图1
解析:物块m与木楔M在相对静止时,是一个整体;当物体从静止开始沿斜面下滑,经时间t后,m获得了速度v。此时在水平方向上,物块m获得速度
,木楔M保持静止,因此m、M组成的系统在水平方向上所受合外力不为零。以整体(m、M组成的系统)为研究对象,则物块m与木楔M之间的相互作用为内力,系统在水平方向只受地面对木楔的静摩擦力f的作用,即系统在水平方向所受合外力为
,其冲量使系统在水平方向动量发生改变
物块从木楔上由静止开始匀加速下滑有
对系统水平方向应用动量定理有
而
联立以上三式解得:
方向与
方向相同,即水平向左。
二、视运动全过程为研究对象
当所求的物理量只涉及运动的全过程而不必分析某一阶段的运动情况时,可通过整体研究运动的全过程来解决问题;特别是运用动能定理和动量定理时,只需分析运动的初态和末态,而不必去追究运动过程的细节;对于处理变力问题及难以分析运动过程和寻找规律的问题,更显出其优越性。
例2. 一个质量为m,带有电荷量为
的小物体,可在水平轨道ox上运动,O端为一与轨道垂直的固定墙。轨道处于匀强电场中,场强大小为E,方向沿ox正向,如图2所示。小物体以初速度
从
点沿轨道运动时,受到大小不变的摩擦力f作用,且
。设小物体与墙碰撞时,不损失机械能,且电量保持不变。求它在停止运动前所通过的总路程S。
图2
解析:小物体受到的电场力
大小不变,且方向始终指向墙,小物体受到的摩擦力f的方向与物体运动方向相反,由于
,不管开始时小物体是沿x轴正方向或负方向运动,小物体在多次碰撞后,最后必将停止在原点O处。以小物体运动的“全过程”为研究对象,电场力做功为正,大小为qEx。摩擦力做功为
,全过程使用动能定理得:
解得:
通过以上命题,可归纳出用“整体法”解题的一般步骤:
1. 确定物体系或全过程为研究对象;
2. 分析研究对象的物理现象及规律;
3. 运用上述物理规律定性或定量分析解题。
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