整体法与隔离法之摩擦力分析

袁 刚

(湖北省孝感市文昌中学，湖北 孝感 431600)



整体法与隔离法之摩擦力分析

袁 刚

(湖北省孝感市文昌中学，湖北 孝感 431600)

整体法与隔离法经常用在受力分析、动量定理、定量守恒、动能定理、机械能守恒定律中，在初中主要用于受力分析，掌握好此方法，会达到事半功倍的效果.

整体法；隔离法；受力分析

整体法与隔离法是分析物理问题的常用的方法，主要指研究对象的问题.我们在研究两个或两个以上物体的连接体问题时，常常选择整体为研究对象的方法为整体法，我们也可以选取某一个物体为研究对象，称为隔离法.这两种方法经常用在受力分析，动量定理、动量守恒、动能定理、机械能守恒定律中，在初中阶段主要用于受力分析.下面主要探讨整体法和隔离法在摩擦力分析中的应用.

一、两物块保持相对静止，不受拉力一起静止

母题 物体A、B叠放在水平桌面上，物体A、B一起静止不动，则各接触面的摩擦力多大?如图1.

图1

解A、B两物体相对静止，A、B间如有摩擦力则为静摩擦力，隔离物体A研究，A物体要保持平衡状态，则必须静摩擦力为零.以AB为整体研究对象，水平方向上没有拉力，则地面对物体B没有摩擦力.

二、两物块保持相对静止，其中有一物体受拉力作用

图2

变式1 若在物体A上施加一个水平向右的拉力F，物体A、B一起向右匀速直线运动，则各接触面的摩擦力多大?如图2.

解A、B两物体相对静止，A、B间如有摩擦力则为静摩擦力，隔离物体A研究，A物体要保持平衡状态，则必须受向左的静摩擦力且fBA=F.以AB为整体研究对象，水平方向上有一个向右的力，根据二力平衡知，地面必定给B一个水平向左的摩擦力且f地B=F.

变式2 若水平向右的拉力F作用在物体B上，物体A、B一起向右匀速直线运动，则各接触面的摩擦力多大?

解A、B两物体相对静止，A、B间如有摩擦力则为静摩擦力，假设A物体受摩擦力，则A物体不能保持平衡状态，即fBA=0.以AB为整体研究对象，水平方向上有一个向右的力，根据二力平衡知，地面必定给B一个水平向左的摩擦力且f地B=F.

总结：匀速和静止都是平衡状态，可以通过二力平衡来确定物体是否受静摩擦力.

三、两物块保持相对静止，两个物体都受拉力作用

变式3 若在物体A上施加一个水平向右的拉力F1=10N，在物体B上施加一个水平向左的拉力F2=5N,物体A、B一起静止不动，则各接触面的摩擦力多大?如图3.

图3

解A、B两物体相对静止，A、B间如有摩擦力则为静摩擦力，隔离物体A分析，水平方向上A物体有一个向右的力，根据二力平衡知，物体B必定给A一个水平向左的摩擦力且即fBA=F1=10 N.以AB为整体研究对象，根据二力平衡知，地面必定给B一个水平向左的摩擦力且f地B=F1-F2=10N-5N=5N.

变式4 若在物体A上施加一个水平向右的拉力F1=10N，在物体B上施加一个水平向左的拉力F2=5N,物体A、B一起匀速直线运动，则各接触面的摩擦力多大?

解A、B两物体相对静止，A、B间如有摩擦力则为静摩擦力，隔离物体A分析，水平方向上A物体有一个向右的力，根据二力平衡知，物体B必定给A一个水平向左的摩擦力且即.以AB为整体研究对象，根据二力平衡知，地面必定给B一个水平向左的摩擦力且f地B=F1-F2=10N-5N=5N.

四、两个物体一动一静，物体受拉力作用

图4

变式5 物体B在光滑水平面上，物体A叠放在物体B上，物体A的左端有一细绳与墙壁相连，物体B的右端有一水平向右的拉力F，在拉力F作用下物体B匀速运动则AB间的摩擦力多大？如图4.

解 以AB为整体研究对象，根据二力平衡知，左边细绳必定给A一个水平向左的拉力且F拉=F,隔离物体A分析，根据二力平衡知，物体A必定受到一个水平向右的摩擦力且fBA=F.

图5

变式6 如图5所示，长木板B在水平地面上，物体A叠放在长木板上，现在有一水平向右的拉力F作用在物体A上使A在长木板上做匀速直线运动，长木板仍静止，在物体A滑下来之前，各接触面的摩擦力大小？

解 以物体A为研究对象，在水平向右有一个拉力F，由二力平衡知，必有一个物体B给A的水平向左摩擦力且fBA=F，隔离物体B分析在水平方向上物体A给B一个向右的摩擦力，由二力平衡知，地面给物体B施加一个水平向左的摩擦力且f地B=F.

五、变速运动类

图6

变式8 物体A、B叠放在水平桌面上，若在物体A上施加一个水平向右的拉力F，物体A、B一起向右加速直线运动，则物体B给物体A的摩擦力方向、物体A对物体B的摩擦力方向及地面对物体B的摩擦力方向?如图6.

解 以AB为整体研究对象，整体相对地面向右运动，故地面给B施加一个水平向左的摩擦力，隔离物体A研究，物体A有相对B向右运动的趋势，故物体A受到B施加的向左的摩擦力.根据力的作用是相互的知，物体B受到A施加向右的摩擦力.

[1]付丽娜. “整体法”在物理教学中的应用[J]. 科技资讯，2009(03).

[2]周育英.解决物理问题时整体法与隔离法的综合应用[J].才智，2012(32).

[责任编辑：闫久毅]

2017-05-01

袁刚(1982.9-)，男，湖北孝感，中学一级教师，从事初中物理教学.

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1008-0333(2017)17-0048-02