摘要:在动力学中,当研究的系统包含多个物体时,可以把它们看作一个整体来分析。这样做的好处是可以不考虑系统内部物体之间的相互作用力(内力),只需考虑系统受到的外力。
在动力学中,当研究的系统包含多个物体时,可以把它们看作一个整体来分析。这样做的好处是可以不考虑系统内部物体之间的相互作用力(内力),只需考虑系统受到的外力。
例如,有一个光滑水平面上放置着两个物体A和B,用一个水平向右的力F拉物体A,A和B相互接触且一起向右加速运动。将A和B看成一个整体,整体受到的外力就是拉力F,根据牛顿第二定律F=(m₁ + m₂)a(m₁、m₂分别为A和B的质量,a为它们共同的加速度)就能很方便地求出加速度。
整体法能简化问题,在连接体问题、叠加体问题等动力学情境中经常使用。
两个物体组成一个系统,外界对系统内物体有力的作用(系统外力),系统内物体之间也有相互作用力(内力)。
这就是系统牛顿第二定律,可以推广到多个物体组成的系统。
☞优点:只需要分析系统整体与外界的关系,避开了系统内部复杂的相互作用关系。
缺点:无法求内力,要求内力,必须用隔离法。
☞若用系统动能定理,需要考虑内力的功,内力的功之和不一定为零。
例题:
如图所示,质量分别为mA、mB的A,B两物块紧靠在一起放在倾角为θ的斜面上,两物块与斜面间的动摩擦因数相同,用始终平行于斜面向上的恒力F推A,使它们沿斜面匀加速上升,为了减小A,B间的压力,可行的办法是
A. 减小推力F
B. 减小倾角θ
C. 减小B的质量
D. 减小A的质量
例题:一质量为M的木板可沿倾角为θ的光滑斜面滑动,
现在木板上站一个质量为m的人,为保持木板与斜面相对静止,则人应
A. 匀速向下跑
B. 以方向沿斜面向下、大小为gsinθ的加速度向下跑
C. 以方向沿斜面向下、大小为Mgsinθ/m的加速度向下跑
D. 以方向沿斜面向下、大小为(M+m)gsinθ/m的加速度向下跑
例题:如图所示,
水平光滑细杆上套一环A,环A与球B间用一不可伸长轻质绳相连,质量分别为mA和mB,由于B球受到水平风力作用,细绳与竖直方向的夹角为θ,A环与B球一起向右做加速度为a的匀加速运动,g为重力加速度,则下列说法中正确的是
A. B球受到的风力大小为mBa
B. 当风力增大时,杆对A环的支持力变大
C. 此时球B受到的绳子拉力大小为mBgcosθ
D. 当风力增大时,轻绳对B球的拉力将会变大
例题:在一粗糙的斜面上放置一正方形的箱子,其内部刚好放入一质量一定的金属球,如图所示,
现在从斜面顶部释放箱子,在其加速下滑过程中,下列关于球对箱子的作用力,说法正确的是
A球对箱子a面有压力
B球对箱子d面有压力
C球对箱子c面有压力
D球对箱子b面有压力
例题:质量M=10kg的木楔ABC静止于粗糙水平地面上,如图,
动摩擦因数μ=0.02,在木楔的倾角α=30°的斜面上,有一质量m=1.0kg的物块,由静止开始沿斜面下滑,当滑行至s=1.4m时,速度v=1.4m/s,在这过程木楔没有动.求地面对木楔的摩擦力的大小、方向和地面对木楔的支持力?(g=10m/s²)
例题:如图所示,
斜面体M始终处于静止状态,当物体m沿斜面下滑时,下列说法正确的是(ABC)
A.匀速下滑时,M对地面的压力等于(M+m)g
B.加速下滑时,M对地面的压力小于(M+m)g
C.匀减速下滑时,M对地面的压力大于(M+m)g
D.M对地面的压力始终等于(M+m)g
☞①地面支持力大小?
②地面对M摩擦力大小和方向?
③地面光滑又是什么情况?
④M保持静止,地面与M的μ至少?
⑤沿斜面上滑,情况又是咋样?
例题:如图所示,
质量为M的框架放在水平地面上,一轻质弹簧上端固定在框架上,下端挂一个质量为m的小球。小球上下振动时,框架始终没有跳起,当框架对地面的压力为零的瞬间,小球加速度__
例题:跨过定滑轮的轻绳两端悬挂两个物块,
假定滑轮和轻绳的质量、滑轮与轻绳间的摩擦以及空气阻力均可忽略不计,且轻绳不可伸长.(mA>mB)
求:A、B的加速度以及绳子拉力和极限加速度。
来源:小牛物理