第4章 综合•融通(1) 动力学中的三类典型问题（课件PPT）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第一册（人教版2019,河南河北专用）

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) 连接体问题、动力学图像问题、临界极值问题是动力学的三类典型问题。其中解决连接体问题的关键是整体法和隔离法的灵活应用，而解决临界极值问题的关键是需要对临界状态和临界条件的正确判断，学习时应注意领会和把握。 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)　临界极值问题 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]　如图甲所示，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)若水平地面光滑，则A、B间绳的拉力为多大？ (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？ (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？ /方法技巧/ “串接式”连接体中弹力的“分配协议” 如图所示，对于一起做加速运动的物体系统，m1和m2间的弹力F12或中间绳的拉力FT的大小遵守以下力的“分配协议”： 注意： ①此“协议”与有无摩擦无关(若有摩擦，两物体与接触面间的动摩擦因数必须相同)； ②此“协议”与两物体间有无连接物、何种连接物(轻绳、轻杆、轻弹簧)无关； ③物体系统处于水平面、斜面或竖直方向上一起加速运动时此“协议”都成立。　　 [题点全练清] 1.如图所示，物体A重20 N，物体B重5 N，不计一切摩 擦和绳的重力，当两物体由静止释放后，物体A的加速度与 绳子上的张力分别为(g取10 m/s2) (　) A．6 m/s2,8 N　　 B．10 m/s2,8 N C．8 m/s2,6 N D．6 m/s2,9 N 答案：A　 解析：静止释放后，物体A将加速下降，物体B将加速上升，二者加速度大小相等，由牛顿第二定律，对A有mAg－FT＝mAa，对B有FT－mBg＝mBa，代入数据解得a＝6 m/s2，FT＝8 N，A正确。 答案：D　 3.(多选)如图所示，质量分别为mA、mB的A、B两物 块用轻绳连接放在倾角为θ的固定斜面上(轻绳与斜面平 行)，用平行于斜面向上的恒力F拉A，使它们沿斜面匀加速上升，A、B与斜面间的动摩擦因数均为μ，为了增大轻绳上的张力，可行的办法是 (　) A．减小A物块的质量　 B．增大B物块的质量 C．增大倾角θ D．增大动摩擦因数μ 答案：AB　 [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。 主题(二)　动力学图像问题 3．分析的思路 [例1]　放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系图像和物块的速度v与时间t的关系图像如图甲、乙所示。取重力加速度g＝10 m/s2，由此两图像可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为 (　) [答案]　A [解析]　在4～6 s内物块做匀速直线运动，可知Ff＝2 N，在2～4 s内物块做匀加速直线运动，加速度a＝2 m/s2，根据牛顿第二定律有：F－Ff＝ma，解得：m＝0.5 kg，又Ff＝μmg，解得：μ＝0.4，故A项正确。 [例2]　(多选)物体A、B、C均静止在同一水平面上，它们的质量分别为mA、mB、mC，与水平面间的动摩擦因数分别为μA、μB、μC，用平行于水平面的拉力F分别拉物体A、B、C，所得加速度a与拉力F的关系图线如图中甲、乙、丙所示，则以下说法正确的是 (　) A．μA＝μB，mA＜mB B．μB＜μC，mB＝mC C．μB＝μC，mB＞mC D．μA＜μC，mA＜mC [答案]　ABD 1.在光滑水平面上以速度v运动的物体，从某一时刻 开始受到一个跟运动方向共线的力F的作用，其速度— 时间图像如图所示。那么它受到的力F随时间t变化的关系图像是下列图中的 (　) [题点全练清] 答案：A　 解析：由v-t图像可知物体先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动，再反向做匀加速直线运动，所以物体最初一