提升一 解决物理问题常用的思想方法
思想方法1 整体法与隔离法
整体法和隔离法是解决多物体系统的受力分析、动力学问题等一系列问题的重要思想方法.①求解整体的物理量优先考虑整体法;②求解系统各部分的相互作用力,先用整体法,再用隔离法.
在比较综合的问题中往往两种方法交叉运用,相辅相成,两种方法的取舍,并无绝对的界限,必须具体问题具体分析,灵活运用.无论哪种方法均以尽可能避免或减少非待求量(即中间未知量,如非待求的力、非待求的中间状态或过程等)的出现为原则.
其综合应用常见的有以下几种情况:
(1)系统内的物体均处于平衡状态.
(2)系统内物体的加速度相同.
[例1] [2019·重庆南开中学月考](多选)如图所示,斜面体B放置于水平地面上,其两侧放有物体A、C,物体C通过轻绳连接于天花板上,轻绳平行于斜面且处于拉直状态,A、B、C均静止,下列说法正确的是( )
A.A、B间的接触面一定是粗糙的
B.地面对B一定有摩擦力
C.B、C间的接触面可能是光滑的
D.B一共受到6个力的作用
【解析】 以A为研究对象,若A、B间的接触面光滑,则A受到竖直向下的重力和垂直斜面的支持力,由于重力和支持力不可能平衡,所以A一定受到B对A沿斜面向上的静摩擦力,A正确;以A、B、C整体为研究对象,整体受到重力和地面的支持力,可能受到斜向左上的轻绳的拉力,若轻绳拉力为0,则地面对B没有静摩擦力,B错误;以C为研究对象,C受到重力和B对C的支持力,可能受到斜向左上的轻绳的拉力,若重力、支持力、绳的拉力这三个力平衡,则B、C之间没有静摩擦力,B、C间的接触面可能是光滑的,C正确;以B为研究对象,若轻绳拉力不为0且B、C之间有静摩擦力,则此时B受到A对B的压力和静摩擦力、C对B的压力和静摩擦力、地面对B的支持力和静摩擦力、B的重力共7个力的作用,D错误.
【答案】 AC
[例2] [2019·云南昆明质检]如图所示,质量为M的滑块A放置在光滑水平地面上,A的左侧面有一个圆心为O、半径为R的光滑四分之一圆弧面.当用一水平向左的恒力F作用在滑块A上时,一质量为m的小球B(可视为质点)在圆弧面上与A保持相对静止,且B距圆弧面末端Q的竖直高度H=.已知重力加速度大小为g,则力F的大小为( )
A.Mg B.Mg
C.(M+m)g D.(M+m)g
【解析】 相对静止的两个物体具有相同的加速度,即A、B整体的加速度方向水平向左,根据牛顿第二定律知,小球受到的重力和支持力N的合力方向水平向左.设N与竖直方向的夹角为θ,如图所示,则cos θ==,sin θ==,则tan θ=,根据牛顿第二定律,对小球有mgtan θ=ma,解得小球的加速度a=g,对A、B整体有F=(M+m)a,解得F=(M+m)g,选项D正确.