整體隔離專題.教師版

錯(cuò)題不再錯(cuò)就無敵了！錯(cuò)題不再錯(cuò)就無敵了！ 上課時(shí)間：學(xué)生姓名：上課時(shí)間：學(xué)生姓名：2014年高考解決方案整體隔離專題同學(xué)高考解決方案 第一階段·模塊課程·多對(duì)象專題 Pageof21錯(cuò)題再練習(xí)錯(cuò)題再練習(xí)整體隔離專題知識(shí)講解知識(shí)講解專題目錄【專題1】相互作用中的整體隔離應(yīng)用【專題2】牛頓定律中的整體隔離應(yīng)用【專題3】機(jī)械能中整體隔離應(yīng)用【專題4】動(dòng)量中的整體隔離應(yīng)用【專題5】振動(dòng)、波動(dòng)中的整體隔離應(yīng)用【專題6】靜電場(chǎng)中的整體隔離應(yīng)用【專題7】電磁感應(yīng)中的整體隔離應(yīng)用專題目標(biāo)理解整體法與隔離法的普適性，能靈活選擇研究對(duì)象．專題講練專題一、相互作用中的整體隔離應(yīng)用例題例題講解如圖所示，在粗糙水平面上有一個(gè)三角形木塊，在它的兩個(gè)粗糙斜面上分別放兩個(gè)質(zhì)量為m1和m2的小木塊，m1》m2．已知三角形木塊和兩個(gè)小木塊均靜止，則粗糙水平面對(duì)三角形木塊（

）A．沒有摩擦力作用

B．有摩擦力作用，摩擦力方向水平向右C．有摩擦力作用，摩擦力方向水平向左D．有摩擦力作用，但其方向無法確定，因?yàn)閙1、m2、

θ1和θ2的數(shù)值并未給【答案】A如圖所示，兩根相同的輕彈簧、，勁度系數(shù)皆為，懸掛的重物的質(zhì)量分別為和．若不計(jì)彈簧質(zhì)量，取，則平衡時(shí)彈簧、的伸長(zhǎng)量分別為（）A．， B．，C．， D．，【答案】C如圖所示，甲、乙兩物體疊放在水平面上，用水平力拉物體乙，它們?nèi)员３朱o止?fàn)顟B(tài)，甲、乙間接觸面也為水平，則乙物體受力的個(gè)數(shù)為（）A．3個(gè) B．4個(gè) C．5個(gè) D．6個(gè)【解析】按照先重力，再彈力，最后其他力的順序進(jìn)行分析可知，物體乙一定受到重力、支持力、甲對(duì)乙的壓力、水平力的作用．把甲、乙看作一個(gè)整體，水平方向上受力平衡，則由平衡力的條件可知，地面對(duì)乙有水平向左的靜摩擦力，所以物體乙共受到5個(gè)力的作用，故選C．【答案】C如圖A、B兩物體疊放在一起，用手托住，讓它們靜靠在豎直墻邊，然后釋放，它們同時(shí)沿墻面向下滑，已知mA>mB，則物體B（）ABA．只受一個(gè)重力B．受到重力和一個(gè)摩擦力C．受到重力、一個(gè)彈力和一個(gè)摩擦力D．受到重力、一個(gè)摩擦力和兩個(gè)彈力【答案】A如圖所示，A、B是兩個(gè)物塊的重力分別為3N、4N，彈簧的重力不計(jì)，整個(gè)裝置沿豎直向方向處于靜止?fàn)顟B(tài)，這時(shí)彈簧的彈力F=2N，則天花板受到的拉力和地板受到的壓力有可能是（）A．天花板所受的拉力為1N，地板受的壓力為6NB．天花板所受的拉力為5N，地板受的壓力為6NC．天花板所受的拉力為1N，地板受的壓力為2ND．天花板所受的拉力為5N，地板受的壓力為2N【答案】AD【解析】對(duì)下面的彈簧，初態(tài)的彈力為F=（m1+m2）g，末態(tài)的彈力為F/=m2g，故Δx=ΔF/k2=m1g/k（2013山東高考）如圖所示，用完全相同的輕彈簧A、B、C將兩個(gè)相同的小球連接并懸掛，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧A與豎直方向的夾角為30o，彈簧C水平，則彈簧A、C的伸長(zhǎng)量之比為（）A．∶4B．4∶C．1∶2D．2∶1AABC30【答案】D【解析】選兩球?yàn)檎w可直接求出彈簧A、C的受力大?。幸粋€(gè)直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙；OB豎直向下，表面光滑，AO上套有小環(huán)P，OB上套有小環(huán)Q，兩環(huán)質(zhì)量均為m，兩環(huán)間由一根質(zhì)量可忽略、不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩相連，并在某一位置平衡，如圖所示．現(xiàn)將P環(huán)向左移一小段距離，兩環(huán)再次達(dá)到平衡．那么將移動(dòng)后的平衡狀態(tài)和原來的平衡狀態(tài)比較，AO桿對(duì)P環(huán)的支持力N和細(xì)繩上的拉力T的變化情況是（）A．N不變，T變大B．N不變，T變小C．N變大，T變大D．N變大，T變小【解析】選小環(huán)P和Q及細(xì)繩整體為研究對(duì)象，在豎直方向只受重力和支持力N的作用，所以環(huán)移動(dòng)前后系統(tǒng)的重力不變，則N也不變．再用隔離法取小環(huán)Q為研究對(duì)象，其受力如圖8所示，所以有Tcosα=mg．由于P環(huán)左移后α變小，因此T也變小．正確答案為B．專題二、牛頓定律中的整體隔離應(yīng)用例題例題講解如圖所示，A、B兩木塊的質(zhì)量分別為mA、mB，在水平推力F作用下沿光滑水平面勻加速向右運(yùn)動(dòng)，求A、B間的彈力FN．