物理学中的“整体隔离法”
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物理学中“整体、隔离法”的用法
在物理学中,分析物体受力的过程中,如果遇到多个物体,分析受力情况的时候,比较复杂和繁琐,为了方便,我们研究出了一种方法——整体隔离法:把几个物体看成一个整体,不考虑它们之间的相互作用力,进行受力分析,叫整体法。
把几个物体分开来看,一个物体一个物体地分析,将这个物体所有受的力,进行分析,叫做隔离法。
那么,什么时候用整体法,什么时候用隔离法,用的时候要注意什么呢?
一、整体法的使用条件
1、几个物体相接触、相连,有相互作用力。
2、几个物体有相同的加速度。
二、整体、隔离法使用时的注意事项
1、使用整体法时,是把几个物体看成一个整体,那么,考虑整体受力的时候,要把除去内力以外的力都考虑到;使用隔离法时,分析哪个物件,就要把这个物体受到的所有力都考虑到。
2、整体法不要考虑内力,即物体间的相互作用力。
3、无论是用整体法还是隔离法,结果都是确定的、唯一的、相同的。
★三、什么时候使用整体法,什么时候使用隔离法呢?
当几个物体相互接触、相互相连的时候,如果我们求内力,
或者是求内部接触的面,相互接触的面、部分、位置上的力的时候,我们就隔离法;如果是求外部边缘的面、部分、位置,不是物体之间相接触、相连的面、部分、位置上的力的时候,就用整体法。
例1: A、B均静止于地面,求A、B间摩擦力,B与地面间摩擦力?
分析:A、B相接触,且保持想到静止,有相同的加速度,则符合使用整体法的条件。
求A、B间摩擦力,则是A、B接触面上的力,不是外部面的力,也就是求A、B之间的相互作用力——内力,则用隔离法,只分析A受到的力,A受到一个水平向右的拉力F,由于A静止,则受到的合外力为0,即A肯定还受到一个水平向左的摩擦力,且大小也为F,则A、B间的摩擦力,为F,且水平向左。
求B与地面间的摩擦力,B与地面间的力,是外部面上的力,则用整体法,把A、B看成一个整体,分析整体除内力以外的所有力,整体受一个水平向右的拉力F,还受一个水平向左的拉力,大小也为F,二力平衡,整体处于静止平
衡状态,所受合外力为0,则B不可能再受其他的力,所以B与地面间的摩擦力为0。
下面我们验证一下我们刚才所说的结论:整体法与隔离法的结果是相同的,确定的,唯一的。
分析B与地面间的摩擦力的时候,我们用一下隔离法试试:
以B为研究对象,它受到一个水平向左的摩擦力,还受到一个A给它的水平向右的摩擦力,且这两个力均为F,因此,这两个力相互抵消,使B处于静止的平衡状态,因此,B与地面间的摩擦力为0。
因此,我们发现,无论是用整体法还是用隔离法,所得的结果都是相同的,且是唯一的。
例2:
四个相同的物块,被夹在两个木块间保持静止,每个物块所受的重力为G,求1与木板M之间、1、2之间、2、3之间,3、4之间,4与N之间的摩擦力?
分析:1、2、3、4相互接触,且保持静止,符合用整体法的条件。
求1与木板M之间、4与木板N之间的摩擦力,是求外界面上的力,则用整体法。
整体所受的重力为4G,整体处在
平衡状态,则整体还要受同上的摩擦力4G,因为两个面接触,M、N,则每个面的摩擦力都为2G,且方向向上。
分析1、2之间,是内部面上的力,则用隔离法,分析1,受向下重力G,左边受M给的向上的2G的重力,则还应该受2给它的向下的摩擦力G。
分析2、3之间,是内部面上的力,则用隔离法,分析2,受1给的向上的摩擦力G(与2给1的方向相反),受向上的重力,则二力平衡,所以3不给2摩擦力了,则2、3之间的摩擦力为0.
分析3、4之间,是内部面上的力,则用隔离法,分析3,左边与2之间的摩擦力为0,受向下的重力为G,则4给3的摩擦力为G,且方向向上。