连接体问题复习教学设计
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“一课一研精准教学”记录表年 级 学 科 物理 分包领导 备课时间 备课地点 物理备课组 主备人 备课主题 圆周运动中的连接体问题 一、精准讲解:圆周运动中的连接体问题,是指两个或两个以上的物体通过一定的约束绕同一转轴做圆周运动的问题。
这种问题的一般解题思路是:分别隔离物体,准确地进行受力分析,正确画出受力示意图,确定轨道平面和半径,注意约束关系。
在连接体的圆周运动问题中,角速度相同是一种常见的约束关系。
常见实例如下: 情景示例 情景图示情景说明情景1两小球固定在轻杆M 、N 两点上,随杆一起绕杆的端点O 做圆周运动。
注意:计算杆OM 段的拉力时,应以M 点的小球为研究对象,而不能以M 、N 两点的小球整体为研究对象。
情景2A 、B 两物块用细绳相连沿半径方向放在转盘上,随转盘一起转动,当转盘转速逐渐增大时,物块B 先达到其最大静摩擦力,转速再增加,则A 、B 间绳子开始有拉力,当A 受到的静摩擦力达到其最大值后两物块开始滑动(设A 、B 两物块与转盘间的动摩擦因数相等)情景3A 、B 两物块叠放在一起随转盘一起转动,当求转盘对物体B 的摩擦力时,取A 、B 整体为研究对象比较简单;当研究A 、B 谁先发生离心运动时,注意比较两接触面间的动摩擦因数大小情景4A 、B 两小球用轻线相连穿在光滑轻杆上随杆绕转轴O 在水平面内做圆周运动时,两球所受向心力大小相等,角速度相同,圆周运动的轨道半径与小球质量成反比。
例一:如图所示,轻杆长3L ,在杆两端分别固定质量为m 的球A 和质量为2m 的球B ,光滑水平转轴穿过杆上距球A 为L 处的O 点,外界给系统一定能量后,杆和球在竖直平面内转动,球A 运动到最高点时,杆对球A 恰好无作用力。
忽略空气阻力,重力加速度为g ,则球A 在最高点时(D )A .球A 的速度为零B .水平转轴对杆的作用力大小为4mg ,方向竖直向上C .水平转轴对杆的作用力大小为3mg ,方向竖直向上D .水平转轴对杆的作用力大小为6mg ,方向竖直向上 例二:如图所示,两个可视为质点的、相同的木块A 和B 放在转盘上,两者用长为L 的细绳连接,木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的K 倍,A 放在距离转轴L 处,整个装置能绕通过转盘中心的转轴O 1O 2转动(重力加速度为g )。
牛顿运动定律的应用(专题连接体问题)教学目标(1)知道连结体问题;(2)理解整体法和隔离法在动力学中的应用;(3)初步掌握连结体问题的求解思路和解题方法。
教学重点:连结体问题。
教学难点:连结体问题的解题思路。
教学过程:连结体问题在研究力和运动的关系时,经常会涉及到相互联系的物体之间的相互作用,这类问题为“连结体问题”。
连结体一般是指由两个或两个以上有一定联系的物体构成的系统。
1、外力和内力;如果以物体系为研究对象,受到系统之外的作用力,这些力是系统受到的力,而系统内各物体间的相互作用力为。
对系统应用牛顿第二定律列方程不考虑力。
如果把物体隔离出来作为研究对象,则这些内力将转换为隔离体的力。
2、解连接体问题的基本方法:整体法与隔离法当物体间相对静止,具有共同的对地加速度时,就可以把它们作为一个整体,通过对整体画受力分析图,列出整体的牛顿第二定律方程。
当需要计算物体之间(或一个物体各部分之间)的相互作用力时,就必须把物体(或一个物体的一个部分)隔离出来,画出隔离体的受力图,列出牛顿第二定律方程。
3.整体法与隔离法是相对统一,相辅相成的。
如果这两种方法交叉使用,则处理问题就更加方便。
对连接体解题原则:能整体不隔离,一般先整体后隔离或先隔离后整体。
如当系统中各物体有相同的加速度,求系统中某两物体间的相互作用力时,往往是先用整体法求出加速度,再用隔离法求作用力。
题型一.先整体后隔离。
