4.6專題三連接體問題課件-高一上學(xué)期物理教科版

專題三

連接體問題學(xué)習(xí)目標(biāo)

2024年1月2日沒有眼前的青春飛揚(yáng)，哪來的詩和遠(yuǎn)方？能根據(jù)所學(xué)知識，對實例的分析、物理情境的構(gòu)建、物理過程的認(rèn)識，建立起物理模型，歸納出解題思路，再運(yùn)用相應(yīng)的規(guī)律解決實際問題。1.什么是連接體？試舉例說明。我們把幾個相互作用的物體組成的整體（系統(tǒng)）叫做連接體。地球繞著太陽轉(zhuǎn)v2.什么是外力和內(nèi)力？外力：整體之外的物體施加給整體內(nèi)某個物體的作用力，叫做外力。內(nèi)力：整體內(nèi)各個物體之間的相互作用力，叫做內(nèi)力。一.溫故知新我問你答隔離法：把幾個相互作用的物體中的某一個物體或某一部分物體隔離出來進(jìn)行研究的方法，叫做隔離法。整體法：把幾個相互作用的物體看作一個整體進(jìn)行研究的方法，叫做整體法。2.什么是隔離法和整體法？一.溫故知新3.運(yùn)用整體法解題必須注意什么？（1）對整體進(jìn)行受力分析時，只分析外力不分析內(nèi)力；（2）整體法的適用條件：整體內(nèi)各個物體的加速度必須相同，包括加速度的方向相同。4.如何求系統(tǒng)內(nèi)力？整體內(nèi)各部分加速度相同時：先整體（求加速度）后隔離（求內(nèi)力）。整體內(nèi)各部分加速度不同時：只能用隔離法求內(nèi)力。5.如何求系統(tǒng)外力？整體內(nèi)各部分加速度相同時：先隔離（求加速度）后整體（求外力）。整體內(nèi)各部分加速度不同時：只能用隔離法求外力。二.整體內(nèi)各部分加速度相同時例1.如圖所示，質(zhì)量均為m的三個完全相同物體A、B、C并排放在光滑水平地面上，在水平推力F作用下一起向右做勻加速直線運(yùn)動，求A對B的推力FAB的大小。解：A、B、C整體受力如圖所示，由F合=ma，有F3mgN1a////////////////////////////////////ABFCFABaN2我問你答①A、B、C整體受力情況如何？根據(jù)F合=ma能夠列出怎樣的方程？A、B、C整體受力如圖所示，由F合=ma，有F=3ma②

FAB受力物體是誰？求FAB應(yīng)該選哪部分物體作為研究對象？由于B、C整體的受力比B的受力個數(shù)少,求FABFAB受力物體是B，應(yīng)該選盡量大的整體，即：選B、C整體作為研究對象更簡單。F=3maB、C整體受力如圖所示，則FAB=2ma聯(lián)立解得FAB=F23解題思路先整體求加速度，后隔離求內(nèi)力。2mg二.整體內(nèi)各部分加速度相同時變式訓(xùn)練1.如圖所示，質(zhì)量均為m的兩個完全相同物體A、B、C并排放在粗糙水平地面上，在水平推力F作用下一起向右做勻加速直線運(yùn)動，求A對B的推力FAB的大小。解：設(shè)物體與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，

