高中物理总复习之连接体与临界问题课件.ppt

关于高中物理总复习之连接关于高中物理总复习之连接体与临界问题体与临界问题第1页，此课件共101页哦一、具有相同加速度的连接体一、具有相同加速度的连接体三、具有不同加速度的连接体三、具有不同加速度的连接体二、临界问题二、临界问题:第2页，此课件共101页哦特点：特点：多个物体构成的系统各物体具有相同的多个物体构成的系统各物体具有相同的加速度。加速度。解题方法：解题方法：）将系统看作一个整体（质点）将系统看作一个整体（质点）分析整体所受外力和运动情况）分析整体所受外力和运动情况 ）先利用整体法求加速度）先利用整体法求加速度）用隔离法求物体间相互作用力）用隔离法求物体间相互作用力 一、具有相同加速度的连接体一、具有相同加速度的连接体第3页，此课件共101页哦例例1、A、B两物体，质量分别为两物体，质量分别为1、2，叠放在水平光，叠放在水平光滑地面上，如图所示。现用水平拉力滑地面上，如图所示。现用水平拉力F拉拉A时，时，A、B间无间无相对滑动，其间摩擦力为相对滑动，其间摩擦力为f1，若改用同样的力拉，若改用同样的力拉B时，时，A、B间仍无相对滑动，其间摩擦力为间仍无相对滑动，其间摩擦力为f2，则，则f1:f2为为()m1:m2 m2:m1:1 :m2 B第4页，此课件共101页哦例2、物体1、2放在光滑的水平面上，中间以轻质弹簧相连，如图所示，对物体1、2分施以方向相反的水平力F1、F2，且F1F2，则弹簧秤的读数 A.一定为F1+F2B.可能为F1+F2C.一定小于F1，大于F2D.一定为F1-F2用整体法可知加速度方向向左，对1物体作为对象有弹力F小于F1，对B物体作为对象有弹力F大于F2C第5页，此课件共101页哦例3.如图325所示，在水平面上有材料相同的两滑块A、B以轻绳相连，它们的质量关系为mB=3mA，现以恒力F拉B向右运动，T为绳中张力，则A.若地面光滑则T=F/4B.若地面光滑则T=3F/4 C.若地面粗糙则TF/4D.若地面粗糙则T=F/4.AD第6页，此课件共101页哦例4、有两个完全相同的物体A、B,它们的质量均为m,放在倾角为的斜面上可沿斜面下滑。今有一大小为F(F0),方向平行于斜面向上的作用力作用在A上，使A、B一起沿斜面运动，如图3-57所示。下列判断正确的是A.若A、B匀速运动，则A、B间的作用力为mgsin B.若A、B向下做变速运动，则A、B间的作用力为零C.只有当A、B一起沿斜面向上运动时，A、B间的相互作用力为F/2D.不论A、B做什么性质的运动，A、B间的相互作用力一定为F/2D例5、如图160所示，滑块A沿倾角为的光滑斜面滑下，在A的水平顶面上有一个质量为m的物体B，若B与A之间无相对运动，则B下滑的加速度a_，B对A的压力N_.gsinmgcos2第7页，此课件共101页哦例例6如图所示，质量如图所示，质量M=400克的劈形木块克的劈形木块B上叠放一木块上叠放一木块A，A的质的质量量m=200克。克。A、B一起放在斜面上，斜面倾角一起放在斜面上，斜面倾角=37。B的上表面呈水的上表面呈水平，平，B与斜面之间及与斜面之间及B与与A之间的摩擦因数均为之间的摩擦因数均为=0.2。当。当B受到一个受到一个F=5.76牛的沿斜面向上的作用力牛的沿斜面向上的作用力F时，时，A相对相对B静止，并一起沿斜面向上静止，并一起沿斜面向上运动。求：（运动。求：（1）B的加速度大小；（的加速度大小；（2）A受到的摩擦力及受到的摩擦力及A对对B的压的压力力.第8页，此课件共101页哦例7、如图所示，用水平拉力拉着三个物块在光滑水平面上一起运动，如果在中间物块上放上放上一个砝码，使砝码也跟三个物块一起运动，且保持拉力F不变，那么中间物块两端的绳的拉力Ta、Tb将会：ATa变大B.Tb变大C.Ta变小D.Tb变小BC第9页，此课件共101页哦二、临界问题:特点特点:在许多情况中，当研究对象的外部或内部条件超过某一在许多情况中，当研究对象的外部或内部条件超过某一临界值时，它的运动状态将发生临界值时，它的运动状态将发生“突变突变”，这个现象就叫临界现象，这个现象就叫临界现象，这个临界值就是临界条件。这个临界值就是临界条件。解解决决方方法法：，题题目目往往往往不不会会直直接接告告诉诉你你物物体体处处于于何何种种状状态态解解决决这这类类问问题题的的方方法法一一般般先先是是求求出出某某一一物物理理量量的的临临界界值值，再再将将题题设设条条件件和和临临界界值值进进行行比比较较，从从而而判判断断出出物物体体所所处处的的状状态态，再再运运用用相相应应的的物物理理规规律律解解决决问问题题所所以以，找找出出问问题题中中的的临临界界条条件件常常常常是是解解题题的的关关键键，也也是是分析能力高低的一个重要标志。