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【组图】揭秘力学奥义——传说中的:一念整体助飞“叠罗汉”模型

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原标题:揭秘力学奥义——传说中的:一念整体助飞“叠罗汉”模型

原标题:揭秘力学奥义——传说中的:一念整体助飞“叠罗汉”模型

很多同学在学习物理时都有吃不透力学的烦恼,多个物体的受力分析永远是初学力学时同学的噩梦到底先分析谁?到底有没有相互作用?到底摩擦力方向向哪?

没有准确的方法做这些题是一定会吃亏的,影响做题速度同时,影响做题的正确率。

不要怕,今天我就常见的“叠罗汉”模型,给同学们总结一套思路方法,该方法迅速高效,让你享受秒杀题目的快感!

先让我们看看“叠罗汉”模型在日常练习和考试中的面貌

一、“叠罗汉”模型

纵观每道问题模型图,会发现每道题的模型都是由多个物体叠放起来的,从下到上依次拼接。这类模型在考试中是常见的,十分经典有特殊性。为了方便研究,我给其命名“叠罗汉”模型,一个叠一个,是不是很形象呢?

该类问题的处理难度在于“多”。由于是多个物体的平衡状态,按照传统的方法我们要逐一进行受力分析,并且还要时时关注每两个物体之间的相互作用关系。正所谓多则易错,传统方法不仅费时费力,还经常容易出错。

那为了让大家可以又快又好的解决这类问题,今天我教大家一招。让粗心的同学也能做完美的受力分析,有条理地秒杀该类题目。方法要领:从上到下,逐级整体

既然涉及到整体法,我们就先回忆一下整体法的应用要求与流程。

二、整体法原理

首先什么是整体法?为什么用整体法呢?

对一个复杂模型——多个物体的受力分析来说,整体法把与研究问题无关的物体看为一个整体,从而忽略与问题无关的物体间的相互作用,更有针对性与简洁性。举个例子,如下图:

如果要研究地面与物块C之间的力(弹力/摩擦力),我们完全没有必要管物块A、B之间的相互作用,也不需要知道物块B到底对物块C做了什么。那接下来怎么样可以忽视它们之间的相互作用呢?

很简单,把A、B、C看成一个整体。所谓整体,不分彼此,将A、B、C看为整体后就可以忽略其彼此间的作用了。这就是我们处理“叠罗汉”问题的思路——整体法。整体法的优点就是更具有针对性从而更简便。

最后总结一下整体法的注意事项:

三、从上至下,逐级整体

回顾常见的“叠罗汉”模型,“叠罗汉”模型完全满足整体法的使用条件。那接下来我们就以2015年广东三模考试题目为例应用一下我们方法,从上到下,逐级整体。

题目中加上桌面涉及物体多达6个,选项也几乎每个物体都有涉及,是一道非常经典的“叠罗汉”模型。由于每两个接触面间都可能存在摩擦力,因此我们要依次判别每个接触面上的摩擦力有无。一个个物体分别分析费时费力,不如试试我们的逐级整体。

按照从上至下的顺序,先研究最上面的物块a。对其单独进行分析:竖直方向上重力支持力二力平衡,不再受摩擦力作用,故物块a、b之间不存在摩擦力。如下图1。

接下来继续向下。研究物块b、c之间的摩擦力时,为了避免考虑物块a、b间的相互作用,我们将物体a,b看为整体,平衡要求物块c与其没有摩擦力作用,故物块b、c之间也不存在摩擦力。如图2。

按此思路一路向下,判断物块c与d、d与e、e与地面摩擦力情况时,先后依次将物块a、b、c;a、b、c、d;a、b、c、d、e看为整体,对整体进行受力分析。不过由于外力F作用在物块c上,进行该三次整体分析时,整体均受到水平向左的外力F,故要想平衡,物体c与d、d与e、e与桌面均需有摩擦力才可以。如图3、图4、图5示。

如此一来所有接触面间的摩擦力都分析清楚了,也不会有所缺少。综合一下,c受1个摩擦力,物体d、物体e均受两个摩擦力,本题选D选项,做题完毕。

这就是今天推荐大家解决“叠罗汉”问题的方法——从上到下,逐级整体。当我们按照这样的逻辑顺序进行整体受力分析时,一定不会漏掉或分析错某一个摩擦力。而且对于第一题第二题这种受力分析较为简单的模型来说(所有力均为水平或竖直方向),熟练掌握我的方法你甚至不需要刻意地画出受力分析图,只需要“口头分析”就可以了。试想一下当周围的同学为了一道题画出5、6幅受力分析时,你早就心中想了一下选出了正确答案,这样的快感简直爆棚。说到这里不由嘴角扬起一抹诡异弧度。

最后大家可以试着拿学会的方法攻克一下例题3,看看加上楔形物体后你还会做吗?

题目的答案及解析,关注:gzxdfyouneng公众号后台回复1202就可以看到咯

最后

希望通过这篇文章,同学们应该对受力分析,

对整体法的使用有一个更新的认识啦。

整体的简单在于观察问题的角度更加犀利,

同学们也要试着锻炼自己的小思维,

当你站在更高的高度思考问题时,

你观察到的东西会完全不一样。

轻松记,简单学,你,学会了吗?

作者:吕云飞老师

在授科目:高中物理

教育背景:华南理工大学工学学士

教学经历:新东方明星物理教师

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