第4章 微专题3 动力学中的三类典型问题(WORD教参)-【优化探究】2022-2023学年新教材高中物理必修第一册同步导学案（粤教版2019）

微专题3　动力学中的三类典型问题 类型1　连接体问题 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加速度的整体叫连接体。如几个物体叠放在一起，或并排挤放在一起，或用绳子、细杆等连在一起。 2．处理连接体问题的方法 (1)整体法：把多个物体组成的系统作为一个研究对象来分析的方法。不必考虑系统内力的影响，只需考虑系统受到的外力。 (2)隔离法：把系统中的各个部分(或某一部分)隔离出来，作为一个单独的研究对象来分析的方法。此时系统的内力就有可能成为该研究对象的外力，在分析时要特别注意。 3．整体法与隔离法的选用 (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，随着研究对象的转换，往往两种方法交叉运用。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。 (3)无论运用整体法还是隔离法，解题的关键还是在于对研究对象进行正确的受力分析。 　(多选)如图所示，粗糙的水平地面上有三块材料完全相同的木块A、B、C，质量均为m，B、C之间用轻质细绳连接。现用一水平恒力F作用在C上，三者开始一起做匀加速运动，运动过程中把一块橡皮泥粘在某一木块上面，系统仍加速运动，且始终没有相对滑动，则在粘上橡皮泥并达到稳定后，下列说法正确的是(　　) A．无论粘在哪个木块上面，系统的加速度都将减小 B．若粘在A木块上面，绳的拉力减小，A、B间摩擦力不变 C．若粘在B木块上面，绳的拉力增大，A、B间摩擦力增大 D．若粘在C木块上面，绳的拉力和A、B间摩擦力都减小 [解析]　因无相对滑动，所以，无论橡皮泥粘到哪个木块上，根据牛顿第二定律都有F－3μmg－μΔmg＝(3m＋Δm)a，系统加速度a减小，选项A正确；若粘在A木块上面，以C为研究对象，受到F、摩擦力μmg、绳子拉力T这三个力的作用，由牛顿第二定律得F－μmg－T＝ma，a减小，F、μmg不变，所以，绳子拉力T增大，选项B错误；若粘在B木块上面，a减小，以A为研究对象，m不变，所受摩擦力减小，选项C错误；若粘在C木块上面，a减小，A、B间的摩擦力减小，以A、B整体为研究对象，有T－2μmg＝2ma，T减小，选项D正确。 [答案]　AD 解决连接体问题的两点技巧 (1)求解连接体问题时，首先应把所有的物体视为一个整体，运用牛顿第二定律求解整体的加速度，然后根据题目的要求将其中的某个物体进行隔离后再分析和求解。 (2)在运用牛顿第二定律F＝ma解连接体问题时，要注意质量m应与研究对象对应。 1.两个物体A和B，质量分别为m1和m2，互相接触地放在光滑水平面上，如图所示，对物体A施以水平的推力F，则物体A对物体B的作用力等于(　　) A.F　　　　　　　 B.F C．F D.F 解析：对物体A、B组成的整体，根据牛顿第二定律得a＝，对物体B，由牛顿第二定律得F′＝m2a＝F，故选项B正确。 答案：B 2.(多选)如图所示，质量为M、中间为半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上，光滑槽内有一质量为m的小铁球，现用一水平向右的推力F推动凹槽，小铁球与光滑凹槽相对静止时，凹槽球心和小铁球的连线与竖直方向的夹角α，则下列说法正确的是(　　) A．小铁球所受合力为零 B．小铁球受到的合外力方向水平向左 C．F＝(M＋m)gtan α D．系统的加速度为a＝gtan α 解析：隔离小铁球受力分析得F合＝mgtan α＝ma且合外力水平向右，故小铁球的加速度为gtan α，因为小铁球与凹槽相对静止，故系统的加速度也为gtan α，A、B错误，D正确；对整体受力分析得F＝(M＋m)a＝(M＋m)gtan α，C正确。 答案：CD 3.如图所示，质量m＝80 kg的物体放在安装在小车上的水平台秤上，小车沿固定斜面无摩擦地向下运动，现观察到台秤的示数为600 N。g取10 m/s2，求： (1)斜面的倾角θ； (2)台秤对物体的静摩擦力。 解析：(1)设小车及台秤的质量为M。 对整体应用牛顿第二定律得(M＋m)gsin θ＝(M＋m)a 解得a＝gsin θ 隔离物体，对物体在竖直方向上应用牛顿第二定律，有 mg－FN＝masin θ，即mg－FN＝mgsin2θ 代入数据解得sin θ＝，故θ＝30°。 (2)对物体在水平方向上应用牛顿第二定律，有 f＝macos θ＝mgsin θcos θ＝200 N。 答案：(1)30°　(2)200 N 类型2　动力学中的图像问题 1．常见的图像形式 在动力学与运动学问题中，常用的图像是位移图像(s-t图像)、速度图像(v-t图像)和力的图像(F-t图像)等，这些图像反映的是物体的运动规律、受力规律，不是物体的运动轨迹。 2．图像问题的分析方法 遇到带有物理图像的