分析能力高低的一个重要标志。第10页，此课件共101页哦例例1.A、B两物体的质量分别为两物体的质量分别为mA=2kg，mB=3kg，它们，它们之间的最大静摩擦力和滑动摩擦之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力均为力均为fmax=12N，将它们叠放在光滑水平面上，将它们叠放在光滑水平面上，如图所示，在物体如图所示，在物体A上施加一水平拉力上施加一水平拉力F15N，则则A、B的加速度各为多大？的加速度各为多大？第11页，此课件共101页哦A、B之间是否产生相对滑动，不能之间是否产生相对滑动，不能根断断)，而应该先求出，而应该先求出A、B刚好发生相对滑动时的临界水平拉刚好发生相对滑动时的临界水平拉第12页，此课件共101页哦解：由于物体B的加速度是由静摩擦力产生的，所以加A、B刚要发生相对滑动时，A、B间恰好为最大静摩A、B的共同加速度第13页，此课件共101页哦 例例例例2 2、倾倾倾倾角角角角为为为为 的的的的斜斜斜斜面面面面体体体体上上上上，用用用用长长长长为为为为l l的的的的细细细细绳绳绳绳吊吊吊吊着着着着一一一一个个个个质质质质量量量量为为为为mm的的的的小小小小球球球球，不不不不计计计计摩摩摩摩擦擦擦擦试试试试求求求求斜斜斜斜面面面面体体体体以以以以加加加加速速速速度度度度a a向向向向右右右右做做做做匀匀匀匀加加加加速速速速度度度度直直直直线线线线运运运运动动动动时时时时，绳中的张力绳中的张力绳中的张力绳中的张力第14页，此课件共101页哦解：选取直角坐标系，设当斜面体对小球的支持力N第15页，此课件共101页哦选择x轴与斜面平行y轴与斜面垂直的直角坐标系T-mgsin=macos，mgcosNmasin解得此种情况下绳子的拉力Tmgsinmacos此时，斜面体给小球的支持力第16页，此课件共101页哦据牛顿第二定律得Tcosmg0，Tsinma联立求解，得绳子的张力力学中的许多问题，存在着临界情况，正确地找寻这些临界情况给出的隐含条件是十分重要的在本题中，认定隐含条件为N0，就可借此建立方程求解第17页，此课件共101页哦例3.将质量为m的小球,用平行于斜面的轻绳挂在倾角为的光滑斜面体上,如图321所示.则有A.当斜面体以加速度a=gsin水平向左加速运动时,绳中的拉力为零B.当斜面体以加速度a=gtg水平向左加速运动时,绳中的拉力为零C.当斜面体以加速度a=gtg水平向右加速运动时,绳中的拉力为零D.当斜面体以加速度a=gctg水平向右加速运动时,斜面对球的支持力为零BD第18页，此课件共101页哦例例4在一个箱子中用两条轻而不易伸缩的弹性绳ac和bc系住一个质量为m小球，如图所示。求下列情况时两绳的张力（1）箱子水平向右匀速运动；（2）箱子以加速度a水平向左运动；（3）箱子以加速度a竖直向上运动。（三次运动过程中，小球与箱子的相对位置保持不变）第19页，此课件共101页哦分析：分析：小球m始终受3个力：竖直向下的重力mg、水平向右的bc态。第20页，此课件共101页哦解：解：（1）m球处于平衡状态，即由两式解得第21页，此课件共101页哦（2）m球水平合力提供向左加速运动的动力，即第22页，此课件共101页哦（3）m球竖直向上加速运动时，由竖直方向的合力提供产生加速度的动力，即第23页，此课件共101页哦【例5】如图所示，质量为m1 kg的物块放在倾角为的物块放在倾角为 的斜面上，斜面体质量为M2 kg，斜面与物块间的动，斜面与物块间的动摩擦因数摩擦因数0.2，地面光滑，37.37.现对斜面体施一水现对斜面体施一水平推力平推力F，要使物块，要使物块m相对斜面静止，力F应为多大？(设设物块与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g g取取10 m/s2)第24页，此课件共101页哦【解析解析】(1)(1)设物块处于相对斜面向下滑的临界状态时，推力为设物块处于相对斜面向下滑的临界状态时，推力为F F1 1，此时物块受力如图所示，取加速度，此时物块受力如图所示，取加速度a a的方向为的方向为x x轴正方向轴正方向.