2024年中考物理解题方法复习讲义----整体隔离与综合分析法

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整体、 隔离与综合分析法
解题方法
1.方法介绍
(1)整体法是对物理问题中整个系统或整个过程进行分析、研究的方法。在力学中，整体法就是把几个物体视为一个整体并作为研究对象，受力分析时，只分析这一整体对象之外的物体对整体的作用力 (外力)，不考虑整体内部之间的相互作用力 (内力)。在电学中，整体法既可以是将几个电阻看成一个总电阻 (等效电阻)，整体分析电路中的电流、电压和电阻，也可以是将某个装置整个看成电路的一部分，例如，把电磁继电器整体看成一个开关。
整体法的思维特点：整体法是从局部到全局的思维过程，是系统论中的整体原理在物理中的应用。
整体法的优点：通过整体法分析物理问题，可以弄清系统的整体受力情况和全过程的受力情况，从整体上揭示事物的本质和变化规律，避开了中间环节的繁琐推算，能够更灵活地解决问题。通常在力学中分析外力对系统的作用时，或电学中由电阻变化分析总电流时用到整体法。
(2)隔离法是对物理问题中的单个物体或单个过程进行分析、研究的方法。在力学中，隔离法就是把要分析的物体从相关的物体体系中隔离出来作为研究对象，只分析该研究对象以外的物体对该对象的作用力，不考虑研究对象对其他物体的作用力。
隔离法的优点：容易看清单个物体的受力情况或单个过程的运动情况，问题处理起来比较方便、简捷，便于初学者使用。在分析系统内各物体 (或一个物体的不同部分)间的相互作用时用隔离法。
2.实例分析
(1) 如图1-1 (a) 所示, 物体A、B的重力分别为10N、20N, 处于静止状态, 求A对B的压力和 B 对水平地面的压力。
分析
本题中，因为整体处于静止状态，所以受平衡力作用，在求解A 对B的压力时，涉及A对B的压力、B对A的支持力这两个互相作用力，所以应该对物体 A、B隔离分析，考虑到受力分析的简单性，我们可以单独对物体 A 做受力分析 (如图1-1 (c)所示)，此时
在求解B对水平地面的压力时，我们可以通过相互作用力大小相等将其转化为求水平地面对B的支持力，此时可以使用整体法分析 (如图1-1 (b)所示)，也可以使用隔离法对物体 B 做受力分析 (如图1-1 (d)所示)。由图 (b)可知, 30N; 由图 (d) 可知,3
答案
10N; 30N
(2)如图1-2 (a)所示，石块系在弹簧测力计下处于静止状态，下面柱形容器内装有400g未知液体。如图1-2 (b)所示，弹簧测力计系着石块浸没在该液体中处于静止状态，求此时容器底部受到的液体压力为多少
分析
此题液体密度未知，液体的高度也未知，所以不能通过液面升降求液体的压强再求出压力.此题可以直接通过受力分析求解底部所受液体压力，而单独选择液体时不好分析，所以我们可以将液体和石头作为一个整体进行受力分析 (如图1-2 (c)所示)，此时
此题如果单独选择水为研究对象， 通过对石头进行受力分析,如图 1-2 (d)所示,此时
答案
4.8N
(3) 如图1-3 (a) 所示, 人重600N, 平板重400N, 动滑轮 A 重 80N, 动滑轮 B 重100N。若整个系统处于平衡状态，则人必须用多大的力拉住绳子 (绳的质量及摩擦不计)
分析
如图1-3 (b)所示，在滑轮与滑轮组中，若不计绳重与摩擦时，同一根绳子上的力是相等的，分别标为T和F；在求人对绳子的拉力F时，可以先选择动滑轮 A、人和板作为整体进行受力分析 (如图1-3 (c)所示)。此时 然后分析拉力 T 和拉力 F时，可以对动滑轮A 做受力分析 (如图1-3 (d)所示)。此时
