发布时间 : 星期一 文章高中物理总复习讲议之教案 - 图文更新完毕开始阅读10cd3a084a7302768e99393a
二、隔离法与整体法 1、整体法：以几个物体构成的整个系统为研究对象进行求解的方法。在许多问题中可以用整体法比较方便，但整体法不能求解系统的内力。 2、隔离法：把系统分成若干部分并隔离开来，分别以每一部分为研究对象进行受力分析，分别列出方程，再联立求解的方法。 把研究对象从周围环境中隔离，然后分析周围哪些“物体”对它施加有力的作用，(各是什么性质、大小、方向怎样？)分析出的是性质力，即是分析出的每个力都应该能找到施力物体(防添力)。并按照一定的顺序(先场力、后接触力)进行受力分析(防漏力)，并画出受力示意图。 3、通常在分析外力对系统作用时，用整体法；在分析系统内各物体之间的相互作用时，用隔离法。 有时在解答一个问题时要多次选取研究对象，需要整体法与隔离法交叉使用 三、力的正交分解法：将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法。 物体受到多个力作用时求其合力，可将各个己知力沿两个相互垂直的方向直行正交分解，然后再分别沿这两个方向求出合力，正交分解法是处理多个力作用用问题的基本方法。 利用力的正交分解法可以求几个已知共点力的合力，它能使不同方向的矢量运算简化为同一直线上的标量运算。一般地，当物体受三个以上的共点力作用时，用正交分解法为好。正交分解的每一个力不一定按实际效果进行分解，往往按解题需要分解，原则上使更多的力落在互相垂直的坐标轴上。 步骤为： (1) 正交分解 建立坐标轴的原则：一般选共点力的作用点为原点 静力学中：以少分解力和容易分解力为原则。(即尽量多的力在坐标轴上) 动力学中：以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标, 这样使牛顿第二定律表达变为Fx=0； Fy=may (2)物体受到多个力作用F1 、F2 、F3??,求合力F时,可把各力沿相互垂直的x轴、y轴分解。 F1分解为Fx1和Fy1 ； F2分解为Fx2和Fy2 ； F3分解为Fx3和Fy3 ??然后求这两个方向上的合力, 把复杂的矢量运动转化为相互垂直方向上的代数运算. 则：x轴上的合力 Fx=Fx1+Fx2+Fx3+?? y轴上的合力Fy= Fy1+Fy2+Fy3+?? (3) 合力大小：F?Fx2?Fy2 Fx合力方向：与x轴夹角为?，则tan?=Fy 四、图解法 根据平行四边形定则,利用邻边及其夹角跟对角线的长短关系分析力大小变化情况的方法,通常叫图解法。 图解法具有直观、简便的特点。应用时应该注意正确判断某个分力方向的变化情况及其空间范围。 当合力的大小方向一定，其中一个分力的方向一定时，用图解法较为简单。 五、三角形法： 合力和两个分力通过平移，构成一个首尾相接的封闭三角形。 力学?∽几何?求解；用正弦、余弦定理及相似法求解。 17
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2、受力分析的几个步骤． ①灵活选择研究对象：也就是说根据解题的目的，从体系中隔离出所要研究的某一个物体，或从物体中隔离出某一部分作为单独的研究对象，对它进行受力分析． 所选择的研究对象要与周围环境联系密切并且已知量尽量多；对于较复杂问题，由于物体系各部分相互制约，有时要同时隔离几个研究对象才能解决问题．究竟怎样选择研究对象要依题意灵活处理． ②对研究对象周围环境进行分析：除了重力外查看哪些物体与研究对象直接接触，对它有力的作用．凡是直接接触的环境都不能漏掉分析，而不直接接触的环境千万不要考虑进来．然后按照重力、弹力、摩擦力的顺序进行力的分析，根据各种力的产生条件和所满足的物理规律，确定它们的存在或大小、方向、作用点． ③审查研究对象的运动状态：是平衡态还是加速状态等等，根据它所处的状态有时可以确定某些力是否存在或对某些力的方向作出判断． ④根据上述分析，画出研究对象的受力分析图；把各力的方向、作用点（线）准确地表示出来． 重难点突破 一、研究对象的选取 在进行受力分析时，第一步就是选取研究对象。选取的研究对象可以是一个物体（质点），也可以是由几个物体组成的整体（质点组）。 1、 隔离法： 将某物体从周围物体中隔离出来，单独分析该物体所受到的各个力，称为隔离法。 隔离法的原则： 把相连结的各物体看成一个整体,如果要分析的是整体内物体间的相互作用力(即内力),就要把跟该力有关的某物体隔离出来,当然,对隔离出来的物体而言,它受到的各个力就应视为外力了。 2、整体法： 把相互连结的几个物体视为一个整体(系统)，从而分析整体外的物体对整体中各个物体的作用力(外力)，称为整体法。 