对对x x轴方向：轴方向：F FNsin Nsin FFNcos Ncos mama1 1对对y y轴方向：轴方向：F FNcos Ncos FFNsin Nsin mgmg0 0对整体：对整体：F F1 1(M Mm m)a a1 1把已知条件代入，解得把已知条件代入，解得a a1 14.78 m/s24.78 m/s2，F F1 114.3 N14.3 N(2)(2)设物块处于相对斜面有向上滑的临界状态时，推力为设物块处于相对斜面有向上滑的临界状态时，推力为F F2 2，此时物块，此时物块受力如右图所示受力如右图所示.对对x x轴方向：轴方向：F FNsin Nsin FFNcos Ncos mama2 2对对y y轴方向：轴方向：F FNcos Ncos FFNsin Nsin mgmg0 0对整体：对整体：F F2 2(M Mm m)a a2 2把已知条件代入，解得把已知条件代入，解得a a2 211.2 m/s211.2 m/s2，F F2 233.6 N33.6 N则力则力F F范围：范围：14.3 N14.3 NF F33.6 N33.6 N第25页，此课件共101页哦例6.如图82所示，A、B两个物体靠在一起，放在光滑水平面上，它们的质量分别为mA3kg、mB6kg，今用水平力FA推A，用水平力FB拉B，FA和FB随时间变化的关系是FA92t(N)，FB3+2t(N).求从t0到A、B脱离，它们的位移是多少?解：当t0时，aA03m/s2，aB03/60.5m/s2.aA0aB0，A、B间有弹力，随t之增加，A、B间弹力在减小，当(92t)3(3+2t)6，t2.5s时，A、B脱离，以A、B整体为研究对象，在t2.5s内，加速度a(FA+FB)(mA+mB)43m/s2，sat224.17m.第26页，此课件共101页哦三、具有不同加速度的连接体三、具有不同加速度的连接体特点：特点：多个物体构成的系统各物体具有不同多个物体构成的系统各物体具有不同的加速度。的加速度。解题方法：解题方法：1）一般用隔离法分析一般用隔离法分析）再分析各物体受力和运动情况）再分析各物体受力和运动情况 第27页，此课件共101页哦例1如图所示，在倾角为的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连的物块A、B，它们的质量分别为mA、mB，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡板。系统处于静止状态。现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动，求物块B刚要离开C时物块A的加速度a和从开始到此时物块A的位移d。重力加速度g。1静止时，A物沿斜面受下滑力mAgsin与弹簧的弹力是一对平衡力现用一恒力F作用沿斜面向上作加速运动，运动过程中由于弹力减小，物作加速度逐渐减小的加速运动有F+F弹-mAgsin=ma（F弹压缩时为正，拉长时为负）a=（F+F弹-mAgsin）/mB刚要离开C时，弹簧是拉力，对B物有弹簧的拉力F弹=-mBgsin故，2物体的位移等于弹簧从压缩形变x1恢复到原长再拉长x2.Ox1x2A第28页，此课件共101页哦【例例2 2】(2009(2009 山东山东)如图所示，某货场需将质量为如图所示，某货场需将质量为m m1 1100 kg100 kg的货物的货物(可视为质可视为质点点)从高处运送至地面，为避免货物与地面发生撞击，现利用固定于地面从高处运送至地面，为避免货物与地面发生撞击，现利用固定于地面的光滑四分之一圆轨道，使货物由轨道顶端无初速度滑下，轨道半径的光滑四分之一圆轨道，使货物由轨道顶端无初速度滑下，轨道半径R R1.8 m.1.8 m.地面上紧靠轨道依次排放两块完全相同的木板地面上紧靠轨道依次排放两块完全相同的木板A A、B B，长度均为，长度均为l l2 m2 m，质量均为，质量均为m m2 2100 kg100 kg，木板上表面与轨道末端相切，货物与木板间的，木板上表面与轨道末端相切，货物与木板间的动摩擦因数为动摩擦因数为1 1，木板与地面间的动摩擦因数，木板与地面间的动摩擦因数2 20.2(0.2(最大静摩擦力与最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取滑动摩擦力大小相等，取g g10 m/s2).10 m/s2).(1)(1)求货物到达圆轨末端时对轨道的压力求货物到达圆轨末端时对轨道的压力.(2)(2)若货物滑上木板若货物滑上木板A A时，木板不动，而滑上木板时，木板不动，而滑上木板B B时，木板时，木板B B开始滑动，求开始滑动，求1 1应应满足的条件满足的条件.