【解析】這里有a、FN兩個(gè)未知數(shù)，需要建立兩個(gè)方程，要取兩次研究對(duì)象．比較后可知分別以B、（A+B）為對(duì)象較為簡(jiǎn)單（它們?cè)谒椒较蛏隙贾皇艿揭粋€(gè)力作用）．可得【小結(jié)】這個(gè)結(jié)論還可以推廣到水平面粗糙時(shí)（A、B與水平面間μ相同）；也可以推廣到沿斜面方向推A、B向上加速的問題，有趣的是，答案是完全一樣的．如圖所示，質(zhì)量為2m的物塊A和質(zhì)量為m的物塊B與地面的摩擦均不計(jì)．在已知水平推力F的作用下，A、B做加速運(yùn)動(dòng)．A對(duì)B的作用力為多大【解析】取A、B整體為研究對(duì)象，其水平方向只受一個(gè)力F的作用根據(jù)牛頓第二定律知：F＝（2m＋m）a，a＝F／3取B為研究對(duì)象，其水平方向只受A的作用力F1，根據(jù)牛頓第二定律知：F1＝ma，故F1＝F／3【小結(jié)】對(duì)連結(jié)體（多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的物體）問題，通常先取整體為研究對(duì)象，然后再根據(jù)要求的問題取某一個(gè)物體為研究對(duì)象．如圖所示，在F的作用下兩個(gè)物體豎直加速上升，繩子的拉力T是多少？【解析】由牛頓第二定律，對(duì)整體可得：F—（M+m）g=（M+m）a，隔離m可得：T—mg=ma，聯(lián)立解得：T=mF/（M+m）如圖所示．F拉著A，B兩個(gè)問題沿光滑斜面加速上滑，質(zhì)量分別為M和m求AB中間的繩子的拉力T是多少？【解析】由牛頓第二定律，對(duì)整體可得：F-（M+m）gsinθ=（M+m）a，隔離m可得：T-mgsinθ=ma聯(lián)立解得：T=mF/（M+m）【總結(jié)】①無論m、M質(zhì)量大小關(guān)系如何，無論接觸面是否光滑，無論在水平面、斜面或豎直面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，細(xì)線上的張力大小不變．②動(dòng)力分配原則：兩個(gè)直接接觸或通過細(xì)線相連的物體在外力的作用下以共同的加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，各個(gè)物體分得的動(dòng)力與自身的質(zhì)量成正比，與兩物體的總質(zhì)量成反比．③條件：加速度相同；接觸面相同如圖所示，質(zhì)量分別為mA、mB的A、B兩物塊用輕線連接放在傾角為θ的斜面上，用始終平行于斜面向上的拉力F拉A，使它們沿斜面勻加速上升，A、B與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，為了增加輕線上的張力，可行的辦法是（）A．減小A物的質(zhì)量B．增大B物的質(zhì)量C．增大傾角θD．增大動(dòng)摩擦因數(shù)μ【答案】AB跨過定滑輪的繩的一端掛一吊板，另一端被吊板上的人拉住，如圖所示．已知人的質(zhì)量為70kg，吊板的質(zhì)量為10kg，繩及定滑輪的質(zhì)量、滑輪的摩擦均可忽略不計(jì)．取重力加速度g＝10m/s2．當(dāng)人以440N的力拉繩時(shí)，人與吊板的加速度a和人對(duì)吊板的壓力F分別為（）A．a(chǎn)=1．0m/s2，F(xiàn)=260N B．a(chǎn)=1．0m/s2，F(xiàn)=330NC．a(chǎn)=3．0m/s2，F(xiàn)=110N D．a(chǎn)=3．0m/s2，F(xiàn)=50N【答案】B【解析】根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)人和吊板整體有2T—（m1+m2）g=（m1+m2）a，可解得：a=1．0m/s2隔離人有：T+F—m1g=m1a解得：F=330N由牛頓第三定律知，人對(duì)吊板的壓力F=330N如圖所示，傾角為的斜面上放兩物體m1和m2，用與斜面平行的力F推m1，使兩物加速上滑，不管斜面是否光滑，兩物體之間的作用力為________．【答案】如圖，傾角為α的斜面與水平面間、斜面與質(zhì)量為m的木塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，木塊由靜止開始沿斜面加速下滑時(shí)斜面始終保持靜止．求水平面給斜面的摩擦力大小和方向．【解析】以斜面和木塊整體為研究對(duì)象，水平方向僅受靜摩擦力作用，而整體中只有木塊的加速度有水平方向的分量．可以先求出木塊的加速度，再在水平方向?qū)|(zhì)點(diǎn)組用牛頓第二定律，很容易得到：【小結(jié)】如果給出斜面的質(zhì)量M，本題還可以求出這時(shí)水平面對(duì)斜面的支持力大小為：，這個(gè)值小于靜止時(shí)水平面對(duì)斜面的支持力．如圖所示，三物體質(zhì)量相等，用輕彈簧和細(xì)線懸掛后靜止．當(dāng)把之間的細(xì)線剪斷的瞬間三個(gè)物體的加速度大小分別為_____，______，_____．（重力加速度為g）．【答案】2g，2g，0．【解析】三物塊靜止時(shí)，上面的彈簧，下面的彈簧．當(dāng)細(xì)繩斷開時(shí)，對(duì)A，，方向向上；對(duì)B，，方向向下；對(duì)C，．