物體的平衡:用「整體、隔離體」法解決鏈條問題,學會分割

2021-01-10 葉老師物理

在前面的文章中,我們學習了「整體、隔離體」的方法,知道了什麼是整體、隔離體。

整體:把整個「系統」——組成系統的所有物體看成一個整體進行研究。

隔離體:把組成系統的單個物體隔離出來單獨進行研究。

很多時候,需要單獨隔離出來的物體一目了然,我們可以容易地隔離出需要研究的單個物體,但在有些時候,需要隔離出來的單獨物體不那麼明顯,比如鏈條的平衡問題,這就需要學生具有分割的思想,把需要單獨進行研究的對象分割出來。比如:

例題:如圖所示,一質量均勻的細繩一端靜止在水平桌面上,與桌面間的靜摩擦因數為0.5。另一端繞過光滑的定滑輪(可視為質點)自由垂下。試求繩子靜止時下垂部分的最大長度與繩子總長度的比值。

解析:本題可以把整個繩子分割成水平和豎直兩部分,對高一新生來說,邁出這一步是非常不容易的。另外一點就是關於對未知物理量的設置,初中學生習慣於題幹設置好字母等條件,不大習慣自己去設置字母進行解析。在高中階段,必須儘快地學會自己設置未知物理量的字母等條件。本題中,由於繩子質量分布均勻,因此可設單位長度繩子的質量為λ(線密度),若水平部分繩子長度為L1,則其受力情況如圖所示,

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