・解法二：（整体法）对于“一

6、动一•静”连接体，也可选取整体为研究对象，依牛顿第二定律列式:（mg+Mg）・F^=ma+MX07M+m故木箱所受支持力：忌二g」T

7、牛顿第三定律知:i11,2M+m木箱对地而压力/V=Fn=g.2[例2]一个质量为0.2kg的小球用细线吊在倾角归53°的斜面顶端，如图4,斜面静止时，球紧靠在斜面上，绳与斜面平行,不计摩擦，当斜血以IOm/s2的加速度向右做加速运动时，求绳的拉力及斜而对小球的弹力.命题意图：考査对牛顿第二定律的理解应川能力、分析推理能力及临界条件的挖掘能力.B级要求.错解分析：对物理过程缺乏清醒认识，无法用极限分析法挖掘

8、题廿隐含的临界状态及条件，使问题难以切入.解题方法与技巧：当加速度d较小时，小球与斜血体一起运动，此时小球受重力、绳拉力和斜而的支持力作用，绳平行于斜而，当加速度。足够大时，小球将“飞离”斜而，此吋小球受重力和绳的拉力作用，绳与水平方向的夹角未知，题tl中要求«=10m/s2时绳的拉力及斜面的支持力，必须先求出小球离开斜血的临界加速度6/0-（此时，小球所受斜血支持力恰好为零）由mgcot0=ma（）所以a（）=gcot0=7.5m/s2因为6（=10m/s2>«o所以小球离开斜血N=0,小球受力情况如图5,则7cosa=ma,Tsina

9、=mg所以7=+（吨）2=283n,n=0.歼灭难点训练图6图71.(★★★)如图6所示，质量为M的框架放在水平地面上,一轻弹簧上端固定一个质量为加的小球，小球上下振动吋，框架始终没有跳起•当