“整体法受力分析”在解决力学题目中的灵活应用

周 朋

(江苏省黄桥中学，江苏 泰州 225411)

“整体法受力分析”在解决力学题目中的灵活应用

周 朋

(江苏省黄桥中学，江苏 泰州 225411)

对物体受力分析是高中物理的基本技能，把两个物体或几个物体的系统看成一个整体进行受力分析，是受力分析中的一个难点，也是高考的必考内容之一.文章就三种情况探讨如何灵活应用整体法受力分析.

整体法；受力分析；平衡

力学是高中物理学科主要内容之一.学生学会分析解决力学问题是学好物理的基础，也是培养学生科学物理思维的必经之路.受力分析又是高中物理力学部分的一个基本知识技能，也是高考重点考查的基本技能之一，本文笔者对“整体法受力分析”在解决力学问题中的应用进行一些探讨.

一、整体中各个物体受力平衡，则整体受力也平衡

1.当两个或几个在一起的物体都是静止的，我们通常可以把这几个物体组成的系统看成一个整体，且整体也是静止的.

题1 一球A夹在竖直墙与三角劈B的斜面之间，如图1所示，三角形劈的重力为G，劈的底部与水平地面间的摩擦因数为μ，劈的斜面与竖直墙面是光滑的，问欲使三角劈静止不动，球的重力不能超过多大？(设地面劈的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)

解析 球A与三角劈B都是静止的，我们可以把A、B看成一个整体，对整体受力分析，水平方向上竖直墙对球A的弹力NA与地面对B摩擦力fB是一对平衡力，竖直方向上地面对B的支持力NB与AB整体的重力(GA+GB)是一对平衡力，则地面对劈的最大静摩擦力fm=μ(GA+GB).接着隔离球A，对球A单独受力求出竖直墙对球A的弹力NA与球A重力之间的关系，这样题目就很容易解答了.

2.当系统中的一个物体做匀速直线运动，其它物体是静止的，由于系统中各个物体都是受力平衡的，当把这个系统看成一个整体时，其整体也一定是受力平衡的.

题2 质量为M的斜面体静止在水平面上，有一个质量为m的等边三棱柱在斜面体上沿斜面匀速下滑，如图2所示．已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为μ，斜面的倾角为30°，求地面对斜面的支持力与摩擦力的大小?

解析 做匀速直线运动的三棱柱m受力情况和静止在斜面上的受力情况是一致的，当我们把两者看成一个整体时，整体的受力时平衡的.对三棱柱和斜面体组成的整体受力，竖直方向：N地=(M+m)g；水平方向：地面对斜劈没有摩擦力.

二、整体中各个物体具有大小相等的加速度，则整体所受的合外力在各个物体上按质量分配

题3 一斜劈，在力F推动下在光滑的水平面上向左做匀加速直线运动，且斜劈上有一木块与斜面保持相对静止，如图3所示，已知斜劈的质量为M，木块的质量为m，求斜面对木块作用力的大小.

三、整体中个别物体有加速度，则整体受力局部响应

两个物体组成的系统，其中一个物体是静止，另一个物体做加速运动.如果我们把这个系统看成一个整体，笔者把这种情况叫做整体受力局部响应.

题4 如图4所示，水平地面上有一倾角为θ、质量为M的斜面体，斜面体上有一质量为m的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑，此过程中斜面体没有动，求地面对斜面体的支持力F”N与摩擦力f的大小.

解析 把物块和斜面体组成的系统看成一个整体，由于整体的受力只在水平方向和竖直方向，为了解题方便，将物块的加速度a沿水平方向与竖直方向进行分解(如图5).

对物块与斜面体整体在竖直方向上由牛顿第二定律有(M+m)g-FN=masinθ.在水平方向上由牛顿第二定律有f=macosθ，解得：FN=(M+m)g-masinθ，f=macosθ.

整体法受力能使解题变得简洁明了，但学生遇到题目时什么时候运用整体法，什么情况需要和隔离法联合运用，如何选择研究对象，这就要对整体法受力分析的本质有清楚的认识.

[1]任德鑫,崔玉林. 高中物理教学中关于使用整体法进行受力分析的探讨[J]. 物理教学,2016(08):6-8.

[2]余敏. 浅析高中物理受力分析整体法与间隔法[J]. 中学生数理化(学习研究),2017(02):24-25.

[责任编辑：闫久毅]

2017-06-01

周朋(1981-)男，汉，江苏泰兴人，本科，中学二级，从事高中物理教学研究.

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1008-0333(2017)19-0085-02