(3)(3)若若1 10.50.5，求货物滑到木板，求货物滑到木板A A末端时的速度和在木板末端时的速度和在木板A A上运动的时间上运动的时间.第29页，此课件共101页哦第30页，此课件共101页哦例3 3、木板木板A上放着铅块上放着铅块B，木板平放在光滑桌面上，长0.1m0.1m，质量为50g，B B质量也为50g 50g，位于左端可视为质点，如图所示，A、B间的动摩擦因数=0.03，若铅块在A的左端获得一个向右的速度V V0=0.4m/s0=0.4m/s（对地）。求（对地）。求铅块从开始运动到脱离木板所经过的时间？铅块从开始运动到脱离木板所经过的时间？(g取取9.8m/s2)BA第31页，此课件共101页哦 例例4 4、光滑水平面上，足够长的木板质量、光滑水平面上，足够长的木板质量MM=8kg=8kg，由静止开始在，由静止开始在水平恒力水平恒力F F=8N=8N作用下向右运动，如图所示。当速度达到作用下向右运动，如图所示。当速度达到1.5m/s1.5m/s时，时，质量质量mm=2kg=2kg的物体轻轻放到木板右端。已知物体与木板之间动摩擦的物体轻轻放到木板右端。已知物体与木板之间动摩擦因数因数=0.2=0.2，求：，求：(1)(1)物体放到木板上以后，经多少时间物体与木板相对静止？在这物体放到木板上以后，经多少时间物体与木板相对静止？在这段时间里，物体相对于木板滑动距离多大？段时间里，物体相对于木板滑动距离多大？(2)(2)在物体与木板相对静止以后，它们之间还有相互作用的摩擦力吗？在物体与木板相对静止以后，它们之间还有相互作用的摩擦力吗？为什么？如有，摩擦力多大？为什么？如有，摩擦力多大？F F第32页，此课件共101页哦解：(1)物体放到木板上开始打滑，达到相对静止之前，二者之间有相互作用的滑动摩擦力在f 作用下物体向右做初速度为零的匀加速直线运动。根据牛顿第二定律，加速度为这时，木板受到物体的滑动摩擦力f方向向左，故其加速度为(f大小等于4N)木板这时向右做初速度不为零的匀加速直线运动。在达到与物体相对静止时，木板与物体应具有相同的瞬时速度，即v1=a2t v2=v0+a2t而v1=v2式中t是从开始到二者达到相对静止所花的时间，v1、v2是物体、木板在t秒末的瞬时速度。由式联立可得a1t=v0+a2t第33页，此课件共101页哦在这1s里，物体与木板相对于地（即以地为参照物）的位移分别为s1和s2，根据运动学公式物体的位移木板的位移为木板的位移大于物体的位移，所以物体在木板上实际滑动距离为(向左移动)(2)物体相对木板后，共同做加速运动，其加速度可用整体法来求这时，物体与木板间仍有静摩擦力相互作用，（属系统的内力），木板对物体作用的摩擦力f静是物体产生加速度的原因，故f静=ma=20.8N=1.6N(方向向右)第34页，此课件共101页哦例例5如图所示，质量M=0.2kg的长木板静止在水平面上，长木板后静止下来的过程中，滑块滑行的距离是多少（以地球为参考系第35页，此课件共101页哦分分析析：开始滑块做减速运动，木板做加速运动，滑块受到的摩擦力是滑动摩擦力；当滑块与木板速度达到相同之后，滑块与木板一起做减速运动，木板对滑块的摩擦力是静摩擦力。在解答此问题时，不但要做隔离受力分析，还要对物理过程分阶段进行研究。第36页，此课件共101页哦解答：解答：滑块和长木板的受力情况如图所示。滑块作减速运动，长木板作加速运动，当两者速度相等时，两者无相对第37页，此课件共101页哦减速运动，滑块也将受到长木板对它的向左的静摩擦力而一起作匀减速运动，以它们整体为研究对象，有为滑块和长木块以a加速度作匀减速运动直到静止。在整个运动过程第38页，此课件共101页哦 例例6 6、有一个质量M=4.0kg=4.0kg，长L L=3.0m的木板，水平外力F=8.0N向右拉木板，木板以向右拉木板，木板以V V0=2.0m/S的速度在地面上匀速运动。某时刻将质量mm=1.0kg=1.0kg的铜块轻轻地放在的铜块轻轻地放在长木板的最右端，如图长木板的最右端，如图1-401-40所示。不计铜块与木板间的摩擦，铜块可视为质点，g g取取10m/S210m/S2，求铜块经过多长时间离开木板？第39页，此课件共101页哦t2即.0=2.0t-=(f-F)/M=0.50m/S2根据匀变速直线运动公式：L=Vot-解：放铜块前，木板做匀速直线运动，设木板与地面间的动摩擦因数为，则有F=N=Mg=F/Mg=0.20放铜块后，由于铜块与木板没有摩擦，所以铜块相对地面没有运动。