【例1】如上图所示,质量分别为m1、m2的两个物块放在光滑的水平面上,中间用细绳相连,在F拉力的作用下一起向右做匀加速运动,求中间细绳的拉力为多大?【例2】如图所示,质量分别为m 1、m 2F拉力的作用下一起向上做匀加速运动,求中间细绳的拉力为多大?结论拓展【1】如图所示,质量分别为m 1、m 2的两个物块放在摩擦因数为μ的水平面上,中间用细绳相连,在F 拉力的作用下一起向右做匀加速运动,求中间细绳的拉力为多大?【2】如图所示,质量分别为m 1、m 2的两个物块放在固定地面上的倾角为θ的光滑斜面上,中间用细绳相连,在F 细绳的拉力为多大?【3】如图所示,质量分别为m 1、m 2斜面的摩擦因数为μ,中间用细绳相连,在F 速运动,求中间细绳的拉力为多大? 【4】如图所示,质量都为m 12)【5】如图所示,质量分别为m 1、m 2连,在F 1、F 2(12F F >)拉力的共同作用下一起向右做匀加速运动,求中间细绳的拉力为多大?【例3右做匀加速运动(空气阻力不计)时,则稳定时下列各图中正确的是( ) 题型二.先隔离后整体【例4】如图所示,质量为m 的物块放在倾角为?的斜面上,斜面体的质量为M ,斜面与物块无摩擦,地面光滑,现对斜面施加一个水平推力F ,要使物块相对斜面静止,力F 应多大?接上题,若斜面与地面间的动摩擦因数为μ,其他条件不变,要使物块相对斜面静止,力F 应多大?拓展1.如图所示,粗糙斜面上放一个物体A ,当用水平力F 推动斜面使物体A 与斜面保持相对静止一同做匀加速直线运动时,以下说法正确的是:A .物A 总要受静摩擦力的作用;B .物A 受静摩擦力方向沿斜面向上;C .物A 受静摩擦力方向沿斜面向下;D .物A 受静摩擦力大小和方向与力F 大小有关拓展2.如图所示,光滑的地面上有一斜面体,质量为M ,倾角为θ,其斜面部分是粗糙的动摩擦因数为μ(μ<tan θ),在斜面上放有一质量为m 的物块。
人教版物理必修第一册第4章运动和力的关系连接体问题、临界问题、动力学图像问题教学设计目录一、学习任务二、新知探究探究一:动力学中的连接体问题探究二:动力学中的临界问题探究三:动力学中的图像问题三、素养提升第4章运动和力的关系连接体问题、临界问题、动力学图像问题教学设计一、学习任务1.学会处理动力学中的连接体问题。
2.学会处理动力学中的临界问题。
3.学会处理动力学中的图像问题。
二、新知探究探究一:动力学中的连接体问题1.连接体两个或两个以上相互作用的物体组成的具有相同加速度的整体叫连接体。
如几个物体叠放在一起,或并排挤放在一起,或用绳子、细杆等连在一起。
2.处理连接体问题的方法(1)整体法:把多个物体组成的系统作为一个研究对象来分析的方法。
不必考虑系统内力的影响,只考虑系统受到的外力。
(2)隔离法:把系统中的各个部分(或某一部分)隔离,作为一个单独的研究对象来分析的方法。
此时系统的内力就有可能成为该研究对象的外力,在分析时要特别注意。
3.整体法与隔离法的选用(1)求解各部分加速度都相同的连接体问题时,要优先考虑整体法;如果还需要求物体之间的作用力,再用隔离法。
(2)求解连接体问题时,随着研究对象的转换,往往两种方法交叉运用.一般的思路是先用其中一种方法求加速度,再用另一种方法求物体间的作用力或系统所受合力(3)无论运用整体法还是隔离法,解题的关键还是在于对研究对象进行正确的受力分析。
探究二:动力学中的临界问题1.题型概述在动力学问题中出现某种物理现象(或物理状态)刚好要发生或刚好不发生的转折状态即临界问题。
问题中出现“最大”“最小”“刚好”“恰能”等关键词语,一般都会涉及临界问题,隐含相应的临界条件。
2.临界问题的常见类型及临界条件(1)接触与分离的临界条件:两物体相接触(或分离)的临界条件是弹力为零且分离瞬间的加速度、速度分别相等。
(2)相对静止与相对滑动的临界条件:静摩擦力达到最大静摩擦力。
(3)绳子断裂与松弛的临界条件:绳子断与不断的临界条件是实际张力等于它所能承受的最大张力;绳子松弛的临界条件是绳上的张力恰好为零。
连接体平衡问题(1)班级__________ 座号_____ 姓名__________ 分数__________一、知识清单1.平衡问题中的整体法和隔离法:(1)整体法:解决物体的平衡问题时,应先对物体进行受力分析,当分析相互作用的两个或两个以上物体的受力情况及分析外力对系统的作用时,或者当系统内各物体具有相同大小的加速度或相同的运动状态且不需要考虑系统内物体间的相互作用力时,宜用整体法;(2)隔离法:而在分析系统内各物体(或一个物体各部分)间的相互作用时或者当系统内各部分的加速度大小、运动状态不同时常用隔离法。
运用隔离法选择研究对象分析物体受力时,应按照由易到难的原则。
