巧用整體法分析物體的受力情況

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整體法是高中物理學(xué)習(xí)中一種非常重要的解題方法，相較于普通受力分析，整體法不會對某個力進(jìn)行系統(tǒng)的分析，而是在某種特定條件下把存在相互聯(lián)系的物體看成整體，排除所有客觀條件的影響，綜合分析整體的受力情況，通過這種形式，可以有效簡化受力分析，有助于抓住主干，降低題目難度，提升解題的質(zhì)量與效率。

例1質(zhì)量為M的斜面體置于粗糙水平面上，斜面傾角為θ，現(xiàn)將質(zhì)量為m的小木塊置于斜面體的光滑斜面上，木塊的下滑速度會慢慢增加，在木塊下滑的過程中，求斜面體受到的地面對它的靜摩擦力。

分析：此類“木塊—斜面”問題通常會牽涉支持力、壓力等多種受力情況，采用整體法，將斜面及木塊當(dāng)成整體，能夠忽略兩者之間的支持力與壓力，而只需要分析粗糙水平面對整體的支持力與靜摩擦力，從而找到問題的解決方法。斜面是光滑的，表明木塊下滑時不需要考慮木塊與斜面之間的摩擦力，只需要考慮木塊受到的重力。斜面傾角是θ，將木塊下滑的加速度設(shè)為a，那么a=gsinθ，加速度方向和斜面保持平行，斜向下。綜合分析可知，斜面體受到的地面對它的靜摩擦力f=mgsinθcosθ。

說明：整體法盡管能夠在某種程度上有效簡化受力分析，提升解題的質(zhì)量與效率，但在實(shí)際解題過程中整體法依然存在較大的局限性，需要引起我們足夠的重視。

例2如圖1所示，長度為L的光滑平臺置于地面上，將物塊A、B置于平臺中央位置，讓兩物塊彼此接觸，物塊A的上表面存在一半圓形軌道，其半徑為R，且滿足R＜L，軌道頂端和平臺上表面間的高度是h，物塊C如圖2所示放置，三個物塊的質(zhì)量都是m，物塊C由靜止開始下滑，物塊C在運(yùn)動的過程中與物塊A始終保持接觸。求物塊A、B分離時物塊B的速度，以及在物塊A、B分離后物塊C可以達(dá)到的最大高度。

分析：在解答這類題型的過程中，我們需要采用整體法分析受力情況。物塊C在滑動的過程中，物塊A對它的彈力的大小及方向會不斷變化，若將物塊A、B、C看成一個整體，則在水平方向上受力為零，應(yīng)用機(jī)械能守恒定律及動量守恒定律就可以完成解答。

解：當(dāng)物塊C滑到槽底的時候，物塊C對A產(chǎn)生的作用力的水平分量是零，此時物塊A、B具有向右的共同速度v，存在向左的水平速度vC。根據(jù)動量守恒定律得0=2mvmvC，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得解得在物塊C滑到最高點(diǎn)的時候，設(shè)物塊C和平臺上表面之間的高度為H，此時物塊A、C具有共同的速度u，由物塊A、B、C組成的系統(tǒng)機(jī)械能和動量守恒，則0=mv-2mu，mgh=解得

說明：熟練地利用整體法，可以對物體的受力情況進(jìn)行綜合分析，提升解題的正確率。需要注意的是在使用整體法的時候，要對題目進(jìn)行認(rèn)真分析，保證整體法能夠合理使用，萬不可生搬硬套。