A、B、C整體受力如圖所示，由F合=ma，有F3mgN1a////////////////////////////////////ABFCFABaN2F–3μmg=3maB、C整體受力如圖所示，則FAB–2μmg=2ma聯(lián)立解得FAB=F23說明3μmg2μmgFAB與μ、m無關(guān)。舉一反三1.如圖所示,質(zhì)量分別為mA、mB的A、B兩物塊用細(xì)線連接,放在傾角為θ的斜面上,用始終平行于斜面向上的拉力F拉A,使它們沿斜面勻加速上升。已知A、B與斜面間的動摩擦因數(shù)均為μ，求細(xì)線的張力T。2mg二.整體內(nèi)各部分加速度相同時舉一反三1.如圖所示,質(zhì)量分別為mA、mB的A、B兩物塊用細(xì)線連接,放在傾角為θ的斜面上,用始終平行于斜面向上的拉力F拉A,使它們沿斜面勻加速上升。已知A、B與斜面間的動摩擦因數(shù)均為μ，求細(xì)線的張力T。θ)(mA+mB)gFN1aμN(yùn)1θ)mBgN2aTμN(yùn)2解：A、B整體受力如圖所示，由F合=ma，有B受力如圖所示，則由①②③④解得F–μN(yùn)1–(mA+mB)gsinθ=(mA+mB)a①T–μN(yùn)2–mBgsinθ=mBa③又N1=(mA+mB)gcosθ②又N2=mBgcosθ④T=mBFmA+mB說明T與μ、θ無關(guān)。二.整體內(nèi)各部分加速度相同時）θF//////////////////////////////////例2.如圖所示，水平光滑地面上有一質(zhì)量為M的小車，在車頂用細(xì)線懸掛一個質(zhì)量為m的小球。在水平推力F作用下，小車向右做勻加速直線運(yùn)動，此時細(xì)線與豎直方向的夾角為θ。求F的大小。我問你答小球加速度方向如何？大小多大？小球和小車相對靜止，加速度方向水平向右。小球受力如圖所示，由F合=ma，有mgtanθ=ma，故a=gtanθ。mgaTmgmaθ）解：小球受力如圖所示，由F合=ma，有mgtanθ=ma小車、小球整體受力如圖所示，則F=(M+m)gtanθ聯(lián)立解得F=(M+m)a解題思路先隔離求加速度，后整體求外力力。(M+m)gNaF二.整體內(nèi)各部分加速度相同時解：物體受力如圖所示，由F合=ma，有mgtanθ=maθ）變式訓(xùn)練2.如圖，已知物體A和斜面B的質(zhì)量分別為m與M，斜面傾角為θ，所有接觸面均光滑，為使A靜止在物體B上，需要用多大的力F來推動B？θ）mgmgN1amaθ）小車、小球整體受力如圖所示，則F=(M+m)gtanθ聯(lián)立解得F=(M+m)a(M+m)gNFa舉一反三2.如圖所示,質(zhì)量為m2的物體2放在車廂的水平底板上,用豎直細(xì)繩通過光滑輕質(zhì)定滑輪與質(zhì)量為m1的物體1相連，車廂沿水平直軌道向右行駛,某一段時間內(nèi)與物體1相連的細(xì)繩與豎直方向成θ角，重力加速度為g。由此可知()A.車廂的加速度大小為gtanθB.細(xì)繩對物體1的拉力大小為C.底板對物體2的支持力為(m2－m1)gD.底板對物體2的摩擦力大小為m2gtanθm1gcosθAB二.整體內(nèi)各部分加速度不同時例3.如圖所示，質(zhì)量為M的物體A放在水平桌面上，沿桌面方向用細(xì)線繞過定滑輪與質(zhì)量為m的物體B相連，現(xiàn)在由靜止釋放物體B，求A的加速度大小a和細(xì)線張力T。我問你答①能夠用整體法求A的加速度嗎？盡管A、B的加速度大小相等，但是方向不同，因此不能用整體法求A的加速度。②

細(xì)線張力等于mg嗎？若細(xì)線張力等于mg，物體B受力平衡，由靜止釋放B后B仍然靜止，這明顯與B向下做加速運(yùn)動矛盾。故T>mg。解：由F合=ma，有對A

T=Ma對Bmg

–T=ma聯(lián)立解得a=mgM+mT=MmgM+m為什么？在《探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》的實驗中，當(dāng)M

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m時，T≈mg。變式訓(xùn)練3.在傾角30°的光滑斜面上，有兩個用輕質(zhì)彈簧相連接的小物塊A、B，已知A、B的質(zhì)量均為m=1kg，輕彈簧的勁度系數(shù)為k=100N/m，C為一固定擋板。系統(tǒng)開始處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)用一恒力F=20N沿斜面方向拉物塊A，使之向上運(yùn)動，已知重力加速度g=10m/s2。求:（1）B剛要離開C時，小物塊A的加速度大?。唬?）從施加F開始到B剛要離開C的過程中，物塊A的位移大小。二.整體內(nèi)各部分加速度不同時解：（1）B剛要離開C時，A、B受力分別如圖所示)θFamgNAkx2)θmgNBkx2)θmgNAkx1對A，由F合=ma有F–mgsinθ–kx2

=ma①對B，由力的平衡條件有mgsinθ=kx2②

聯(lián)立解得a=10m/s2（2）系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)時，A受力分別如圖所示，則mgsinθ=kx1③又xA=x1+x2④聯(lián)立②③④解得

xA=10cm

二.整體內(nèi)各部分加速度不同時)θABC舉一反三3.如圖所示，物體A、B、C質(zhì)量均為m，A、B疊放在傾角θ=37°的光滑固定斜面上,B沿斜面方向通過光滑定滑輪用細(xì)線與C連接?，F(xiàn)在由靜止釋放C,在A、B一起運(yùn)動的過程中，求:(1)C的加速度大小;(2)A受到的摩擦力。θ)θ)2mgN1TamgN1fTa解：（1）A、B整體受力如圖所示，mg由F合=ma有2mgsinθ–T=2ma①C受力如圖所示，則T–mg=ma②聯(lián)立解得（2）A受力如圖所示，則mgsinθ–f=ma③聯(lián)立①②③解得方向沿斜面向上aa=g15

f=

8mg15

方法1.A、B整體的重力沿斜面方向的分力2mgsinθ

大于C