如圖所示，質(zhì)量為M的木箱放在水平面上，木箱中的立桿上套著一個(gè)質(zhì)量為m的小球，開始時(shí)小球在桿的頂端，由靜止釋放后，小球沿桿下滑的加速度為重力加速度的，即a=g，則小球在下滑的過程中，木箱對(duì)地面的壓力為多少？【解析】解法一：（隔離法）木箱與小球沒有共同加速度，所以須用隔離法．取小球m為研究對(duì)象，受重力mg、摩擦力Ff，如圖2—4，據(jù)牛頓第二定律得：mg—Ff=ma①取木箱M為研究對(duì)象，受重力Mg、地面支持力FN及小球給予的摩擦力Ff′如圖．據(jù)物體平衡條件得：FN—Ff′—Mg=0②且Ff=Ff′③由①②③式得FN=g由牛頓第三定律知，木箱對(duì)地面的壓力大小為FN′=FN=g．解法二：（整體法）對(duì)于“一動(dòng)一靜”連接體，也可選取整體為研究對(duì)象，依牛頓第二定律列式：（mg+Mg）—FN=ma+M×0故木箱所受支持力：FN=g，由牛頓第三定律知：木箱對(duì)地面壓力FN′=FN=g．如圖所示，箱子的質(zhì)量M＝5．0kg，與水平地面的動(dòng)摩擦因數(shù)．在箱子頂板處系一細(xì)線，懸掛一個(gè)質(zhì)量m＝1．0kg的小球，箱子受到水平恒力F的作用，使小球的懸線偏離豎直方向θ＝30°角，則F應(yīng)為多少？（）θθF【答案】【解析】對(duì)小球受力分析得：，對(duì)整體：．如圖所示，水平面光滑，在質(zhì)量為M、傾角為的斜面上，用平行于斜面的細(xì)繩把質(zhì)量為m小球系在斜面上，現(xiàn)對(duì)斜面體施加水平方向的作用力，為使球在光滑斜面上不發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，水平向右的力不得大于多少？水平向左的力不得大于多少？mm【答案】，．【解析】水平向右的作用力達(dá)最大時(shí)，對(duì)小球受力分析，小球只受重力和繩的拉力，所以：對(duì)整體：；水平向左作用力達(dá)最大時(shí)，對(duì)小球受力分析，小球只受重力和斜面的支持力，所以：，對(duì)整體：．（2013江蘇高考）如圖所示，將小砝碼置于桌面上的薄紙板上，用水平向右的拉力將紙板迅速抽出，砝碼的移動(dòng)很小，幾乎觀察不到，這就是大家熟悉的慣性演示實(shí)驗(yàn)。若砝碼和紙板的質(zhì)量分別為和，各接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為。重力加速度為g。（1）當(dāng)紙板相對(duì)砝碼運(yùn)動(dòng)時(shí)，求紙板所受摩擦力的大?。唬?）要使紙板相對(duì)砝碼運(yùn)動(dòng)，求所需拉力的大??；（3）本實(shí)驗(yàn)中，=0.5kg，=0.1kg，=0.2，砝碼與紙板左端的距離d=0.1m，取g=10。若砝碼移動(dòng)的距離超過=0.002m，人眼就能感知。【答案】(1)(2)(3)22.4N【解析】(1)砝碼對(duì)紙板的摩擦力桌面對(duì)紙板的摩擦力解得(2)設(shè)砝碼的加速度為,紙板的加速度為,則發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)解得(3)紙板抽出前,砝碼運(yùn)動(dòng)的距離紙板運(yùn)動(dòng)的距離紙板抽出后，砝碼在桌面上運(yùn)動(dòng)的距離由題意知解得代入數(shù)據(jù)得（2013福建高考）質(zhì)量為M、長(zhǎng)為L(zhǎng)的桿水平放置，桿兩端A、B系著長(zhǎng)為3L的不可伸長(zhǎng)且光滑的柔軟輕繩，繩上套著一質(zhì)量為m的小鐵環(huán)。已知重力加速度為g，不計(jì)空氣影響。（1）現(xiàn)讓桿和環(huán)均靜止懸掛在空中，如圖甲，求繩中拉力的大?。海?）若桿與環(huán)保持相對(duì)靜止，在空中沿AB方向水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)環(huán)恰好懸于A端的正下方，如圖乙所示。求此狀態(tài)下桿的加速度大小a；②為保持這種狀態(tài)需在桿上施加一個(gè)多大的外力，方向如何？aaAB2L乙LAB1.51.5甲L【答案】⑴

⑵①②，與水平方向夾角為60斜向右上方?！窘馕觥?1)如圖1.設(shè)平衡時(shí)，繩中拉力為FT，有AB1.5L1.5L圖1LmgAB1.51.5圖1LmgFTFTθ由圖知=2\*GB3②由=1\*GB3①=2\*GB3②式解得=3\*GB3③(2)=1\*GB3①此時(shí)，對(duì)小鐵環(huán)受力分析如圖2，有aAB2LL圖2LmgaAB2L圖2Lmg=5\*GB3⑤由圖知，代入=4\*GB3④=5\*GB3⑤式解得=6\*GB3⑥aAB2LL圖3L(MaAB2L圖3L(M+m)gFα=7\*GB3⑦=8\*GB3⑧由=6\*GB3⑥=7\*GB3⑦=8\*GB3⑧式解得即與水平方向夾角為60斜向右上方。