整体法的基本原则： （1）当整体中各物体具有相同的加速度（加速度不相同的问题，中学阶段不易采用整体法）或都处于平衡状态（即a=0）时，命题要研究的是外力，而非内力时，选整体为研究对象。 （2）整体法要分析的是外力，而不是分析整体中各物体间的相互作用（内力）。 （3）整体法的运用原则是先避开次要矛盾（未知的内力）突出主要矛盾（要研究的外力）这们一种辩证的思想。 3、整体法、隔离法的交替运用。 对于连结体问题，多数情况即要分析外力，又要分析内力，这时我们可以采取先整体（解决外力）后隔离（解决内力）的交叉运用方法，当然个别情况也可先隔离（由已知内力解决未知内力）再整体的相反运用顺序。 二、物体受力分析。 正确地进行受力分析是解题的基础，高中物理不的两大主块：力和电都大量涉及到力的问题。 对物体进行受力分析，主要遵循以下两条原则： (1)从力产生的原因出发，进行受力分析，一般场力（重力、电场力、磁场力）主要依据这一点进行分析。 (2)从物体所处的状态（平衡态和非平衡态）入手结合各种力的特点，然后根据平衡条件或牛顿运动定律进行分析判断。 以上原则以第(2)条为主，同学们要养成“抓状态，用规律”的良好习惯。 三、正交分解。 正交分解法只是一种处理矢量问题的方法，它的目的往往不是为了分解矢量，而是为了合成矢量，化复杂的矢量运算过程为简单的同一直线上的矢量运算过程。 正交分解法的重要性和实用性其实不在于如何建轴。如果向互相垂直的方向上分解某个力。因为力的独立作用原理和运动的独立性原理都要求我们要在不同的方向上单独考虑问题，如： 18 第 页
?FX?0 ?F?0?y ?Fx?max??Fy?may ?Ix??Px??Iy??Py 因此同学们要逐渐养成根据物体在不同方向上的状态，用相应的物理规律去解决问题的好习惯。 第 4 课 共点力作用下的物体的平衡 一．共点力 物体同时受几个力的作用，如果这几个力都作用于物体的同一点或者它们的作用线交于同一点，这几个力叫共点力．能简化成质点的物体受到的力可视为共点力。 二、平衡状态 物体保持静止或匀速运动状态（或有固定转轴的物体匀速转动）． ．．．．．．．．注意：这里的静止需要二个条件，一是物体受到的合外力为零，二是物体的速度为零，仅速度为零时物体不一定处于静止状态，如物体做竖直上抛运动达到最高点时刻，物体速度为零，但物体不是处于静止状态，因为物体受到的合外力不为零． 共点力的平衡：如果物体受到共点力的作用，且处于平衡状态，就叫做共点力的平衡。 共点力的平衡条件：为使物体保持平衡状态，作用在物体上的力必须满足的条件，叫做? 两种平衡状态: 静态平衡v=0;a=0 动态平衡v≠0;a=0 ①瞬时速度为0时,不一定处于平衡状态. 如:竖直上抛最高点.只有能保持静止状态而加速度也为零才能认为平衡状态. ②.物理学中的“缓慢移动”一般可理解为动态平衡。 三、共点力作用下物体的平衡条件 （1）物体受到的合外力为零．即F合=0 其正交分解式为F合x=0 ；F合y=0 （2）某力与余下其它力的合力平衡（即等值、反向）。 二力平衡：这两个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，并作用于同一物体 (要注意与一对作用力与反作用力的区别)。 三力平衡：三个力的作用线(或者反向延长线)必交于一个点,且三个力共面.称为汇交共面性。其力大小符合组成三解形规律 三个力平移后构成一个首尾相接、封闭的矢量?形；任意两个力的合力与第三个力等大、反向(即是相互平衡) 推论：[1]非平行的三个力作用于物体而平衡，则这三个力一定共点。 [2]几个共点力作用于物体而平衡，其中任意几个力的合力与剩余几个力（一个力）的合力一定等值反向 三力汇交原理：当物体受到三个非平行的共点力作用而平衡时，这三个力必交于一点； 说明： ①物体受到N个共点力作用而处于平衡状态时,取出其中的一个力,则这个力必与剩下的（N-1）个力的合力等大反向。 ②若采用正交分解法求平衡问题，则其平衡条件为：FX合=0，FY合=0； 求解平衡问题的一般步骤：选对象，画受力图，建坐标，列方程。 四、平衡的临界问题 由某种物理现象变化为另一种物理现象或由某种物理状态变化为另一种物理状态时，发生转折的状态叫临界状态，临界状态可以理解为“恰好出现”或“恰好不出现”某种现象的状态。平衡物体的临界状态是指物体所处的平衡状态将要发生变化的状态。往往利用“恰好出现”或“恰好不出现”的条件。 五、平衡的极值问题 极值是指研究平衡问题中某物理量变化情况时出遭到的最大值或最小值。可分为简单极值问题和条件极值问题。 重难点突破 一、平衡条件的运用方法。 解决共点力作用下物体的平衡问题，实际上就是如何表达“合力为零”，使之具体化的问题。根据物体平衡时，受共点力多少的不同，可分为以下三种表达方式。 1、物体受两个共点力作用而平衡，这两个力必等大反向且在同一直线上。选F1方向为正，则合力为零可表示为 F1-F2=0。 2、物体受三个共点力作用而平衡，任意两个力的合力必定跟第三个力等大反向（合成法） 19