这时地面对木板的摩擦力为：f=N=(M+m)g=10N由于fF，所以木板做匀减速直线运动，加速度的大小为：0.50t2解得：t=2.0S第40页，此课件共101页哦 例7如图9所示，一辆质量为 M 的卡车沿平直公路行驶，卡车上载一质量为 m 的货箱，货箱到驾驶室的距离L已知，货箱与底板的动摩擦因数为 ，当卡车以速度v行驶时，因前方出现故障而制动，制动后货箱在车上恰好滑行了距离L而未与卡车碰撞求：（1）卡车制动的时间 （2）卡车制动时受地面的阻力 12(1)(2)第41页，此课件共101页哦例8.一小圆盘静止在桌布上，位于一方桌的水平桌面上的中央，桌布的一边与桌的AB边复合，如图所示。已知盘与桌布间的动摩擦因数为1，盘与桌面间的动摩擦因数为2。现突然以恒定的加速度a将桌布抽离桌面，加速度的方向是水平的且垂直于AB边。若圆盘最后未从桌面掉下，则加速度a满足的条件是什么？（以g表示重力加速度）解：对圆盘，先在桌布上加速运动，a1=1g，位移为s1，s1=a1t12/2；圆盘离开桌布在桌面上运动时作减速运动，a2=2g，位移为s2。到桌的边缘速度减为零由加速运动的末速度是减速运动的初速度，设为v=a1t1,s2=（a1t1）2/2a2又s1+s2L/2L为方桌的边长。a1t12/2+（a1t1）2/2a2L/2 t12 a2La2a1+a22圆盘和桌布的运动过程中，有L/2+s1=at2/2解得t12 Laa联立得a(1+22/1)1g第42页，此课件共101页哦 例例9 9如图所示，斜面放在粗糙的地面上，它们之间的动摩擦因数为如图所示，斜面放在粗糙的地面上，它们之间的动摩擦因数为11。斜面上的物体质量为。斜面上的物体质量为mm，沿斜面以加速度，沿斜面以加速度a a加速下滑，物体加速下滑，物体mm与斜面之间的动摩擦因数为与斜面之间的动摩擦因数为22。设斜面的倾角为。设斜面的倾角为，以水平向右的，以水平向右的方向正方向。斜面的质量为方向正方向。斜面的质量为MM，在物体沿斜面下滑的过程中斜面始终静，在物体沿斜面下滑的过程中斜面始终静止不动，则地面所受的斜面施加的摩擦力为止不动，则地面所受的斜面施加的摩擦力为 ()()A Af=1(M+m)g Bf=1(M+m)g Bf=2mg+1Mgf=2mg+1Mg C Cf=macos Df=macos Df=-macosf=-macosc第43页，此课件共101页哦 例例10 10 如图如图3 3所示，质量所示，质量M为的斜劈形物体放在水平地面上，为的斜劈形物体放在水平地面上，质量为质量为mm的粗糙物块以某一初速度沿劈的斜面向上滑，至速的粗糙物块以某一初速度沿劈的斜面向上滑，至速度为零后又加速返回，而物体度为零后又加速返回，而物体MM始终保持静止，则在物块mm上、下滑动的整个过程中（）A.A.地面对物体的摩擦力方向没有改变 B.B.地面对物体的摩擦力先向左后向右地面对物体的摩擦力先向左后向右 C.C.物块上、下滑动时的加速度大小相同物块上、下滑动时的加速度大小相同 D.地面对物体的支持力总小于地面对物体的支持力总小于(M+m)gAD第44页，此课件共101页哦例11.11.如图1-29所示，质量为所示，质量为M的斜面体静止在水平地面上，几个质量都是mm的不同物块，先后在斜面上以不同的加速度向下滑动。下列关于水平地面对斜面体底部的支持力N N和静摩擦力和静摩擦力f 的几种说法中正确的是：A.A.匀速下滑时，N=(M+m)g,f=0f=0 B.B.匀加速下滑时，匀加速下滑时，N(M+m)gN(M+m)gN(M+m)g,f的方向水平向右 D.无论怎样下滑，总是无论怎样下滑，总是N=(M+m)g,f=0A、B、C 第45页，此课件共101页哦例12.12.如图如图1-341-34所示，质量MM=10kg的木楔的木楔ABCABC静置于粗静置于粗糙水平地面上，动摩擦因数糙水平地面上，动摩擦因数=0.02=0.02。在木楔的倾角=30=30的斜面上，有一质量的斜面上，有一质量mm=1.0kg=1.0kg的物块由静止开始沿斜面下滑，的物块由静止开始沿斜面下滑，当滑行路程当滑行路程S=1.4m时，其速度V=1.4m/S。在这个过程。在这个过程中木楔没有动，则地面对木楔的摩擦力的大小等于中木楔没有动，则地面对木楔的摩擦力的大小等于_，方向是，方向是_。（g取取10m/S2）12.0.61N，水平向左第46页，此课件共101页哦例13.如图所示，一物体恰能在一个斜面体上沿斜面匀速下滑，设此过程中斜面受到水平地面的摩擦力为f1。