整体法在高中物理中的地位举足轻重,但是很多同学却难以理解。应用好了整体法,可以使解题更加简便,做题也更加轻松。本文就来详细解剖整体法的应用。

整体法的介绍(学霸自动忽略)

物理中整体法是指对物理问题中的整个系统或整个过程进行分析、研究的方法。在力学中,就是把几个物体视为一个整体,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)。

这种物理方法最实用,却又不易想到!

把两个物体看做一个整体进行受力分析

把整体法可以类比为:把一个班级体的50位同学看做一个集体(整体)。只考虑这个整体与外界的交际(外力),而不考虑这个集体内部的矛盾(内力)。

对相对静止的物体用整体法

这一类整体法最简单,也最容易想到。看这些物体做整体后,对整体受力分析。如果静止或者匀速直线运动,整体受合力为0;如果具有加速度,整体受合力提供物体的加速度。

举例:如图1,右侧墙壁光滑,水平地面粗糙。一直A、B物体的重力均为G,求解地面对A物体的支持力。

这种物理方法最实用,却又不易想到!

图1

此模型中,可以把两个物体看做一个整体,使用整体法。由于左面墙壁光滑,不可能对整体有向上的摩擦力。所以,在竖直方向只有地面对整体有向上的支持力,且与整体的重力等大反向,即:2G。

对有相对滑动的摩擦力用整体法

有相对滑动的物体,也可以把这些物体看做一个整体。解决此类问题的指导思想就是F合=m1a1+m2a2+m3a3+......。所以,要想解决此类问题,离不开受力分析和运动分析,分别找整体受的合力与各物体的加速度。

举例:如图2,粗糙的水平面上放置了一个质量为M三角形木块,木块可以左右移动。在斜面的顶端由静止释放一个光滑的质量为m的小滑块,小滑块加速下滑,木块相对地面保持静止。求地面对木块的支持力和摩擦力。

这种物理方法最实用,却又不易想到!

图2

同样,我们还是把两个物体看做一个整体,对其进行受力分析,如图3。物体沿斜面加速下滑,下滑的加速度如图3。将此加速度分解在水平方向和竖直方向,如图3。

这种物理方法最实用,却又不易想到!

图3

对水平方向和竖直方向,分别用牛顿第二定律。由于头条打不出来公式,详细见图4。

这种物理方法最实用,却又不易想到!

对水平方向、竖直方向用牛顿第二定律

而如果是将加速度进行分解,那就是X方向的合力提供X方向的加速度,Y方向的合力提供Y方向的加速度。但是,物体的加速度与质量要一一对应。

对整体法的广义理解

由上面两个例子可见,整体法不仅仅适用于相对静止的物体,相对运动的物体也可以使用整体法。不仅如此,任何两个物体都可以看做一个整体,使用整体法。就像我给我的学生调侃一样:你和奥巴马都可以看做一个整体。对于这样的问题,你只需要找出你们各自所受的合力,提供各自运动的加速度就行了。

此文旨在学习交流,不当之处欢迎批评指正。我是刘飞老师,与你一起探讨教育,体验学习的乐趣!

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