整體法和隔離法在高中物理力學中的應用

整體法是指整個系統中的幾個物體具有共同的加速度，而將它們作為一個整體來研究的方法。整體法在力學中的研究極為廣泛，在整體受力分析時，可以將內部物體間的力視為內力，將外部物體間的力視為外力，從而達到事半功倍的效果;隔離法是指在求解系統內部的物體之間的相互作用力時，將物體系統中的某一個或幾個物體分割出來，單獨進行研究的方法。

一、平衡問題中的整體與隔離

例1如圖1所示，水平地面上的放置著一個質量為M的直角木塊，木塊上有一個質量為m的物體，物體在直角木塊上勻速下滑，木塊仍保持靜止，下列說法正確的是（

）。

A.直角木塊對地面的壓力等于（M+m）g

B.直角木塊對地面的壓力大于（M+m）g

C.地面對直角木塊有向左的摩擦力

D.地面對直角木塊沒有摩擦力

解法1：采用隔離法。先將物體隔離開，對物體進行受力分析，如圖2甲所示，因物體沿斜面勻速下滑，由平衡條件得：支持力，摩擦力再對直角木塊進行受力分析，如圖2乙所示，由牛頓第三定律得，在水平方向上，壓力F的水平分量，因此木塊相對地面沒有運動趨勢，所以地面對木塊沒有摩擦力。在豎直方向上，直角木塊受力平衡，由此可得：

解法2：采用整體法。整體在豎直方向上受到重力和支持力，物體在斜面上勻速下滑，木塊又靜止不動，所以整體處于平衡狀態，即豎直方向上地面對木塊的支持力等于物體和木塊整體的重力。在水平方向上地面對木塊有摩擦力，無論摩擦力的方向向哪，水平方向上整體都不處于平衡狀態，所以整體在水平方向上不受摩擦力，整體受力分析如圖2丙所示。

二、非平衡問題中的整體與隔離

例2如圖3所示，質量為80 kg的物體放在安裝在小車上的水平磅秤上，小車在平行于斜面的拉力F作用下沿斜面無摩擦地向上運動，現觀察到物體在磅秤上讀數為1000N。已知斜面傾角。

（1）拉力F為多少？

（2）物體對磅秤的靜摩擦力為多少？

解析：（1）選物體為研究對象，受力分析如圖4所示。將加速度a進行分解則有解得。取小車、物體、磅秤這個整體為研究對象，受力分析如圖5所示。