若沿斜面方向用力向下推此物体，使物体加速下滑，设此过程中斜面受到地面的摩擦力为f f2。则 f1不为零且方向向右，不为零且方向向右，f f2不为零且方向向右不为零且方向向右 f f1 1为零，为零，f f2不为零且方向向左不为零且方向向左f f1 1为零，为零，f f2 2不为零且方向向右D Df f1为零，f2为零为零D第47页，此课件共101页哦 总结：在总结：在“连接体运动连接体运动”的问题中，比较常见的连接方的问题中，比较常见的连接方式有哪几种？式有哪几种？比较常见的连接方式有三种：比较常见的连接方式有三种：用细绳将两个物体连接，物体间的相互作用是通过细绳的“张力”体现的。在“抛砖引玉”中所举的两个例题就属于这种连接方式。两个物体通过“摩擦力”连接在一起。两个物体通互相接触推压连接在一起，它们间的相互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作用力是“弹力弹力”。第48页，此课件共101页哦第49页，此课件共101页哦例8.如图3-59所示，小木厢ABCD的质量M=180g，高l=0.2m，其顶部离档板E的高度h=0.8m，在木厢内放有一个可视为质点的物块P，其质量m=20g。通过轻绳对静止木厢施加一个竖直向上的恒力T，使木厢向上运动，当AC与E相碰后，粘在E上不动，为了使P不和木厢顶部相撞，则拉力T的取值范围？解:为使木箱向上运动,拉力T(m)g=2N其加速度a=T(M+m)g/(M+m)。与E相碰时速度v=物P随后以v0=v竖直上抛，上抛高度l/l即v得ag/4，T2.5牛。故2NT2.5N第50页，此课件共101页哦1、临界问题（两物体分离、摩擦问题）、临界问题（两物体分离、摩擦问题）例例1一个弹簧秤放在水平面地面上，一个弹簧秤放在水平面地面上，Q为与轻为与轻弹簧上端连在一起的秤盘，弹簧上端连在一起的秤盘，P为一重物，已知为一重物，已知P的质量的质量M=10.5kg，Q的质量的质量m=1.5kg，弹簧的，弹簧的质量不计，劲度系数质量不计，劲度系数k=800N/m，系统处于静，系统处于静止，如图所示。现给止，如图所示。现给P施加一个竖直向上的力施加一个竖直向上的力F，使它从静止开始向上做匀加速运动，已知，使它从静止开始向上做匀加速运动，已知在前在前0.2s时间内时间内F为变力，为变力，0.2s后后F为恒力。求为恒力。求F的最大值与最小值。的最大值与最小值。（取（取g=10m/s2）FQP第51页，此课件共101页哦 例例例例5 5 5 5如图如图如图如图(甲甲甲甲)所示，一根质量可以忽略不计的轻弹簧，劲度系数所示，一根质量可以忽略不计的轻弹簧，劲度系数所示，一根质量可以忽略不计的轻弹簧，劲度系数所示，一根质量可以忽略不计的轻弹簧，劲度系数为为为为k k k k，下面悬挂一个质量为，下面悬挂一个质量为，下面悬挂一个质量为，下面悬挂一个质量为m m m m的砝码的砝码的砝码的砝码A A A A，手拿一块质量为，手拿一块质量为，手拿一块质量为，手拿一块质量为M M M M的木板的木板的木板的木板B B B B，用木板用木板用木板用木板B B B B托住托住托住托住A A A A往上压缩弹簧，如图往上压缩弹簧，如图往上压缩弹簧，如图往上压缩弹簧，如图(乙乙乙乙)所示此时如果突然撤去所示此时如果突然撤去所示此时如果突然撤去所示此时如果突然撤去木板木板木板木板B B B B，则，则，则，则A A A A向下运动的加速度为向下运动的加速度为向下运动的加速度为向下运动的加速度为a(aa(aa(aa(ag)g)g)g)，现用手控制使，现用手控制使，现用手控制使，现用手控制使B B B B以加速度以加速度以加速度以加速度a/3a/3a/3a/3向下作匀加速直线运动向下作匀加速直线运动向下作匀加速直线运动向下作匀加速直线运动 (1)(1)(1)(1)求砝码求砝码求砝码求砝码A A A A作匀加速直线运动的时间作匀加速直线运动的时间作匀加速直线运动的时间作匀加速直线运动的时间 (2)(2)(2)(2)求出这段运动过程的起始和终止时刻手对木板求出这段运动过程的起始和终止时刻手对木板求出这段运动过程的起始和终止时刻手对木板求出这段运动过程的起始和终止时刻手对木板B B B