昨天一个高中学生问了我一个问题,物理君想借着这个思路给大家聊一些思路,顺便也再带来一些帮助同学们记忆、理解的方法~所以说啊,关注物理君的朋友都可以向本君提问题昂,除了休息时间之外,本君基本都会回答的~
ღ( ´・ᴗ・` )比心
今天的故事发生在……工地
物理君搬砖的地方
如图所示
物理君搬动了4块质量均为m的砖块
问第2块砖块与第3块砖块之间的摩擦力是多少?
解决这个问题的方法有很多,
简单来说分为整体法和隔离法。
首先,确定研究对象
我们取出4块砖。它们重力是4mg,两边受到物理君手掌给的压力(水平方向,相互抵消,可以不考虑)和竖直向上的摩擦力f。根据受力平衡可知,f=2mg。
其实这就是利用整体法的思想,将四块砖块看做一个整体。
接下来,要判断第二块砖和第三块砖之间的摩擦力大小了。
可以一块一块地分析,例如说第一块砖,受到重力mg、左边摩擦力f、右边的摩擦力这三个力,所以根据受力平衡可知,二号砖块给一号砖块的摩擦力大小为mg,方向向下。然后再拿第二块砖出来……以此类推就行啦~
这个方法就是隔离法
另外一种方法呢,是可以把其中两块砖看做一个整体,(因为我们要研究的是二号、三号砖的接触面上的力,所以别的面都可以先不用搭理)所以可以看到,两块砖受到重力2mg,手给的摩擦力f大小也是2mg,所以二号、三号砖的摩擦力就是0咯!
这个方法就是部分整体法
所以:
从这个题中大家也就可以参透一下整体法、隔离法的大概意思和部分整体法的适用范围咯。
但是!
有这样一个问题,不知道大家有没有在意过:
例如说一根棍子(大圣借来一用)如果施加如图这样的力,它是会转动起来的!
也就是说,在一个物体上施加大小相等、方向相反的两个力时,不一定能让物体平衡静止。而只有共点力作用下才有可能。
所以这个同学就怀疑了,这个砖块摩擦力在表面,重力作用点在重心,并不是共点力,也能平衡吗?
这其实是一个大家习以为常就忽略掉的一个简化的点,就是当这个物体被限制了自由度,导致不会发生旋转的时候,是可以近似将本不是共点力的情况看做受共点力。这一点要表扬这个小伙伴,很认真哦~
例如物理君拉一车沙子,可是物理君太过于文质彬彬,以至于拽不动。
这时候我们研究这车沙子,发现物理君施加的拉力和地面的摩擦力是让车处于平衡状态的两个水平力,但是并不是严格意义上的共点力,也同样可以让车静止。这就是利用了这样的简化哦~
最后
最近很多自学高一物理的小伙伴总在匀变速直线运动这里做题做到无法自拔,其实这部分是很简单的,重要的就是你要明白、理解这个物理情景。说来说去其实都是关于五个物理量的关系:初速度v0、末速度vt、时间t、加速度a、位移x。
这五个物理量只要其中三个物理量定下来了,那么这个运动就唯一确定了。公式摆上去肯定是能算出来的~!
所以提醒一下,大家在做题的时候可以把题目“翻译”过来:
例如:
拿到这样题,你如果都不会,那就翻译一下:
首先明白题目说的意思,就是飞机要用最小的位移达到起飞速度
其次就例举出来已知条件:起飞速度是60m/s,这就是末速度vt,最大加速度4m/s2,“静止”说明初速度是0m/s,所以知道三个物理量了,求一个位移x不就行了吗~~