整体法和隔离法不是独立的,对一些较复杂问题,通常需要多次选取研究对象,交替使用整体法和隔离法。
2.轻杆连接体问题3.轻环穿杆问题二、例题精讲4. 如图1所示,甲、乙两个小球的质量均为m ,两球间用细线连接,甲球用细线悬挂在天花板上。
现分别用力F 水平向左、2F 向右拉两球,平衡时细线都被拉紧。
则平衡时两球的可能位置是下面的( )5. 如图1所示,一固定的细直杆与水平面的夹角为α=15°,一个质量忽略不计的小轻环C 套在直杆上,一根轻质细线的两端分别固定于直杆上的A 、B 两点,细线依次穿过小环甲、小轻环C 和小环乙,且小环甲和小环乙分居在小轻环C 的两侧.调节A 、B 间细线的长度,当系统处于静止状态时β=45°.不计一切摩擦.设小环甲的质量为m 1,小环乙的质量为m 2,则m 1∶m 2等于( ) A.tan 15° B.tan 30° C.tan 60°D.tan 75°6. 如图1所示,两个轻环a 和b 套在位于竖直面内的一段固定圆弧上:一细线穿过两轻环,其两端各系一质量为m 的小球.在a 和b 之间的细线上悬挂一小物块.平衡时,a 、b 间的距离恰好等于圆弧的半径.不计所有摩擦.小物块的质量为( )A.m 2B.32m C . m D .2m8.轻质弹簧A 的两端分别连在质量为m 1和m 2的小球上,两球均可视为质点。
连接体问题1、加速度相等型班级__________ 座号_____ 姓名__________ 分数__________一、知识清单1.应用整体法与隔离法处理连接体问题(1)连接体问题的类型物物连接体、轻杆连接体、弹簧连接体、轻绳连接体.(2)整体法的选取原则若连接体内各物体具有相同的加速度,且不需要求物体之间的作用力,可以把它们看成一个整体,分析整体受到的合外力,应用牛顿第二定律求出加速度(或其他未知量).(3)隔离法的选取原则若连接体内各物体的加速度不相同,或者要求出系统内各物体之间的作用力时,就需要把物体从系统中隔离出来,应用牛顿第二定律列方程求解.(4)整体法、隔离法的交替运用若连接体内各物体具有相同的加速度,且要求出物体之间的作用力时,一般采用“先整体求加速度,后隔离求内力”.2.连接体问题(1)轻绳相连加速度相同的连接体3.连接体问题(3)板块连接体问题4.连接体问题(2)轻杆、箱子连接体5. 连接体问题(4)轻绳绕滑轮加速度问题二、例题精讲6.如图所示,质量不等的木块A 和B 的质量分别为m 1和m 2,置于水平面上,A 、B 与水平面间动摩擦因数相同。
当水平力F 作用于左端A 上,两物体一起作匀加速运动时,A 、B 间作用力大小为F 1。
当水平力F 作用于右端B 上,两物体一起作匀加速运动时,A 、B 间作用力大小为F 2,则( )A .在两次作用过程中,物体的加速度的大小相等B .在两次作用过程中,F 1+F 2<FC .在两次作用过程中,F 1+F 2>FD .在两次作用过程中,F 1F 2=m 1m 27. 如图所示,50个大小相同、质量均为m 的小物块,在平行于斜面向上的恒力F 作用下一起沿斜面向上运动.已知斜面足够长,倾角为30°,各物块与斜面的动摩擦因数相同,重力加速度为g ,则第3个小物块对第2个小物块的作用力大小为( ) A .125F B.2425F C .24mg +F2 D .因为动摩擦因数未知,所以不能确8. 如图所示,两个质量分别为m 1=2kg 、m 2=3kg 的物体置于光滑的水平面上,中间用轻质弹簧秤连接。
连接体问题――― 牛顿第二定律的应用【学习目标】1.知道什么是连接体与隔离体。
2.知道什么是内力和外力。
3.学会连接体问题的分析方法,并用来解决简单问题。
【知识链接】“连接体运动”是在生活和生产中常见的现象,也是运用牛顿运动定律解答的一种重要题型。
一、连接体与隔离体两个或两个以上物体相连接组成的物体系统,称为 。
如果把其中某个物体隔离出来,该物体即为 。
二、外力和内力如果以物体系为研究对象,受到系统之外的作用力,这些力是系统受到的 力,而系统内各物体间的相互作用力为 。
应用牛顿第二定律列方程不考虑 力。
如果把物体隔离出来作为研究对象,则这些内力将转换为隔离体的 力。
三、连接体问题的求解方法1.整体法:连接体中的各物体如果 ,求加速度时可以把连接体作为一个整体。
运用 列方程求解。
