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高中物理竞赛(解题方法:整体法).docx


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高中奥林匹克物理竞赛解题方法
、整体法
方法简介
整体是以物体系统为研究对象,从整体或全过程去把握物理现象的本质和规律,是一种 把具有相互联系、相互依赖、相互制约、相互作用的多个物体,多个状态,或者多个物理变 化过程组合作为一个融洽加以研究的思维形式。整体思维是一种综合思维,也可以说是一种 综合思维,也是多种思维的高度综合,层次深、理论性强、运用价值高。因此在物理研究与 学****中善于运用整体研究分析、处理和解决问题,一方面表现为知识的综合贯通,另一方面 表现为思维的有机组合。灵活运用整体思维可以产生不同凡响的效果,显现“变”的魅力,
1-1
把物理问题变繁为简、变难为易。
赛题精讲
例1如图1— 1所示,人和车的质量分别为 m和M, 人用水平力F拉绳子,图中两端绳子均处于水平方向, 不计滑轮质量及摩擦,若人和车保持相对静止,且 水平地面是光滑的,则车的加速度为 .
解析:要求车的加速度,似乎需将车隔离出来才 能求解,事实上,人和车保持相对静止,即人和车有相同的加速度,所以可将人和车看做一 个整体,对整体用牛顿第二定律求解即可
将人和车整体作为研究对象, 整体受到重力、水平面的支持力和两条绳的拉力
向重力与支持力平衡,水平方向绳的拉力为 2F,所以有:
2F=(M+m)a,解得:
2F
a M m
例2用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来,如图
1 — 2所示,今对小球 a持续施加一个向左偏下 30°的恒力,并 对小球b持续施加一个向右偏上 30°的同样大 小的恒力,最后达到平衡,表示平衡状态的图可能是
•在竖直方
解析
<R)
(A)
表示平衡状态的图是哪一个,
(D)
求出两条轻质细绳对小球
a和小球b的拉
力的方向,只要拉力方向求出后,。图就确定了。
先以小球a、b及连线组成的系统为研究对象,系统共受五个力的作用,即两个重力 (ma+mb)g,作用在两个小球上的恒力 Fa、Fb和上端细线对系统的拉力
状态,所受合力必为零,由于 Fa、Fb大小相等,方向相反,可以抵消,而 (ma+mb)g的方向竖
直向下,所以悬线对系统的拉力 ,b球在重力
mbg、恒力Fb和连线拉力T2三个力的作用下处于平衡状态,已知恒力向右偏上 30°,重力
竖直向下,所以平衡时连线拉力 T2的方向必与恒力 Fb和重力mbg的合力方向相反,如图所
示,故应选A.
, OB竖直向下,表面光滑, OA上 两环间由一根质量可忽略、 不何伸长 P环向左移动一段距离,两环再次达
OA杆对
例3有一个直角架 AOB , OA水平放置,表面粗糙, 套有小环P, OB上套有小环Q,两个环的质量均为 m,〕 的细绳相连,并在某一位置平衡,如图 1 —
到平衡,那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态相比, 上的拉力T的变化情况是
A . N不变,T变大 B.
C. N变大,T变小 D.
解析 先把P、Q看成一个整体,受力如图
则绳对两环的拉力为内力,不必考虑,又因 竖直方向上对Q无力的作用,所以整体在竖直方向上只受重力和 OA杆对它的支持力,所以 N不变,始终等于 P、Q的重力之和。 再以Q为研究对象,因 OB杆光滑,所以细绳拉力的竖直分量等 于Q环的重力,当P环向左移动一段距离后,发现细绳和竖直方向 夹角a变小,所以在细绳拉力的竖直分量不变的情况下,
B.
例4如图1 — 5所示,质量为 M的劈块, 其左右劈面的倾角分别为B i=30 ° >0 2=45°
N不变,
N变大,
1 — 4—甲所示,
OB杆光滑,则杆在
T变小
T变大
(
P环的支持力N和细绳
)
质量分别为 mi= 3 kg和m2=,
同时分别从左右劈面的顶端从静止开始下滑, 劈块始终与水平面保持相对静止,各相互接触 面之间的动摩擦因数均为卩 =,求两物块下
滑过程中(mi和m2均未达到底端)劈块受到地面的摩擦力。 (g=10m/s2)
解析 选M、mi和m2构成的整体为研究对象,把在相同时间内, M保持静止、mi和
m2分别以不同的加速度下滑三个过程视为一个整体过程来研究。 根据各种性质的力产生的条
件,在水平方向,整体

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