答案
230N
典例精讲
例题1
如图1-4所示，电压表示数为6V，电流表示数为0.2A，若图中虚框内有两只电阻，其中一只电阻， 则另一只电阻 的阻值及其与 的连接方式，下列说法中正确的是( )。
与 串联
与 并联
与 串联
与 并联
思路提示
将虚框中的内容看成一个整体，只要知道整体的电压和电流，就可以求出整体的电阻，然后判断哪个选项符合要求即可。
例题2
如图1-5所示，用水平推力 F将A、B两木块挤压在竖直墙壁上，木块B受到墙壁的摩擦力为. ，木块B 受到木块A 的摩擦力为 木块B重为( 下列说法正确的是 ( )。
A. f 和f 方向都是竖直向上
C. f 和f 方向都是竖直向下
思路提示
一开始可以将A、B看成一个整体，对整体进行受力分析，就可以分析出. 然后单独对A或者B进行受力，分析时要注意相互作用力。
例题3
如图1-6 所示，两块相同竖直木块 A、B之间有质量均为m的四块完全相同的砖，用两个大小均为 F 的水平力压木板，使砖静止不动，则第一块砖对第二块砖的摩擦力大小为( )。
A.0 B. mg
C.2mg D.3mg
思路提示
结合平衡力的知识，分三次对物体进行受力分析：将四块砖视为一个整体；对第一块砖 (1号)进行分析；对第二块砖 (2号)进行分析，就可知道各砖之间的力的关系。
例题4
如图1-7所示，水平桌面上有三个物体A、B、C叠放在一起，在水平力 的作用下，以共同的速度在水平桌面上匀速滑动，那么，此时物体 B 作用于 A 的摩擦力大小和 B 作用于 C的摩擦力大小分别为 ( )。
A.5N、 10N B.5N、ON
C.10N、5N D.10N、ON
思路提示
本题可以采用隔离法，分别对A、B、C三个物体在水平方向进行受力分析，根据物体的运动状态，结合二力平衡的知识进行分析，判断出摩擦力的大小。
例题5
水平桌面上放有甲、乙、丙、丁四个完全相同的圆柱形容器，容器内分别盛有等质量的液体。其中甲、乙、丁容器中的液体密度相同。若将小球A 放在甲容器的液体中，小球A 静止时漂浮，此时甲容器对桌面的压力为F ；若将小球A用一段不计质量的细线与乙容器底部相连，并使其浸没在该容器的液体中，小球A 静止时乙容器对桌面的压力为F ；若将小球A放在丙容器的液体中，小球A 静止时悬浮，此时丙容器对桌面的压力为F ；若将小球A 放在丁容器的液体中，用一根不计质量的细杆压住小球A，使其浸没，且不与容器底接触，小球A 静止时丁容器对桌面的压力为 F ，则下列判断正确的是 ( )。
思路提示
本题可以用整体法进行受力分析，把容器、容器中的液体和小球看成一个统一整体，然后对整体受力分析即可。
例题6
一个质量是60kg的工人在工作台上粉刷楼房外侧，如图1-8所示，上端固定在楼顶，如果动滑轮的质量是2.5kg，工作台的质量是7.5kg，涂料和其他工具的质量是20kg，当他用力使工作台匀速下落时 (绳重和摩擦不计)，拉力应该为 N,机械效率为 。
思路提示
这道题一定要用整体法进行受力分析，把动滑轮、工人、工作台、涂料和其他工具都看成一个整体，整体受到三股绳子向上的拉力和一个向下的重力，合力为零。
例题7
如图1-9所示，将含有一空心铝球的冰块投入平底水槽中，冰块内空心铝球的体积 当冰块 (含空心铝球)悬浮时，排开水的体积 冰全部熔化后，浸没在水中的空心铝球沉入水底，已知冰的密度， 求:
(1)冰块 (含空心铝球)在水中悬浮时的重力；
(2)空心铝球最终对水槽底部的压力大小。
思路提示