B的作用力的表的作用力的表的作用力的表的作用力的表达式，并说明已知的各物理量间满足怎样的关系，上述两个时刻手对木达式，并说明已知的各物理量间满足怎样的关系，上述两个时刻手对木达式，并说明已知的各物理量间满足怎样的关系，上述两个时刻手对木达式，并说明已知的各物理量间满足怎样的关系，上述两个时刻手对木板的作用力的方向相反板的作用力的方向相反板的作用力的方向相反板的作用力的方向相反第52页，此课件共101页哦分析：B托住A使弹簧被压缩，撤去B瞬间，因弹簧弹力F来不及改变，弹力F和物体重力方向都向下，因而产生解(1)设在匀变速运动阶段，弹簧压缩量在起始时刻为得第53页，此课件共101页哦终止时刻，B对A支持力N0，此刻有从x0到x1，物体作匀加速运动，需要的时间设为t，则第54页，此课件共101页哦(2)分析A，B起始时刻受力：A受重力、弹簧弹力及B第55页，此课件共101页哦第56页，此课件共101页哦如图a所示，水平面上质量相等的两木块A、B用一轻弹簧相连接，整个系统处于平衡状态。现用一竖直向上的力F拉动木块A，使木块A向上做匀加速直线运动，如图b所示。研究从力F刚作用在木块A的瞬间到木块B刚离开地面的瞬间这个过程，并且选定这个过程中木块A的起始位置为坐标原点，则下列图象中可以表示力F和木块A的位移x之间关系的是ABCDABaABbFxOFxOFxOFxOFA第57页，此课件共101页哦19.如图182所示，质量mA10kg的物块A与质量mB2kg的物块B放在倾角20的光滑斜面上处于静止状态，轻质弹簧一端与物块B连接，另一端与固定挡板连接，弹簧的劲度系数k=400Nm.现给物块A施加一个平行于斜面向上的力F，使物块A沿斜面向上做匀加速运动，已知力F在前0.2s内为变力，0.2s后为恒力，求(g取10m/s2)(1)物体运动加速度(2)力F的最大值与最小值（1）开始A、B处于静止状态时有kx0-(mA+mB)gsin30=0，前一段时间施加变力F时，A、B一起向上匀加速运动.加速度为at=0.2s,F为恒力，A、B相互作用力为0,对B有kx-mBgsin30=mBa x-x0=at2/2,联立解得：a=5ms-2,x0=0.05m,x=0.15m.初始时刻F最小，Fmin=(mA+mB)a=60Nt=0.2s后，F最大，Fmax-mAgsin30=mA aFmax=100N第58页，此课件共101页哦9.图166为弹簧台秤的示意图，秤盘A的质量mA=1.5kg.盘内放置一质量mB10.5kg的物体B.弹簧的质量不计且劲度系数为k800Nm.开始时物体B处于静止状态，现给物体B施加一个竖直向上的力F，使其从静止开始向上做匀加速直线运动，已知在头0.2s内F是变力，在0.2s后F是恒力，取g10ms2，则F的最小值是_N，最大值是_N。开始时物体A、B处于静止状态,弹簧压缩长度为x0 x0=（mA+mB）g/k=120/800=0.15m，由0.2s内F是变力表明A、B一起以加速度a运动0.2s物体与秤盘分离即A、B之间的弹力为0，由于秤盘仍有向上加速度，此位置弹簧压缩长度设为xF是恒力且为最大有kx-mAg=mAa又s=x0-x=at2/2得：联立得a=6m/s2,x=0.03m。物体从开始运动到分离过程中，物体与秤盘看作整体，开始运动时力F最小（因向上的弹力最大）弹簧恢复原长弹力减小.拉力F变大分离时F最大（以后F是恒力）故Fm=ma=127.5=90N;FM=mB(g+a)=10.5(10+6)=168NxOx0a第59页，此课件共101页哦质量为m的金属块卡在一个矩形的箱中，在箱的上顶板和下底板装有压力传感器，箱可以沿竖直轨道运动，当箱以a=2.0m/s2的加速度竖直向上做匀减速运动时，上顶板压力传感器的读数为6.0N,下底板压力传感器的读数为10.0N,取g10.0m/s2（1）若上顶板压力传感器的读数是下底板压力传感器的读数的一半，试将判断箱的运动情况？（2）要使上顶板的压力传感器的读数为0，箱沿竖直方向的运动情况是怎样的?mgF上F下第60页，此课件共101页哦 当箱以当箱以a a=2.0m/s2=2.0m/s2竖直向上做匀减速速运动时，竖直向上做匀减速速运动时，上顶板压力传感器的读数上顶板压力传感器的读数F F上上=6.0N,=6.0N,下底板压力传感器的读数下底板压力传感器的读数F F下下=10.0N=10.0N，弹簧处于，弹簧处于压缩状态。可知金属块受三个力，压缩状态。可知金属块受三个力，由牛顿第二定律由牛顿第二定律mgmg F F上上 F F下下=mgmg,mm=0.5kg=0.5kg 1 1、当、当F F上上=F=F下下/2/25N5N，由于弹簧长度未变故，由于弹簧长度未变故F F下仍是下仍是10.0N,10.0N,取向下为正，对金属块有：取向下为正，对金属块有：G+F G+F上上 F F下下=ma=ma，得，得a=0a=0，箱处于静止或匀速运动状态。