作用力與反作用力解題技巧

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


【問(wèn)題一】為什么應(yīng)用牛頓第二定律整體法分析連接體問(wèn)題時(shí)只考慮外力?

作用力與反作用力的大小、方向關(guān)系是大小相等、方向相反且總作用在同條直線上,兩者之間的關(guān)系與物體所處的狀態(tài)無(wú)關(guān),只要是物體間的相互作用均滿(mǎn)足這一規(guī)律。雖說(shuō)作用力反作用力與平衡力有著嚴(yán)格的區(qū)別,即作用力與反作用力的三大性質(zhì)(異體性、同時(shí)性、同質(zhì)性)是平衡力所不具備的,但一旦相互作用的兩個(gè)物體同時(shí)進(jìn)入我們的視線,作為我們研究的系統(tǒng),則作用力與反作用力就等同于一對(duì)平衡力,對(duì)系統(tǒng)的合力總是為零,對(duì)系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生加速度,故整體法處理連接體問(wèn)題時(shí)也就不必再考慮內(nèi)力了;

【問(wèn)題二】為什么說(shuō)動(dòng)能定理解題一般適用于單個(gè)物體而不太適合應(yīng)用于一個(gè)系統(tǒng)?

動(dòng)能的轉(zhuǎn)化所依賴(lài)的是功,作用力與反作用力在做功方面的關(guān)系是錯(cuò)綜復(fù)雜的,絕不是反作用力與作用力的大小方向的簡(jiǎn)單關(guān)系,即作用力與反作用力的功并不一定就是等大,一正一負(fù),總功為零。除此同學(xué)們最容易想到的情況之外,其他情況應(yīng)該說(shuō)均有可能:①一個(gè)作用力做功而另一作用力不做功。比如,我們拉著一個(gè)物體在靜止的粗糙桌面上運(yùn)動(dòng)時(shí),一對(duì)相互滑動(dòng)摩擦力的做功情況;②兩個(gè)作用力同時(shí)做正功。比如,兩個(gè)同學(xué)都穿著旱冰鞋,面對(duì)面靜止站立當(dāng)一同學(xué)推另一同學(xué)一把時(shí),兩位同學(xué)間的相互作用力的做功情況;③兩個(gè)作用力也可以同時(shí)做負(fù)功。又比如,一個(gè)物體在另一個(gè)粗糙物體表面上相對(duì)于地面相向運(yùn)動(dòng)時(shí),兩者之間的滑動(dòng)摩擦力對(duì)對(duì)方均做的是負(fù)功,起著阻礙彼此的運(yùn)動(dòng)的作用。①②③情況的存在,也就充分證明了一對(duì)作用力與反作用力對(duì)系統(tǒng)的總功不一定為零,只做總功不為零,它們也會(huì)象外力一樣會(huì)影響到系統(tǒng)的動(dòng)能。故,當(dāng)對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí),我們不但要分析外力做功,也必須同時(shí)考慮相互作用的內(nèi)力對(duì)系統(tǒng)的做功情況,從某種意義上來(lái)說(shuō),分析內(nèi)力做功可能比分析外力做功更復(fù)雜,這也就大大增加了分析與處理問(wèn)題的難度,我們也就不難從中體會(huì)出盡量不對(duì)系統(tǒng)使用動(dòng)能定理的原因了。

【問(wèn)題三】為什么動(dòng)量守恒定律的適用條件是合外力為零?

動(dòng)量的改變要依靠力的沖量。而力的沖量是力與時(shí)間的乘積,作用力與作用力在同時(shí)乘以時(shí)間后,不會(huì)改變兩者的大小方向關(guān)系,F(xiàn)1=-F2,自然有F1t=-F2t,也就是說(shuō)作用力沖量與反作用力沖量的大小方向關(guān)系與作用力與反作用的關(guān)系完全一樣,也總是等大、反向、且在同一條直線上,因而一對(duì)作用力與反作用力的總沖量一定為零。相互作用的內(nèi)力不會(huì)改變系統(tǒng)的動(dòng)量,系統(tǒng)動(dòng)量的改變只有外力才能實(shí)現(xiàn)。故,要保持系統(tǒng)動(dòng)量不變,唯有合外力為零。

由此可以看出,作用力與反作用多方面的關(guān)系,會(huì)影響著我們?cè)谥T多重大物理規(guī)律上的理解。


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