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3、当物体受三个以上共点力平衡时，多数情况下采用正交分解法。即将各力分解到X轴和y轴上，运用两坐标轴上的合力等于零的条件，FX=0，Fy=0。坐标系的建立应以少分解力，即让较多的力在坐标轴上为原则。 二、画矢量三角形解决动态平衡问题。 另一种平衡是物体受的几个共点力是变化的，但物体总保持平衡即满足合力为零的条件。这种平衡也叫动态平衡。解决这类平衡问题的方法是画出一系列为的矢量三角形，从三角形的边长变化就可定性确定力的变化。 三、平衡物体的临界与极值问题。 1、临界问题：当某物理量变化时,会引起其他几个物理量的变化,从而使物体所处的平衡状态“恰好出现”或“恰好不出现”，在问题的描述中常用“刚好”、“刚能”、“恰好”等语言叙述。 解决这类问题的基本方法是假设推理法，即先假设某种情况成立，然后再根据平衡条件及有关知识进行论证、求解。 2、极值问题：平衡物体的极值，一般指在力的变化过程中的最大值和最小值问题。 解决这类问题的方法常用解析法，即根据物体的平衡条件列出方程，在解方程时，采用数学知识求极值或者根据物理临界条件求极值。另外，图解法也是常用的一种方法，即根据物体的平衡条件作出力的矢量图，画出平行四边形或者矢量三角形进行动态分析，确定最大值或最小值。 规律方法 1、用平衡条件解题的常用方法 (1）力的三角形法 物体受同一平面内三个互不平行的力作用平衡时，这三个力的矢量箭头首尾相接，构成一个矢量三角形；反之，若三个力矢量箭头首尾相接恰好构成三角形，则这三个力的合力必为零．利用三角形法，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识可求得未知力． （2）力的合成法 物体受三个力作用而平衡时，其中任意两个力的合力必跟第三个力等大反向，可利用力的平行四边形定则，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解． （3）正交分解法 将各个力分别分解到X轴上和y轴上，运用两坐标轴上的合力等于零的条件，多用于三个以上共点力作用下的物体的平衡．值得注意的是，对x、y方向选择时，尽可能使落在x、y轴上的力多；被分解的力尽可能是已知力，不宜分解待求力． 说明：力的三角形法与正交分解法是解决共点力平衡问题的最常见的两种解法．前者适于三力平衡问题，简捷、直观．后者适于多力平衡问题，是基本的解法，但有时有冗长的演算过程，因此要灵活地选择解题方法． 2、动态平衡问题的分析（图解法） 在有关物体平衡问题中，存在着大量的动态平衡问题，所谓动态平衡问题是指通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢的变化，而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态．解动态问题的关键是抓住不变量，依据不变的量来确定其他量的变化规律，常用的分析方法有解析法和图解法． 解析法的基本程序是：对研究对象的任一状态进行受力分析，建立平衡方程，求出应变物理量与自变物理量的一般函数关系式，然后根据自变量的变化情况及变化区间确定应变物理量的变化情况 图解法的基本程序是：对研究对象在状态变化过程中的若干状态进行受力分析，依据某一参量的变化（一般为某一角度），在同一图中作出物体在若干状态下的平衡力图（力的平行四边形或力的三角形），再由动态的力的平行四边形或三角形的边的长度变及角度变化确某些力的大小及方向的变化情况 3、三力汇交原理与三角形相似法 物体在共面的三个力作用下处于平衡时，若三个力不平行，则三个力必共点．这就是三力汇交原理 1、 解决临界问题的方法 临界问题：某种物理现象变化为另一种物理现象或物体从某种特性变化为另一种特性时，发生的转折状态为临界状态。临界状态也可理解为“恰好出现”或“恰好不出现”某种现象的状态，平衡物体的临界状态是指物体所处平衡状态将要变化的状态，涉及临界状态的问题叫临界问题，解决这类问题一定要注意“恰好出现”或“恰好不出现”的条件。 在研究物体的平衡时，经常遇到求物理量的取值范围问题，这样涉及到平衡问题的临界问题，解决这类问题的基本方法是假设推理法，即先假设怎样，然后再根据平衡条件及有关知识列方程求解。 2、 平衡问题中极值的求法 20
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