2.隔离法:如果要求连接体间的相互作用力,必须隔离其中一个物体,对该物体应用 求解,此法称为隔离法。
3.整体法与隔离法是相对统一,相辅相成的。
本来单用隔离法就可以解决的连接体问题,但如果这两种方法交叉使用,则处理问题就更加方便。
如当系统中各物体有相同的加速度,求系统中某两物体间的相互作用力时,往往是先用 法求出 ,再用 法求 。
【典型例题】在“连接体运动”的问题中,比较常见的连接方式....有下面几种? ①两个物体通过“摩擦力”连接在一起。
例一、如右图物体A 、B 同时受F 1=4N 、F 2=5N 作用而处于静止状态,求地面对B 的摩擦力大小和方向隔离法: 整体法:练习1、物体A 、B 同时受F 1=4N 、F 2=3N 作用而处于静止状态,求地面对B 的摩擦力大小和方向B A F 2 A B练习2、如图将质量为m 的物体放在粗糙斜面上,物体和斜面均处于静止状态。
已知斜面的质量为M ,倾角为 ,求地面对斜面的支持力和摩擦力。
3、练习2拓展若物体在斜面上匀速下滑,而斜面仍然静止不动。
求地面对斜面的支持力和摩擦力。
练习4、光滑水平面上,放一倾角为θ的光滑斜木块,质量为m 的光滑物体放在斜面上,如图所示,现对斜面施加力F.则:(1)若使M 静止不动,F 应为多大?(2)若使M 与m 保持相对静止,F 应为多大?练习5、质量为M 的木板可沿倾角为θ的光滑斜面下滑,木板上站着一个质量为m 的人,问(1)为了保持木板与斜面相对静止,计算人运动的加速度?(2)为了保持人与斜面相对静止,木板运动的加速度是多少?②两个物体通互相接触推压连接在一起,它们间的相互作用力是“弹力”。
高三物理一轮复习学案连接体问题、系统牛二定律一、学习目标1.能熟练应用整体法和隔离法处理连接体问题2.知道系统牛顿第二定律的内容,并能解决简单问题预习指导参阅《全程复习方略》及教材三、知识体系系统牛顿第二定律1.两个或两个以上的物体组成的连接体,它们之间的连接纽带是加速度。
2.当物体间的加速度不相等(运动状态不一致时,)应采用隔离法分别处理。
3.对于多个物体组成的系统,也可采用系统牛顿第二定律,其表达式为+++=332211a m a m a m F 合 或 +++=x x x x a m a m a m F 332211+++=y y y y a m a m a m F 332211应用系统的牛顿第二定律解题时将使得系统内物体间的相互作用力变成内力,因而可以减少不必求解的物理量的个数,导致所列方程数减少,从而达到简化求解的目的,并能给人以一种赏心悦目的感觉,现通过实例分析与求解,说明系统的牛顿第二定律的具体应用,并力图帮助大家领略到应用系统的牛顿第二定律求解的优势。
整体法和隔离法1.两个或两个以上的物体组成的连接体,它们之间的连接纽带是加速度。
目前只限于讨论具有相同加速度的简单连接体问题。
2. 分析连接体问题的基本方法:整体法和隔离法.在连接体内各物体具有相同的加速度,应先把连接体当成一个整体,利用牛顿第二定律求解加速度,再把各物体隔离开来求解物体间的相互作用力。
(先整体求加速度后隔离求物体间相互作用力)(1)整体法:把整个系统作为一个研究对象来分析的方法,不必考虑系统内力的影响,只考虑系统受到的外力.当所求问题不涉及相互作用力时,可选整体为研究对象. (2)隔离法:把系统中的各个部分(或某一部分)隔离,作为一个单独的研究对象来分析的方法.此时系统的内力就有可能成为该研究对象的外力.当求物体间的相互作用力时,必须用隔离法.四、例题解析例 1:如下图所示,轻质光滑滑轮两侧用细绳连着两个物体A 和B ,物体B 放在水平地面上,A 、B 均静止。
牛顿运动定律综合应用—连接体问题》教学设计江苏省如东高级中学沈蔡林学习目标:1.了解连接体情景的特点;2.熟练运用隔离法和整体法解决一般的连接体问题;3.通过专题训练、培养学生审题能力及分析问题、解决问题的能力.学习重点:处理连接体问题的思路、方法和策略学习难点:连接体中临界问题的处理方法方案设计:本节是高三一轮复习课,整体法和隔离法,历来是高考命题的热点,近几年江苏高考都有体现.上课班级学生基础很好,但对整体法和隔离法缺乏针对性训练,更缺少理性的思考和总结.因此课堂设计本着“先生后师”、“先学后教” 教学思想,循序渐进,设置成四个教学环节:情景回顾、思路探究、方法感悟、拓展应用.