專題三、機(jī)械能中的整體隔離應(yīng)用例題例題講解如圖所示，在兩個(gè)質(zhì)量分別為和的小球和之間，用一根長(zhǎng)為的輕桿連接（桿的質(zhì)量可不計(jì)），兩小球可繞過輕桿的中心的水平軸無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)讓輕稈處于水平位置，然后無初速釋放，重球向下，輕球向上，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，在桿轉(zhuǎn)至豎直的過程中（）A．球的重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加 B．球的重力勢(shì)能增加，動(dòng)能減少C．球和球的總機(jī)械能守恒 D．球和球的總機(jī)械能不守恒【解析】?jī)汕蚪M成的系統(tǒng)，在運(yùn)動(dòng)中除動(dòng)能和勢(shì)能外，沒有其他形式的能轉(zhuǎn)化，所以系統(tǒng)的機(jī)械能守恒．【答案】AC如圖所示，在傾角的光滑斜面上通過滑輪連結(jié)著質(zhì)量的兩個(gè)物體，開始時(shí)用手托住，離地面高，位于斜面底端，撤去手后，求：（1）即將著地時(shí)，的動(dòng)能和系統(tǒng)的總勢(shì)能（以地面為零勢(shì)能）各為多少？（2）設(shè)著地后不反彈，物體勢(shì)能的最大值和離開斜面底端的最遠(yuǎn)距離是多少？（）【解析】（1）即將著地時(shí)，在斜面上上滑高度為，設(shè)此時(shí)共同速度為，則由系統(tǒng)機(jī)械能守恒得：，因?yàn)樗?，?）設(shè)上升高度為，則有：，，離底端最遠(yuǎn)距離．【答案】（1），；（2），（2013山東高考）如圖所示，楔形木塊abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc與水平面的夾角相同，頂角b處安裝一定滑輪。質(zhì)量分別為M、m（M>m）的滑塊，通過不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過定滑輪連接，輕繩與斜面平行。兩滑塊由靜止釋放后，沿斜面做勻加速運(yùn)動(dòng)。若不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦，在兩滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)的過程中（）A．兩滑塊組成系統(tǒng)的機(jī)械能守恒B．重力對(duì)M做的功等于M動(dòng)能的增加C．輕繩對(duì)m做的功等于m機(jī)械能的增加D．兩滑塊組成系統(tǒng)的機(jī)械能損失等于M克服摩擦力做的功【答案】CD如圖所示裝置中，木塊與水平桌面間的接觸面是光滑的，子彈沿水平方向射入木塊后留在木塊內(nèi)，將彈簧壓縮到最短，則從子彈開始射入木塊到彈簧壓縮至最短的整個(gè)過程中（）A．子彈與木塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 B．子彈與木塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒C．子彈、木塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 D．子彈、木塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒【解析】從子彈射木塊到木塊壓縮至最短的整個(gè)過程，由于存在機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化，所以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)機(jī)械能不守恒．對(duì)子彈和木塊，除摩擦生熱外，還要克服彈簧彈力做功，故機(jī)械能也不守恒．【答案】【小結(jié)】當(dāng)運(yùn)動(dòng)的是物體組時(shí)，一個(gè)光滑斜面放在一光滑水平面上，另一個(gè)物體從斜面上自由滑下時(shí)．將斜面與物體視為一個(gè)整體時(shí)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，如果單獨(dú)研究物體或者斜面時(shí)機(jī)械能是不守恒的．（機(jī)械能整體守恒、隔離不守恒）．繩連接的兩個(gè)物體，跨過一個(gè)定滑輪，兩個(gè)物體在重力和繩中拉力作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)．同樣有“機(jī)械能整體守恒、隔離不守恒”．再有物體與彈簧組成的系統(tǒng)中同樣有“機(jī)械能整體守恒、隔離不守恒”．機(jī)械能守恒研究對(duì)象可以是一個(gè)物體或者一個(gè)多物體系統(tǒng)，滿足條件皆可．系統(tǒng)與整體的區(qū)別：系統(tǒng)≠整體，機(jī)械能守恒不是整體法．專題四、動(dòng)量中的整體隔離應(yīng)用例題例題講解2008．9．27日，翟志剛實(shí)現(xiàn)首次太空出倉，假設(shè)宇航員進(jìn)行太空行走時(shí)的總質(zhì)量為M，開始時(shí)他與飛船相對(duì)靜止，為了離開飛船，他用所攜帶的氧氣槍以每秒N次的頻率向同一方向連續(xù)噴出氣體，每次噴出的質(zhì)量為m，氣體噴出的速度為v，則（1）第三次噴出氣體后，宇航員的速度是多少？