二、整体法和隔离法在平衡问题中的应用
整体法和隔离法选取的原则
在选取研究对象时,为了弄清楚系统(连接体)内某个物体的受力情况,可采用隔离法;若只研究系统而不涉及系统内部某些物体的受力时,一般采用整体法.
例3 如图3所示,质量m1=5 kg的物体,置于一粗糙的斜面体上,斜面倾角为30°,用一平行于斜面的大小为30 N的力F推物体,物体沿斜面向上匀速运动.斜面体质量m2=10 kg,且始终静止,g取10 m/s2,求:
图3
(1)斜面体对物体的摩擦力;
(2)地面对斜面体的摩擦力和支持力.
答案 (1)5 N,方向沿斜面向下
(2)15 N,方向水平向左 135 N,方向竖直向上
解析 (1)要求系统内部的作用力,所以用隔离法.对物体受力分析,如图甲所示,沿平行于斜面的方向上有F=m1gsin 30°+f.解得f=5 N,方向沿斜面向下.
(2)要求系统受的外力,用整体法.因两个物体均处于平衡状态,故可以将物体与斜面体看做一个整体来研究,其受力分析如图乙所示.在水平方向上有f地=Fcos 30°=15 N,方向水平向左;
在竖直方向上有N地=(m1+m2)g-Fsin 30°=135 N,方向竖直向上.
针对训练 (多选)如图4所示,在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A,A的左端紧靠竖直墙,A与竖直墙壁之间放一光滑球B,整个装置处于静止状态.若把A向右移动少许后,它们仍处于静止状态,则( )