高一物理,不要答案,我需要思路,解析看不懂。题目和答案如图

如题所述

第1个回答  2018-08-13
以下解答均以一本书重mg,总重Mg基础。
我来给你解答吧,隔离法是这么回事
先假设两本书紧紧粘在一起,放在空中,也一定无法静止,多少本都一样,由此可知,物理静止的向上的全部力来源于外界,即最外两侧手所提供的摩擦力。
取左手分析,一本书重力mg,则向上平衡力摩擦力要mg,这本书记做1,但紧跟其后又要有一本书需要平衡,这本书记做2,由于1所受的向上的摩擦力可以变大,所以就会存在1提供2所需的向上平衡力。此时,手与1摩擦力为2mg, 1与2之间摩擦力mg。
同理类推,后面书越多,摩擦力之间的关系依此规律变化。那么是否从第一块到最后一块都是如此?不,因为最后一块也就是右手的第一块同样有这样的规律,前面已经提到。编号为2的书,此时已经受力平衡,那么假设有4本书,编号为1.2.3.4。那么由于整个受力对称,2已经平衡所以3同样已经受力平衡,这就是为什么2.3之间无摩擦力,此时左手提供2mg摩擦力,右手同样如此,都是总重的一半,它们共同用于平衡书的总重4mg,也就等效于最开始所提,最外边提供的力平衡了所有重力。就算书多一点,过程还是一样的,左右分别为总重一半,中间的两本书不存在摩擦力(前提,书为偶数本)
为什么要提这个?由上隔离法可知,两板子提供平衡所有重力的摩擦力,且左右两边提供向上的摩擦力完美相等,实际上这就是整体法的原理。把所有书看作总体,左右两边摩擦力分别等于mg/2。
因此,学校里直接告诉我们,用整体法求解,无论什么情况,先考虑整体左右分别受力Mg/2,再根据题目需要采用隔离法,避免走入受力分析时忽略对称,从而第一个到最后一个都按照递增的那个规则,导致分析错误。大部分老师都认为这步讲解不必要,所以导致很多学生会用整体不知为何。知其然不知其所以然。
补充:搞懂这个原理以后就可以直接放心的先用整体分析了。
如果书本数为奇数,如5个,那么两边均为2.5mg,编号1.2.3.4.5,其中1.2的重力2mg被平衡左手,4.5的重力2mg被右手平衡,还有左右各0.5mg提供3所需的摩擦力。即奇数时,中间的物体左右各受向上的摩擦力1/2mg
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