第三章 专题强化五 牛顿第二定律的综合应用-2023高考物理【步步高】大一轮复习讲义（新教材 课件）津鲁琼辽鄂粤冀渝湘闽晋皖黑吉云

大一轮复习讲义 第三章　牛顿运动定律 专题强化五　牛顿第二定律的 综合应用 目标 要求 1.知道连接体的类型以及运动特点，会用整体法、隔离法解决连接体问题.2.理解几种常见的临界极值条件.3.会用极限法、假设法、数学方法解决临界极值问题. 内容 索引 题型一　动力学中的连接体问题 题型二　动力学中的临界和极值问题 课时精练 题型三　动力学图像问题 3 题型一 动力学中的连接体问题 4 1.连接体 多个相互关联的物体连接(叠放、并排或由绳子、细杆、弹簧等联系)在一起构成的物体系统称为连接体.连接体一般(含弹簧的系统，系统稳定时)具有相同的运动情况(速度、加速度). 2.常见的连接体 (1)物物叠放连接体：两物体通过弹力、摩擦力作用，具有相同的速度和加速度 速度、加速度相同 (2)轻绳连接体：轻绳在伸直状态下，两端的连接体沿绳方向的速度总是相等. 速度、加速度相同 速度、加速度大小相等，方向不同 (3)轻杆连接体：轻杆平动时，连接体具有相同的平动速度.   速度、加速度相同 (4)弹簧连接体：在弹簧发生形变的过程中，两端连接体的速度、加速度不一定相等；在弹簧形变最大时，两端连接体的速度、加速度相等. 3.整体法与隔离法在连接体中的应用 (1)整体法 当连接体内(即系统内)各物体的加速度相同时，可以把系统内的所有物体看成一个整体，分析其受力和运动情况，运用牛顿第二定律对整体列方程求解的方法. (2)隔离法 当求系统内物体间相互作用的内力时，常把某个物体从系统中隔离出来，分析其受力和运动情况，再用牛顿第二定律对隔离出来的物体列方程求解的方法. (3)处理连接体方法 ①共速连接体，一般采用先整体后隔离的方法.如图所示，先用整体法得出合力F与a的关系，F＝(mA＋mB)a，再隔离单个物体(部分物体)研究F内力 ②关联速度连接体 分别对两物体受力分析，分别应用牛顿第二定律列出方程，联立方程求解. 例1　如图所示，水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2，中间用一条轻绳连接，两木块的材料相同，现用力F向右拉木块2，当两木块一起向右做匀加速直线运动时，已知重力加速度为g，下列说法正确的是 A.若水平面是光滑的，则m2越大绳的拉力越大 B.若木块和地面间的动摩擦因数为μ，则绳的拉力为 C.绳的拉力大小与水平面是否粗糙无关 D.绳的拉力大小与水平面是否粗糙有关 考向1　共速连接体 √ 例2　(多选)如图所示，质量分别为mA、mB的A、B两物块紧靠在一起放在倾角为θ的固定斜面上，两物块与斜面间的动摩擦因数相同，用始终平行于斜面向上的恒力F推A，使它们沿斜面向上匀加速运动，为了增大A、B间的压力，可行的办法是 A.增大推力F B.减小倾角θ C.减小B的质量 D.减小A的质量 √ √ 设物块与斜面间的动摩擦因数为μ，对A、B整体受力分析，有F－(mA＋mB)gsin θ－μ(mA＋mB)gcos θ＝(mA＋mB)a，对B受力分析，有FAB－ mBgsin θ－μmBgcos θ＝mBa，由以上两式可得FAB＝ 为了增大A、B间的压力，即FAB增大，应增大推力F或减小A的质量，增大B的质量.故A、D正确，B、C错误. 两物块在力F作用下一起运动，系统的加速度与每个物块的加速度相同，如图： 力的“分配” 方法点拨 地面光滑 m1、m2与地面间的动摩擦因数相同，地面粗糙 以上4种情形中，F一定，两物块间的弹力只与物块的质量有关 力的“分配” 方法点拨 m1、m2与固定粗糙斜面间的动摩擦因数相同， 例3　(2022·山东师范大学附中高三月考)如图所示，足够长的倾角θ＝37°的光滑斜面体固定在水平地面上，一根轻绳跨过定滑轮，一端与质量为m1＝1 kg的物块A连接，另一端与质量为m2＝3 kg的物块B连接，绳与斜面保持平行.开始时，用手按住A，使B悬于空中，释放后，在B落地之前，下列说法正确的是(所有摩擦均忽略不计，不计空气阻力，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2) A.绳的拉力大小为30 N B.绳的拉力大小为6 N C.物块B的加速度大小为6 m/s2 D.如果将B物块换成一个竖直向下大小为30 N的力，对物块A的运动没有影响 考向2　关联速度连接体 √ 对B隔离分析，由牛顿第二定律得m2g－FT＝m2a，对A、B整体分析，由牛顿第二定律得m2g－m1gsin θ＝(m1＋m2)a，联立解得a＝6 m/s2，FT＝12 N，故A、B错误，C正确； 如果将B物块换成一个竖直向下大小为30 N的力，对A由牛顿第二定律得F－m1gsin θ＝m1a′，解得a′＝24 m/s2，前后加速度不一样，对物块A的运动有影响，故D错误.