4.5 牛顿运动定律的应用（整体法和隔离法解决连接体问题）导学案-2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

新世纪学校12月15日 高一物理导学案 校训：培养好人 造就能人 雕塑名人 §整体法和隔离法解决连接体问题 专题课 【课前准备】学案、教材 笔记本 练习本 练习册 知识体系本 错题本（按顺序摆好） 好学而不勤问非真好学者。目标 计划 行动 反思 【常规要求】坐姿端正，回答问题声音洪亮，条例清晰，举左手且四指并拢要直 一、学习目标 1.通过自主学习，准确判断出连接体的模型及其特点。(物理观念) 2.通过解题，并且总结解题的注意事项。（科学思维） 3.能根据所学知识，对实例的分析、物理情境的构建、物理过程的认识，建立起物理模型，再运用相应的规律处理----挑战能力目标 二 围标 “提出有价值的问题，才是真正的学习” 自学后的思考题 提出自己有疑问的知识点或者问题 （1） 自主学习 限时5分钟 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运动状态的整体叫连接体。如几个物体并排放在一起如甲、乙,或叠放在一起如丙、丁,或用绳子、细杆等连在一起如戊、己、庚,在求解连接体问题时常用的方法为整体法与隔离法。 常见连接体模型 2.连接体问题的处理方法 (1)区分外力和内力 如果以物体(包括物体间的绳、弹簧等)组成的系统为研究对象,则系统之外的作用力为该系统受到的外力,而系统内各物体间的相互作用力为该系统的内力。 (2)整体法:把整个系统作为一个研究对象,不必考虑系统的内力,只需分析系统受到的外力,然后依据牛顿第二定律列方程求解。 (3)隔离法:把系统中的一部分作为研究对象,此时系统的内力就有可能成为该研究对象所受的外力,在分析时应加以注意,一般隔离受力较少的物体。 3.整体法与隔离法的选择 (1)整体法的研究对象少、受力少、方程少,所以连接体问题优先采用整体法。 (2)涉及物体间相互作用的内力时,必须采用隔离法。 (3)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,就可以先用整体法求出加速度,再用隔离法分析其中一个物体的受力,即“先整体求加速度,后隔离求内力”。 (4)若已知某个物体的受力情况,可先隔离该物体求出加速度,再以整体为研究对象求解外力。 典型例题 类型一 加速度和速度都相同的连接体问题 【典例1】如图所示,质量为m1和m2的两个物体用细线相连,在大小恒定的拉力F作用下,先沿水平面,再沿斜面,最后竖直向上匀加速运动,不计空气阻力,m1、m2与各接触面的动摩擦因数相同,在三个阶段的运动中,线上拉力的大小 (　　) A.由大变小 B.由小变大 C.始终不变且大小为F D.由大变小再变大 类型二 　加速度和速度大小相同、方向不同的连接体问题 【典例2】如图所示,A、B、C三个物体以轻质细绳1、2相连,mA=2 kg,mB=3 kg,mC=1 kg,A、C与水平桌面间的动摩擦因数μ=0.25,不计绳2与滑轮间的摩擦,取g=10 m/s2,求:(1)系统的加速度大小;(2)绳1和绳2中的张力大小。 对点训练： 1(多选)如图所示的装置叫阿特伍德机。绳子两端的物体竖直运动的加速度大小总是小于自由落体的加速度g,这使得实验者可以有较长的时间从容地观测、研究。已知物体A、B的质量均为M,物体C的质量为m。轻绳与轻滑轮间的摩擦不计,轻绳不可伸长且足够长。物体A、B、C由图示位置静止释放后 ( ) A.绳子上的拉力大小FT=(M+m)g B.物体A的加速度a=g C.的取值小一些,便于观测和研究D.的取值大一些,便于观测和研究 2 　如图所示,5个质量相同的木块并排放在光滑的水平桌面上,当用水平向右推力F推木块1,使它们共同向右加速运动时,求第2与第3个木块之间弹力及第4与第5个木块之间的弹力。 【达标检测】 限时9分钟　 1 [广东深圳实验中学段考]中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”，为国际抗疫贡献了中国力量。某运送防疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成，在车头牵引下，列车沿平直轨道匀加速行驶时，第2节对第3节车厢的牵引力为F。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等，则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为( ) A．F B. C. D. 2 [陕西宝鸡渭滨期末]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 3 如图所示，物体A和B恰好做匀速运动，已知mA>mB，不计滑轮及绳子的质量，A、B与桌面间的动摩擦因数相同，重力加速度为g。若将A与B互换位置，则( ) A．物体A与B仍做匀速运动 B．物体A与B做加速运动，加速度a