物理人教版（2019）必修第一册4.5 牛顿运动定律的应用（2）连接体问题（共17张ppt）

(共17张PPT)
牛顿运动定律的应用（2）
连接体问题
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)。
1. 连接体的特点
2、处理方法：
（1）隔离法
将某物体从周围物体中隔离出来，单独分析该物体所受到的各个力，称为隔离法。
原则：把相连结的各个物体看成一个整体，如果要分析的是整体内物体间的相互作用力（即内力），就要把跟该力有关的某物体隔离出来，让内力变成外力。
（2）整体法
把相互连结的几个物体视为一个整体（系统），从而分析整体外的物体对整体中各个物体的作用力（外力），称为整体法。
原则：当整体中各物体具有相同的加速度（加速度不相同时，中学阶段不建议用整体法）或都处于平衡状态（即a=0）时，要研究外力而非内力时，选整体为研究对象。
（3）整体法、隔离法交替运用
在求解连接体问题时，多数情况下是交替使用整体法与隔离法。一般求内力，先整体后隔离；求外力，先隔离后整体。
例1、 如图所示，质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接，在力F的作用下一起沿水平方向做匀加速直线运动(m1在光滑地面上，m2在空中)．已知力F与水平方向的夹角为θ.则m1的加速度大小为(　　)
A
整体法求加速度
例2、在建筑工地，建筑工人用两手对称水平用力将两长方体水泥制品夹紧并以加速度a竖直向上匀加速搬起，其中A的质量为m，B的质量为3m，水平作用力为F，A、B之间的动摩擦因数为μ，在此过程中，A、B间的摩擦力为(重力加速度为g)( )
A．μF　　　　　　　　　　
B．2μF
C.m(g＋a)
D．m(g＋a)
D
总结：(1)先 整体，后隔离．
变式1.(多选)如图所示，一质量、倾角为的斜面体放在光滑水平地面上，斜面体上有一质量为的光滑楔形物体。用一水平向左的恒力F作用在斜面体上，系统恰好保持相对静止地向左运动。重力加速度为，下列判断正确的是（　　）
A．系统做匀速直线运动
B．
C．斜面体对楔形物体的作用力大小为
D．地面对斜面体的支持力为40N
BD
总结：(2) 隔离法求加速度a=10m/s2，整体法求外力F=（M+m)a=40N．
变式2.如图所示,质量分别为m1=2 kg、m2=3 kg的两个物体置于光滑的水平面上,中间用轻质弹簧测力计连接,两个大小分别为F1=30 N、F2=20 N的水平拉力分别作用在m1、m2上,在弹簧测力计示数达到稳定后,则(　　)
A.弹簧测力计的示数是10 NB.弹簧测力计的示数是50 NC.在突然撤去F2的瞬间,弹簧测力计的示数不变D.在突然撤去F1的瞬间,m1的加速度不变
C
变式3、(多选)如图所示，质量分别为mA、mB的A、B两物块用轻绳连接放在倾角为θ的固定斜面上，用平行于斜面向上的恒力F拉A，使它们沿斜面匀加速上升，A、B与斜面间的动摩擦因数均为μ，为了增大轻绳上的张力，可行的办法是（ ）
A.减小A物块的质量
B.增大B物块的质量
C.增大倾角θ
D.增大动摩擦因数μ
AB
解析　当用沿斜面向上的恒力拉A，两物块沿斜面向上匀加速运动时，对整体运用牛顿第二定律，
有F－(mA＋mB)gsinθ－μ(mA＋mB)gcosθ＝(mA＋mB)a，
隔离B研究，根据牛顿第二定律有FT－mBgsinθ－μmBgcosθ＝mBa，
要增大FT，可减小A物块的质量或增大B物块的质量，故A、B正确.
变式4. a、b两物体的质量分别为m1、m2，由轻质弹簧相连。当用大小为F的恒力沿水平方向拉着物体a，使a、b一起沿光滑水平桌面做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为x1；当用恒力F竖直向上拉着物体a，使a、b一起向上做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为x2；当用恒力F倾斜向上拉着物体a，使a、b一起沿光滑斜面向上做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为x3，如图所示。则 ( )
A.x1＝x2＝x3
B.x1 >x3＝x2
C.若m1>m2，则 x1>x3＝x2
D.若m1A
总结：(1) 整体法求加速度，隔离法求内力．
例3.跨过定滑轮的绳的一端挂一吊板，另一端被吊板上的人拉住，如图所示．已知人的质量为70kg,吊板的质量为10kg,绳及定滑轮的质量、滑轮的摩擦均可忽略不计．取重力加速度g=10m/s2,当人以440N,的力拉绳时，求人与吊板的加速度a以及人对吊板的压力F分别是（ ）
A．
B．
C．
D．
B
例4.(多选)如图所示的装置叫阿特伍德机。绳子两端的物体竖直运动的加速度大小总是小于自由落体的加速度g,这使得实验者可以有较长的时间从容地观测、研究。已知物体A、B的质量均为M,物体C的质量为m。轻绳与轻滑轮间的摩擦不计,轻绳不可伸长且足够长。物体A、B、C由图示位置静止释放后(　　)
A.绳子上的拉力大小T=(M+m)g B.物体A的加速度
D. 的取值大一些,便于观测和研究
BD
1.如图所示,两个质量相同的物体A和B紧靠在一起,放在光滑的水平面上,如果它们分别受到水平推力F1和F2,而且F1>F2,则A施于B的作用力大小为(　　)
A.F1　　 　B.F2　　 　
C.
D.
巩固练习
2. 将两质量不同的物体P、Q放在倾角为θ的光滑斜面体上,如图甲所示,在物体P上施加沿斜面向上的恒力F,使两物体沿斜面向上做匀加速直线运动;图乙为仅将图甲中的斜面体调整为水平,同样在P上施加水平恒力F;图丙为两物体叠放在一起,在物体P上施加一竖直向上的相同恒力F使二者向上加速运动。三种情况下两物体的加速度大小分别为a甲、a乙、a丙,两物体间的作用力分别为F甲、F乙、F丙。则下列说法正确的是(　　)
A.a乙最大,F乙最大B.a丙最大,F丙最大C.a甲=a乙=a丙,F甲=F乙=F丙D.a乙>a甲>a丙,F甲=F乙=F丙
3.如图所示,质量为m2的物块B放在光滑的水平桌面上,其上放置质量为m1的物块A,用通过光滑定滑轮的细线将A与质量为M的物块C连接,释放C,A和B一起以加速度a从静止开始运动。已知A、B间的动摩擦因数为μ,重力加速度大小为g。细线中的拉力大小为(　　)　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
A.Mg B.M(g-a) C.(m1+m2)a D.m1a+μm1g