箱处于静止或匀速运动状态。2 2、当、当F F上上=0=0，弹簧可能进一步压缩，弹簧可能进一步压缩，F F下下10N,10N,取向上为正，取向上为正，对金属块有：对金属块有：F F下下G=maG=ma，得得a10m/s2 a10m/s2 向上加速运动或向向上加速运动或向下减速运动。下减速运动。第61页，此课件共101页哦14.如图347甲所示,一细绳跨过定滑轮,两端各系一质量为m1和m2的物体，m1放在地面上。当质量m2变化时，其加速度a的大小与m2的关系图象大体如图乙中的C第62页，此课件共101页哦第63页，此课件共101页哦(2009(2009 安徽安徽)在在20082008年北京残奥会开幕式上，运动员手拉绳索年北京残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀登，最终点燃了主火炬，体现了残疾运动员坚韧不拔向上攀登，最终点燃了主火炬，体现了残疾运动员坚韧不拔的意志和自强不息的精神的意志和自强不息的精神.为了探求上升过程中运动员与绳为了探求上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化索和吊椅间的作用，可将过程简化.一根不可伸缩的轻绳跨一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图所示的运动员拉住，如图所示.设运动员的质量为设运动员的质量为65 kg65 kg，吊椅，吊椅的质量为的质量为15 kg15 kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦，重力加速度取，不计定滑轮与绳子间的摩擦，重力加速度取g g10 m/s2.10 m/s2.当运动员与吊椅一起正以加速度当运动员与吊椅一起正以加速度a a1 m/s21 m/s2上升时，试求：上升时，试求：(1)(1)运动员竖直向下拉绳的力；运动员竖直向下拉绳的力；(2)(2)运动员对吊椅的压力运动员对吊椅的压力.第64页，此课件共101页哦 解析解析】设绳子对运动员的作用力为设绳子对运动员的作用力为F F，吊椅对运动员的支持，吊椅对运动员的支持力大小为力大小为F FN N，由于运动员和吊椅一起以相同的加速度运动，由于运动员和吊椅一起以相同的加速度运动，所以对吊椅和运动员整体，应用牛顿第二定律有所以对吊椅和运动员整体，应用牛顿第二定律有 2 2F F(MMmm)g g(MMmm)a a 对运动员应用牛顿第二定律得对运动员应用牛顿第二定律得F FN NF Fmgmgmama 联立以上两式解得联立以上两式解得F F440 N440 N，F FN N275 N275 N 由牛顿第三定律得运动员竖直向下拉绳子的力为由牛顿第三定律得运动员竖直向下拉绳子的力为440 N440 N，运动员对吊椅的压力为，运动员对吊椅的压力为275 N.275 N.第65页，此课件共101页哦弹簧题弹簧题有关弹簧类题说明1、弹簧产生弹力由形变决定，F=kx弹簧形变不能突变，故弹力只能渐变；形变未变，则弹力大不变一般弹力由于形变极小可以突变。2、分析弹簧的形变时要画出原长点（有的要画出平衡点）往往弹簧从压缩状态变到拉长状态要经过原长点3、弹簧对两端产生的弹力大小相等、方向相反拉长对两端是拉力，压缩对两端是推力第66页，此课件共101页哦如图4所示，一小球自空中自由落下，与正下方的直立轻质弹簧接触，直至速度为零的过程中，关于小球运动状态的下列几种描述中，正确的是A.接触后，小球作减速运动，加速度的绝对值越来越大B.接触后，小球先做加速运动，后做减速运动，C.接触后，加速度为零的地方也是弹簧被压缩最大处D.接触后,小球速度最大的地方就是加速度等于零的地方找两个关键点:加速度为0、速度最大的B点；速度为0、加速度最大的C点。前者是加速度方向相反的转折点，后者是速度方向相反的转折点。0S、6匀速上升的升降机顶部悬殊有一轻质弹簧，弹簧下端挂有一小球，若升降机突然停止，在地面上的观察者看来，小球在继续上升的过程中（A）速度逐渐减小（B）速度先增大后减小（C）加速度逐渐增大（D）加速度逐渐减小类似竖直上抛，只是减速的加速度越来越大BDAC球落在弹簧球落在弹簧ABC第67页，此课件共101页哦例例1010一列总质量为一列总质量为MM的火车，其最后一节车厢质量为的火车，其最后一节车厢质量为mm，若，若mm从匀速前进的机车中脱离出来，运动了长度为从匀速前进的机车中脱离