高一物理必修一 连接体问题

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连接体问题、板块模型和传送带模型(9大题型)(原卷版)—2024-2025学年高一物理(人教版必修一

连接体问题、板块模型和传送带模型(9大题型)(原卷版)—2024-2025学年高一物理(人教版必修一

连接体问题、板块模型和传送带模型(9大题型)知识点1 连接体问题1、解题方法连接体是指运动中几个物体叠放在一起,或并排挤放在一起,或由绳子、细杆等联系在一起的物体组。

应用牛顿运动定律解决连接体问题时需注意:(1)以连接体为研究对象时,应用牛顿第二定律列方程时不考虑内力;以连接体中一个物体作为研究对象时,需要考虑物体间的内力。

(2)分析连接体问题时,常用到整体法与隔离法。

连接体(系统)中各物体保持相对静止时具有相同的加速度,求解外力时,一般先用隔离法分析某一个物体的统有受力和运动情况,求出其加速度,再用整体法求解外力;求解连接体的内力时,一般先用整体法求出连接体的加速度,再用隔离法求解出物体间的内力。

2、连接体中各物体的运动(1)有共同加速度的连接体问题先用整体法求加速度,再用隔离法求相互作用力。

整体法求加速度,隔离法求相互作用力,两种方法都是根据牛顿第二定律列方程求解。

(2)有不同加速度的连接体问题①一个物体加速运动,另一个物体静止;②两个物体均加速运动,但加速度不相等。

系统所受的合外力等于系统内各物体的质量与各自加速度乘积的矢量和,即112233F m a m a m a =+++∑… 。

3、连接体问题常见模型(1)绳(弹簧)连接轻绳在伸直状态下,两端的连接体沿绳方向速度大小相等;在弹簧发生形变的过程中,两端连接体的速率不一定相等,在弹簧形变量最大时,两端连接体的速率相等。

【注意】注意内力的方向,轻绳只能提供拉力、弹簧可能处于压缩状态也可能处于拉伸状态、轻杆可以提供拉力也可以提供推力。

例如,求解A 、B 之间的拉力,先用整体法求加速度A BF a m m =+,再用隔离法求相互作用力,对B 进行分析,B T B A Bm F m a F m m ==+。

(2)接触连接依靠相互的挤压(压力)联系。

例如,材料相同,质量分别为m 1,m 2的两物体A 、B 在与斜面平行的力作用下,沿斜面向上做匀加速直线运动,无论斜面光滑还是粗糙,A 、B 之间的相互作用力为B N A B m F F m m =+。

高中物理 必修一 专题 连接体问题

高中物理 必修一 专题 连接体问题

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。
第四章 牛顿运动定律
专题 连接体问题
[学习目标] 1.会用整体法与隔离法分析连接体问题。 2.掌握动力学临界问题的分析方法,掌握几种典型临界问题的临界条件。
提升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具有相同加速度的整体叫连 接体。例如,几个物体叠放在一起,或并排挤放在一起,或用绳子、弹簧、 细杆等连在一起。如:
F-(mA+mB)gsin θ-μ(mA+mB)gcos θ
=(mA+mB)a3
以B为研究对象 T3-mBgsin θ-μmBgcos θ=mBa3
答案 (1) mB F (2) mB F
联立解得 (3) mB
T3=mAm+BmBF。 F
mA+mB
mA+mB
mA+mB
【训练1】 (多选)如图所示,用水平力F推放在光滑水平面上的物体Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ,使其一起做匀加速直线运动,若Ⅰ对Ⅱ的弹力为6 N,Ⅱ对Ⅲ的弹力为
4 N,Ⅱ的质量是1 kg,则( AC)
A.Ⅲ物体的质量为2 kg B.Ⅲ物体的质量为4 kg C.Ⅲ物体的加速度为2 m/s2 D.Ⅲ物体的加速度为1 m/s2 解析 对Ⅱ受力分析,由牛顿第二定律可得F12-F32=m2a,代入数据解得a =2 m/s2,即整体的加速度为2 m/s2,选项C正确,D错误;对Ⅲ受力分析, 由牛顿第二定律可得F23=m3a,代入数据解得m3=2 kg,故A正确,B错误。

动力学连接体问题和临界问题(解析版)—2024-2025学年高一物理(人教版2019必修第一册)

动力学连接体问题和临界问题(解析版)—2024-2025学年高一物理(人教版2019必修第一册)

