利用“拟平衡态”求解动力学问题

利用“拟平衡态”求解动力学问题

作者简介:石玉松(1976.2.18—)苗族，籍贯湖南省凤凰县，2002年毕业于湖南吉首大学物理教育专业，取得理学学士学位。自2002年9月起至今在湖南凤凰县高级中学担任物理教师工作，职称中学二级。爱岗敬业，师德高尚，勇于开拓创新，努力探索素质教育的新途径，在教中研，研中改，精益求精，效果显著。

利用牛顿定律求解连接体问题时，当连接体内各物体的加速度不同即处于非平衡态时，就只能用“隔离法”而不能用“整体法”了。隔离法求解对象多、过程多、方程多、计算复杂，易出错。笔者受“非惯性系中引入惯性力就可以利用牛顿定律求解问题.”启发，对连接体内处于非平衡状态的物体引入一个“类惯性力ma”，物体就可以看成平衡态，就可利用整体法求解连接体问题了。实际上物体并不处于平衡态，故称之为“拟平衡态”。

下面以例题方式来阐述用“拟平衡态”求解动力学问题的优越性。

【例1】如图1所示，倾角θ=37° ，质量M=5kg的粗糙斜面位于水平地面上，质量m=2kg的木块置于斜面顶端，从静止开始匀加速下滑，经t=2s到达底端，运动路程L=4m,在此过程中斜面保持静止（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s

（1）地面对斜面的摩擦力大小与方向；

（2）地面对斜面的支持力大小 常规法

【解析】因两个物体的加速度不同，故不能看成整体，只能采用隔离法

（1）对物体进行受力分析如图2所示：

对木块由牛顿第二定律得

2 ），求：