冰块 (含空心铝球)在水中悬浮时，我们可以把冰块和空心铝球看成一个整体，整体悬浮，合力为零，求出整体的浮力即可算出重力。第二问中需要对铝球单独受力分析，先求出冰的体积和重力，就可以求出铝球的重力，然后单独对它进行受力分析即可。
针对训练
1. 修理电器需要一只150欧姆的电阻，但只有电阻值分别为100欧姆、200欧姆、600欧姆的电阻各一只，可代用的办法是 ( )。
A. 把200欧姆的电阻与600欧姆的电阻串联起来
B. 把 100欧姆的电阻与200欧姆的电阻串联起来
C. 把 100欧姆的电阻与200欧姆的电阻并联起来
D. 把200欧姆的电阻与600欧姆的电阻并联起来
2.图1-10是阻值不同的两个电阻的电压随电流变化的图像，从图中可知 ( )。
B. R 与R 并联后, R总在图中区域Ⅲ里
C. R 与R 串联后, R总在图中区域Ⅱ里
D. R 与R 串联后, R总在图中区域Ⅲ里
3.四盏完全相同的灯泡分别接入电源电压相同的甲 (如图1-11 (a)所示)、乙 (如图1-11 (b)所示)两个电路中，闭合开关后，分别调节滑动变阻器的滑片，使四盏灯均正常发光，则甲、乙两电路的总功率之比为 ( )。
A.1∶1 B.1∶2 C.1∶4 D.2∶1
4. 如图1-12所示, A、B为两个正方体, 边长分别为5cm和 10cm。物体 A重10N,物体B 重30N (绳重不计),则物体B 对水平地面的压强为 ( )。
A.0 B.2000Pa C.3000Pa D.4000Pa
5.一人站在电梯上，电梯以 1m/s的速度匀速上升时，电梯对人的支持力为500N, 下列说法中正确的是 ( )。
A.电梯静止在十楼时对人的支持力小于500N
B.电梯以2m/s的速度匀速上升时对人的支持力大于500N
C.电梯以2m/s的速度匀速下降时对人的支持力等于500N
D.电梯以1m/s的速度匀速下降时对人的支持力小于500N
6. (多选)如图1-13 (a)所示,容器中装有重为G 的水。小刚用细线拴着重为G ，密度为： 的金属球。当手提细线使金属球浸没在容器内的水中时，如图1-13 (b)所示，此时水对容器底的压力为 N ，容器底对水的支持力为N ，容器对桌面的压力为N ，桌面对容器的支持力为 N ，则下列选项正确的是 ( )。
A. G 和G 之和等于 N
B. N 和N 是一对相互作用力
C. N 和N 是一对平衡力
D. G 和G 之和大于 N
7.如图1-14所示，物体a、b和c叠放在水平桌面上，大小为 的两个力分别作用于物体b、c上, a、b和c仍保持静止, 以F∩、F 和F 分别表示a与b、b与c、c与桌面的静摩擦力的大小，则 ( )。
8.水平桌面上有两个完全相同的圆柱形容器甲、乙，分别装入质量相等的a、b两种液体，将同一个正方体物体先后放入两个容器中，静止时如图1-15 所示。下列说法正确的是( )。
A. 液体a、b的密度分别为ρ 、ρ ,则ρ
B.物体下表面在液体a、b中受到的压力分别为FA和FB，则
C.放入物体后，甲、乙两个容器对桌面的压力分别为Fm和Fz，则
D.放入物体后，甲、乙两个容器对桌面的压强分别为p甲、Pz，则
9.如图1-16 所示，将重为G 的金属小球用细线系好，浸入盛水的烧杯中 (烧杯中的水没有溢出)，金属小球受到的浮力为 杯 底增加的压力为 如将此金属小球直接投入水中，杯底增加的压力为△F ，则下列关系式中正确的是 ( )。
10. 如图1-17所示, 物体A 重40N, 物体 B 重 12N。物体 A 在绳子水平拉力作用下沿水平桌面向右做匀速直线运动，它受到桌面的摩擦力为 N。如果要使物体A 匀速向左运动，则应给它施加一个大小为 N水平向左的拉力。
