巧用整体法分析物体的受力情况

来源 :中学生数理化·自主招生 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jeff006902000
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  整体法是高中物理学习中一种非常重要的解题方法,相较于普通受力分析,整体法不会对某个力进行系统的分析,而是在某种特定条件下把存在相互联系的物体看成整体,排除所有客观条件的影响,综合分析整體的受力情况,通过这种形式,可以有效简化受力分析,有助于抓住主干,降低题目难度,提升解题的质量与效率。
  例1 质量为M的斜面体置于粗糙水平面上,斜面倾角为θ,现将质量为m的小木块置于斜面体的光滑斜面上,木块的下滑速度会慢慢增加,在木块下滑的过程中,求斜面体受到的地面对它的静摩擦力。
  分析:此类“木块一斜面”问题通常会牵涉支持力、压力等多种受力情况,采用整体法,将斜面及木块当成整体,能够忽略两者之间的支持力与压力,而只需要分析粗糙水平面对整体的支持力与静摩擦力,从而找到问题的解决方法。斜面是光滑的,表明木块下滑时不需要考虑木块与斜面之间的摩擦力,只需要考虑木块受到的重力。斜面倾角是θ,将木块下滑的加速度设为a,那么a=gsinθ,加速度方向和斜面保持平行,斜向下。综合分析可知,斜面体受到的地面对它的静摩擦力f=mgsinθcosθ。
  说明:整体法尽管能够在某种程度上有效简化受力分析,提升解题的质量与效率,但在实际解题过程中整体法依然存在较大的局限性,需要引起我们足够的重视。
  例2 如图1所示,长度为L的光滑平台置于地面上,将物块A、B置于平台中央位置,让两物块彼此接触,物块A的上表面存在一半圆形轨道,其半径为R,且满足R  分析:在解答这类题型的过程中,我们需要采用整体法分析受力情况。物块C在滑动的过程中,物块A对它的弹力的大小及方向会不断变化,若将物块A、B、C看成一个整体,则在水平方向上受力为零,应用机械能守恒定律及动量守恒定律就可以完成解答。
  说明:熟练地利用整体法,可以对物体的受力情况进行综合分析,提升解题的正确率。需要注意的是在使用整体法的时候,要对题目进行认真分析,保证整体法能够合理使用,万不可生搬硬套。
  作者单位:山东省莱西市第一中学
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