第一个教学环节是连接体情景回顾,通过对常见连接体情景的回顾,帮助同学们了解连接体情景的特点和分类.为第二环节连接体问题的处理方法提供基础.第二个教学环节是连接体思路探究,在导学案中设置了三个情景,第一个情景是加速度相同的连接体;第二情景是一个物体有加速度另一个物体处于平衡状态(这是加速度不同的连接体的一种特例);第三个情景是加速度不同的连接体.利用导学案引导学生进行自主探究,启发学生的思维.让学生在课前对三个情景进行分析,探究整体法和隔离法在这三种情景中的应用,体现“先生后师” 、“先学后教” 教学思想.在课堂上请几个同学上台展示自已的解法,在此基础上请同学们归纳连接体问题的处理思想,把学生真正地融入到教学中来,发挥学生的主体地位,从而来落实过程与方法、情感态度与价值观的要求.在第三个环节连接体分析方法感悟中,主要体现“感悟”,分为三个层次:一是对第二个环节总结的处理思想的感悟,二是设置三个易错情景,并展示同学们的易错点(错误解法),请同学们当一回老师,改正错误,让学生在改正其他同学的错误解法的过程中感悟对象的合理选择和注意点,并请同学们及时做出小结.这体现“互学互助”的教学理念,在一定程度上能调动学生们的积极性,激发同学们的学习兴趣.另外,在学生感悟到整体与隔离的一般选择依据之后,及时进行变题,变化成一个对象选择符合整体法思想应用的情景,但是真正使用整体法却有无法逾越的障碍,通过展示部分同学巧妙运用隔离法解答过程之后,让学生体会到方法不是固定的,得注意应用的策略,再次让学生“感悟” 应用的灵活性.第四个环节“连接体的拓展应用”中,主要体现“拓展”,设置两个临界情景,让学生体验连接体问题解决思想在临界问题中的应用,第二个情景是2013 年江苏高考试题,让学生对高考试题来个亲密接触,感受“连接体问题处理方法” 的重要性.教学过程:引入:整体法和隔离法,历来是高考命题的热点,近几年江苏高考都有体现,本节课复习牛顿第二定律中连接体问题.、连结体情景回顾□——□s连接体一般是指由两个或两个以上物体构成的系统.1.按连接方式分类有:通过轻绳(轻弹簧)连接,通过轻杆连接,通过接触连接*o—F*2 •各物体按加速度关系分类有:对连接体分析一般从运动状态角度分为加速度相同的连接体和加速度不同的连接体两类.二、连接体思路探究(加速度和受力情况)同学们课前就两个情景自己研究了连接体问题的处理方法,下面提供一个机会,请你给同学们展示展示.情景1.倾角为9的静止的斜面上,相同材料的物块A和B用轻绳连接,质量分别为m和m,在B上施加恒力F,使两物块沿斜起作匀加速直线运动,求绳中张力.情景2.如右图所示一只质量为m的猫,抓住用绳吊在天花板上的质量为M 的垂直杆子•当悬绳突然断裂时,小猫急速沿杆竖直向上爬,以T 保持它离地面的高度不变•则杆下降的加速度为大?情景3 .倾角9 =37°的光滑斜面固定在地面上,质量m=3kg的物块A和m=2kg的木板B叠放在斜面上,A与B间的动摩擦因数卩=0.5 .从静止开始,A沿B表面向下运动,B在F=30N平行于斜面的力作用下,沿斜面向上做加速运动.已知sin37 ° =0.6,cos37 °=0.8,取g=10m/s,则此时物块A、木板B 的加速度分别是多少?、方法感悟由学生对刚才的举例进行方法总结并进行简单应用1 •加速度相同的连接体方法一: ______________方法二: ______________2•加速度不同的连接体方法一: ______________ 方法二: ______________整体法和隔离法应用过程有一些常见的错误,请同学们当一回老师,分析 分析错在哪里?易错情景2.如图所示,两个质量相等的小球 A 和B 分别固定在一根,轻 杆的中点及端点,当杆在光滑的水平面上绕 0点匀速转动时,求杆的0A 段及 AB 段对球的拉力之比.易错情景1 •物体M 放在光滑水平桌面上,桌面一端附有轻质光滑定滑轮,对M 有:a .:某同学解法:I 1! ::设杆长为21,小球的角速度为3I II II II '! F oA=ml 32! ;I IF AB = m 21 3易错情景3.如图所示,质量为M倾角为a的楔形物A放在水平地面上, 质量为m 的B物体在楔形物的光滑斜面上运动,A物体保持静止•则地面受到的压力多大?:某同学解法:I i•I:对整体有:1II II II I:N= ( M + m) g1I整体与隔离选择原则:一般原则:我的原则是:简单化原则,灵活运动变式.