1、連接體與隔離體:兩個或兩個以上物體相連接組成的物體系統稱為連接體。如果把其中某個物體隔離出來,該物體即為隔離體。
2、外力和內力:一個物體系統受到的系統之外的作用力叫做該系統受到的外力。而系統內各物體間的相互作用力叫內力。需要強調的是牛頓第二定律方程中的力應是研究對象所受的合外力。一個力是內力還是外力要根據研究對象而定。
3、連接體問題的處理方法
①整體法:把整個連接體系統看做一個研究對象(或質點),根據整體所受的外力,運用牛頓第二定律的運動學公式列方程求解。此方法適用于系統中的各物體加速度相同、不需要求內力的情況,其優(yōu)點在于它不涉及系統內各物體之間的相互作用力。
②隔離法:把系統中某物體(或某一部分)隔離出來作為一個單獨的研究對象,對其進行受力分析、列方程求解。此方法對于系統中各部分物體的加速度相同或不相同的情況均適用。隔離法的優(yōu)點在于:它將系統內物體間相互作用的內力轉化成了某研究對象的外力,可由此求出系統內物體間的相互作用力。
例1、如圖1所示,兩個質量相同的物體A和B緊靠在一起,放在光滑的水平面上,如果它們分別受到的水平推力,而且,則A施于B的作用力大小為( )。
A.
B.
C.
D.
解析:物體A和B加速度相同,求它們之間的相互作用力,采取先整體后隔離的方法,先求出它們的共同加速度,然后再選取A或B為研究對象,求出它們之間的相互作用力。
選取A和B整體為研究對象,共同加速度為
再選取物體B為研究對象,受力分析如圖2所示,根據牛頓第二定律,得
利用求解。
此題可以一開始就用隔離法:
對于A:, ①
對于B:。 ②
聯立①②兩式解得
從原則上講,求內力可任意隔離與之相鄰的物體均可求解。但應注意盡量使過程簡潔。
例2、甲、乙兩人發(fā)生口角,甲打了乙的胸口一拳致使乙受傷,法院判決甲應支付乙醫(yī)療費。甲狡辯說:我打了乙一拳,根據牛頓第三定律知,作用力與反作用力大小相等,乙對我也有相同大小的作用力,所以乙并沒有吃虧。那么這一事件判決的依據在哪里?( )
A. 甲打乙的力大于乙對甲的作用力,判決甲付給乙醫(yī)療費
B. 甲打乙的力大小等于乙對甲的作用力,但拳頭的承受力大于胸口的承受力,所以乙受傷而甲未受傷,甲又主動打乙,故判決甲支付乙的醫(yī)療費
C. 甲打乙的力大小等于乙對甲的作用力,甲的拳和乙的胸受傷的程度不同,甲輕而乙重,故判決甲支付乙的醫(yī)療費
D. 由于是甲用拳打乙的胸口,所以甲對乙的力遠大于乙胸對甲拳的作用力,故判決甲支付乙的醫(yī)療費
解析:此題的創(chuàng)新之處在于由物理原理上升到了法院審理。甲打乙的胸口時,從物理角度看,作用力與反作用力的大小是相等的。但是從生理角度看,因為甲的拳頭與乙的胸口承受外力的限度不同,所以甲的拳頭與乙的胸口的疼痛感受和受傷情形不同。此外,從法理角度看,是甲主動出手傷人的,甲是施暴者,乙是受害人。
對A,甲打乙的力與乙對甲的反作用力,是一對作用力、反作用力,大小是相等的。故A選項錯誤。
對B,由上面的分析可知,從物理的角度,從生理的角度,從法理的角度,法院的判決是正確的。故B選項正確。
對C,甲打乙的力與乙對甲的反作用力固然大小相等,甲的拳頭與乙的胸口的受傷程度也輕重不同,但法理上的判決依據是看誰是受害人,誰是施暴者。故C選項錯誤。
對D,甲對乙的力與乙對甲的反作用力,大小相等,不可能“遠大于”。故D選項錯誤。
答案:B
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