3-4牛顿第二定律的应用(整体法与隔离法).ppt
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1、牛顿第二定律的应用(整体法与隔离法整体法与隔离法)要点疑点考点课 前 热 身能力思维方法延伸拓展要点疑点考点一、连接体问题一、连接体问题当两个或两个以上的物体之间通过轻绳、轻杆相连或当两个或两个以上的物体之间通过轻绳、轻杆相连或直接接触一起运动的问题直接接触一起运动的问题.二、整体法与隔离法二、整体法与隔离法 1.1.当研究问题中涉及多个物体组成的系统时,通常当研究问题中涉及多个物体组成的系统时,通常把研究对象从系统中把研究对象从系统中“隔离隔离”出来,单独进行受力及出来,单独进行受力及运动情况的分析运动情况的分析.这叫隔离法这叫隔离法.2.2.系统中各物体加速度相同时,我们可以把系统中系统中
2、各物体加速度相同时,我们可以把系统中的物体看做一个整体的物体看做一个整体.然后分析整体受力,由然后分析整体受力,由F=maF=ma求出求出整体加速度,再作进一步分析整体加速度,再作进一步分析.这种方法叫整体法这种方法叫整体法.3.3.解决连接体问题时,经常要把整体法与隔离法结解决连接体问题时,经常要把整体法与隔离法结合起来应用合起来应用.课 前 热 身1.1.如图如图3-4-13-4-1所示,静止的所示,静止的A A、B B两物体叠放在光滑两物体叠放在光滑水平面上,已知它们的质量关系是水平面上,已知它们的质量关系是m mA Am mB B,用水平用水平恒力拉恒力拉A A物体,使两物体向右运动,
3、但不发生相对物体,使两物体向右运动,但不发生相对滑动,拉力的最大值为滑动,拉力的最大值为F F1 1;改用水平恒力拉改用水平恒力拉B B物体,物体,同样使两物体向右运动,但不发生相对滑动,拉力同样使两物体向右运动,但不发生相对滑动,拉力的最大值为的最大值为F F2 2,比较比较F F1 1与与F F2 2的大小,正确的是(的大小,正确的是()A.FA.F1 1F F2 2B.FB.F1 1=F=F2 2C.FC.F1 1F F2 2D.D.无法比较大小无法比较大小图3-4-1A A【例例1 1】如图如图3-4-23-4-2所示,物体所示,物体A A放在物体放在物体B B上,物体上,物体B B放
4、在光滑的水放在光滑的水平面上,已知平面上,已知m mA A=6kg=6kg,m mB B=2kg=2kg,A A、B B间动摩擦因数间动摩擦因数=0.2.A.A物上系一物上系一细线,细线能承受的最大拉力是细线,细线能承受的最大拉力是20N20N,水平向右拉细线,假设水平向右拉细线,假设A A、B B之间最大静摩擦力等于滑动摩擦力之间最大静摩擦力等于滑动摩擦力.在细线不被拉断的情况下,下在细线不被拉断的情况下,下述中正确的是(述中正确的是(g=10m/sg=10m/s2 2)()()图图3-4-23-4-2CDCDA.A.当拉力当拉力F F12N12N时,时,A A静止不动静止不动B.B.当拉力
5、当拉力F F12N12N时,时,A A相对相对B B滑动滑动C.C.当拉力当拉力F=16NF=16N时,时,B B受受A A摩擦力等于摩擦力等于4N4ND.D.无论拉力无论拉力F F多大,多大,A A相对相对B B始终静止始终静止例例2.如图示,两物块质量为如图示,两物块质量为M和和m,用绳连接后放在倾用绳连接后放在倾角为角为的斜面上,物块和斜面的动摩擦因素为的斜面上,物块和斜面的动摩擦因素为,用沿斜用沿斜面向上的恒力面向上的恒力F拉物块拉物块M运动,求中间绳子的张力运动,求中间绳子的张力.MmFN1Mgf1Tmgf2N2T例例2.如图示,两物块质量为如图示,两物块质量为M和和m,用绳连接后放
6、在倾用绳连接后放在倾角为角为的斜面上,物块和斜面的动摩擦因素为的斜面上,物块和斜面的动摩擦因素为,用沿斜用沿斜面向上的恒力面向上的恒力F拉物块拉物块M运动,求中间绳子的张力运动,求中间绳子的张力.MmF由牛顿运动定律,由牛顿运动定律,解解:画出:画出M和和m的受力图如图示:的受力图如图示:N1Mgf1Tmgf2N2T对对M有有F-T-Mgsin-Mgcos=Ma(1)对对m有有T-mgsin-mgcos=ma(2)a=F/(M+m)-gsin-gcos(3)(3)代入(代入(2)式得)式得T=m(a+gsin+gcos)=mF(M+m)由上式可知:由上式可知:T的大小与运动情况无关的大小与运动