如上题,若AB接触面粗糙,B在斜面上加速下滑,(以下讨论,斜面体均保持静止不动).⑴试分析斜面体受到地面静摩擦力方向.⑵当m再受一个沿斜面向上的恒力F,物体仍在斜面上下滑时,试分析斜面体受到地面静摩擦力方向.四、拓展应用1 •如图所示,在劲度系数为k的弹簧下端挂一质量为m的物体,物体下有一托盘,用托盘托着物体使弹簧恰好处于原长,然后使托盘以加速度a竖直向下做匀加速直线运动(avg),试求托盘向下运动多长时间能与物体脱离?小结临界条件: _____________________________2.(2013江苏高考题)如图所示,将小砝码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,砝码的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验.若砝码和纸板的质量分别为和m2,各接触面间的动摩擦因数均为.重力加速度为g.(1)当纸板相对砝码运动时,求纸板所受摩擦力的大小;(2)要使纸板相对砝码运动,求所需拉力的大小;(3)本实验中,m1=0. 5kg ,m2=0.1kg,=0.2,砝码与纸板左端的距离d=0. 1m,取g=10m/€.若砝码移动的距离超过l =0.002m,人眼就能感知. 为确保实验成功,纸板所需的拉力至少多大?小结:第三问分别研究砝码和纸板的运动,口诀是:各账各算找联系,体现了对象隔离分析的思想,对砝码的两个运动过程单独研究,体现了过程隔离的思想.课堂小结:通过学习知道隔离法与整体法,不是相互对立的,一般问题的求解中,随着研究对象的转化,往往两种方法交叉运用,相辅相成.所以,两种方法的取舍,并无绝对的界限,必须具体分析,灵活运用•无论哪种方法均以尽可能避免或减少非待求量(即中间未知量的出现,如非待求的力,非待求的中间状态或过程等)的出现为原则.。
考点三连接体问题基础点知识点1连接体1.定义:多个相互关联的物体连接(叠放、并排或由绳子、细杆联系)在一起构成的物体系统称为连接体。
连接体一般具有相同的运动情况(速度、加速度)。
如下图所示:2.处理连接体问题的方法:整体法与隔离法,要么先整体后隔离,要么先隔离后整体。
(1)整体法是指系统内(即连接体内)物体间无相对运动时(具有相同加速度),可以把连接体内所有物体组成的系统作为整体考虑,分析其受力情况,对整体列方程求解的方法。
整体法可以求系统的加速度或外界对系统的作用力。
(2)隔离法是指当我们所研究的问题涉及多个物体组成的系统时,需要求连接体内各部分间的相互作用力,从研究方便出发,把某个物体从系统中隔离出来,作为研究对象,分析其受力情况,再列方程求解的方法。
隔离法适合求系统内各物体间的相互作用力或各个物体的加速度。
3.整体法、隔离法的选取原则(1)整体法的选取原则若连接体内各物体具有相同的加速度,且不需要求物体之间的作用力,可以把它们看成一个整体,分析整体受到的合外力,应用牛顿第二定律求出加速度(或其他未知量)。
(2)隔离法的选取原则若连接体内各物体的加速度不相同,或者要求出系统内各物体之间的作用力时,就需要把物体从系统中隔离出来,应用牛顿第二定律列方程求解。
(3)整体法、隔离法的交替运用若连接体内各物体具有相同的加速度,且要求出物体之间的作用力时,可以先用整体法求出加速度,然后再用隔离法选取合适的研究对象,应用牛顿第二定律求作用力。
即“先整体求加速度,后隔离求内力”。
知识点2临界与极值1.临界问题物体由某种物理状态转变为另一种物理状态时,所要经历的一种特殊的转折状态,称为临界状态。
这种从一种状态变成另一种状态的分界点就是临界点,此时的条件就是临界条件。
在应用牛顿运动定律解决动力学的问题中,当物体的加速度不同时,物体有可能处于不同的状态,特别是题目中出现“最大”“最小”“刚好”“恰好出现”或“恰好不出现”等词语时,常常会涉及临界问题。
莘县职业中专高中部教学案一体高一物理 G113第19周第4课时总第71课时年1月6日学习内容教学补充物体间的相互作用力;求解“外力”问题,需先分析连接体中的一个物体,确定系统的加速度,再对整体运用牛顿第二定律,即可求出“外力”。