（2）開始噴出氣體后第1秒，宇航員速度為多大？【解析】選取三次噴出的氣體為整體研究，設(shè)三次噴出氣體后宇航員的速度為，可得，得一質(zhì)量為的汽艇，在靜水中航行時(shí)能達(dá)到的最大速度為．假設(shè)航行時(shí)，汽艇的牽引力始終恒定不變，而且汽艇受到的阻力與其航速之間，始終滿足關(guān)系：，其中，求：（1）該汽艇的速度達(dá)到的瞬時(shí)，汽艇受到的阻力為多大？（2）該汽艇的牽引力為多大？（3）若水被螺旋槳向后推出的速度為，汽艇以最大速度勻速行駛時(shí)，在3秒鐘之內(nèi)，估算螺旋槳向后推出的質(zhì)量為多少？（提示：①推算水的質(zhì)量時(shí)，可以將水的粘滯力忽略；②以上速度均以地面為參考系）【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）當(dāng)汽艇的速度為時(shí)，（2）當(dāng)汽艇速度最大時(shí)，，即（3）設(shè)汽艇螺旋槳推水的力為，則汽艇的牽引力就是的反作用力，則在3秒鐘之內(nèi)，以螺旋槳向后推出水的質(zhì)量為研究對(duì)象，由動(dòng)量定理得：，故如圖所示，有兩個(gè)物體、，緊靠著放在光滑水平桌面上，的質(zhì)量為，的質(zhì)量為．有一顆質(zhì)量為的子彈以的水平速度射入，經(jīng)過又射入物體，最后停在中，對(duì)子彈的阻力為，求、最終的速度．【答案】，【解析】設(shè)、的質(zhì)量分別為、，子彈的質(zhì)量為子彈離開的速度為，物體、的最終速度分別為、．在子彈穿過的過程中，以、為整體，以子彈初速度為正方向，應(yīng)用動(dòng)量定理，解得由于離開后，水平方向不受外力，所以最終的速度．對(duì)子彈、和組成的系統(tǒng)，應(yīng)用動(dòng)量守恒定律：解得．物體、的最終速度為，．如圖所示，三木塊的質(zhì)量分別為，，，和緊靠著放在光滑的水平面上，以的水平初速度沿的上表面滑行到的上表面，由于摩擦最終與的共同速度為，求剛脫離時(shí)，的速度和的速度．【答案】剛脫離時(shí)，的速度為．的速度為．【解析】在的上表面滑行時(shí)，和的速度相同，在的上表面滑行時(shí)，和脫離．做勻速運(yùn)動(dòng)，對(duì)、、三個(gè)物體組成的系統(tǒng)，總動(dòng)量守恒．對(duì)滑上至與以共同速度運(yùn)動(dòng)這一整個(gè)過程有：代入數(shù)據(jù)得：．對(duì)剛滑到表面時(shí)有：代入數(shù)據(jù)得：．一顆子彈水平射入置于光滑水平面上的木塊，并留在其中，A、B用一根彈性良好的輕質(zhì)彈簧連在一起，如圖所示，則在子彈打中木塊A及彈簧被壓縮的整個(gè)過程中，對(duì)子彈、兩木塊和彈簧組成的系統(tǒng)（）vv0ABm0A．動(dòng)量守與恒、機(jī)械能守恒B．動(dòng)量不守恒、機(jī)械能守恒C．動(dòng)量守恒、機(jī)械能不守恒D．無法判斷動(dòng)量、機(jī)械能是否守恒【答案】C【小結(jié)】動(dòng)量問題的系統(tǒng)中，當(dāng)存在三個(gè)或以上物體時(shí)，可以選擇某一個(gè)小過程中發(fā)生相互作用的兩個(gè)物體去研究，也可以選擇整個(gè)系統(tǒng)的全部過程直接研究，視具體情況而定。（2013廣東）如圖所示，兩塊相同平板P1，P2置于光滑水平面上，質(zhì)量均為m。P2的右端固定一輕質(zhì)彈簧，左端A與彈簧的自由端B相距L。物體P置于P1的最右端，質(zhì)量為2m且可看作質(zhì)點(diǎn)。P1與P以共同速度v0向右運(yùn)動(dòng)，與靜止的P2發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)間極短，碰撞后P1與P2粘連在一起。P壓縮彈簧后被彈回并停在A點(diǎn)（彈簧始終在彈性限度內(nèi)）。P與P2之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ（1）P1、P2剛碰完時(shí)的共同速度v1和P的最終速度v2；（2）此過程中彈簧的最大壓縮量x和相應(yīng)的彈性勢(shì)能Ep?！敬鸢浮浚?）（2）【解析】（1）P1和P2碰撞動(dòng)量守恒:mv0=(m+m)v1①得出：P在P2上滑行過程P1、P2、P系統(tǒng)動(dòng)量守恒：2mv0+2mv1=4mv2 ②得出：(2)P1、P2、P第一次等速彈簧最大壓縮量最大，由能量守恒得 ③P剛進(jìn)入P2到P1、P2、P第二次等速時(shí)有能量守恒得； ④由③④得：專題五、振動(dòng)、波動(dòng)中的整體隔離應(yīng)用例題例題講解如圖，質(zhì)量為Ｍ的框架放在水平地面上，一輕彈簧上端固定在框架上，下端固定一個(gè)質(zhì)量為ｍ的小球．小球上下振動(dòng)時(shí)，框架始終沒有跳起．當(dāng)框架對(duì)地面壓力為零瞬間，小球的加速度大小為（）A．gB．（M—m）g/mC．0D．（M＋m）g/m【答案】D如圖所示，質(zhì)量為M的物塊與直立于水平桌面上勁度系數(shù)為k的輕彈簧上端相連，彈簧的下端固定在桌面上，質(zhì)量為m的小物塊放在大物塊呈水平的上表面，現(xiàn)用力豎直下壓m、M后由靜止釋放，則當(dāng)彈簧的總壓縮量至少達(dá)多少時(shí)，釋放后可使m、M在某處分離？