7、情况无关T的大小与的大小与无关无关T的大小与的大小与无关无关斜面光滑,求绳的拉力斜面光滑,求绳的拉力?斜面光滑,求弹簧的拉力?斜面光滑,求物块间的弹力?斜面光滑,求球与槽间的弹力?例例3、如如图图所所示示,质质量量为为m的的光光滑滑小小球球A放放在在盒盒子子B内内,然然后后将将容容器器放放在在倾倾角角为为a的的斜斜面面上上,在在以以下下几几种种情情况况下下,小小 球球 对对 容容 器器 B的的 侧侧 壁壁 的的 压压 力力 最最 大大 的的 是是 ()(A)小球小球A与容器与容器B一起静止在斜面上;一起静止在斜面上;(B)小球小球A与容器与容器B一起匀速下滑;一起匀速下滑;(C)小球小球A与容
8、器与容器B一起以加速度一起以加速度a加速上滑;加速上滑;(D)小球小球A与容器与容器B一起以加速度一起以加速度a减速下滑减速下滑.CDMm水平面光滑,水平面光滑,M与与m相互接触,相互接触,Mm,第一次用水平力第一次用水平力F向右推向右推M,M与与m间相互间相互作用力为作用力为F1,第二次用水平力第二次用水平力F向左推向左推m,M与与m间相互作用力为间相互作用力为F2,那麽那麽F1与与F2的关的关系如何系如何桌面光滑,求绳的拉力?12345F求求2对对3的作用力的作用力练练习习1、如如图图所所示示,置置于于水水平平面面上上的的相相同同材材料料的的m和和M用用轻轻绳绳连连接接,在在M上上施施一一
9、水水平平力力F(恒恒力力)使使两两物物体体作作匀匀加加速速直直线线运运动动,对对两两物物体体间间细细绳绳拉拉力力正正确确的的说说法法是:是:()(A)水平面光滑时,绳拉力等于水平面光滑时,绳拉力等于mF/(Mm);(B)水平面不光滑时,绳拉力等于水平面不光滑时,绳拉力等于mF/(Mm);(C)水平面不光滑时,绳拉力大于水平面不光滑时,绳拉力大于mF/(Mm);(D)水平面不光滑时,绳拉力小于水平面不光滑时,绳拉力小于mF/(Mm)。MmF解解:由上题结论:由上题结论:T的大小与的大小与无关,应选无关,应选ABAB如图所示,质量为如图所示,质量为M的斜面放在水平面上,的斜面放在水平面上,其上游质
10、量为其上游质量为 m 的物块,各接触面均无摩的物块,各接触面均无摩擦,第一次将水平力擦,第一次将水平力F1加在加在m 上,第二次将上,第二次将水平力水平力F2加在加在M上,两次要求上,两次要求m与与M不发生不发生相对滑动,求相对滑动,求F1与与F2之比之比F1F2m:M能力思维方法【例例2 2】如图如图3-4-33-4-3,物体,物体M M、m m紧靠着置于动摩擦因紧靠着置于动摩擦因数为数为的斜面上,斜面的倾角为的斜面上,斜面的倾角为,现施一水平力现施一水平力F F作作用于用于M M,M M、m m共同向上加速运动,求它们之间相互作共同向上加速运动,求它们之间相互作用力的大小用力的大小.图图3
11、-4-33-4-3能力思维方法【解析解析】因两个物体具有相同的沿斜面向上的加因两个物体具有相同的沿斜面向上的加速度,可以把它们当成一个整体(看做一个质点)速度,可以把它们当成一个整体(看做一个质点),其受力如图,其受力如图3-4-43-4-4所示,建立图示坐标系:所示,建立图示坐标系:图图3-4-43-4-4能力思维方法由由FyFy=0=0,有有N N1 1=(M+mM+m)gcosgcos+Fsin;由由FxFx=(M+m)a=(M+m)a,有有FcosFcos-f1-(M+m)gsin=(M+m)a,且且f f1 1=N N1要求两物体间的相互作用力,要求两物体间的相互作用力,应把两物体隔
12、离应把两物体隔离.能力思维方法对对m m受力分析如图受力分析如图3-4-53-4-5所示,所示,图图3-4-53-4-5能力思维方法由由FyFy=0=0得得N N2 2-mgcos-mgcos=0由由FxFx=ma=ma得得N-fN-f2 2-mgsin-mgsin=ma且且f f2 2=N2 2由以上联合方程解得:由以上联合方程解得:N=N=(coscos-sinsin)mF/(M+m).mF/(M+m).此题也可以隔离后对此题也可以隔离后对M M分析列式,但麻烦些分析列式,但麻烦些.能力思维方法【解题回顾解题回顾】若系统内各物体的加速度相同,解若系统内各物体的加速度相同,解题时先用整体法求
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- 教育 专题 牛顿第二定律 应用 整体 隔离法
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