[例1]光滑水平面放有二木块,质量分别为M和m,紧靠在一起,且M>m,当用水平力F向右推M时,M与m间相互作用力为N1,当用水平力F水平向左推m时,它们之间相互作用力为N2,以下说法正确的是:(A) N1>N2(B) N1<N2(C) N1=N2(D) 无法确定分析:图1中,M与m均处于静止,M对m的压力N等于F,有人会认为力F经物体M传递给m,其实M对m的作用力为弹力,仅在数值上恰好等于M受到的水平外力F.图2中M与m的共同加速度a=mMF+,则m受到的压力N1=ma=mMm+F图3中,M与m的共同加速度a=mMF+,则m受到的压力N2=Ma=mMM+F,比较以上分析,会得到以下结果:N2>N1,选项(B)正确,且N1、N2均不等于F.认为在加速系统中.一个力经一个物体会传递给另一个物体的认识是错误的.第2页学习内容教学补充[例2]火车每节车厢质量均为m ,共40节,总牵引力为F ,(火车受到阻力不计), 求:(1)第30节车厢对第31节车厢的拉力(2)第31节车厢受到的合外力二、用正交分解法分析动力学问题 物体受多个力作用时,可利用正交分解法将物体受到的各个力分解到互相正交的两坐标上,再分别应用牛顿第二定律分析. [例3]光滑斜面倾角θ=30°,斜面上放有质量m =1kg 的物体,物体用劲度系数K =500N/m 的弹簧与斜面连接,如图所示,当斜面以a =3m/s 2的加速度匀加速向右运动时,m 与斜面相对静止,求弹簧的伸长?分析:火车加速度a =m F40(1)后10节车厢质量为10m ,所以第31节车厢受到的拉力F 31=10m ×a =10ma =F/4(2)第31节车厢受到的合外力与每节车厢受到的合外力都相同:∑F 31=ma =F/40.分析:对m 进行受力分析 水平方向:设弹力为F Fcos θ-Nsin θ=ma (1) 竖直方向:Fsin θ+Ncos θ-mg =0 (2) 由(1)、(2)式可得F =3030sin 30cos 30tg ma mgtg ++=6.5N 所以,弹簧伸长x =F/K =5005.6m =1.3×10-2米第 3 页θθθ学习内容 教学补充【练习】如图5所示,拉力F 作用在重为G 的物体上,使它沿水平地面匀速前进,若物体与地面的动摩擦因素为μ,当拉力最小时和地面的夹角θ为多大?解析:选取物体为研究对象,它受到重力G 、拉力F 、支持力N 和滑动摩擦力f 的作用,根据平衡条件有:0cos =-N F μθ0sin =-+G N F θ解得:θμθμsin cos +=G F 设μφ=tan ,则211cos μφ+=,代入上式可得:当φθ=时,1)cos(=-φθ,此时F 取最小值。
连接体问题――― 牛二律应用的复习课
【复习目标】 1.知道什么是连接体与隔离体。
2.知道什么是内力和外力。
3.学会连接体问题的分析方法,并用来解决简单问题。
学案
【典型例题】
例题1.如图,用力F 拉A 、B 、C 三个物体在光滑水平面上运动,现在中间的B 物体上加一个小物体,它和中间的物体一起运动,且原拉力F 不变,那么加上物体以后,两段绳中的拉力F a 和F b 的变化情况是( ) A.T a 增大 B.T b 增大 C.T a 变小 D.T b 不变
【知识链接】 一、连接体与隔离体
两个或两个以上物体相连接组成的物体系统,称为 。
如果把其中某个物体
隔离出来,该物体即为 。
二、外力和内力 如果以物体系为研究对象,受到系统之外的作用力,这些力是系统受到的 力,而系统内各物体间的相互作用力为 。
应用牛顿第二定律列方程不考虑 力。
如果把物体隔离出来作为研究对象,则这些内力将转换为隔离体的 力。
三、连接体问题的分析方法 1.整体法:连接体中的各物体如果 ,求加速度时可以把连接体作为一
个整体。
运用 列方程求解。
2.隔离法:如果要求连接体间的相互作用力,必须隔离其中一个物体,对该物体应用 求解,此法称为隔离法。
3.整体法与隔离法是相对统一,相辅相成的。
本来单用隔离法就可以解决的连接体问题,但如果这两种方法交叉使用,则处理问题就更加方便。
如当系统中各物体有相同的加速度,求系统中某两物体间的相互作用力时,往往是先用 法求出 ,再用 法求 。
【典型例题】
例2.两个物体A 和B ,质量分别为m 1和m 2,互相接触放在光滑水平面上,如图所示,对
物体A 施以水平的推力F ,则物体A 对物体
B 的作用力等于( ) A.F m m m 211+ B.F m m m 2
12
+ C.F
D.
