第5章 综合•融通(1) 动力学中的三类典型问题(融会课—主题串知综合应用)（课件PPT）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第一册（鲁科版2019）

综合·融通(一) 动力学中的三类典型问题 (融会课—主题串知综合应用) 在解答动力学的问题时经常会遇到这三类典型问题：连接体问题、动力学图像问题、临界问题；通过本节课的学习，可以初步掌握连接体问题中整体法与隔离法的运用，图像问题中由图像获得信息与牛顿运动定律的综合应用，临界问题中临界条件分析等。 01 02 03 目 录 主题(一)　连接体问题 主题(二)　动力学图像问题 主题(三)　临界问题 3 主题(一)　 连接体问题 [知能融会通] 1．题型概述 多个相互关联的物体连接(叠放、并排或由绳子、细杆、弹簧等连接)在一起构成的物体系统称为连接体。 2．题型分类 (1)加速度相同的连接体； (2)加速度不同的连接体。 3．解题方法 [典例]　(多选)质量分别为2 kg和3 kg的物块A、B放在光滑水平面上并用轻质弹簧相连，如图所示，现对物块A、B分别施以方向相反的水平力F1、F2，且F1＝20 N、F2＝10 N，则下列说法正确的是 (　 ) A．弹簧的弹力大小为16 N B．如果只有F1作用，则弹簧的弹力大小变为12 N C．若把弹簧换成轻质绳，则绳对物体的拉力大小为零 D．若F1＝10 N、F2＝20 N，则弹簧的弹力大小不变 [解析]　两个物体一起向左做匀加速直线运动，对两个物体整体运用牛顿第二定律，有：F1－F2＝(mA＋mB)a　①，再对物体A受力分析，运用牛顿第二定律得F1－F＝mAa　②， 由①②两式联立得：F＝16 N，A正确。 如果只有F1作用，整体向左匀加速运动，则根据牛顿第二定律有F1＝(mA＋mB)a 若F1＝10 N、F2＝20 N，则F2－F1＝(mA＋mB)a， 再对物体B受力分析，运用牛顿第二定律得F2－F＝mBa，联立得F＝14 N，故D错误。 [答案]　AB /方法技巧/ 整体法与隔离法常涉及的问题类型 (1)涉及滑轮的问题：若要求绳的拉力，一般都采用隔离法。 (2)水平面上的连接体问题：这类问题一般是连接体(系统)内各物体保持相对静止，即具有相同的加速度。解题时，一般采用先整体、后隔离的方法。 (3)斜面体与物体组成的连接体的问题：当物体具有沿斜面方向的加速度，而斜面体相对于地面静止时，一般采用隔离法分析。 1．(多选) 如图所示，两滑块上下底面平行叠放在一起，置于固定的、倾角为θ的斜面上，滑块A、B的质量分别为mA、mB，A与斜面间的动摩擦因数为μ1，B与A间的动摩擦因数为μ2。已知两滑块由静止开始以相同的加速度从斜面顶端滑下，滑块B受到的摩擦力 (　 ) A．方向沿斜面向上 B．大小等于μ1mAgcos θ C．大小等于μ1mBgcos θ D．大小等于μ2mBgcos θ [题点全练清] 答案：AC　 解析：以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得加速度为a＝g(sin θ－μ1cos θ)，设A对B的摩擦力方向沿斜面向下，大小为Ff，则有mBgsin θ＋Ff＝mBa，得到Ff＝mBa－mBgsin θ＝－μ1mBgcos θ，负号表示摩擦力方向沿斜面向上，故A、C正确，B、D错误。 2．(2023·济南高一检测)如图所示，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的定滑轮的轻细线连接。如果按图甲放置在水平桌面上，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 (　 ) 主题(二)　 动力学图像问题 [知能融会通] 1．图像的类型 在动力学问题中，常见的图像是v －t图像、F－t图像、a－F图像等，这些图像反映的是物体的运动规律、受力规律，而不是代表物体的运动轨迹。 2．问题的实质 求解力与运动的关系问题的关键是理解图像的物理意义，理解图像的“轴、点、线、截距、斜率、面积”等的含义。 3．分析的思路 [典例]　(2023·福州高一检测)一个物块置于粗糙的水平地面上，受到的水平拉力F随时间t变化的关系如图甲所示，速度v随时间t变化的关系如图乙所示。g取10 m/s2。求： (1)1 s末物块所受摩擦力的大小f1； (2)物体在前6 s内的位移大小s； (3)物块与水平地面间的动摩擦因数μ。 [解析]　(1)由题图乙可知前2 s内物块处于静止状态，此时物块所受的摩擦力大小等于水平拉力的大小，从题图甲中可以读出，当t＝1 s时，f1＝F1＝4 N。 1．(多选)如图甲所示，物块的质量m＝1 kg，初速度v0＝10 m/s，在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动，某时刻后恒力F突然反向，整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图