11.学习了简单机械的有关知识后，小强同学自制了一种简易升降晾衣架，它由四个定滑轮和两个动滑轮组成，绳子的一端固定在天花板上，人用力拉绳子的自由端可以使晾衣架匀速上升，晾衣架在匀速上升过程中横梁保持水平，如图 1-18 所示。将40N 的衣物挂在晾衣架上，人拉绳的力为12.5N时，衣物匀速上升，忽略绳重及摩擦,求:
(1)此时该装置的机械效率；
(2)将60N的衣物挂在晾衣架上，使其匀速上升1m，人所做的总功。
12.图1-19 中有一艘参加演习的军舰，其最大排水量为3000吨, 军舰长约60m, 宽约15m。请你回答以下问题 (海水的密度视为与水的密度相同，
(1)当这艘军舰满载行驶时受到的浮力是多大
(2)在这次演习中，由于发射数枚炮弹和转移部分装备后，军舰排开水的体积减少了 ，那么这艘军舰在此次演习发射的炮弹和转移装备的总质量是多少千克
13. 将质量为0.8kg、体积为 的长方体木块放入盛有某种液体的容器中，木块漂浮在液面上。现用力缓慢向下压木块，当力的大小为2N时，木块刚好浸没在液体中，如图 所示。 求:
(1)木块的密度;
(2)液体的密度;
(3)当压木块的力为1.6N时，木块露出液面的体积。
14. 底面积为 的薄壁圆柱形容器内装11.25cm深的水，将其竖直放在水平桌面上。现将边长为10cm的正方体木块 A 放入水后，再在木块A 的上方放一物体 B，物体 B 恰好浸没在水中，如图 1-21 (a)所示，已知物体 B 的重力为6N，体积为 (水未溢出)， 求:
(1)物体 B 的浮力;
(2)木块A 的密度;
(3)若将B放入水中，如图1-21 (b)所示，此时水对容器底部的压强。
典例精讲
例题1
【答案】C
【解析】虚线框内的等效电阻 因为电阻越串越大，大于其中任一个；电阻越并越小，小于其中任一个，所以R 应该和R 串联， =30Ω-10Ω=20Ω。
例题2
【答案】B
【解析】先对 A进行受力分析，然后对B进行受力分析，最后由平衡条件解答。
(1)A在竖直方向上，受竖直向下的重力GA、竖直向上的摩擦力f作用，如图1中 (a)所示。
(2)B在竖直方向上受竖直向下的重力GB、竖直向下的A对B 的摩擦力f 作用，竖直向上的墙壁对 B的摩擦力f 作用,如图1中 (b)所示。
由图1中 (a) 和 (b) 知, A 与 C 错误; 木块 B 静止，处于平衡状态，由平衡条件得. 故 B正确,D错误。
例题3
【答案】B
【解析】如图2中 (a)所示，先把四块砖看作一个整体，两边的砖块1和4各受到2mg的摩擦力作用，且方向竖直向上。
如图2中 (b)所示,对于第一块砖 (1号)分析:受到木板A向上的摩擦力作用，大小为2mg；自身向下的重力作用，大小为mg；根据平衡力知识，它 (1号)还受到2号砖对它向下的摩擦力作用f'，大小为mg；根据力的作用是相互的，1号砖对2号砖的摩擦力大小为mg，方向向上。故选 B。
例题4
【答案】B
【解析】由图知，物体 A 受到水平向左、大小为5N的拉力，因为处于匀速直线运动状态，所以 A 受平衡力，A 受到B 的水平向右、大小为5N的摩擦力作用；
因为力的作用是相互的，因此 A 对 B 施加一个水平向左、大小也为5N摩擦力作用；
由于 B 做匀速直线运动，因此 C 对 B 的摩擦力大小为零，即 B 对C 的摩擦力大小也为零。
故选 B。
例题5
【答案】B
【解析】 (1)在甲液体中，小球漂浮，把容器、液体、小球当作一个整体来看，求出容器对桌面的压力
