活题巧解方法??【整体法】

编辑: 逍遥路 关键词: 高中物理 来源: 高中学习网


整体法

研究对象有两个或两个以上的物体,可以把它们作为一下整体,整体质量等于它们的总质量。整体电量等于它们电量代数和。

有的物理过程比较复杂,由几个分过程组成,我们可以把这几个分过程看成一个整体。 所谓整体法就是将两个或两个以上物体组成的整个系统,或由几个分过程组成的整个过程作为研究对象进行分析研究的方法。

整体法适用于求系统所受的外力,计算整体合外力时,作为整体的几个对象之间的作用力属于系统内力不需考虑,只需考虑系统外的物体对该系统的作用力,故可使问题化繁为简。

例1:在水平滑桌面上放置两个物体A、B如图1-1所示,mA=1kg,mB=2kg,它们之间用不可伸长的细线相连,细线质量忽略不计,A、B分别受到水平间向左拉力F1=10N和水平向右拉力F2=40N的作用,求A、B间细线的拉力。

例2:如图1-2所示,上下两带电小球,a、b质量均为m,所带电量分别为q和-q,两球间用一绝缘细线连接,上球又用绝缘细线悬挂在开花板上,在两球所在空间有水平方向的匀强电场,场强为E,平衡细线都被拉紧,右边四图中,表示平衡状态的可能是:

【巧解】对于a、b构成的整体,总电量Q=q-q=0,总质量M=2m,在电场中静止时,ab整体受到拉力和总重力作用,二力平衡,故拉力与重力在同一条竖直线上。

【答案】A

说明:此答案只局限于a、b带等量正负电荷,若a、b带不等量异种电荷,则a与天花板间细线将偏离竖直线。

例3:如图1-4,质量为m的物体A放置在质量为M的物体B上,B与弹簧相连,它们一起在光滑水平面上做简谐振动,振动过程中A、B之间无相对运动,设弹簧的劲度系数为k,当物体离开平衡位置的位移为x时,A、B间摩擦力f的大小等于( )

例4:如图1-5所示,质量为m=2kg的物体,在水平力F=8N的作用下,由静止开始沿水平方向右运动,已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,若F作用t1=6s后撤去,撤去F后又经t2=2s物体与竖直壁相碰,若物体与墙壁作用时间t3=0.1s,碰后反向弹回的速度ν=6m/s,求墙壁对物体的平均作用力FN(g取10m/s2)。

【巧解】如果按时间段来分析,物理过程分为三个:撤去F前的加速过程;撤去F后的减速过程;物体与墙壁碰撞过程。分段计算会较复杂。现把全过程作为一个整体(整体法),应用动量定理,并取F的方向为正方向,则有

代入数据化简可得FN=280N

【答案】FN=280N


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