动力学连接体问题和临界问题1、动力学中的连接体模型,学会使用整体法与隔离法分析。

2、掌握动力学的临界分析。

一、动力学的连接体问题1.连接体:两个或两个以上相互作用的物体组成的具有相同加速度的整体叫连接体.如几个物体叠放在一起,或并排挤放在一起,或用绳子、细杆等连在一起,在求解连接体问题时常用的方法为整体法与隔离法.2.整体法:把整个连接体系统看做一个研究对象,分析整体所受的外力,运用牛顿第二定律列方程求解.其优点在于它不涉及系统内各物体之间的相互作用力.3.隔离法:把系统中某一物体(或一部分)隔离出来作为一个单独的研究对象,进行受力分析,列方程求解.其优点在于将系统内物体间相互作用的内力转化为研究对象所受的外力,容易看清单个物体(或一部分)的受力情况或单个过程的运动情形.4.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,往往两种方法交替运用.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.无论运用整体法还是隔离法,解题的关键还是在于对研究对象进行正确的受力分析.二、动力学的临界问题1.临界问题:某种物理现象(或物理状态)刚好要发生或刚好不发生的转折状态.2.关键词语:在动力学问题中出现的“最大”“最小”“刚好”“恰能”等词语,一般都暗示了临界状态的出现,隐含了相应的临界条件.3.临界问题的常见类型及临界条件:(1)接触与脱离的临界条件:两物体相接触(或脱离)的临界条件是弹力为零.(2)相对静止或相对滑动的临界条件:静摩擦力达到最大静摩擦力.(3)绳子断裂与松弛的临界条件:绳子所能承受的张力是有限的,绳子断与不断的临界条件是实际张力等于它所能承受的最大张力,绳子松弛的临界条件是绳上的张力为零.(4)加速度最大与速度最大的临界条件:当所受合力最大时,具有最大加速度;当所受合力最小时,具有最小加速度.当出现加速度为零时,物体处于临界状态,对应的速度达到最大值或最小值.4.解答临界问题的三种方法(1)极限法:把问题推向极端,分析在极端情况下可能出现的状态,从而找出临界条件.(2)假设法:有些物理过程没有出现明显的临界线索,一般用假设法,即假设出现某种临界状态,分析物体的受力情况与题设是否相同,然后再根据实际情况处理.(3)数学法:将物理方程转化为数学表达式,如二次函数、不等式、三角函数等,然后根据数学中求极值的方法,求出临界条件.题型1动力学的连接体问题[例题1](2023秋•密云区期末)如图是采用动力学方法测量空间站质量的原理图。

高一物理必修一课件-连接体

高一物理必修一课件-连接体

• 【例题5】如图,设A重10N,B重20N,A、B间 的动摩擦因数为0.1,B与地面的摩擦因数为0.2. • 问:(1)至少对B向左施多大的力,才能使A、B 发生相对滑动? • (2)若A、B间μ1=0.4,B与地间μ2=0.l,则F多 大才能产生相对滑动?
A F B
• 1、连接体整体运动状态相同:(这类问题 可以采用整体法求解) • 【例题1】 如上图所示,质量分别为m1、 m2的两个物块放在光滑的水平面上,中间 用细绳相连,在F拉力的作用下一起向右做 匀加速运动,求中间细绳的拉力为多大?
m1
m2
F
【例题2】 如图所示,质量分别为m1、m2的 两个物块,中间用细绳相连,在F拉力的作 用下一起向上做匀加速运动,求中间细绳 的拉力为多大? •
A
FA
A
B
FB
• 2、连接体整体内部各部分有不同的加速度:(不 能用整体法来定量分析) • 【例题4】如图所示,一个箱子放在水平地面上, 箱内有一固定的竖直杆,在杆上套有一个环,箱 和杆的总质量为M,环的质量为m。已知环沿着 杆向下加速运动,当加速度大小为a时(a<g), 则箱对地面的压力为( ) • A. Mg + mg B. Mg—ma • C. Mg + ma D. Mg + mg – ma
m1
m2
F
【练2】如图所示,质量分别为m1、m2的两 个物块放在倾角为θ的光滑斜面上,中间用 细绳相连,在F拉力的作用下一起向右做匀 加速运动,求中间细绳的拉力为多大?
F
m2 m1
θ
• 【例题3】 如图所示,A、B质量分别为m1, m2,它们在水平力F的作用下均一起加速 运动,甲中水平面光滑,两物体间动摩擦 因数为μ,求A、B间的摩擦力和弹力。

必修一物理期末复习专题五 连接体问题

必修一物理期末复习专题五 连接体问题

专题五 连接体问题(整体隔离法)连接体概念:当两个或两个以上的物体通过绳、杆、弹簧相连,或多个物体直接叠放在一起的系统。

比较常见的连接方式有三种:①用细绳将两个物体连接,物体间的相互作用是通过细绳的“张力”体现的。

在“抛砖引玉”中所举的两个例题就属于这种连接方式。

②两个物体通过“摩擦力”连接在一起。

③两个物体通互相接触推压连接在一起,它们间的相互作用力是“弹力”。

理解什么叫整体法隔离法例1 如图1-15所示:把质量为M 的的物体放在光滑..的水平..高台上,用一条可以忽略质量而且不变形的细绳绕过定滑轮把它与质量为m 的物体连接起来,求:物体M 和物体m 的运动加速度各是多大?整体法:隔离法:变式1用细绳连接绕过定滑轮的物体M 和m ,已知M>m ,可忽略阻力,求物体M 和m 的共同加速度a 。

整体法隔离法的适用范围:采用“整体法”解题只能求加速度a ,而不能直接....求出物体M 与m 之间的相互作用力T 。

采用“隔离法”解联立方程,可以同时解出a 与T 。

例2 如图1-18所示:在光滑的水平桌面上放一物体A ,在A 上再放一物体B ,物体A 和B 间有摩擦。

施加一水平力F 于物体B ,使它相对于桌面向右运动。

这时物体A 相对于桌面( )A. 向左运B. 向右运C. 不动D. 运动,但运动方向不能判断变式 如图1-30所示,在光滑的水平地面上,水平外力F 拉动小车和木块一起做匀加速直线运动,小车的质量是M ,木块的质量是m ,加速度为a 。

