牛顿运动定律连接体问题学习教案.pptx
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1、牛顿牛顿(ni dn)运动定律连接体问题运动定律连接体问题第一页,共17页。灵活选择明确研究灵活选择明确研究(ynji)(ynji)对象,整体法和隔离对象,整体法和隔离法相结合。法相结合。求各部分加速度相同的联接体中的加速度或合外力时,优求各部分加速度相同的联接体中的加速度或合外力时,优求各部分加速度相同的联接体中的加速度或合外力时,优求各部分加速度相同的联接体中的加速度或合外力时,优先考虑先考虑先考虑先考虑“整体法整体法整体法整体法”;如果还要求物体间的作用力,再用;如果还要求物体间的作用力,再用;如果还要求物体间的作用力,再用;如果还要求物体间的作用力,再用“隔离隔离隔离隔离法法法法”两种
2、方法都是根据牛顿第二定律两种方法都是根据牛顿第二定律两种方法都是根据牛顿第二定律两种方法都是根据牛顿第二定律(dngl)(dngl)(dngl)(dngl)列方程求解。列方程求解。列方程求解。列方程求解。当各部分加速度不同时当各部分加速度不同时当各部分加速度不同时当各部分加速度不同时(tngsh),(tngsh),(tngsh),(tngsh),一般采用一般采用一般采用一般采用“隔离法隔离法隔离法隔离法”也可以采用也可以采用也可以采用也可以采用“整体法整体法整体法整体法”解题解题解题解题连接体问题连接体问题1.1.连接体连接体连接体连接体:一些(通过斜面、绳子、轻杆等)相互约束的一些(通过斜面
3、、绳子、轻杆等)相互约束的一些(通过斜面、绳子、轻杆等)相互约束的一些(通过斜面、绳子、轻杆等)相互约束的物体系统。它们一般有着力学或者运动学方面的联系。物体系统。它们一般有着力学或者运动学方面的联系。物体系统。它们一般有着力学或者运动学方面的联系。物体系统。它们一般有着力学或者运动学方面的联系。2.2.连接体的解法连接体的解法连接体的解法连接体的解法:整体法求加速度,隔离法求相互作用力整体法求加速度,隔离法求相互作用力.第1页/共17页第二页,共17页。(2 2)用用用用水水水水平平平平力力力力F F通通通通过过过过质质质质量量量量为为为为mm的的的的弹弹弹弹簧簧簧簧秤秤秤秤拉拉拉拉物物物物
4、体体体体MM在在在在光光光光滑滑滑滑水水水水平平平平面面面面上上上上(min(min shn)shn)加加加加速速速速运运运运动动动动时时时时,往往往往往往往往会会会会认认认认为为为为弹弹弹弹簧簧簧簧秤秤秤秤对对对对物物物物块块块块MM的的的的拉拉拉拉力力力力也也也也一一一一定定定定等等等等于于于于F F实实实实际际际际上上上上此此此此时时时时弹弹弹弹簧簧簧簧秤秤秤秤拉拉拉拉物物物物体体体体MM的的的的力力力力F/F/FmaFma,显然,显然,显然,显然F/F/F F只有在弹簧秤质量可不计时,才可认为只有在弹簧秤质量可不计时,才可认为只有在弹簧秤质量可不计时,才可认为只有在弹簧秤质量可不计时,
5、才可认为F/F/F F3.3.引以为戒引以为戒引以为戒引以为戒(yn y wi ji)(yn y wi ji):(l l)例例例例如如如如F F推推推推MM及及及及mm一一一一起起起起前前前前进进进进(如如如如图图图图),隔隔隔隔离离离离mm分分分分析析析析其其其其受受受受力力力力时时时时,认认认认为为为为F F通通通通过过过过(tnggu)(tnggu)物物物物体体体体MM作作作作用用用用到到到到mm上上上上,这这这这是是是是错错错错误误误误的的的的不不不不要要要要把把把把作作作作用用用用在在在在其其其其他他他他物物物物体体体体上上上上的的的的力力力力错错错错误误误误地地地地认认认认为为为为
