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对一道物理高考题的探究

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摘 要:在研究力学问题或力和运动的关系问题时,常会涉及相互关联的物体间的相互作用问题,即“连接体问题”。“连接体问题”是生活和生产中常见的现象,也是运用牛顿运动定律解答的一种重要题型。在“连接体运动”的解题中,常常要用到两种解题方法“整体法”和“隔离法”。

关键词:高考;连接体;整体法;隔离法

2011年江苏省物理高考题第9题就是连接体问题,难度大,不易直接处理,我们可以稍作变化,先处理下面问题,循序渐进加以对照就可以迎刃而解了。

如图1所示,两个用轻细绳相连的位于水平面上的物体,质量分别为m1和m2,拉力F1和F2方向相反,与轻绳沿同一水平直线,且F1>F2.物体向左加速运动.水平面与物体间的摩擦因数为μ.试求在两个物体运动过程中轻绳的拉力FT.

【解析】对整体:

(江苏2011高考题9)如图3所示,倾角为α的等腰三角形斜面固定在水平面上,一足够长的轻质绸带跨过斜面的顶端铺放在斜面的两侧,绸带与斜面间无摩擦。现将质量分别为m1、m2(m1>m2)的小物块同时轻放在斜面两侧的绸带上。两物块与绸带间的动摩擦因数相等,且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。在α角取不同值的情况下,下列说法正确的有( )

A.两物块所受摩擦力的大小总是相等。

B.两物块不可能同时相对绸带静止。

C.m1不可能相对绸带发生滑动。

D.m2不可能相对斜面向上滑动。

【答案】AC

其他选项迎刃而解。

如图4,对称的斜面上放一条轻质绸带,带上分别放质量为m1和m2的两个滑块(m1>m2),滑块和带之间的动摩擦因数为μ,斜面光滑,求两滑块的加速度。

【解析】因为题给的物理量无具体数据,因此需要进行适当的讨论.

整体法:整体法是指对物理问题中的整个系统或整个过程进行分析、研究的方法.在力学中,就是把几个物体视为一个整体,作为研究对象,受力分析时,只分析这一整体对象之外的物体对整体的作用力(外力),不考虑整体内部之间的相互作用力(内力)。其优点是可以弄清系统的整体受力情况和全过程的受力情况,从整体上揭示事物的本质和变化规律,从而避开了中间环节的繁琐推算,能够灵活地解决问题。通常在分析外力对系统的作用时,用整体法。隔离法:隔离法是指对物理问题中的单个物体或单个过程进行分析、研究的方法。在力学中,就是把要分析的物体从相关的物体系中隔离出来,作为研究对象,只分析该研究对象以外的物体对该对象的作用力,不考虑研究对象对其他物体的作用力。

其优点是容易看清单个物体的受力情况或单个过程的运动情形,问题处理起来比较方便、简单,便于初学者使用.在分析系统内各物体(或一个物体的各个部分)间的相互作用时用隔离法。

在求解连接体问题时,隔离法与整体法相互依存,交替使用,形成一个完整的统一体,分别列方程求解.就可化难为易,化繁为简,迅速准确地解决此类问题。

(作者单位 江苏省洪泽中学)