木块与小车间的动摩擦因数为μ,则在这个过程中,木块受到摩擦力的大小是:A. μmgB. maC. mF/(M+m)D. F-Ma变式如图1-21之(a),(b)所示:将m1=4kg的木块放在m2=5kg的木块上,m2放在光滑的水平面上。

若.用F1=12N的水平力拉m1时,正好..牛..使m1相对于m2开始发生滑动;则需用多少顿的水平力(F2)拉m2时,正好..使m1相对于m2开始滑动?变式如图所示,物体A重G A=20N,物体B重G B=40N,A与B、B与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.4.当用水平拉力F拉着物体B匀速向右运动,A未脱离B前,求:的大小和方向;(1)A物体所受的滑动摩擦力F(2)B物体所受地面的滑动摩擦力F2的大小和方向;(3)水平拉力F的大小.变式如图,小车质量M=2.0Kg,与水平地面的摩擦阻力忽略不计,物体质量m=0.50kg,物体与小车间的动摩擦因数为0.3.小车在水平向右的拉力作用下由静止开始向右加速运动,求:(1)为使小车和物体一起向右做匀加速运动,水平拉力不能超过多少?(2)小车在外力作用下以1.2m/s2的加速度向右运动,物体受摩擦力多大?水平拉力多大?(3)欲使小车产生a=3.5m/s2的加速度,需给小车提供多大的水平推力?例3两个质量相同的物体1和2紧靠在一起放在光滑水平桌面上,如图1-25所示。

人教版高一物理必修一课件:4.6牛顿运动定律——连接体问题

人教版高一物理必修一课件:4.6牛顿运动定律——连接体问题


用假设法分析物体受力
方法I:假定此力不存在,根据物体的受力情况分析物 体将发生怎样的运动,然后再确定此力应在什么方向, 物体才会产生题目给定的运动状态.
方法Ⅱ:假定此力存在,并沿某一方向,用运动规律 进行分析运算,若算得结果是正值,说明此力确实存 在并与假定方向相同;若算得的结果是负值,说明此 力也确实存在,但与假定的方向相反;若算得的结果 是零,说明此力不存在.

14.如图,两个叠放在一起的矩形滑块,置于固定的、 倾角为θ的斜面上,滑块A、B的质量分别为M、m,A与 斜面间动摩擦因数为μ1,B与A之间动摩擦因数为μ2, 已知两滑块是从静止开始以相同的加速度从斜面滑下, 则滑块B受到的摩擦力多大?方向如何?
解:根据牛顿第二定律求出AB整体的加速度
( M m) g sin 1 ( M m) g cos a ( M m) g (sin 1 cos ) ①
N2 f2 θ m
N1
F
T
f
1
M
mg
B
T
A
Mg
思考.为了增加轻线上的张力,可行的办法是( AB ) A.减小A物块的质量 B.增大B物块的质量 C.增大倾角θD.增大动摩擦因数 μ •
13.如图所示,车厢里悬挂着两个质量不同的小球,上 面的球比下面的球质量大,当车厢向右做匀加速运 动时(空气阻力不计),两个小球稳定后所处的位置 在下列各图中正确的是() B

4.如图所示,放在粗糙水平面上的物块A、B用轻质弹 簧秤相连,两物块与水平面间的动摩擦因数均为 μ. 今对物块A施加一水平向左的恒力F,使A、B一起向 左匀加速运动,设A、B的质量分别为m、M,则弹簧 秤的示数为() A MF MF A.B. m M m

4.5 牛顿运动定律的应用-连接体问题(教学课件)——高一上学期物理人教版 (2019)必修第一册

4.5 牛顿运动定律的应用-连接体问题(教学课件)——高一上学期物理人教版 (2019)必修第一册

如图所示,小球M处于静止状态,弹簧与竖直方向的夹 角为θ,烧断BO绳的瞬间,试求小球M的加速度的大小和方 向。
答案:gtanθ 方向水平向右
弹簧连接体模型小结
轻绳:绳的弹力可发生突变。当其他条件 发生变化的瞬间,绳的弹力可以瞬时产生、 瞬时改变或瞬时消失。(当绳被剪断时, 绳的弹力瞬间消失)
轻弹簧:弹簧的弹力不能发生突变。当其 他条件发生变化的瞬间,可以认为弹簧的 弹力不变。(当弹簧被剪断时,弹簧的弹 力瞬间消失)
B.在轻绳被烧断的瞬间,B的加速度大小为2gsinθ
1
C.剪断弹簧的瞬间,A的加速度大小为 gsinθ
2
D.突然撤去外力F的瞬间,A的加速度大小为2gsinθ
1。整体和系统的牛顿第二定律方程 (1)整体分析时:F整体合力=(M+m)a (2)系统分析时:F系统合力=__M_a_1_+_m_a_2 2.分解力和加速度的牛顿第二定律方程
(2021·全国·高一课时练习)如图所示,一沿水平方向做匀加速直线运动
的车厢中,悬挂小球的悬线偏离竖直方向的夹角 37 ,小球和车厢相对
静止,小球的质量为m 1kg ,g取10m/s2 ,sin 37 0.6 ,cos37 0.8 ,
求:(1)车厢运动的加速度; (2)悬线对小球的拉力大小.
(1)分解力(a沿接触面)
Fx合=ma; Fy合=_0__
(2)分解加速度(a不沿接触面):Fx合=_m__a_y; Fy合=_m_a_
x
【例】如图所示,在置于水平地面上的盛水容器中,用一端固定于容器底部
的细线拉住一个空心的塑料球,使之静止在深水中,此时容器底部对地面的
压力记为N1;某时刻拉紧球的细线突然断开后,球便在水中先加速后匀速地 竖直上升,若球在加速运动阶段和匀速运动阶段容器底部对地面的压力分别

