第四章 专题强化 动力学连接体问题-(配套课件) 2021-2022学年高一新教材物理必修第一册【步步高】学习笔记(人教版)(京津鲁琼辽粤浙渝鄂冀湘云晋皖黑吉桂)

专题强化　动力学连接体问题 第四章　运动和力的关系 【学习目标】 1.学会用整体法和隔离法分析连接体问题. 2.掌握常见连接体问题的特点和解决方法. 【内容索引】 探究重点 提升素养 专题 强化练 3 TANJIUZHONGDIAN　 TISHENGSUYANG 探究重点　提升素养 1 1.连接体 两个或两个以上相互作用的物体组成的具有相同运动状态的整体叫连接体.如几个物体叠放在一起，或并排放在一起，或用绳子、细杆等连在一起，在求解连接体问题时常用的方法为整体法与隔离法. 2.连接体问题的解题方法 (1)整体法：把整个连接体系统看作一个研究对象，分析整体所受的外力，运用牛顿第二定律列方程求解.其优点在于它不涉及系统内各物体之间的相互作用力. (2)隔离法：把系统中某一物体(或一部分)隔离出来作为一个单独的研究对象，进行受力分析，列方程求解.其优点在于将系统内物体间相互作用的内力转化为研究对象所受的外力，容易看清单个物体(或一部分)的受力情况或单个过程的运动情形. 一、加速度和速度都相同的连接体问题 (1)求解各部分加速度都相同的连接体问题时，要优先考虑整体法；如果还需要求物体之间的作用力，再用隔离法. (2)求解连接体问题时，随着研究对象的转移，往往两种方法交替运用.一般的思路是先用其中一种方法求加速度，再用另一种方法求物体间的作用力或系统所受合力. 例1　如图1所示，A、B两木块的质量分别为mA、mB，A、B之间用水平细绳相连，在水平拉力F作用下沿水平面向右加速运动，重力加速度为g. (1)若地面光滑，则A、B间绳的拉力为多大？ 图1 解析　若地面光滑，以A、B整体为研究对象，有F＝(mA＋mB)a， 然后隔离出B为研究对象，有FT1＝mBa， (2)若两木块与水平面间的动摩擦因数均为μ，则A、B间绳的拉力为多大？ 解析　若动摩擦因数均为μ，以A、B整体为研究对象，有F－μ(mA＋mB)g＝(mA＋mB)a1，然后隔离出B为研究对象，有FT2－μmBg＝mBa1， (3)如图乙所示，若把两木块放在固定斜面上，两木块与斜面间的动摩擦因数均为μ，在方向平行于斜面的拉力F作用下沿斜面向上加速，A、B间绳的拉力为多大？ 解析　以A、B整体为研究对象，设斜面的倾角为θ，F－(mA＋mB)gsin θ－μ(mA＋mB)gcos θ＝(mA＋mB)a2 以B为研究对象 FT3－mBgsin θ－μmBgcos θ＝mBa2 针对训练1　五个质量相等的物体置于光滑水平面上，如图2所示，现对左侧第1个物体施加大小为F、方向水平向右的恒力，则第2个物体对第 3个物体的作用力等于 图2 √ 解析　设各物体的质量均为m，对整体运用牛顿第二定律得a＝ ，对3、4、5组成的整体应用牛顿第二定律得FN＝3ma，解得FN＝ .故选C. 例2　(2020·山东泰安一中高一上期中)如图3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对B的作用力大小为 A.F1 B.F2 图3 解析　选取A和B整体为研究对象，共同加速度a＝ .再选取物体B为研究对象，受力分析如图所示，根据牛顿第二定律得FN－F2＝ma，得FN＝F2＋ma＝F2＋ ，故C正确. √ 跨过光滑轻质定滑轮的物体速度、加速度大小相同，但方向不同，此时一般采用隔离法，即对每个物体分别进行受力分析，分别根据牛顿第二定律列方程，然后联立方程求解. 二、加速度和速度大小相同、方向不同的连接体问题 例3　质量为M的物体放在光滑水平桌面上，通过水平轻绳跨过光滑的轻质定滑轮连接质量为m的物体，如图4所示，重力加速度为g，将它们由静止释放，求： (1)物体的加速度大小； 图4 (2)绳对M的拉力大小. 解析　以m为研究对象：mg－FT＝ma ① 以M为研究对象：FT＝Ma ② 针对训练2　如图5所示，质量分别为M和m的物块由相同的材料制成，且M＞m，将它们用一根跨过光滑轻质定滑轮的细线连接.如果按图甲放置在水平桌面上(与物块M相连的细线水平)，两物块刚好做匀速运动.如果互换两物块位置按图乙放置在同一水平桌面上，它们的共同加速度大小为(重力加速度为g) 图5 √ 解析　题图甲中，物块m匀速运动，故FT＝mg， 物块M匀速运动，故FT＝μMg. 题图乙中，对M有Mg－FT′＝Ma 对m有FT′－μmg＝ma 返回 ZHUAN TI QIANG HUA LIAN 专题强化练 2 1.如图1所示，并排放在光滑水平面上的两物体的质量分别为m1和m2，且m1＝2m2.当用水平推力F向右推m1时，两物体间的相互作用力的大小为FN，则 基础对点练 1 2