【答案】如圖所示，質(zhì)量為的木塊放置在質(zhì)量為的木塊上，與彈簧相連，它們一起在光滑水平面上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)過程中兩木塊之間無相對(duì)運(yùn)動(dòng)．設(shè)木塊離開平衡位置水平向右為位移的正方向，其振動(dòng)圖象如圖所示，由圖象可知（）A．在時(shí)刻，木塊的動(dòng)能最小，所受的靜摩擦力最大B．在時(shí)刻，彈簧的彈性勢(shì)能最大，木塊所受的靜摩擦力最小C．在時(shí)刻，木塊所受靜摩擦力的方向水平向左D．在時(shí)刻，木塊的動(dòng)能最小，所受的彈性力最大【解析】結(jié)合兩圖可知，和是平衡位置，和是在最大位移處，根據(jù)彈簧振子振動(dòng)的特征，兩木塊在平衡位置時(shí)的速度最大，加速度為零；在最大位移處，速度為零，加速度最大，即木塊所受的彈性力最大，木塊所受的靜摩擦力最大．所以A正確．【答案】A【小結(jié)】解題步驟1．確定是多物體一起運(yùn)動(dòng)做簡(jiǎn)諧或其中之一做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)2．前者可視為整體來進(jìn)行研究，結(jié)合簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)特殊位置進(jìn)行對(duì)比3．后者用隔離法把做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體提出單獨(dú)研究結(jié)合簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)特殊位置進(jìn)行對(duì)比專題六、靜電場(chǎng)中的整體隔離應(yīng)用例題例題講解如圖4所示，在光滑絕緣水平面上，排成一直線固定三個(gè)等質(zhì)量的帶電小球（均可視為質(zhì)點(diǎn)）A、B、C．若只釋放A球的瞬間，A球的加速度大小為，方向向左；若只釋放C球的瞬間，C球的加速度大小為，方向向右；則只釋放B球的瞬間，B球的加速度大小為_________，方向向_________．【解析】本題若用隔離法分析，除用牛頓第二、第三定律外，還需假設(shè)三個(gè)球的帶電種類進(jìn)行討論，較為復(fù)雜．但整體法應(yīng)用牛頓第二定律，可化繁為簡(jiǎn)，快速解題．若同時(shí)釋放三個(gè)球，整體受到的合外力為零，并設(shè)三個(gè)球的質(zhì)量均為m，加速度方向向右為正，由得，，得a2=—1m/s，則加速度大小為1m/s，方向向左．【小結(jié)】此類題目除綜合考查庫侖定律和牛頓定律等知識(shí)外，還注重對(duì)整體法和隔離法分析方法進(jìn)行考查，特別是用整體法解答更為快捷．在光滑絕緣水平面上，相距為L(zhǎng)的兩個(gè)帶電小球A、B由靜止釋放（如圖5所示）．開始時(shí)A、B的加速度分別為a和，經(jīng)一段時(shí)間后A球的速度大小為v，加速度為，則這時(shí)B球的速度大小_________，兩球間的距離=_________；若A球的質(zhì)量為，這一過程中兩球的電勢(shì)能減少_________．【解析】由庫侖定律和牛頓定律不難解得：B球的質(zhì)量，由動(dòng)量守恒定律得：即由能量守恒定律得：（2013西城二模）如圖1所示，以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿水平地面向右建立x軸；線段OA、AB、BC的長(zhǎng)度均為x0。在x軸附近有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和沿x軸正方向的電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小E隨x的變化關(guān)系如圖2所示（圖1中未畫出）。物體甲和乙的質(zhì)量均為m，甲帶的電荷量為+q，乙是不帶電的絕緣體。物體甲從O點(diǎn)由靜止釋放，物體乙靜止在水平地面上的A點(diǎn)。物體甲經(jīng)過加速后，在A點(diǎn)與物體乙相撞，不計(jì)碰撞過程中損失的機(jī)械能，整個(gè)過程中物體甲的電荷量保持不變。不計(jì)一切摩擦，重力加速度為g。（1）求兩物體在A點(diǎn)碰撞前的瞬間，物塊甲的速度大小v；（2）求物體甲從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過程中兩物體間的最大距離s；（3）若兩物體相撞前的瞬間，物體甲對(duì)地面的壓力剛好等于其重力的一半。求在C處物體甲對(duì)地面的壓力與自身重力的比值k。xxOABCxEO3x0x0E0乙甲2x0圖1圖2【解析】（1）根據(jù)動(dòng)能定理解得：①（2）設(shè)碰撞后甲的速度為v1，乙的速度為v2；碰撞過程中，對(duì)甲和乙組成的系統(tǒng)：根據(jù)動(dòng)量守恒定律②根據(jù)機(jī)械能守恒定律③由②、③式解得：v1=0v2=v當(dāng)甲乙相距最遠(yuǎn)時(shí)，甲乙速度相等，即。