物理方法实验室 · 连接体
整体法与隔离法:同一根绳,两种看法
甲、乙两个木块用轻绳相连,外拉力拉着乙向右。先把它们合在一起,能很快找到共同加速度;再单独看其中一块,才会把绳的张力“显形”。本演示从“系统已经向右滑动”开始;静止时是否能够起动,还需要另给最大静摩擦力。调节条件,切换视角,看看同一根张力为什么在整体方程里不见了。
整体受力图
把甲、乙和轻绳圈成一个研究对象橙色是外力;蓝色是物体之间的内力;绿色和红色分别表示支持力、重力。
张力为什么“消失”了?
看整体时,绳对甲向右拉,绳对乙向左拉;它们是一对作用在系统内部的力,大小相等、方向相反。把两条方程相加时,+T 和 −T 正好抵消。张力没有真的消失,只是不再影响整个系统怎样加速。
容易混淆:“整体法不写张力”不等于“张力为零”。一旦问题改问绳的拉力、某个木块的受力,必须切换到隔离法。
分步走一遍
- 整体法求共同加速度
- 隔离甲,求绳的张力
- 隔离乙,回代核对
先把甲、乙和轻绳看成一个整体。张力是内部作用力,不写入整体的水平受力方程;只留下外拉力和两个木块受到的滑动摩擦力。