2026版江苏高考物理总复习讲解课件：微专题2　拆解隔离法

微专题2拆解隔离法隔离法就是将研究对象从其周围的环境中隔离出来单独进行研究,这个研究对象可以是一个物体,也可以是物体的一个部分,广义的隔离法还包括将一个物理过程从其全过程中隔离出来。如果求解对象是系统的内力,一般要用隔离法把某一系统各部分进行分离;如果求解对象是某一过程中间的状态量,一般要把此状态从过程中分离出来。隔离法的核心思想是化繁为简,突破重点,主要包括受力分析隔离法、分段法及分解法等。运用隔离法解题的一般步骤一、拆解隔离法(受力分析隔离法)在受力分析上的应用1.平衡问题:在分析系统内各物体(或一个物体各部分)间的相互作用时,宜用隔离法。典例1如图所示,倾角为θ=30°的粗糙斜面上有4个完全相同的物块,在与斜面平行的

拉力F作用下恰好沿斜面向上做匀速直线运动,运动中连接各物块间的细绳均与斜面

平行,此时1、2物块间细绳的张力大小为T1,某时刻连接3、4物块间的细绳突然断了,其

余3个物块仍在力F的作用下沿斜面向上运动,此时1、2物块间细绳的张力大小为T2,则

T1∶T2等于()

B

A.9∶2

B.9∶8

C.3∶2

D.1∶1方法运用

①明确研究过程,确定研究对象,物块1、2、3、4能否作为一个整体分析受

力?4个完全相同的物块在拉力F作用下恰好沿斜面向上做匀速直线运动,说明物块所受合

力为零,可以作为整体进行受力分析。②巧用隔离法,求解T1。把2、3、4物块组成的系统当作一个整体进行受力分析,根据平衡条件可以求出T1。③某时刻连接3、4物块间的细绳突然断,能否求出1、2、3物块的加速度?3、4物块间的细绳断了以后,1、2、3物块在拉力F作用下做匀加速直线运动,利用整体法和牛顿第二定律可以求出加速度。④求1、2物块间细绳的张力大小T2,能用整体法吗?不能用整体法,必须采用隔离法求解内力。隔离出2、3物块将它们看成一个整体,进行

受力分析,利用牛顿第二定律列式计算。解析匀速运动时,设每一个物块所受的摩擦力为f,质量为m,根据平衡条件可得F=4mg

sinθ+4f,对2、3、4物块组成的整体,由平衡条件可得3mgsinθ+3f=T1,解得T1=

。连接3、4物块间的细绳突然断了,对1、2、3物块组成的整体,根据牛顿第二定律可得F-3

mgsinθ-3f=3ma,对2、3物块组成的整体,根据牛顿第二定律可得T2-2mgsinθ-2f=2ma,解

得T2=

,则T1∶T2=9∶8,B正确,A、C、D错误。2.临界问题:有些物理题目中有“刚好”“恰好”“正好”等字眼,表明题述的过程存

在着临界点;“取值范围”“多长时间”“多大距离”等词语,表明题述的过程存在着

“起止点”,即临界状态;有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼,表明题述的过

程存在着极值,这个极值点往往是临界点。隔离法可以通过对某个物体的详尽分析,找

出达到临界状态的条件,进而解决问题。典例2如图所示,一劲度系数k=80N/m的轻弹簧下端固定在水平地面上,弹簧上端与

质量m=0.15kg的托盘Q连在一起,质量M=1.05kg的重物P放置在托盘Q上,此时整个系

统处于静止状态。现给P施加一竖直向上的拉力F,使它由静止开始向上做加速度大小

a=6m/s2的匀加速直线运动。弹簧始终在弹性限度内,重力加速度g取10m/s2,求:

(1)整个系统静止时弹簧的压缩量;(2)重物P刚要离开托盘Q时拉力的大小;(3)重物P离开托盘Q之前,拉力F随重物P的位移x变化的关系。方法应用

解析

(1)整个系统静止时,有kx0=(m+M)g解得弹簧的压缩量x0=0.15m(2)重物P刚要离开托盘Q时,对重物P,由牛顿第二定律得F-Mg=Ma解得F=16.8N(3)重物P刚要离开托盘Q时,对托盘Q,由牛顿第二定律得kx1-mg=ma解得x1=0.03m向上运动的位移为x时,对重物P和托盘Q组成的整体,由牛顿第二定律得F+k(x0-x)-(M+m)g=(M+m)a解得F=(80x+7.2)N其中x≤x0-x1=0.12m答案

(1)0.15m

(2)16.8N

(3)F=(80x+7.2)N(其中x≤0.12m)二、拆解隔离法(分段法)在多过程问题中的应用分段法是一种将复杂问题或任务按照一定规则、特征等划分成若干个相对独立、简

单的部分,然后分别对这些部分进行处理、分析或求解的方法。典例3排球是人们喜爱的运动之一。如图所示,运动员在原地向上做抛接球训练,排

球在空中受到空气阻力的大小可视为不变,下列能反映排球上升和下落运动过程的图

像是

()

B

方法应用

排球上升阶段与下降阶段受力情况与运动情况不同,需采用分段法研究。解析上升阶段,排球在空中受到空气的阻力与重力方向相同,合力较大;下落阶段,排

球在空中受到空气的阻力与重力方向相反,合力较小,由牛顿第二定律可知,上升阶段的

加速度比下落阶段的要大,方向相同,A错误,B正确。由h=

at2可知,上升所需的时间短,下落所需的时间长,且上升和下落过程运动方向相反,落回抛球点时,速度比抛出时稍

小,C、D错误。三、拆解隔离法(分解法)在曲线运动中的应用曲线运动较为复杂,处理曲线运动问题时,我们往往可以采用拆解隔离法把复杂的曲线

运动分解成熟悉的运动进行处理,比如,平抛(类平抛)运动可分解成匀速直线运动与初速度为零的匀加速直线运动、斜抛(类斜抛)运动可分解成匀速直线运动与匀变速直线

运动、螺旋线运动可分解成匀速圆周运动与匀速直线运动等,使复杂运动简单化,有利

于解决问题。四、隔离法在电磁场中的应用库仑力作用下的运动和平衡问题,往往涉及两个或两个以上的带电体,当带电体在重

力、弹力、摩擦力、库仑力等力的作用下处于不同状态时,带电体之间的力可能要发

生变化,则要求解此类力需要利用隔离法分析受力,然后再利用解析法、正交分解法、

矢量三角形法等进行求解。另外电磁场中还常见分解带电粒子的运动速度进而分析

受力和运动性质的方法,即“配速法”。五、热学中隔离法的应用热学中封闭一定质量的理想气体一般有两种方法:一是用液柱封闭;二是用活塞封闭。

求解封闭气体的压强是解决气体问题的关键,解题时一般隔离出与气体接触的活塞或

液柱为研究对象,进行受力分析列方程。当气体系统处于平衡状态时,根据物体的平衡

条件求压强,综合应用气体实验定律解题;当气体系统处于力学非平衡状态时,应用牛顿

运动定律求压强,综合应用气体实验定律解题。问题情境隔离法的应用如图甲所示,已知大气压强为p0,封闭气体压强为p0+

以固体(如活塞)为研究对象,进行如图所示受力分析

·cosθ=p0S+Mg,解得p=p0+

如图乙所示,质量为m1的内壁光滑的横截面积为S的玻

璃管内装有质量为m2的液柱,管外壁与斜面间的动摩擦

因数为

,斜面倾角为θ=30°,设大气压强为p0,当玻璃管与液柱共同沿斜面下滑时,被封闭气体压强为p0+