作为高中物理学的重点,整体法、隔离法广泛应用于力分析、动量定理、动量守恒、动能定理、机械能守恒等领域。
有很多同学都私信问我整体法、隔离法要怎么用,课堂上说到用整体法、隔离法去解决问题,很多学生都说会晕。他们不知道什么时候用,也不知道该怎么用,现在两招教你用好整体法、隔离法。整体法、隔离法什么时候用?
总的来说只要是解决两个(或两个以上)物体组成的连接体(系统)的问题都可以用整体法、隔离法,但连接体(系统)又分为平衡系统(加速度为0)和牛顿系统(加速度不为0),在这两个系统中整体法、隔离法的使用方法都不同。所以在做题时要先睁大眼睛看清楚题目,判断出连接体是平衡的还是不平衡的。一定要注意平衡包括:静止和匀速;而如果题目里面说“某物块相对斜面静止”就说明它们具有相同的加速度,如“质量为m的物块放在倾角为θ的斜面上,斜面体的质量为M,斜面与物块无摩擦,地面光滑.现对斜面施一个水平推力F,要使物体相对斜面静止”
一、静力学(平衡系统)中的整体与隔离。
首先,要明白如果整个连接体都处于平衡状态,那么隔离开,对单个物体来说也要满足平衡状态,即整体时合力要为0,隔离时,每一个物体也要合力为0。
(1)求外力:平衡系统中分析外力对系统的作用时,用整体法。
(2)求内力:平衡系统中分析系统内各物体(各部分)间的作用时,用隔离法。
注意:用“隔离法”对物体进行分析时,分析不受外力的那个物体,最方便快捷得出答案。如图:
(3)受力分析:在静力学中常常有受力分析,常见题型主要是判断某个物体受几个力;而这只需要用到隔离法。例如:在一个有A、B两个物体的连接体(系统)中,求B物体受到几个力?就先对A物体受力分析,分析A物体受多少个力而又有几个力是B物体给的,根据作用力和反作用力知道,A物体同时也反过来给这几个力B物体,最后对B物体受力分析就轻易知道受到几个力了,如图。
二、牛顿运动定律中的整体与隔离。
在连接体内各物体具有相同的加速度(高中阶段只求加速度相同的问题),应先把连接体(系统)当成一个整体(即看成一个质点),分析受到的外力或运动情况,利用牛顿第二定律求出加速度。如若要求连接体内各物体相互作用的内力,则把物体隔离,对某个物体单独进行受力分析,再利用牛顿第二定律对该物体列式求解。隔离物体时应对受力比较少的物体进行隔离比较方便。
(1)求内力:先整体后隔离。
(2)求外力:先隔离后整体。
【试着做一做】