6、通通通通过过过过(tnggu)“(tnggu)“力的传递力的传递力的传递力的传递”作用在研究对象上作用在研究对象上作用在研究对象上作用在研究对象上第2页/共17页第三页,共17页。1 1、一人在井下站在吊台上,用如图所示的定滑轮、一人在井下站在吊台上,用如图所示的定滑轮、一人在井下站在吊台上,用如图所示的定滑轮、一人在井下站在吊台上,用如图所示的定滑轮装置拉绳把吊台和自己提升上来。图中跨过滑轮的装置拉绳把吊台和自己提升上来。图中跨过滑轮的装置拉绳把吊台和自己提升上来。图中跨过滑轮的装置拉绳把吊台和自己提升上来。图中跨过滑轮的两段绳都认为是竖直两段绳都认为是竖直两段绳都认为是竖直两段绳都认为是竖
7、直(sh zh)(sh zh)的且不计摩擦。吊台的且不计摩擦。吊台的且不计摩擦。吊台的且不计摩擦。吊台的质量的质量的质量的质量m=15kg,m=15kg,人的质量为人的质量为人的质量为人的质量为M=55kg,M=55kg,起动时吊台向起动时吊台向起动时吊台向起动时吊台向上的加速度是上的加速度是上的加速度是上的加速度是a=0.2m/s2,a=0.2m/s2,求这时人对吊台的压力。求这时人对吊台的压力。求这时人对吊台的压力。求这时人对吊台的压力。(g=9.8m/s2)(g=9.8m/s2)解:选人和吊台组成解:选人和吊台组成解:选人和吊台组成解:选人和吊台组成(z chn)(z chn)的系统为研
8、究对象,的系统为研究对象,的系统为研究对象,的系统为研究对象,受力如右图所示,受力如右图所示,受力如右图所示,受力如右图所示,F F为绳的拉力为绳的拉力为绳的拉力为绳的拉力,由牛顿第二定律有:由牛顿第二定律有:由牛顿第二定律有:由牛顿第二定律有:2F-(m+M)g=(M+m)a 2F-(m+M)g=(M+m)a 则拉力大小为:则拉力大小为:则拉力大小为:则拉力大小为:再选人为研究对象再选人为研究对象再选人为研究对象再选人为研究对象,受力情况受力情况受力情况受力情况(qngkung)(qngkung)如右如右如右如右图所示图所示图所示图所示,其中其中其中其中N N是吊台对人的支持力是吊台对人的支
9、持力是吊台对人的支持力是吊台对人的支持力.由牛顿第由牛顿第由牛顿第由牛顿第二定律得二定律得二定律得二定律得:F+N-Mg=Ma,:F+N-Mg=Ma,故故故故N=M(a+g)-F=200N.N=M(a+g)-F=200N.由牛顿第三定律知由牛顿第三定律知由牛顿第三定律知由牛顿第三定律知,人对吊台的压力与吊台对人的支持力大小相等人对吊台的压力与吊台对人的支持力大小相等人对吊台的压力与吊台对人的支持力大小相等人对吊台的压力与吊台对人的支持力大小相等,方向相反方向相反方向相反方向相反,因此人对吊台的压力大小为因此人对吊台的压力大小为因此人对吊台的压力大小为因此人对吊台的压力大小为200N,200N,
10、方向竖直向下。方向竖直向下。方向竖直向下。方向竖直向下。(m+M)gFFaaFNMg第3页/共17页第四页,共17页。2.2.底座底座底座底座A A上有一根直立长杆,其总质量为上有一根直立长杆,其总质量为上有一根直立长杆,其总质量为上有一根直立长杆,其总质量为MM,杆上套有,杆上套有,杆上套有,杆上套有质量为质量为质量为质量为mm的环的环的环的环B B,它与杆有摩擦,设摩擦力的大小恒定。它与杆有摩擦,设摩擦力的大小恒定。它与杆有摩擦,设摩擦力的大小恒定。它与杆有摩擦,设摩擦力的大小恒定。当环从底座以初速度当环从底座以初速度当环从底座以初速度当环从底座以初速度v v向上飞起时,底座保持静止,环向
11、上飞起时,底座保持静止,环向上飞起时,底座保持静止,环向上飞起时,底座保持静止,环的加速度大小为的加速度大小为的加速度大小为的加速度大小为a a,求环在升起过程,求环在升起过程,求环在升起过程,求环在升起过程(guchng)(guchng)中,底中,底中,底中,底座对水平面的压力分别是多大?座对水平面的压力分别是多大?座对水平面的压力分别是多大?座对水平面的压力分别是多大?v解:环向上做匀减速运动,底座连同解:环向上做匀减速运动,底座连同解:环向上做匀减速运动,底座连同解:环向上做匀减速运动,底座连同(lintng)(lintng)直杆静止直杆静止直杆静止直杆静止mgfa环:环:环:环:v底座