F m
2
1
扩展:1.若m 1与m 2与水平面间有摩擦力且摩擦因数均为μ则对B 作用力等于。
2.如图所示,倾角为α的斜面上放两物体
m 1和m 2,用与斜面 平行的力F 推m 1,使两物加速上滑,不管斜面是否光滑,两物体 之间的作用力总为 。
【能力训练】
1.如图A 、B 、C 为三个完全相同的物体,当水平力F 作用 于B 上,三物体可一起匀速运动。
撤去力F 后,三物体仍 可一起向前运动,设此时A 、B 间作用力为f 1,B 、C 间作 用力为f 2,则f 1和f 2的大小为( )
A.f 1=f 2=0
B.f 1=0,f 2=F
C.f 1=
3F ,f 2=F 3
2
D.f 1=F ,f 2=0 2.如图所示,质量分别为M 、m 的滑块A 、B 叠放在固定的、 倾角为θ的斜面上,A 与斜面间、A 与B 之间的动摩擦因数 分别为μ1,μ2,当A 、B 从静止开始以相同的加速度下滑时,
a
B 受到摩擦力( )
A.等于零
B.方向平行于斜面向上
C.大小为μ1mgcos θ
D.大小为μ2mgcos θ 3.如图所示,质量分别为m 和2m 的两物体A 、B 叠放在一起,放在光滑的水平地面上,已知A 、B 间的最大摩擦力为A 物体重力的μ倍,若用水平力分别作用在A 或B 上,使A 、B 保持相对静止做加速运动,则作用于A 、B 上的最大拉力F A 与F B 之比为多少?
4.如图所示,在前进的车厢的竖直后壁上放一个物体,物体与壁间 的静摩擦因数μ=0.8,要使物体不致下滑,车厢至少应以多大的 加速度前进?(g =10m/s 2)
5.如图所示,箱子的质量M =5.0kg ,与水平地面的动摩擦因 数μ=0.22。
在箱子顶板处系一细线,悬挂一个质量m =1.0kg 的小球,箱子受到水平恒力F 的作用,使小球的悬线偏离竖直 方向θ=30°角,则F 应为多少?(g =10m/s 2)
6.如图所示,质量为80kg 的物体放在安装在小车上的水平磅称上,小车沿斜面无摩擦地向下运动,现观察到物体在磅秤上读数只有600N ,则斜面的倾角θ为多少?物体对磅秤的静摩擦力为多少?
7.如图所示,一根轻弹簧上端固定,下端挂一质量为m o 的平盘,盘中有一物体,质量为m ,当盘静止时,弹簧的长度比自然长度伸长了L 。
今向下拉盘使弹簧再伸长△L 后停止,然后松手放开,设弹簧总处在弹性限度以内,刚刚松开手时盘对物体的支持力等于多少?
【典型例题】
例题3.如图光滑水平面上物块A 和B 以轻弹簧相连接。
在水平拉力F 作用下以加速度a 作直线运动,设A 和B 的质量分别为m A 和m B ,当突然撤去外力 F 时,A 和B 的加速度分别为( ) A.0、0
B.a 、0
C.
B A A m m a m +、B A A m m a
m +-
D.a 、a m m B
A
-
例题4.如图所示,质量为M 的框架放在水平地面上,一轻弹簧上端固定在框架上,下端固定一个质量为m 的小球。
小球上下振动时,框架始终 没有跳起,当框架对地面压力为零瞬间,小球的加 速度大小为( ) A.g B.
g m m M - C.0 D.g m
m
M + 例题5.
的薄板,将薄板上放一重物,并用手将重物往下压,然后突 然将手撤去,重物即被弹射出去,则在弹射过程中,(即重 物与弹簧脱离之前),重物的运动情况是( ) A.一直加速
B.先减速,后加速
C.先加速、后减速
D.匀加速
【能力训练】
1.如图所示,木块A 和B 用一轻弹簧相连,竖直放在木块C 上,三者静
置于地面,它们的质量之比是1:2:3,设所有接触面都光滑,当沿水平方向抽出木块C 的瞬时,A 和B 的加速度分别是a A =
,a B= 。
2.如图所示,一细线的一端固定于倾角为45°的光滑楔形滑块 A 的顶端P 处,细线的另一端拴一质量为m 的小球。
当滑块至 少以加速度a = 向左运动时,小球对滑块的压力等 于零。
当滑块以a =2g 的加速度向左运动时,线的拉力大小 F = 。
3.如图所示,质量为M 的木板可沿倾角为θ的光滑斜面下滑,木板上站着一个质量为m 的人,问
(1)为了保持木板与斜面相对静止,计算人运动的加速度?
V
(2)为了保持人与斜面相对静止,木板运动的加速度是多少?【学后反思】。