高中物理整体法和隔离法在平衡问题中的应用
在处理静力学问题时，首先就是研究对象的选取。
选取研究对象的基本方法有两种：
一是整体法，即以两个或两个以上的物体组成的系统为研究对象进行分析。
它适用于处理不需要或不涉及整体内各物体间的相互作用的情况。
二是隔离法，即把研究对象从整体中隔离出来进行分析。
它适用于求解整体内物体间的相互作用的问题。
在有些较复杂的物理问题中整体法和隔离法往往要交替使用。
下面通过几个例子来介绍整体法和隔离法在解平衡问题中的应用。
例1、如图1所示，质量为m=2kg的物体，置于质量为M=10kg的斜面体上，现用一平行于斜面的力F=20N推物体，使物体向上匀速运动，斜面体的倾角α
=37°，始终保持静止，求地面对斜面体的摩擦力和支持力（取）。
图1
分析：整体法有它的优点，但并非所有情况都可以用整体法，当求解物体和斜面之间的相互作用力时，就应选用隔离法（隔离物体或者隔离斜面体），因为整体法不能求出物体之间的相互作用力。
解析：（1）隔离法：先对物体m受力分析，如图2所示。
由平衡条件有
图2
垂直斜面方向：（1）
平行斜面方向：（2）
再对斜面体受力分析，如图3所示，由平衡条件有
图3
水平方向：（3）
竖直方向：（4）
结合牛顿第三定律知
（5）
联立以上各式，可得地面对斜面体的摩擦力
，方向水平向左；
地面对斜面体的支持力，方向竖直向上。
（2）整体法：因本题没有要求求出物体和斜面体之间的相互作用力，而且两个物体均处于平衡状态（尽管一个匀速运动，一个静止），故可将物体和斜面体视为整体，作为一个研究对象来研究，其受力如图4所示，由平衡条件有
图4
水平方向：（1）
竖直方向：（2）
将题给数据代入，求得
例2、如图5所示，在两块相同的竖直木板之间，有质量均为m的四块完全相同的砖，用两个同样大小的水平力压木板，使四块砖均静止不动。
求：（1）木板对第1块砖和第4块砖的摩擦力各多大？
（2）第2块砖和第3块砖之间的摩擦力？
（3）第3块砖和第4块砖之间的摩擦力？
图5
分析：同一个情景，求解的力不同，研究对象的选取可以不同，但要注意使求解的力作为外力来出现。
解析：（1）将4块砖看作整体作为研究对象，对整体进行受力分析，如图6所示，竖直方向由平衡条件可得，得到木板对第1块砖和第4块砖的摩擦力均为。
图6
（2）第1块和第2块砖看作整体隔离后进行受力分析，如图7所示，竖直方向，木板对第1块砖的摩擦力为，由平衡条件可知此二力已经达到平衡，故第3块砖对第2块砖的摩擦力为零。
图7
（3）将第4块砖单独从系统中隔离出来进行受力分析，竖直方向，由平衡条件可得，得第3块砖对第4块砖的摩擦力为，方向竖直向下。
变形：若4块砖只是右边受到水平力作用紧压在墙上静止，则各接触面间的摩擦力有何变化？
答案：从左至右，各接触面间的摩擦力大小依次为：4mg、3mg、2mg、mg。
例3、如图8所示，人重600N，木板重400N，人与木板、木板与地面间动摩擦因数都为0.2，现在人用水平力拉绳，使他与木板一起向右匀速运动，求人的脚对木板的摩擦力。
图8
解析：先整体法，取人和木板整体为研究对象，受到重力（）、地面对整体的支持力、两股绳的拉力，地面对整体的滑动摩擦力，受力分析
如图9，由平衡条件得
图9
代入数据得，。
再用隔离法，将人作为研究对象，受到重力、木板对人支持力、绳对人的拉力，木板对人脚的摩擦力，如图10，由平衡条件得，，根据牛顿第三定律可知，人脚对木板的摩擦力大小为100N，方向水平向右。
图10
例4、在粗糙的水平面上有一个三角形木块abc，在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量为和的物块且，如图11所示。
已知三角形木块和物体都是静止的。
则粗糙水平面对三角形木块有无摩擦力？
图11
解析：将三角形木块和它上面的两木块作为一个整体，由于在水平面上没有其他外力作用，所以，如果假设粗糙水平面对三角形有摩擦力，则不管摩擦力向左向右，整体都不能处于静止状态。
这显然与题给条件相矛盾，这说明假设是不成立的，即粗糙水平面对三角形木块无摩擦力。
例5、如图12所示，重为G的均匀链条两端用等长的轻绳悬挂在天花板上，绳与水平方向成30°角。
试求：
（1）绳子的拉力；
（2）链条最低点处的张力。
图12
解析：（1）用整体法对链条受力分析，受力分析如图13所示。
链条受三个非平行力作用而平衡，则这三个力必交于同一点，由平衡条件可得：绳子的张力T=G。
图13
（2）用隔离法：把链条从最低点一分两半，对左半边作受力分析如图14所示，T1为右半边链条施于左半边的力，由对称性可知T1水平，根据平衡条件：
，则最低点的张力。
图14
例6、如图15所示，A、B是质量均为m的两条形磁铁，C为木块，水平放置。
静止时，B对A的弹力为，C对B的弹力为，则（）
A.
B.
C.
D.
图15
解析：把A和B为整体进行受力分析，这个整体只受重力2mg和C对它的支持力的作用，故。
为了分析B对A的弹力，可把A隔离分析，A除受重
力mg和B对A的支持力外，还受到B对A的向下的磁场力F3作用。
由平衡条件可得：，故答案B正确。
从以上几个例子可以看出，用整体法解题时，由于相关物体之间的相互作用力成为内力，可不考虑。
在不涉及系统内力时，应优先考虑选择整体为研究对象。
在求物体间的相互作用时应采用隔离法。
大部分的情况下，要两种方法交替使用。