第四章 微专题（四）牛顿运动定律的综合应用（一）-【正禾一本通】2023-2024学年新教材高一物理必修第一册同步课堂高效讲义配套课件（人教版）

物理 必修第一册（人教） 第四章 运动和力的关系 微专题（四） 牛顿运动定律的综合应用（一） 要点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整体叫连接体。 常见的连接体： (1)弹簧连接体 (2)物物叠放连接体 (3)轻绳连接体 (4)轻杆连接体 2．连接体的运动特点 轻绳——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。 轻杆——轻杆平动时，连接体具有相同的平动速度。 轻弹簧——在弹簧发生形变的过程中，两端连接体的速度不一定相等；在弹簧形变最大时，两端连接体的速率相等。 3．处理连接体问题的方法 (1)整体法：把整个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，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 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。求解连接体问题时，随着研究对象的转移，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。 [例1] 在建筑工地，建筑工人用两手对称水平用力将两长方体水泥制品夹紧并以加速度a竖直向上匀加速搬起，其中A的质量为m，B的质量为3m，水平作用力为F，A、B之间及A、B与手之间的动摩擦因数均为μ，在此过程中，A、B间的摩擦力为(重力加速度为g)(　　) A．μF B．2μF C． eq \f(3,2) m(g＋a) D．m(g＋a) 解析：选D。对两个水泥制品整体受力分析，根据牛顿第二定律有2Ff－4mg＝4ma，再隔离水泥制品A，又有Ff－mg－Ff BA＝ma，所以Ff BA＝m(g＋a)，选项D正确。 [名师点拨]　求解有关连接体问题的技巧 1．解决系统各部分具有相同的加速度的情况时，优先采用整体法，对于加速度不同的连接体一般采用隔离法。 2．若连接体内各物体具有相同的加速度且需要求解物体间的相互作用力时，就可以先用整体法求解出加速度，再利用隔离法分析其中某一个物体的受力，应用牛顿第二定律求解力，即先整体求解加速度，后隔离求解内力。 3．若已知某物体的受力情况，可先隔离该物体，分析求出它的加速度，再以整体为研究对象，分析求解整体所受的外力。 [训练]1.(2023·阳江高中学业考试)如图所示，光滑水平面放有一个质量为5 kg的光滑斜面体A，将另一个质量为3 kg的物块B放在斜面上，为了保持物块与斜面相对静止，需用水平向左80 N的力F推斜面。现将斜面固定，对B施加水平向右的力F1使其静止在斜面上，g取10 m/s2，则F1大小为(　　) A．30 N B．15 N C．50 N D．80 N 解析：选A。水平向左80 N的力F推斜面时，对整体，根据牛顿第二定律得a＝ eq \f(F, mA＋mB) ＝ eq \f(80,3＋5) m/s2＝10 m/s2，对B受力分析，根据牛顿第二定律可知，B受到重力和支持力的合力F合＝ mBa＝30 N，斜面固定，对B施加水平向右的力F1使其静止在斜面上时，B合力为零，根据共点力平衡条件可知F1＝F合＝30 N，故A正确，B、C、D错误。 要点2 | 动力学图像问题 1．动力学中两类常见图像及其处理方法 (1)v ­t图像：可以从所提供图像中获取运动的方向、瞬时速度、某段时间内的位移以及加速度，结合实际运动情况可以确定物体的受力情况。 (2)F­t图像：首先应明确该图像表示物体所受的是分力，还是合力，根据物体的受力情况确定加速度，从而研究它的运动情况。 2．图像问题的分析方法 遇到带有物理图像的问题时，要认真分析图像，先从它的物理意义、点、线段、斜率、截距、交点、拐点、面积等方面了解图像给出的信息，再利用共点力平衡、牛顿运动定律及运动学公式解题。 [例2] (多选)某马戏团演员做滑杆表演，已知竖直滑杆上端固定，下端悬空，滑杆的重力为200 N，在杆的顶部装有一拉力传感器，可以显示杆顶端所受拉力的大小。从演员在滑杆上端做完动作开始计时，演员先在杆上静止了0.5 s，然后沿杆下滑，3.5 s末刚好滑到杆底端，并且速度恰好为零。整个过程演员的v ­t图像和传感器显示的拉力随时间的变化情况分别如图甲、乙所示，重力加速度g取10 m/s2，则下列说法正确的是(　　) A．演员的重力为800 N B．演员在最后2 s内加速度方向向上 C．传感器显示的最小拉力为620 N D．滑杆长7.5 m 解析：选BC。演员在滑杆上静止时传感器显示的800 N等于演员和滑