Question

高中物理问题

高中物理问题把多个物体看成一个整体，为什么不需要考虑它们之间的相互作用力即内力，而有时候涉及到能量转化的时候，却要考虑内力是否做功呢？

Answer 1

LZ您好
当2个物体呈现相对静止,进行共同运动时,分析这2个物体可以将其视为整体,进行力学或者运动学分析,甚至经常可以将系统简化为质点,或者质心,进行动量分析
但进行能量分析(对外做功,发生能量变化)时,这里就可能不能视为整体!(当且仅当机械能与势能发生可逆转化,譬如完全弹性碰撞,实现机械能守恒时可以无视内力)
最主要原因是能量是各个物质的点上的力,对路程的积累,这是一个标量,这一个过程无法当作质点处理,
最简单的例子,我们匀速走楼梯上楼,我们受到地面对我们的支撑力和地球对我们的重力,其中支撑力和我们实际运动的方向相同,但是支撑力导致了我们向上升吗?
当我们脚的皮肤和地面接触,这一过程我们皮肤表面确实存在弹性形变,弹力也向上,但弹力是我们上升的原因吗?也不是!因为我们脚离开地面的瞬间弹力就消失了
实际上正确答案是我们身体内消耗生物化学能,导致我们上楼,重力势能增加.
这就是一个典型机械能不守恒的好例子,尤其是对宏观物体而言考察能量!
但是我们上楼(没变向)时运动方向和速度没有变化,那么运动学和受力分析就没有内力什么事,把人体看作一个质点也可!
但对微观物体,分子与分子间碰撞,只要碰撞后没有发生化学反应,那么物理的层面一定动量守恒,能量也守恒!

追问

看出整体进行受力分析时，为什么不考虑内力呢

追答

好的LZ
这里如果你能把一组物体看作整体,那么代表这组物体中任选一物当作静止参考,其余所有物体将保持静止
这就是说,探讨这组物体内部物件的相对内力,就没有必要,因为他们一定受力平衡,不然不会彼此相对参考物保持静止.
譬如斜面上斜着叠放AB滑块,A在下B在上,A和B沿着斜面作变加速下滑,二者速度一致.
这就代表以A为参考系,B是静止的,B受到的力是A对它的支撑力Fn,方向垂直接触面方向;向下的重力G;B有相对A滑动的趋势,因此有摩擦力f,大小与AB间摩擦系数和Fn有关.三者受力平衡
那么我们就可以把A和B包成一个整体,当作一个物体,没有必要探讨这里G,Fn,f的关系.直接计算AB整体与斜面发生了什么:G(A+B)=m(A+B)g;Fn(A+B)=G(A+B).cosx;f=uFn

但是,假如B相对A速度不一样,有相对运动,这时就不可当整体!

Answer 2

1，看成一个整体，本意上是因为他们共同有相同的运动方向相同的速度。不是说你决定想怎么看就怎么看的。
2，内力也是要消耗能量的，所以当然要看。