顯然，當(dāng)物體甲運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，兩物體速度相等，距離最大。從碰后至此時(shí)，物體甲的位移為=x0物體乙的位移為=2x0甲乙間距離（3）設(shè)在C處甲物體的速度為vc由圖像面積可知，A、C間的電勢(shì)差從A至C，對(duì)物體甲，根據(jù)動(dòng)能定理③由③式解得：④在A點(diǎn)碰撞前的瞬間，對(duì)甲進(jìn)行受力分析，滿足：⑤在C點(diǎn)，對(duì)甲進(jìn)行受力分析，滿足：⑥將、①式和④式分別代入⑤、⑥兩式，解得：由牛頓第三定律知，物體甲對(duì)地面的壓力等于地面對(duì)物體甲的支持力所以，專題七、磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)中的整體隔離應(yīng)用例題例題講解如圖兩根足夠長(zhǎng)的固定的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi)，兩導(dǎo)軌間的距離為L(zhǎng)，導(dǎo)軌上面橫放著兩根導(dǎo)體棒ab和cd，構(gòu)成矩形回路，兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量皆為m，電阻皆為R，回路其余電阻不計(jì)，有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，設(shè)這兩導(dǎo)體棒均可以沿導(dǎo)軌無摩擦的滑動(dòng)，開始時(shí)，棒cd靜止，棒ab有指向棒cd的初速度，若兩棒在運(yùn)動(dòng)中始終不接觸，求：（1）在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的焦耳熱最多是多少？ （2）當(dāng)ab棒的速度變?yōu)槌跛俣鹊?/4時(shí)，cd棒的加速度是多少？【解析】（1）當(dāng)兩棒共速時(shí)，系統(tǒng)不再生熱，此過程中動(dòng)量守恒： ，得：； （2）當(dāng)ab棒的速度變?yōu)槌跛俣鹊?/4時(shí)，，， 此時(shí)，， 則：，【答案】（1）；（2）光滑的平行金屬導(dǎo)軌如圖所示，軌道的水平部分bcd位于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，bc部分的寬度為cd部分寬度的2倍，bc、cd部分軌道足夠長(zhǎng)，將質(zhì)量都為m的金屬棒P和Q分別置于軌道上的ab段和cd段，P棒位于距水平軌道高為h的地方，放開P棒，使其自由下滑，求P棒和Q棒的最終速度及回路中所產(chǎn)生的電能．【解析】（1）因?yàn)镻棒的受力長(zhǎng)度為Q棒的2倍，所以P棒受到的安培力在任一時(shí)刻都是Q棒受力的2倍，設(shè)Q棒受安培力的平均值為F，則P棒所受安培力的平均值為2F，P、Q棒構(gòu)成的系統(tǒng)在水平方向上動(dòng)量不守恒．對(duì)P、Q棒所構(gòu)成的系統(tǒng)，有mv—Ft=mvp＋mvQ ①對(duì)Q棒，有Ft=mvQ ②當(dāng)P、Q兩棒的速度不再變化時(shí)，vQ=2vP ③P棒在導(dǎo)軌ab段運(yùn)動(dòng)時(shí)，其機(jī)械能守恒，所以 ④聯(lián)立①～④式，解之可得，（2）由能量守恒得（2013海淀一模）如圖所示，光滑、足夠長(zhǎng)、不計(jì)電阻、軌道間距為l的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ，水平放在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度不同的兩個(gè)相鄰的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，左半部分為Ι勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1；右半部分為Ⅱ勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2，且B1=2B2。在Ι勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)的左邊界垂直于導(dǎo)軌放置一質(zhì)量為m、電阻為R1的金屬棒a，在Ι勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)的某一位置，垂直于導(dǎo)軌放置另一質(zhì)量也為m、電阻為R2的金屬棒b。開始時(shí)b靜止，給a一個(gè)向右沖量I后a、b開始運(yùn)動(dòng)。設(shè)運(yùn)動(dòng)過程中，兩金屬棒總是與導(dǎo)軌垂直。