张海利

(广东省深圳市龙华高级中学,广东 深圳 518109)

牛顿第二定律是高中物理的基础和核心,是连接力和运动的“桥梁”和“纽带”。在高中力学中，研究对象通常是单个质点,在处理由多个质点组成的系统时一般采用隔离法且很复杂，如果运用质点系牛顿第二定律，则解题较为简捷。连接体是由多个质点组成的系统,运用质点系牛顿第二定律解决连接体问题时,可以将连接体看成一个整体,只需分析系统与外界的关系,避开了系统内部繁杂的相互作用,从而简洁地展现出物理量间的关系。[1]

1 斜面体问题

(1)问题情境

系统内有斜面和小滑块,小滑块在斜面上滑动,求地面对斜面的支持力和摩擦力。

(2)解题策略

将小滑块的加速度沿水平和竖直方向分解,再利用质点系牛顿第二定律对系统列方程求解。

例1：如图1所示,一质量为M的楔形木块放在水平桌面上,它的顶角为90°,两底角分别为α和β。a、b为两个位于斜面上质量均为m的小木块，楔形木块的两个直角面光滑,桌面与楔形木块之间粗糙。a、b沿两侧斜面下滑时楔形木块静止不动,求两个小木块在下滑过程中楔形木块所受水平桌面的支持力和摩擦力f。

图1

解析:对a、b和M组成的质点系进行受力分析,M保持静止不动,其加速度a0=0,a沿着倾角为α的斜面做匀加速直线运动,其加速度为a1=gsinα,同理b的加速度a2=gsinβ。取水平向右为x轴正方向,取竖直向上为y轴正方向,建立平面直角坐标系,如图2所示,将a1、a2分解到两个坐标轴上可得:a1x=a1cosα=gsinαcosα，方向向左;a1y=a1sinα=gsin2α，方向向下;a2x=a2cosβ=gsinβcosβ，方向向右;a2y=a2sinβ=gsin2β，方向向下。……