高中物理课件(人教版2019必修第一册)专题 连接体问题(课件)

高中物理课件(人教版2019必修第一册)专题  连接体问题(课件)

F FBA
FAN
mA
mg
B
FmB
FN FAB
mg
解:(隔离法)对A、B分别进行受力分析
对B: FAB mBa 对A: F FBA mAa
a F mA mB
FAB
mB mA mB
F
【例题1】两个物体A和B,质量分别为mA和mB,互相接触放在光滑水平地面上,如 图所示,对物体A施以水平的推力F,则物体A对物体B的作用力是?
(3)竖直加速上升(不考虑阻力), FT =? F
mF/(m+M)
M
(4)斜面光滑,加速上升, FT =?
mF/(m+M)
m
F M m
结论
如图所示,一起做匀加速运动的物体系统,若外力F作用于1(质量为m1)上,则1和2的相互
作用力F12=
m2 F m1 m2
,若作用于2(质量为m2)上,则F12=
连接体共同加速专题,解决此类问题的方法是整体法和隔离法 (一)整体法 1.整体法是指把连接体内所有物体组成一个系统作为整体考虑,分析其受 力情况,对整体列方程求解。 2.整体法可以求系统的加速度或外界对系统的作用力。整体法不涉及系统 间物体相互作用的内力。 3.若系统内各个物体具有相同的加速度a,整体所受到的合力为F,牛顿第 二定律整体法的方程为:F=(m1+m2+m3+…+mn)a
m1 F m1 m2
。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),与两物体间有无连接物
、何种连接物(轻绳、轻杆、轻弹簧)无关,与物体系统处于平面、斜面、竖直无关。
四.连接体问题的分析方法——整体法与隔离法
项目

高中物理必修一课件专题模型构建连接体问

高中物理必修一课件专题模型构建连接体问

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02
能量损失
由于碰撞过程中存在能量损失,因此非弹性碰撞不满足 机械能守恒定律。损失的能量通常以热能的形式耗散。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ03
碰撞结果
非弹性碰撞后,物体的速度通常会发生变化,且变化量 取决于碰撞过程中的能量损失。
非弹性碰撞模型应用举例
完全非弹性碰撞
在这种碰撞中,两个物体碰撞后粘在一起以共同速度运动 。这种碰撞的能量损失最大。
牛顿第二定律的应用
根据牛顿第二定律,可以列出连接体中各个物体的动力学方程,进而求解未知量。在列方 程时,要注意选择合适的正方向,并正确运用矢量运算规则。
能量守恒定律的应用
在某些连接体问题中,可以利用能量守恒定律进行分析和求解。通过分析系统内的能量转 化和守恒关系,可以简化计算过程并得出正确答案。
02 弹性碰撞模型构建与解析
绳子连接体
轻杆连接体
两个物体通过一根不可伸长的轻绳相连, 在绳子张紧的情况下,两物体具有相同的 加速度和速度。
两个物体通过一根轻杆相连,在杆保持水 平或竖直的情况下,两物体具有相同的角 速度和线速度。
弹簧连接体
滑轮连接体
两个物体通过一根轻弹簧相连,在弹簧发 生形变的情况下,两物体受到弹簧的弹力 作用而具有不同的加速度和速度。
加速度,转动连接体中各物体具有相同的角加速度。
03
按相互作用力分类
可分为内力作用下的连接体和外力作用下的连接体。内力作用下的连接
体中,相互作用力满足牛顿第三定律;外力作用下的连接体中,相互作
用力不满足牛顿第三定律。
解题思路与方法
整体法与隔离法
对于连接体问题,通常采用整体法和隔离法进行分析。整体法是将连接体看作一个整体, 分析整体受力情况和运动情况;隔离法是将连接体中的各个物体隔离开来,分别分析每个 物体的受力情况和运动情况。

(word版)高一物理必修一连接体问题

(word版)高一物理必修一连接体问题

连接体问题班级姓名学号日期重点内容1.注意对象选择,整体法还是隔离法2.临界条件A组根底达标1.木块A和B置于光滑的水平面上它们的质量分别为m和m。

如下列图当水平力A B作用于左端A上,两物体一起加速运动时,AB间的作用力大小为N1。

当同样大小的力F水平作用于右端B上,两物体一起加速运动时,AB间作用力大小为N2,那么〔〕A.两次物体运动的加速度大小相等12<FB.N+NC.N1+N2=FD.N1:N2=m A:m B2.物块A放在斜面体的斜面上,和斜面体一起向右做加速运动,如下列图。

假设物块与斜面体保持相对静止,物块A受到斜面对它的支持力和摩擦力的合力的方向可能是〔〕A.向右斜上方B.水平向右A aC.向右斜下方D.上述三种方向都不可能3.水平面上有两个物体a和b,它们之间用轻绳连接,它们与水平面之间的动摩擦因数相同。

