整体法及隔离法求解共点力平衡问题.ppt

教学内容分析 教学目标 知道整体法与隔离法，能用整体法和隔离法解决共点力平衡中简单的连接体问题 知道整体法与隔离法的区别与联系，能在解决问题中对整体法、隔离法做出恰当选择。 通过例题与训练，建立整体隔离的思想，培养学生应用整体法与隔离法解决问题的能力。 教学过程 【例1】 在粗糙水平面上有一个三角形木块a，在它的粗糙斜面上放有质量为m的木块b，如图所示，在木块沿斜面匀速下滑的过程中，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 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称为整体法。 条件：当连接体的各部分运动状态相同时可采用整体法，常用于求系统外力。 优点：采用整体法可以避免对整体内部进行繁锁的分析，常常使问题解答更简便、明了。 隔离法：把所研究对象从整体中隔离出来进行研究，最终得出结论的方法称为隔离法，可以隔离单个物体也可以把整个物体隔离成几个部分来处理。 条件：求解系统内部相互作用时隔离法。 优点：容易看清单个物体的受力情况 共点力平衡专题（一） 整体法与隔离法是解决物理问题重要的思想与方法，在解决动力学中的连接体问题，涉及能量、动量、气体状态变化的多过程问题等，运用整体法与隔离法恰当的选取研究对象或物理过程是快速，准确解决问题的关键，那么运用整体法、隔离法解决问题思想的建立便显得尤为重要。 教学重点与难点 重点：建立应用整体法与隔离法解决物理问题的思想，能用整体法和隔离法解决共点力平衡中的连接体问题 难点：研究对象的恰当选取与整体法、隔离法的灵活运用。 课前准备 1、系统：几个相互作用的物体构成的整体称为系统。 2 连接体：一些（通过斜面、绳子、轻杆、重力场、电场、磁场等）相互约束的物体系统叫连接体。连接体问题“连接”的本质是物体之间的相互作用力。 3、一些常见的连接体 对b隔离分析： F1与f1合力为G’,由共点力平衡： G 对a隔离分析： 因为F2与F1、f2与f1等大反向，所以F2、f2合力竖直向下 结论：水平方向木块水平方向不受力，无摩擦。 竖直方向： 解析： 例题解析 整体法与隔离法 用整体分析：把物块b和三角形物块a做为一个整体分析，受力如图，整体水平方向无外力，所以a与地面无摩擦；竖直方向支持力平衡整体重力： 简单应用 例2、如右图所示，质量为M的直角三棱柱A放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角为θ。质量为m的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A和B都处于静止状态，求地面对三棱柱支持力和摩擦力各为多少？ 分析与解：选取A和B整体为研究对象，它受到重力（M+m）g，地面支持力N，墙壁的弹力F和地面的摩擦力f的作用（如图所示）而处于平衡状态。根据平衡条件有： 例题解析 再以B为研究对象，它受到重力mg，三棱柱对它的支持力NB,墙壁对它的弹力F的作用（如图所示）。而处于平衡状态，根据平衡条件有： 联立②③④可得： θ mg N1’ f N 如果隔离A分析，如右图可得： 联立②④⑤⑥可得： 例题解析 θ mg N1’ f N 注意：灵活、正确的选取隔离对象很重要。 比较：单纯用隔离法可以求出答案，但很繁琐 整体隔离最简单，但如选错隔离对像则不能求出答案 例3、在2008年北京残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀登，最终点燃了主火炬，体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神 。为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化。一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住。如图所示。设运动员的质量为65kg，吊椅的质量为15kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦。重力加速度取g=10m/s2。当运动员匀速上升时，试求： （1）运动员竖直向下拉绳的力； （2）运动员对吊椅的压力。 例题解析 解析：(1）设运动员受到绳向上的拉力为F，由于跨过定滑轮的两段绳子拉力相等，吊椅受到绳的拉力也是F。对运动员和吊椅整体进行受力分析如图所示，则有： 由牛顿第三定律，运动员竖直向下拉绳的力 （2）设吊椅对运动员的支持力为FN，对运动员进行受力分析如图所示，则有： 由牛顿第三定律，运动员对吊椅竖直向下的压力 (m人+m椅)g F F m人g FN F 解出 解出 方法总结 思考：什么题选用整体隔离的方法？什么时候选用整体法？用整体法解题受力分析时应注意什么？什么情况用隔离法？应如何选取隔离对像？