高考物理中的整体法应用举例

2011年04月14日，分类：资料；标签归档: 物理家教杂谈

王尚老师谈：高考物理中的整体法应用举例

高考物理考核在时间上要求非常严格，大部分的考生是因为时间的原因导致考分不理想。王尚老师认为，掌握若干通用方法，对于备战高考物理非常有意义。我们一般认为，当系统内各个物体的加速度不相同时，只能用隔离法进行求解。当系统内各个物体的加速度相同时，则可把系统作为一个整体来研究。但要注意，这并不是使用整体法的必要条件。其实，在不需要求系统内各物体间相互作用力的情形下，这类问题也可以用整体法求解。

若一个系统内各物体的加速度不相同，又不需求系统内物体间的相互作用力时，利用ΣFx外=m1a1x+m2a2x+——+mnanx、ΣFy外= m1a1y+m2a2y+——+mnany，对系统列式较简捷，因为对系统分析外力，可减少未知的内力，使列式方便，大大简化了数学运算。高考物理中这种方法，我们称做“整体法”。建议此处参考文章《高中物理万佛朝宗》

用此种方法要抓住三点：（1）分析系统受到的外力；（2）分析系统内各物体的加速度大小和方向；（3）建立直角坐标列方程求解。

例1、质量为m=5Kg的物体，置于一质量为M=10Kg的粗糙斜面上，斜面的倾角为300，如图1所示，用一平行于斜面的大小为40N的力F推物体，使物体沿斜面M向上匀加速运动（斜面始终对地面静止），a=2m/s2，求地面对斜面的静摩擦力和支持力？（g=10m/s2）

分析和解答：把m和M组成的系统作为研究对象。系统受到沿斜面的推力300 竖直向下的重力（M+m）g、竖直向上的支持力N、水平方向静摩擦力f（参考摩擦力的分类与大小）的作用，如图2所示。斜面M的加速度a1=0；物体m的加速度a2=a，沿斜面向上，将a2分解成水平分量和竖直分量。
则a2x=acos300、a2y=asin300。

（1）对M和m整体的水平方向运用牛顿第二定律，则
ΣFx外=Ma1x+ma2x= ma2x
即 Fcos300-f=macos300
则f=(F-ma)cos300=26N。

（2）对M和m整体的竖直方向运用牛顿第二定律，则
ΣFy外=Ma1y+ma2y= ma2y
即 Fsin300+N-(M+m)g=masin300

则N=(M+m)g+(ma-F) sin300=135N。

高考物理真题中，类似以上的不少研究性问题，若用隔离法求解，分析过程很繁琐；然而若用整体法来分析，思路却很敏捷。对于高考生来说，如果能深刻领会整体法的有关解题规律，在学习过程中一定会取得事半功倍的效果。

王尚家教博客作品

【力学23】：功能关系

【力学24】：动量、冲量基本概念

【力学25】：动量定理

【力学26】：动量守恒定律基础

【力学27】：动量守恒定律应用

【力学28】：力学典型综合题（上）

【力学29】：力学典型综合题（下）

【力学30】：高中物理万佛朝宗