在水平恒力F的作用下,a和b在水平面上作匀速直线运动,如下列图。

如果在运动中绳突然断了,那么a、b的运动情况可能是〔〕A.a作匀加速直线运动,b作匀减速直线运动B.a作匀加速直线运动,b处于静止C.a作匀速直线运动,b作匀减速直线运动D.a作匀速直线运动,b作匀速直线运动4.小车在水平面上向左作直线运动,车厢内用OA、OB两细线系住小球。

球的质量m=4kg。

线OA与竖直方向成=37角。

如下列图。

g=10m/s2,求:〔1〕小车以5米/秒的速度作匀速直线运动,求OA、OB两绳的张力?〔2〕当小车改作匀减速直线运动,并在米距离内速度降为零的过程中,OA、OB两绳张力各多大?〔3〕小车如何运动时,可使OB绳所受拉力开始为零?--1--4.答案:5.如下列图,质量均为M的两个木块A、B在水平力F的作用下,一起沿光滑的水平面运动,A与B的接触面光滑,且与水平面的夹角为600,求使A与B一起运动时的水平力F的范围。

F A B60O5.答案:当水平推力F很小时,A与B一起做匀加速运动,当F较大时,B对A的弹力F N竖直向上的分力等于A的重力时,地面对A的支持力F NA为零,此后,物体A将会相对B滑动。

动力学的连接体问题和临界问题(原卷版)——2024年新高一物理暑假提升精品讲义(人教版必修第一册)

动力学的连接体问题和临界问题(原卷版)——2024年新高一物理暑假提升精品讲义(人教版必修第一册)

动力学的连接体问题和临界问题【必备知识】一、动力学的连接体问题1.连接体两个或两个以上相互作用的物体组成的整体叫作连接体。

如几个物体叠放在一起,或并排挤放在一起,或用绳子、弹簧、细杆等连在一起。

2.外力和内力如果以物体组成的系统为研究对象,则系统之外的物体对系统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。

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。

一般选择将受力较少的物体进行隔离。

(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。

无论运用整体法还是隔离法,解题的关键还是在于对研究对象进行正确的受力分析。

二、动力学的临界问题在动力学问题中,经常会遇到某种物理现象(或物理状态)刚好要发生或刚好不发生的情况(如恰好滑动、刚好脱离),这类问题称为临界问题。

临界状态是物理过程发生变化的转折点,在这个转折点上,系统的某些物理量达到极值,临界点的两侧,物体的受力情况、运动情况一般要发生改变。

1.关键词语:在动力学问题中出现的“最大”“最小”“刚好”“恰能”等词语,一般都暗示了临界状态的出现,隐含了相应的临界条件。

2.临界问题的常见类型及临界条件(1)接触与脱离的临界条件:两物体间的弹力恰好为零。

(2)相对静止或相对滑动的临界条件:静摩擦力达到最大静摩擦力。

(3)绳子断裂与松弛的临界条件:绳子所能承受的张力是有限的,绳子断裂的临界条件是实际张力等于它所能承受的最大张力,绳子松弛的临界条件是张力为零。

高中物理必修1相互作用连接体问题

高中物理必修1相互作用连接体问题

B θAF 连接体问题一、连接体:当两个或两个以上的物体通过绳、杆、弹簧相连,或多个物体直接叠放在一起的系统 二、处理方法——整体法与隔离法 1、连接体整体运动状态相同:1、如图所示,光滑水平面上有质量分别为m 1和m 2的甲、乙两木块,两木块中间用一原长为L 、劲度系数为k 的轻质弹簧连接起来,现用一水平力F 向左推木块乙,当两木块一起匀加速运动时,两木块之间的距离是( )A .km m Fm L )(212++B .km m Fm L )(211+-C .km Fm L 21-D .km Fm L 12+2、如图所示,质量为M 的斜面A 置于粗糙水平地面上,动摩擦因数为μ,物体B 与斜面间无摩擦。

在水平向左的推力F 作用下,A 与B 一起做匀加速直线运动,两者无相对滑动。

已知斜面的倾角为θ,物体B 的质量为m ,则它们的加速度a 及推力F 的大小为( ) A 、 )sin ()(,sin θμθ++==g m M F g a B 、θθcos )(,cos g m M F g a +== C 、)tan ()(,tan θμθ++==g m M F g a D 、 g m M F g a )(,cot +==μθ3、 如图所示,光滑水平面上放置质量分别为m 、2m 的A 、B 两个物体,A 、B 间的最大静摩擦力为μmg ,现用水平拉力F 拉B ,使A 、B 以同一加速度运动,则拉力F 的最大值为( )A .μmgB .2μmgC .3μmgD .4μmg4、如图所示,光滑水平面上放置质量分别为m 、2m 和3m 的三个木块,其中质量为2m 和3m 的木块间用一不可伸长的轻绳相连,轻绳能承受的最大拉力为F T .现用水平拉力F 拉质量为3m 的木块,使三个木块以同一加速度运动,则以下说法正确的是( ) A .质量为2m 的木块受到四个力的作用 B .当F 逐渐增大到F T 时,轻绳刚好被拉断 C .当F 逐渐增大到1.5F T 时,轻绳还不会被拉断D .轻绳刚要被拉断时,质量为m 和2m 的木块间的摩擦力为2/3F T5、如图3-3-4所示,用水平力F 拉着三个物体A 、B 、C 在光滑的水平面上一起运动.现在中间物体上另置一小物体,且拉力不变,那么中间物体两端绳的拉力大小T a 和T b 的变化情况是 ( ) A .T a 增大,T b 减小 B .T a 增大,T b 增大 C .T a 减小,T b 增大D .T a 减小,T b 减小6、如图所示,小车的质量为M ,人的质量为m ,人用恒力F 拉绳,若人与车保持相对静止,且地面为光滑的,又不计滑轮与绳的质量,则车对人的摩擦力不可能是( )A .0B .(m -Mm +M)F ,方向向右 C .(m -M m +M )F ,方向向左 D .(M -mm +M)F ,方向向右 7.(多选)如图所示,质量为2m 的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上,并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为1m 的物体,与物体1相连接的绳与竖直方向成θ角,则( ) A. 车厢的加速度为θsin gB. 绳对物体1的拉力为θcos 1gmC. 底板对物体2的支持力为g m m )(12-D. 物体2所受底板的摩擦力为θtan 2g m8、两个质量相同的物体1和2紧靠在一起放在光滑水平桌面上,如图所示。

