第四章 习题课7 连接体模型与板块问题-【南方凤凰台·5A新学案】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册粤教版2019（课件）

第四章 牛顿运动定律 习题课7　连接体模型与板块问题 　南方凤凰台　5A新学案 · 物理 YJ 必修第一册 1 核心 目标 1. 能用整体法和隔离法分析连接体问题． 2. 能分析滑块－滑板类问题． 关键能力 • 拓展应用 3 1 动力学中的连接体问题 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________的整体叫连接体．如： (1) 用细线连接的物体系   (2) 相互挤压在一起的物体系   (3) 用弹簧连接的物体系   (4) 物物叠放连接体 加速度　 典题固法 关键能力•拓展应用 2. 处理连接体问题的方法 说明：处理连接体问题时，整体法与隔离法常交叉使用，一般思路是： (1) 求内力时，先用________求加速度，再用________求物体间的作用力． (2) 求外力时，先用________求加速度，再用________求整体受到的外力． 方法 研究对象 选择原则 整体法 将一起运动的物体系作为研究对象 求解物体系整体的加速度和所受外力 隔离法 将系统中的某一物体为研究对象 求解物体之间的内力 整体法　 隔离法　 隔离法　 整体法　 典题固法 关键能力•拓展应用 3. 连接体中的两类临界问题 (1) 两物体分离的临界条件：两物体由相接触到将分离的临界条件是弹力FN＝___且二者的加速度、速度均相同． (2) 相对静止或相对滑动的临界条件：两物体相接触且处于相对静止时，静摩擦力达到最大值或为零． 0　 典题固法 关键能力•拓展应用 (2023·广州执信中学)我国航天员要在“天宫一号”航天器实验舱的桌面上测量物体的质量，采用的方法如下：质量为m1的标准物A的前后连接有质量均为m2的两个力传感器，待测质量的物体B连接在后传感器上，在某一外力作用下整体在桌面上运动，如图所示，稳定后标准物A前后两个传感器的读数分别为F1、F2，由此可知待测物体B的质量为 (　　) 1 B　 典题固法 关键能力•拓展应用 如图所示，水平面上有6个完全相同的质量均为m＝1 kg 的小滑块(均可视为质点)，滑块1和2间用轻质弹簧相连，其他均用细绳相连，滑块1、2、3…依次沿直线水平向左排开，现用水平向右的恒力F(大小未知)作用于滑块1上，使它们一起做匀加速直线运动，测得滑块1到6间距离为L＝2 m，某时刻滑块1经过水平面上的O点时速度大小为v0＝2 m/s，一段时间后滑块6经过O点时速度大小为v1＝4 m/s，已知每个滑块与水平面间的动摩擦因数均为μ＝0.5，取g＝10 m/s2. (1) 求水平恒力F的大小． 2 典题固法 关键能力•拓展应用 解析：(2) 设滑块4与滑块5间细绳的拉力大小T，以滑块5和6为整体，由牛顿第二定律可得T－2μmg＝2ma 解得T＝16 N (2) 求滑块4与滑块5间细绳的拉力大小． 典题固法 关键能力•拓展应用 解析：(3) 撤去F的瞬间，由于滑块1、2间相连的是轻弹簧，故形变来不及恢复，则滑块2的受力情况不发生改变，则滑块2的加速度大小仍为a＝3 m/s2 根据牛顿第二定律有F′－5μmg＝5ma 解得弹簧对滑块1的拉力大小为F′＝40 N 设滑块1加速度大小为a′，由牛顿第二定律有 F′＋μmg＝ma′ 解得a′＝45 m/s2(方向向左) 则有撤去F瞬间滑块1与滑块2加速度大小之比为a′∶a＝15∶1 (3) 若某时刻撤去水平恒力F，求在撤去F瞬间滑块1与滑块2加速度大小之比． 典题固法 关键能力•拓展应用 滑块—木板问题的动力学分析 叠放在一起的滑块—木板，它们之间存在摩擦力，在其他外力作用下它们或者以相同的加速度运动，或者加速度不同，无论是哪种情况，受力分析和运动过程分析都是解题的关键． 1. 摩擦力分析 (1) 若滑块与木板“一快一慢”：较快的受到的对方给它的摩擦力为阻力，较慢的受到的对方给它的摩擦力为动力． (2) 若滑块与木板“一动一静”：运动的受到的对方给它的摩擦力为阻力，静止的受到的对方给它的摩擦力为动力． (3) 若滑块与木板“一左一右”：两者受到的对方给它的摩擦力都是阻力． 2 典题固法 关键能力•拓展应用 2. 运动特点分析 (1) “掉下去”：滑块与木板的位移差(或和)等于初始时滑块到木板边缘的距离． (2) “相对静止”：滑块与木板速度相等． (3) “恰好没掉下去”：既有______相等的特点，又有木板与滑块的位移差(或和)等于初始时滑块到木板边缘的距离的特点． 速度　 典题固法 关键能力•拓展应用 3. 求解“滑块—木板”类问题的方法 (1) 弄清各物体初态对地的运动和相对运动(或相对运动趋势)，根据相对运动(或相对运动趋势)情况，确定物体间的摩擦力方向． (2) 准确地对各物体进行受力分析，并根据牛顿第二定律确定各物体的加速度，结合加速度和速度