第三章专题三 力的平衡条件的应用（二）连接体问题 课件-2023-2024学年高一上学期物理教科版（2019）必修第一册

专题三. 力的平衡条件的应用（二） 连接体问题 学习目标 2023年10月31日 魏泉涌 1.知道连接体概念，学会连接体的的模型建构。 2.理解整体法和隔离法的概念，掌握研究对象的选择技巧。 3.能熟练运用整体法和隔离法解决连接体问题，并能根据 力的平衡条件列方程求解。从而把知识的碎片化转化为 实践能力的系统化。 1 一、模型建构 看图说话 下列三幅图中有什么相同的地方？ 两个物体都是用细绳连接的，绳和物体之间有相互作用力。 地球绕着太阳转 我们把几个相互作用的物体组成的整体（系统）叫做连接体。 弱问 右图是连接体吗？ 注意：物体之间不一定要用细线、轻杆之类的连接起来才叫连接体，只要有相互作用，都可以叫作连接体。 二、对象选择 / / / / / / / / / / / / / / 例1.右图中，质量为m的物体放在质量为M 的斜面体上，它们处于静止状态。求：地面对斜面体的支持力N 和摩擦力f。 解法一 物体受力如图所示, mg N1 f1 F 的合力）与mg等大反向。 F = mg ① 由力的相互作用性可知，物体对斜面体的作用力F ′（N1′、f1′的合力）与F 等大反向，即 F ′=F ② 斜面体受力如图所示, Mg+F ′=N ③ F′ Mg N1′ f1′ N ∴ f =0 N =（M+m）g 方向竖直向上 解法二 斜面体和物体整体受力如图所示, N （M+m）g f =0 N =（M+m）g 方向竖直向上 哪种方法更简单？ 斜面体对物体的作用力F （N1、f1 由力的平衡条件 由力的平衡条件 由力的平衡条件 3 二、对象选择 1.基本概念 隔离法： 把几个相互作用的物体中的某一个物体或某一部分物体隔离出来进 行研究的方法，叫做隔离法。 整体法： 把几个相互作用的物体看作一个整体进行研究的方法，叫做整体法。 注意 隔离法和整体法是相对的。 2.运用整体法解题的注意事项 （1）对整体进行受力分析时，只分析外力不分析内力； （2）整体法的适用条件：整体内各个物体的加速度必须相同，包括加速度的 方向相同。 （1）外力和内力 外力： 整体之外的物体施加给整体内某个物体的作用力，叫做外力。 内力： 整体内各个物体之间的相互作用力，叫做内力。 （2）隔离法和整体法 3.隔离法和整体法的选择技巧 首先明确所求力的受力物体，然后确定研究对象。往往由于整体的受力分析 及运算更简单，因此选择尽可能大的整体作为研究对象。 二、对象选择 变式训练1.如图所示，质量为m的滑块Q，沿着质量为M 的斜面P 匀速下滑，斜面静止在水平面上，在滑块下滑的过程中地面对P的摩擦力和支持力（ ） A.摩擦力为零 B.摩擦力不为零 C.支持力大小等于(m+M)g D.支持力大于 (m+M)g 为什么可以用整体法？ AC 弱问 例2.如图所示，质量均为m的四块相同的砖用竖直夹板夹住，在空中处于静止状态，求：砖1对砖2的摩擦力f12，砖2对砖3的摩擦力f23。 4 1 3 2 //////////// /////////// / / / / / / / / / / / / / / P Q v 分析： 本题解题难点在于研究对象的选取。 例如求砖1对砖2的摩擦力f12，首先明确受力物体是砖2，若直接选择砖2作为研究对象，砖3对砖2有没有摩擦力，若有，方向又将如何，不好分析；如果选2、3、4整体作为研究对象，那么右边夹板对砖4 的摩擦力方向明显竖直向上。 二、对象选择 例2.如图所示，质量均为m的四块相同的砖用竖直夹板夹住，在空中处于静止状态，求：砖1对砖2的摩擦力f12，砖2对砖3的摩擦力f23。 4 1 3 2 ///////////////////// ///////////////////// f+f12=3mg ② 解： 砖3、4整体竖直方向受力如图3所示， 由力的平衡条件，有 2f=4mg ① f f23 2mg 图3 3mg f f12 图2 4mg f f 图1 砖1、2、3、4整体竖直方向受力如图1所示， 砖2、3、4整体竖直方向受力如图2所示， 则 由①、 ②解得 f12=mg 方向竖直向上 则 f+f23=3mg ③ 由①、 ③解得 f23=0 （∵ f=2mg ∴f23=0） 处于平衡状态的连接体问题的解题思路：先整体（求外力）后隔离（求内力）。