人教版高一物理必修一:第四章 牛顿运动定律 连接体问题 课件

人教版高一物理必修一:第四章 牛顿运动定律 连接体问题 课件
的摩擦力 ( A )单选
A.大小为零
B.方向水平向右
C.方向水平向左
D.大小和方向无法判断
F ma
mg
例题2 如图3-4-2所示,物体A放在物体B上,物体B 放在光滑的水平面上,已知mA=6kg,mB=2kg,A、B 间动摩擦因数=0.2.A物上系一细线,细线能承受 的最大拉力是20N,水平向右拉细线,假设A、B之 间最大静摩擦力等于滑动摩擦力.在细线不被拉断
的情况下,下述中正确的是(g=10m/s2)( CD )
ΣF = m1a1 + m2a2 + m3a3 + …… 其分量表达式为
ΣFx=m1a1x+ m2a2x+ m3a3x+…… ΣFy=m1a1y+ m2a2y+ m3a3y+……
当系统中各个物体的运动状态不同时也可以用整体法
例题4:如图所示,质量为M的物体内有圆形轨道,质
量为m的小球在竖直平面内沿圆轨道做无摩擦的圆周
(3)由于细绳只能产生拉力且沿绳的方向,故小 球受力情况如图3-3-6(c)所示,由图可见
F合=mg/sin,即a=F合/m=g/sin
变式题.某人拍得一张照片,上面有一个倾角为α
的斜面,斜面上有一辆小车,小车上悬挂一个小球,
如图所示,悬挂小球的悬线与垂直斜面的方向夹角
为β,下面判断正确的是 (
)B
A.木板受到地面的摩擦力的大小一定是1m1g B.木板受到地面的摩擦力的大小一定是2(m1+m2)g C.当F> 2(m1+m2)g时,木板便会开始运动 D.无论怎样改变F的大小,木板都不可能运动
例题3:一倾角为30°的斜面上放一木块,木块上固 定一支架,支架末端用丝线悬挂一小球,木块在斜 面上下滑时,小球与滑块相对静止共同运动.如图33-5所示,当细线 ①沿竖直方向; ②与斜面方向垂直; ③沿水平方向, 求上述三种情况下滑块下滑的加速度.

【物理】牛顿第二定律的应用之连接体问题(一)课件 23-24学年高一上人教版(2019)必修第一册

【物理】牛顿第二定律的应用之连接体问题(一)课件 23-24学年高一上人教版(2019)必修第一册

B
A
F
条件:μ=0
问题:求AB间绳的拉力TAB
若μ≠0,FAB表达式是?
整体法:F=(mA+mB)a
隔离B:TAB=mBa

得:TAB=mB
+


TAB=
+
2.粗糙平面内上的绳连接体:
B
A
F
条件:μ≠0
问题:求AB间绳的拉力TAB
整体法:F-μ(mA+mB)g=(mA+mB)a

=
+
拓展
6.光滑接触面上的绳连接体:(加速度大小不同,方向不同)
条件:μ≠0
求:(1)拉力TAB
(2)B的加速度aB
总结
01
弹力连接体(加速度相同)
m远
① 一分为二定远近; ② T内=F m

注意:当有多个外力时,分别研究各个力的作用,
最后进行合成
02
弹力连接体(加速度不同)



将F当作外力F3,只考虑F3,T3= +


满足模型一的结论:TAB=T1+T2-T3
典例
7.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 )
A.6 m/s2,8 N
B.10 m/s2,8 N
3
拓展
2.水平拉力F拉着A、B、C三个物体在粗糙地面向右做匀加速直线运
动,物体与接触面动摩擦因数为μ,则:
C
T1=
T2=
T2
B
mB+mc