(2)在乙液体中，小球被细线拉入液体中，把容器、液体、小球当作一个整体来看，求出容器对桌面的压力
(3)在丙液体中，小球悬浮，把容器、液体、小球当作一个整体来看，求出容器对桌面的压力
(4)在丁液体中，小球被按入液体中，把容器、液体、小球当作一个整体来看，受到重力、支持力，另外受到向下的压力 F，求出容器对桌面的压力为 比较 F 、F 、F 、F 的大小得出结论：
例题6
【答案】300; 88.9%
【解析】将动滑轮、工作台、涂料和工具以及工人自身看作一个整体，根据 求出拉力。根据η= 求出滑轮组的机械效率。
例题7
【答案】解：(1)冰块 (含空心铝球)完全浸没时受到的浮力
=0.45N。
由于冰块 (含空心铝球)处于悬浮，则冰块 (含空心铝球)重力
(2)冰的体积
由ρ=m/V和G=mg得冰的重力
空心铝球的重力 由于空心铝球沉在底部，则受到的浮力
对水槽底部的压力 =0.035N。
答：(1)冰块 (含空心铝球)在水中悬浮时的重力为0.45N;
(2)空心铝球最终对水槽底部的压力大小为0.035N。针对训练
1. 【答案】D
【解析】①串联电路中等效电阻等于各电阻之和，所以 A 选项中把200欧姆的电阻与600欧姆的电阻串联起来 R总=200Ω+600Ω=800Ω, B 选项中, 把 100欧姆的电阻与 200 欧姆的电阻串联起来 200Ω=300Ω, 都不符合题意; ②并联电路中总电阻的倒数等于各电阻倒数和，因此并联电路总电阻小于较小的阻值，C 选项中总电阻小于 100Ω，D 选项中总电阻小于 200Ω，D 可能符合题意，进一步计算其等效电阻
2. 【答案】B
【解析】根据欧姆定律进行分析，即从图像中读出同一电压下对应的电流值，电流越大，电阻越小； 串联电路中总电阻比任何一个电阻都大，并联电路中总电阻比任何一个电阻都小。
3. 【答案】B
【解析】四盏完全相同的灯泡，正常发光时的电流相等，甲电路中两灯泡串联，乙电路中两灯泡并联，因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以两电路的电流之比为 又因为甲乙电源的电压U相等，根据P=UI可知，两电路的总功率之比
4. 【答案】B
【解析】使用的是定滑轮，不计绳重，则绳子对B的拉力 B受到的重力等于支持力加上拉力, 即 所以 20N，因为力的作用是相互的，所以地面受到的压力F=F支=20N, S=10cm×10cm=100cm =0.01m ,地面受到的压强
5. 【答案】C
【解析】电梯无论处于静止状态还是处于不同速度的匀速运动状态，都是处于平衡状态，因此人受到的合力为零，电梯对人的支持力和人的重力二力平衡，大小相等。人的重力不变，所以无论电梯处于何种平衡状态，其对人的支持力都是等于500N。
6. 【答案】BD
【解析】A. 在图1-13 (b) 中, 以球和水为整体, 水对容器底的压力=液体重力+金属球重力-绳子拉力，即 因此 故该选项说法不正确；
B.水对容器底的压力为N ，和容器底对水的压力 N 是一对相互作用力，大小相等，方向相反，作用在同一直线上，故该选项说法正确；
C.容器对桌面底的压力为 N 和桌面对容器的支持力为 N ，这两个力作用在不同的物体上，大小相等，方向相反，作用在同一直线上，因此这两个力是相互作用力，而不是平衡力，故该选项说法不正确；
D.由 A 选项的分析过程可知该选项说法正确。
7. 【答案】C
【解析】(1)物体a水平方向没有受到拉力，因为处于静止状态，所以没有摩擦力，因此a与b的静摩擦力
