第3节 牛顿第二定律的应用
◎知识梳理
1.物体系. (1)物体系中各物体的加速度相同,这类问题称为连接体问题。这类问题由于物体系中的各物体加速度相同,可将它们看作一个整体,分析整体的受力情况和运动情况,可以根据牛顿第二定律,求出整体的外力中的未知力或加速度。若要求物体系中两个物体间的相互作用力,则应采用隔离法。将其中某一物体从物体系中隔离出来,进行受力分析,应用第二定律,相互作用的某一未知力求出,这类问题,应是整体法和隔离法交替运用,来解决问题的。
(2)物体系中某一物体作匀变速运动,另一物体处于平衡状态,两物体在相互作用,这类问题应采用牛顿第二定律和平衡条件联立来解决。应用隔离法,通过对某一物体受力分析应用第二定律(或平衡条件),求出两物体间的相互作用,再过渡到另一物体,应用平衡条件(或第二定律)求出最后的未知量。
2.临界问题
某种物理现象转化为另一种物理现象的转折状态叫做临界状态。临界状态又可理解为“恰好出现”与“恰好不出现”的交界状态。
处理临界状态的基本方法和步骤是:①分析两种物理现象及其与临界值相关的条件;②用假设法求出临界值;③比较所给条件与临界值的关系,确定物理现象,然后求解
◎ 例题评析
【例7】 如图所示,光滑的水平桌面上放着一个长为L的均匀直棒,用水平向左的拉力F作用在棒的左端。则棒的各部分相互作用的力沿棒长向左的变化规律是_______。
【分析与解答】本题研究棒内各部分间的相互作用力的变化规律,要将整个棒隔离成两段。
从离右端距离为x处将长棒隔离。若令棒的质量为m,则其右端部分质量为xm/L,
整体:F=ma
隔离右端部分:T=xma/L T=xF/L
【说明】 使用隔离法时,可对构成连接体的不同物体隔离,也可以将同一物体隔离成若干个部分。取隔离体的实质在于把系统的内力转化为其中某一隔离体的外力