人教版高中物理必修第一册精品课件 第4章 运动和力的关系 连接体问题 动力学图像 瞬时加速度问题

人教版高中物理必修第一册精品课件 第4章 运动和力的关系 连接体问题 动力学图像 瞬时加速度问题
瞬间,弹簧弹力不变,a、b加速度大小相等,对a、b整体,有
3
3mg-mg+F=(3m+m)a,解得a= 4 g,故A错误,B正确;a、b的速度大小始终相
等,对a、b整体,当加速度为零时,速度最大,有3mg-mg-FT=0,解得FT=2mg;
v-t图像
a-t图像
F-t图像
F-a图像
题型
已知物体的运动图像,求解物体的受力情况
已知物体的受力图像,求解物体的运动情况
2.解题思路:(1)从x-t图像、v-t图像或a-t图像中分析物体的运动情况,尤其
是加速度的大小、方向变化情况,根据牛顿第二定律分析受力情况。
(2)从F-t图像、F-a图像或F-x图像中分析物体的受力情况,根据牛顿第二定
目录索引
重难探究·能力素养全提升
学以致用·随堂检测全达标
1.知道连接体问题的特点,会建立连接体模型分析问题。(科学思维)
2.会熟练应用整体法和隔离法分析连接体中的动力学问题。(科学思
学习 维)
目标 3.理解动力学图像的物理意义,会利用图像信息对动力学问题进行分
析。(科学思维)
4.会分析瞬时问题,掌握两种瞬时变化的两种模型。(科学思维)
(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合力。
对点演练
1.(多选) 如图所示,在光滑水平面上,质量分别为2 kg和1 kg的物块A和物块
B与轻质弹簧相连,用大小为F=15 N的恒力作用在物块A上,使物块A和物块
B相对静止一起向左匀加速运动,下列说法正确的是( CD )
A、B错误;撤去外力F的瞬间,弹簧弹力来不及发生变化,B的加速度瞬间不

高中物理必修一 第四章 专题强化 动力学连接体问题

高中物理必修一 第四章 专题强化 动力学连接体问题

释放,求:
(1)物体的加速度大小;
答案
mg M+m
以m为研究对象:mg-T=ma

以M为研究对象:T=Ma

联立①②得:a=Mm+gm
T=MM+mgm.
(2)绳对M的拉力大小.
答案
Mmg M+m
以m为研究对象:mg-T=ma

以M为研究对象:T=Ma

联立①②得:a=Mm+gm
T=MM+mgm.
(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? 答案 mAm+BmBF
若动摩擦因数均为μ,以A、B整体为研究对象,有F-μ(mA+mB)g= (mA+mB)a1,然后隔离出B为研究对象,有T2-μmBg=mBa1,联立解 得T2= mAm+BmBF .
(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运动,A、B间绳的拉力为 多大? 答案 mAm+BmBF
针对训练2
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(重力加速度g=10 m/s2)
√A.6 m/s2,8 N
B.10 m/s2,8 N
C.8 m/s2,6 N
D.6 m/s2,9N
由静止释放后,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-T=mAa,对B有T-mBg=mBa,代入数据解得a =6 m/s2,T=8 N,A正确.
C.底板对物体 2 的支持力为(m2-m1)g D.底板对物体 2 的摩擦力大小为tman2gθ
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连接体问题 班级 姓名 学号 日期 重点内容
1.注意对象选择,整体法还就是隔离法
2.临界条件
A 组 基础达标
1.木块A 与B 置于光滑得水平面上它们得质量分别为m A 与m B 。

如图所示当水平力F 作用于左端A 上,两物体一起加速运动时,AB 间得作用力大小为N 1。

当同样大小得力F 水平作用于右端B 上,两物体一起加速运动时,AB 间作用力大小为N 2,则( )
A.两次物体运动得加速度大小相等
B.N 1+N 2<F
C.N 1+N 2=F
D.N 1: N 2=m A :m B
2.物块A 放在斜面体得斜面上,与斜面体一起向右做加速运动,
如图所示。

若物块与斜面体保持相对静止,物块A 受到斜面对它得支持力与摩擦力得合力得方向可能就是( )
A 、 向右斜上方
B 、 水平向右
C 、 向右斜下方
D 、 上述三种方向都不可能
3.水平面上有两个物体a 与b ,它们之间用轻绳连接,它们与
水平面之间得动摩擦因数相同。

在水平恒力F 得作用下,a 与
b 在水平面上作匀速直线运动,如图所示。

如果在运动中绳突然断了,那么a 、b 得运动情况可能就是( )
A.a 作匀加速直线运动,b 作匀减速直线运动
B.a 作匀加速直线运动,b 处于静止
C.a 作匀速直线运动,b 作匀减速直线运动
D.a 作匀速直线运动,b 作匀速直线运动
4.小车在水平面上向左作直线运动,车厢内用OA 、OB 两细线系住小球。

球得质量m =4kg 。

线OA 与竖直方向成θ =37︒角。

如图所示。

g =10m/s 2,求:
(1)小车以5米/秒得速度作匀速直线运动,求OA 、OB 两绳得张力?
(2)当小车改作匀减速直线运动,并在12、5米距离内速度降为零得过程中,OA 、OB 两绳张力各多大?
(3)小车如何运动时,可使OB 绳所受拉力开始为零?
4.答案:
5.如图所示,质量均为M 得两个木块A 、B 在水平力F 得作用下,一起沿光滑得水平面运动,A
与B 得接触面光滑,且与水平面得夹角为600,求使A 与B 一起运动时得水平力F 得范围。

5、答案:当水平推力F 很小时,A 与B 一起做匀加速运动,当F
较大时,B 对A 得弹力F N 竖直向上得分力等于A 得重力时,地面对A 得支持力F NA 为零,此后,物体A 将会相对B 滑动。