12、底座底座底座(dzu(dzu):MgNf 牛三定律牛三定律牛三定律牛三定律底座对水平地面的压力底座对水平地面的压力底座对水平地面的压力底座对水平地面的压力第4页/共17页第五页,共17页。3.3.物体物体物体物体A A和和和和B B的质量分别为的质量分别为的质量分别为的质量分别为1.0kg1.0kg和和和和2.0kg2.0kg,用,用,用,用F=12NF=12N的水平力推动的水平力推动的水平力推动的水平力推动A A,使,使,使,使A A和和和和B B一起沿着水平面运动一起沿着水平面运动一起沿着水平面运动一起沿着水平面运动(yndng)(yndng),A A和和和和B B与水平面间的动摩擦因数均
13、为与水平面间的动摩擦因数均为与水平面间的动摩擦因数均为与水平面间的动摩擦因数均为0.20.2,求,求,求,求A A对对对对B B的弹力。(的弹力。(的弹力。(的弹力。(g g取取取取10m/s210m/s2)ABF解:根据解:根据解:根据解:根据(gnj)(gnj)牛顿第二定律求出牛顿第二定律求出牛顿第二定律求出牛顿第二定律求出ABAB整体的加整体的加整体的加整体的加速度速度速度速度对对对对B B物体物体物体物体因此因此因此因此A A对对对对B B的弹力的弹力的弹力的弹力整体(zhngt)法求加速度,隔离法求相互作用力第5页/共17页第六页,共17页。4.4.如图所示,有如图所示,有如图所示,
14、有如图所示,有n n个质量个质量个质量个质量(zhling)(zhling)均为均为均为均为mm的立方体,的立方体,的立方体,的立方体,放在光滑的水平桌面上,若以大小为放在光滑的水平桌面上,若以大小为放在光滑的水平桌面上,若以大小为放在光滑的水平桌面上,若以大小为F F的恒力推第一的恒力推第一的恒力推第一的恒力推第一块立方体,求:块立方体,求:块立方体,求:块立方体,求:作用在每个立方体上的合力作用在每个立方体上的合力作用在每个立方体上的合力作用在每个立方体上的合力第第第第3 3个立方体作用于第个立方体作用于第个立方体作用于第个立方体作用于第4 4个立方体上的力。个立方体上的力。个立方体上的力
15、。个立方体上的力。123nF解:根据牛顿解:根据牛顿解:根据牛顿解:根据牛顿(ni dn)(ni dn)第第第第二定律二定律二定律二定律整体的加速度整体的加速度整体的加速度整体的加速度作用在每个小立方体上的合力作用在每个小立方体上的合力作用在每个小立方体上的合力作用在每个小立方体上的合力以从第以从第以从第以从第4 4个立方体到第个立方体到第个立方体到第个立方体到第n n个立方体的个立方体的个立方体的个立方体的n-3n-3个立方体组成个立方体组成个立方体组成个立方体组成(z(z chn)chn)的系统为研究对象,则第的系统为研究对象,则第的系统为研究对象,则第的系统为研究对象,则第3 3个立方体
16、对第个立方体对第个立方体对第个立方体对第4 4个立方体的个立方体的个立方体的个立方体的作用力作用力作用力作用力整体法求加速度,隔离法求相互作用力灵活选择研究对象第6页/共17页第七页,共17页。5.5.如图,两个叠放在一起的滑块,置于固定的、倾角为如图,两个叠放在一起的滑块,置于固定的、倾角为如图,两个叠放在一起的滑块,置于固定的、倾角为如图,两个叠放在一起的滑块,置于固定的、倾角为 的斜面上,滑块的斜面上,滑块的斜面上,滑块的斜面上,滑块A A、B B的质量分别为的质量分别为的质量分别为的质量分别为MM、mm,A A与斜面间动摩擦因数为与斜面间动摩擦因数为与斜面间动摩擦因数为与斜面间动摩擦因
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