动力学中的整体法与隔离法

动力学中的整体法与隔离法

1．整体法的选取原则：若连接体内各物体具有相同的加速度，且不需要求物体之间的作用力，可以把它们看成一个整体来分析整体受到的外力，应用牛顿第二定律求出加速度(或其他未知量)．

2．隔离法的选取原则：若连接体或关联体内各物体的加速度不相同，或者要求出系统内两物体之间的作用力时，就需要把物体从系统中隔离出来，应用牛顿第二定律列方程求解．

3．整体法、隔离法交替运用原则：若连接体内各物体具有相同的加速度，且要求物体之间的作用力时，可以先用整体法求出加速度，然后再用隔离法选取合适的研究对象，应用牛顿第二定律求作用力．即“先整体求加速度，后隔离求内力”．

当系统内各物体具有相同的加速度时，应先把这个系统当作一个整体（即看成一个质点），分析受到的外力及运动情况，利用牛顿第二定律求出加速度．如若要求系统内各物体相互作用的内力，则把物体隔离，对某个物体单独进行受力分析，再利用牛顿第二定律对该物体列式求解．隔离物体时应对受力少的物体进行隔离比较方便。

【例1】如图所示的三个物体A 、B 、C ，其质量分别为m 1、m 2、m 3，带有滑轮的物体B 放在光滑平面上，滑轮和所有接触面间的摩擦及绳子的质量均不计．为使三物体间无相对运动，则水平推力的大小应为F ＝__________。 【解析】

【例2】如图所示，n 个质量都是m 的立方体放在光滑的水平桌面上，若以大小为F 的恒力推第一块立方体，试求：第2个立方体作用于第3个立方体的力为__________。 【解析】

【例3】如图所示，物体M 、m 紧靠着置于摩擦系数为μ的斜面上，斜面的倾角为θ

，现

施加一水平力F 作用于M ，M 、m 共同向上作加速运动，求它们之间相互作用力的大小。

【解析】两个物体具有相同的沿斜面向上的加速度，

可以把它们当成一个整体（看作一个质点），其受力如图所示，建立坐标系，则：θθsin cos )(1F g m M F ++= (1) a m M g m M f F )(sin )(cos 1+=+--θθ （2）

且：11F f μ= （3） 要求两物体间的相互作用力，应把两物体隔离开．对m 受力如图所示，则

0cos 2=-θmg F (4) ma mg f F =--θsin '2 （5）

且：22F f μ= （6）

联立以上方程组，解之：)()sin (cos 'm M mF

F +-=

θμθ。

【点评】此题也可分别隔离M 、m 进行受力分析，列方程组求解；或者先用

整体法求解加速度，再对M 进行隔离，但这两种方法求解过程要繁杂一些。