高中物理中的内力和外力,加速度

2022-10-20 21:01

2022-10-21 01:52
外力和内力是否同时产生?
答案:
内力本身自己不会产生,由于有了外力,外力又使物体本身产生一些力和力矩(正应力、切应力、扭矩、弯矩等),这些力和力矩构成了内力。在高中而言,这些内力的表现形式不作要求,直接以“内力”统称。
是什么让我们可以忽略系统中的内力,而只考虑外力呢?
答案:
首先你需要明白一个概念,为什么内力产生而物体没有产生大的形变。因为内力没有大过他的许用极限,也就是说,在高中的知识范围内,内力不会使物体产生大的形变。所以内力在整体法中,应该成对出现,也就是说,内力在整体中考虑,是被平衡了的。
例如一个物体在一个箱子里受力不平衡,且合外力为F,并且物体质量为m,箱子的质量为M,那么整个物体所具有的加速度为多少?
答案:
这个问题,确实太模糊了,而且,本身这个问题就存在问题。
首先,箱子放在哪??水平面?斜面?是光滑的?还是粗糙的?
第二,物体此时一定在运动,
那么箱子和物体的接触是不是有摩擦呢?箱子本身是光滑的还是粗糙的?
希望你对前两个方面作出补充。
第三,
高中的力学问题,很单一。
先整体,从运动状态,分析整体的加速度是否存在,
从而判断整体的受力状态。
后部分,分析每个部分的受力状态,之后再结合整体的加速度。
就可以做出来。
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内力是整体内物体相互给予的,包括互相之间的摩擦力,比如支持力(压力),或两者之间用绳子(弹簧)拉住的拉力,有点等同于作用力与反作用力的意思。
把它们看做一个整体时,这些力是互相抵消的。(比如,斜面上的物体,他给斜面的压力,斜面给它支持力抵消。他给斜面摩擦力,斜面也给他摩擦力,大小是相等方向是相反的)。
实际上你也可以这么理解,你所说的一个物体何尝又不是有许多细小的部分组成的呢(如魔方由小块组成,乃至可以细小到分子)
你说的这个例子,把箱子和M看做一个整体的话,照你所说的合外力为F(就是说考虑了所有的外在力吧?),那么它们的加速度就是F/(M+m).
你可能要说了,箱子没动啊?
但你别忘了,小物体在动,还记得质心吗(和重心相类似),所以这个系统的质心是在变化的,而它变化的速度与方向就是先前我们求出的加速度方向。
大学会学到这个概念的。
看做一个整体的时候,需要有个条件,也就是他们的运动状态是一样的。比如说都静止,都以相同的速度匀速运动,再或者是初速度相同,加速度也相同。这些相同都需要经得起时间的考验。才能看做整体。换句话说,就是他们之间没有相对运动的现象或者趋势。那么所有的系统内力的合力就是0了。
你举的例子,很不好回答,但是有一点事明确的,物体的加速度为a=F/m
至于箱子的加速度,就需要知道地面的摩擦因数,以及物体和箱子之间的摩擦因数。
不管摩擦因数是多少,这都不能看做一个系统,因此,他们不具有相同的加速度。
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