ARTICLE · 1322367
高中物理必修一《受力分析之临界问题与整体/隔离法》讲解(附例题)
高中物理必修一《受力分析之临界问题与整体/隔离法》讲解(附例题)临界状态通常是指相互挤压的物体刚好要发生相对滑动或刚好要脱离接触； 连结物体的绳子刚好被拉直或被拉断的状态。对应的临界条件如下： 1. 刚好要滑动：静摩擦力达到最大值（通常按滑动摩擦力来算）。2. 刚好脱离接触面：接触面间的压力恰好为零。3. 绳子刚好拉直、无拉力：绳的拉力为零。4.绳子刚好被拉断，拉力达到绳子的承受极限。 
重力沿斜面向下的分力：Gx=Gsinα 重力垂直斜面向下的分力：Gy=Gcosα 当物体恰好要下滑时，接触面的静摩擦力达到最大：fmax=μGcosα＝Gsinα 由此可推出物体恰好下滑的临界条件：μ＝tanα。 总结：斜面倾角α越小，其正切值越小，物体越不容易滑；接触面越粗糙（μ越大），越不容易滑。这里最好把这个结论直接记住，之后很多场景下都可以直接用（比如物体在倾斜传送带上运动的问题）。 通常情况下，物体接触面间的动摩擦因数μ都会小于1。所以车辆靠动力爬坡的极限坡度也就只有45°。课本上给出的数据显示，轮胎与干燥柏油路面间的动摩擦因数只有零点七几，所以实际上车辆的动力爬坡极限只有36°左右。你平时看到的汽车特技表演中汽车冲上一个非常陡的坡，其实它依靠了车子爬坡的初速度或者说惯性。 基于这个结论，我们还可以间接证明某些材料的接触面的动摩擦因数是大于1的。请看下面的实验。 视频中乒乓球拍立起来的角度明显超过45°，说明胶皮与手机壳之间的动摩擦因数超过了1。经常打乒乓球的同学可能知道乒乓球拍的胶皮分粘性和涩性两种。从感觉上来讲，粘性胶皮的控球效果似乎更好一些，但通过实验对比发现两种胶皮的动摩擦因数没有明显差别，甚至使用一段时间之后，涩性胶皮的表现会强那么一丢丢，也就是说涩性胶皮的耐久性可能更好。球友们可以根据我的这个方法来判断胶皮的老化程度（拍子立起来的角度）决定要不要更换。 如图，用一根轻质细绳将一幅重力为10 N的画框对称悬挂在墙壁上，画框上两个挂钉间的距离为0.5 m。已知细绳能承受的最大拉力为10 N，要使细绳不会被拉断，细绳最短要多长？ 
受力分析：绳子越短，绳之间夹角越大，拉力越大；拉力达到最大值10N时，绳长最短。 
解答过程： 
适用场景：多个物体保持相对静止（一起静止/匀速/一起匀变速），不需要求物体之间的相互作用力（内力），可以把这些物体看作一个整体，进行受力分析。 优点：不用分析物体之间弹力、摩擦力，涉及到的力较少，计算速度快。 适用场景：需要求多个物体之间的作用力（内力）。 优点：可以单独对一个物体列平衡/牛顿第二定律方程，算出相互作用力。 做题套路：通常先整体 → 后隔离（绝大多数题目优先这个顺序）。 例题： 
受力分析与解答过程 
先说临界问题：
最经典的临界问题：物体怎样才能在斜面上放稳?
如图：设斜面倾角为α，物体与斜面间动摩擦因数为μ。
关于这个结论的一些拓展性思考：
关注
重播 分享 赞
额……好像有点扯远了。其实我是想说，学习科学知识，对日常生活是有实际指导意义的。读书无用论肯定是阴谋论。
OK，接下来让我们看一个“临界问题”的题目。
再来讲整体/隔离法。
1. 整体法
2. 隔离法
ENDING
本课到此结束。内容虽然比较简单，但很重要也比较实用。另外，码字整理不易。如果我的内容对您有所帮助，劳烦顺手点个免费的小赞赞，小心心，蟹蟹。