(2)物体b受到水平向左的拉力 F ，的作用，因为处于静止状态，所以受到水平向右的摩擦力，与拉力是一对平衡力，大小相等，因此 b 与 c 的静摩擦力 Fj =5N;
(3)因为物体间力的作用是相互的，物体c受到物体b对它的水平向左的摩擦力 ，受到水平向右的拉力 物体c也处于静止状态，因此它与桌面间的摩擦力方向水平向左，大小为 -5N=5N。
故选C。
8. 【答案】B
【解析】根据浮沉条件可知，物体悬浮时，浮力等于重力，且物体密度与液体密度相同；物体漂浮时，浮力等于重力，且物体密度小于液体密度。
根据两种液体的质量和正方体的质量关系，可比较容器对桌面的压力，再根据压强的公式，可比较对桌面压强的大小。
9. 【答案】C
【解析】如图3 (a)所示，此时金属小球受到竖直向上的拉力、浮力和竖直向下的重力。
则 而杯底增加的压力为水对杯底增大的压力，即杯底增加的压力等于金属球此时所受到的浮力，因此
如图3 (b)所示，此时金属球受到竖直向上的支持力、浮力和竖直向下的重力，则 而支持力是杯底施加的，所以杯底也受到球的压力，其大小等于支持力的大小，同时水面上升，增大了水对杯底的压力，与浮力大小相同，因此 所以 因此 A错误。 因此 B 错误。 因此 C 正确, D错误。
10. 【答案】12; 24
【解析】(1)分析物体A受到的力，物体A 向右做匀速直线运动，物体 A 受到平衡力作用，根据平衡力条件判断摩擦力大小。
物体A无论水平向左还是水平向右做匀速直线运动时，压力均不变，接触面粗糙程度不变，滑动摩擦力不变。
(2)对物体 A 施加一个水平向左的力时，物体 A 向左做匀速直线运动，物体 A 受到平衡力作用，根据平衡力条件判断拉力大小。
11. 【答案】解: (1) 由已知G=40N, F=12.5N,所以该装置的机械效率
(2)设晾衣架横梁 (含动滑轮)的总重G果，由 可得：晾衣架横梁 (含动滑轮)的总重力
而第二次提升物体的重力
所以此时的拉力
而物体上升的高度h=1m，绳子末端移动的距离s=4h=4×1m=4m, 所以人做的总功
答：(1)此时该装置的机械效率为80%。
(2)将60N 的衣物挂在晾衣架上，使其匀速上升1m, 人所做的总功为70J。
12. 【答案】解：(1) 满载时军舰排开水的质量m=
根据阿基米德原理可知军舰满载时受到的浮力
(2)因为军舰漂浮，所以减小的浮力等于发射的炮弹和卸下装备的重力G，即 故
答： (1)当这艘军舰满载行驶时受到的浮力是3
(2)此次演习发射的炮弹和转移装备的总质量是5×10 kg。
13. 【答案】解: (1) 由题意可知,m木=0.8kg, V木 则木块的密度
(2)当F=2N的力使木块浸没水中时，木块的重力G木=m木g=0.8kg×10N/kg=8N。
木块刚好浸没在液体中处于静止状态，
有
根据
所 以
(3) 当F'=1.6N时, 则:
;
答：(1)木块的密度是
(2)液体的密度是
(3)当压木块的力为1.6N时，木块露出液面的体积为
14. 【答案】解: (1) 物体B浸没在水中, 排开水的体积 则物体B受到的浮力
(2) 图1-21 (a) 中, A、B整体悬浮, 则 即 其中 则木块 A 的密度
(3)B放入水中后，A 漂浮，有一部分体积露出水面，造成水面下降， 即 水面下降
0.0125m, 则水的深度变为 0.0125m=0.1m
此时水对容器底部的压强 10N/kg×0.1m=1000Pa。
答: (1) 物体B的浮力为1N;
(2)木块A 的密度为
(3)若将 B 放入水中，此时水对容器底部的压强为1000Pa。