显而易见,本题得临界条件就是水平力F 为某一值时,恰好使A 沿
A 与
B 得接触面向上滑动,即物体A 对地面得压力恰好为零,
受力分析如图。

A a
B F 60O A
对整体有:Ma F 2=;
隔离A,有:0=NA F , Ma F F N =- 60sin ,060cos =-Mg F N 。

解得:Mg F 32=
所以F 得范围就是0≤F ≤23Mg
B 组 拓展提高 6.如图,m 与M 保持相对静止,一起沿倾角为θ得光滑斜面下滑,
则M 与m 间得摩擦力大小就是多少?
6、答案: 因为m 与M 保持相对静止,所以可以将(m +M )整体视为研
究对象。

受力,如图a ,受重力(M 十m )g 、支持力N ′如图建立坐标,
根据牛顿第二定律列方程:
x :(M +m )g sin θ=(M +m )a ①
解得:a = g sin θ 沿斜面向下。

因为要求m 与M 间得相互作用力,再以m 为研究对象,受力如图b 。

根据牛顿第二定律列方程
因为m ,M 得加速度就是沿斜面方向。

需将其分解为水平方向与竖直方向如图c 。

由式②,③,④,⑤解得:f = mg sin θ·cos θ
方向沿水平方向m 受向左得摩擦力,M 受向右得摩擦力。

7.如图质量为M ,倾角为α得楔形物A 放在水平地面上。

质量为m 得B 物体从楔形物得光滑斜面上由静止释放,在B 物体加速下滑过程中,A 物体保持静止。

地面受到得压力多大?A 受到得摩擦力多大?方向如何?
7、答案: 分别以A,B 物体为研究对象。

A,B 物体受力分别如图
a ,
b 。

根据牛顿第二定律列运动方程,A
物体静止,加速度为零。

x :N l sin α-f =0 ①
y :N -Mg -N l cos α=0 ②
B 物体下滑得加速度为a ,
x :mg sin α=ma ③
y :N l -mg cos α=0 ④
由式①,②,③,④解得N =Mg +
mg cos 2α
根据牛顿第三定律地面受到得压
Mg F A F N F x F y
60°
力为Mg 十mg cos 2α
f = m
g sin αcos α,方向向左
8.如图所示,质量为M 得滑块与倾角为θ得斜面间得动摩擦因数为μ、滑块上安装一支架,在支架得O 点处,用细线悬挂一质量为m 得小球、当滑块匀加速下滑时,小球与滑块相对静止,则细线得方向将如何?
8.答案:要求细线得方向,就就是要求细线拉力得方向,所以
这还就是一个求力得问题。

可以用牛顿第二定律先以整体以
求加速度a (因a 相同),再用隔离法求拉力(方向)
解:以整体为研究对象,受力情况发图a 所示,根据牛顿第
二定律有:
(M +m )g sin θ-f =(M +m )a ,N -(M +m )g cos θ=0
而f =μN ,故可解得 a =g (sin θ-μcos θ)
再以球为研究对象,受务情况如图b 表示,取x 、y 轴分
别为水平、竖直方向(注意这里与前面不同,主要就是为了求a 方便)、由于加速度a 与x 轴间得夹角为θ,根据牛顿第二定律有:
T sin α=ma cos θ,mg -Tcos α=ma sin θ
由此得: tan α=θθsin cos a g a -=θ
μμθtan 1tan --、 为了对此解有个直观得认识,不妨以几个特殊μ值代入
(1)μ=0,α=θ,绳子正好与斜面垂直;
(2)μ=tan θ,α=00,此时物体匀速下滑,加速度为0,绳子自然下垂;
(3)μ<tan θ,则α<θ,物体加速下滑。

9.如图所示,质量分别为15kg 与5kg 得长方形物体A 与B 静止叠放在水平桌面上、A 与桌面以及A 、B 间动摩擦因数分别为μ1=0、1与μ2=0、6,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

问:
(1)水平作用力F 作用在B 上至少多大时,A 、B 之间能发生相对滑动?
(2)当F =30N 或40N 时,A 、B 加速度分别各为多少?
9、答案:AB 相对滑动得条件就是:A 、B 之间得摩擦力达到最大静摩擦力,且加速度达到A 可能得最大加速度a 0,所以应先求
出a 0
解:(1)以A 为对象,它在水平方向受力如图(a )所示,所以

m A a 0=μ2m B g -μ1(m A +m B )g
a 0=A B A B m m m m )
(12+-μμg =15201.056.0±-⨯×10m/s 2=3
2m/s 2 再以B 为对象,它在水平方向受力如图(b)所示,加速度也为a 0,所以有
F
F -F 2=m B a 0
F =f 2+m B a 0=0、6×5×10N+5×32N=33、3N 即当F 达到33、3N 时,A 、B 间已达到最大静摩擦力、若F 再增加,B 加速度增大而A 得加速度已无法增大,即发生相对滑动,因此,F 至少应大于33、3N
(2)当F =30N,据上面分析可知不会发生相对滑动,故可用整体法求出共同加速度 a A =a B =B A m m f F +-1=5
1510)515(1.030+⨯+⨯-m/s 2=0、5m/s 2 还可以进一步求得A 、B 间得静摩擦力为27、5N(同学们不妨一试)
当F =40N 时,A 、B 相对滑动,所以
必须用隔离法分别求a A 、a B ,其实a A 不
必另求,
a A =a 0=
32m/s 2、 以B 为对象可求得:
a B =B m f F 2-=53040-m/s 2=2m/s 2。

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