（1）求金屬棒a受到?jīng)_量后的瞬間通過金屬導(dǎo)軌的感應(yīng)電流；（2）設(shè)金屬棒b在運(yùn)動(dòng)到Ι勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)的右邊界前已經(jīng)達(dá)到最大速度，求金屬棒b在Ι勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)中的最大速度值；（3）金屬棒b進(jìn)入Ⅱ勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)后，金屬棒b再次達(dá)到勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，設(shè)這時(shí)金屬棒a仍然在Ι勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)中。求金屬棒b進(jìn)入Ⅱ勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)后的運(yùn)動(dòng)過程中金屬棒a、b中產(chǎn)生的總焦耳熱。BB1B2IabPQMNⅡΙΙ【解析】（1）設(shè)金屬棒a受到?jīng)_量I時(shí)的速度為v0，金屬棒a產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E，金屬軌道中的電流為i，則I=mv0E=B1lv0i=i=（2）金屬棒a和金屬棒b在左部分磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過程中所受安培力大小相等、方向相反，合力為零，故a、b組成的，水平方向動(dòng)量守恒。金屬棒a和金屬棒b在Ι勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)中運(yùn)動(dòng)過程中達(dá)到的最大速度vm時(shí)，二金屬棒速度相等，感應(yīng)電流為零，二金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有mv0=2mvmvm=（3）金屬棒b進(jìn)入Ⅱ勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，設(shè)金屬棒a的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E1，金屬棒b的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E2，E1=B1lvmE2=B2lvm因?yàn)锽1=2B2所以E1=2E2所以，金屬棒b一進(jìn)入Ⅱ勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電流立即出現(xiàn)，在安培力作用下金屬棒a做減速運(yùn)動(dòng)，金屬棒b做加速運(yùn)動(dòng)。設(shè)金屬棒a在Ι勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)運(yùn)動(dòng)速度從vm變化到最小速度va，所用時(shí)間為t，金屬棒b在Ⅱ勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)運(yùn)動(dòng)速度從vm變化到最大速度為vb，所用時(shí)間也為t，此后金屬棒a、b都勻速運(yùn)動(dòng)，則B1lva=B2lvb即vb=2va設(shè)在t時(shí)間內(nèi)通過金屬棒a、b的電流平均值為根據(jù)動(dòng)量定理有B1lt=mva-mvm方向向左B2lt=mvb-mvm方向向右解得：，設(shè)金屬棒b進(jìn)入Ⅱ勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，金屬棒a、b產(chǎn)生的總焦耳熱為Q，根據(jù)能量守恒，有Q=專題總結(jié)系統(tǒng)：相互作用的物體稱為系統(tǒng)．系統(tǒng)由兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體組成．系統(tǒng)內(nèi)部物體間的相互作用力叫內(nèi)力，系統(tǒng)外部物體對(duì)系統(tǒng)內(nèi)物體的作用力叫外力．運(yùn)用整體法解題的基本步驟：明確研究的系統(tǒng)或運(yùn)動(dòng)的全過程．畫出系統(tǒng)的受力圖和運(yùn)動(dòng)全過程的示意圖．尋找未知量與已知量之間的關(guān)系，選擇適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律列方程求解運(yùn)用隔離法解題的基本步驟：將研究對(duì)象從系統(tǒng)中隔離出來；或?qū)⒀芯康哪碃顟B(tài)、某過程從運(yùn)動(dòng)的全過程中隔離出來．對(duì)隔離出的研究對(duì)象、過程、狀態(tài)分析研究，畫出某狀態(tài)下的受力圖或某階段的運(yùn)動(dòng)過程示意圖．尋找未知量與已知量之間的關(guān)系，選擇適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律列方程求解．整體和局部是相對(duì)統(tǒng)一的，相輔相成的．隔離法與整體法，不是相互對(duì)立的，一般問題的求解中，隨著研究對(duì)象的轉(zhuǎn)化，往往兩種方法交