高考复习牛顿第二定律整体隔离.ppt

2010 2011年广东高考第一轮复习 广东仲元中学蔡钳 牛顿第二定律第三课时 弹簧 瞬间变化 临界问题 连接体 0 质量分别为MA 2kg MB 3kg的两物体通过绕定滑轮的细线系在弹簧秤的两端 问 弹簧秤的读数多大 细线 滑轮及弹簧秤质量 摩擦均忽略不计 有相互作用力的系统 情景引入 01 如图所示 质量为4kg的物块放在光滑水平面上 其竖直面AB的上端有一个质量为1kg的小物块 和物块之间的动摩擦因数为0 5 物块受到一水平向右的力F 40N 求 1 m2在水平方向的加速度 2 m2在竖直方向的加速度 3 m2相对于地面的加速度 4 m1对地面的压力 有相互作用力的系统 情景引入 一 连接体问题当两个或两个以上的物体之间通过轻绳 轻杆相连或直接接触一起运动的问题 二 整体法与隔离法1 当研究问题中涉及多个物体组成的系统时 通常把研究对象从系统中 隔离 出来 单独进行受力及运动情况的分析 这叫隔离法 2 系统中各物体加速度相同时 我们可以把系统中的物体看做一个整体 然后分析整体受力 由F ma求出整体加速度 再作进一步分析 这种方法叫整体法 3 解决连接体问题时 经常要把整体法与隔离法结合起来应用 有相互作用力的系统 整体法与隔离法 简单连接体问题的处理方法 在连接体问题中 如果不要求知道各个运动物体之间的相互作用力 并且各个物体具有大小和方向都相同的加速度 就可以把它们看成一个整体 当成一个质点 分析受到的外力和运动情况 应用牛顿第二定律求出加速度 或其他未知量 如果需知道物体之间的相互作用力 就需要把物体从系统中隔离出来将内力转化为外力 分析物体的受力情况和运动情况 并分别应用牛顿第二定律列出方程 隔离法和整体法是互相依存 互相补充的 两种方法互相配合交替应用 常能更有效地解决有关连接体的问题 有相互作用力的系统 整体法与隔离法 有相互作用力的系统 整体法与隔离法 连接体问题可以分为三大类1 连接体中各物体均处于平衡状态2 各物体具有相同的加速度3 连接体中一个物体静止 另一个物体加速 有相互作用力的系统 例1 放在水平桌面上的一木块 其质量为m 在水平向右的推力F作用下 向右运动 求A对B的作用力为多少 整体法与隔离法 思考 用水平推力F向左推 A B间的作用力与原来相同吗 变式1 如图所示 小车沿倾角为 的光滑斜面滑下 在小车的水平台面上有一质量为M的木块和小车保持相对静止 求 1 小车下滑时木块所受的摩擦力 2 小车下滑时木块所受的弹力 有相互作用力的系统 整体法与隔离法 有相互作用力的系统 变式2 A B的质量分别为m1和m2 叠放置于光滑的水平地面上 现用水平力拉A时 A B一起运动的最大加速度为a1 若用水平力改拉B时 A B一起运动的最大加速度为a2 则a1 a2等于 A1 1Bm1 m2Cm2 m1Dm12 m22 整体法与隔离法 变式3 A B C三个物体质量分别为m1 m2和m3 带有滑轮的物体放在光滑的水平面上 滑轮和所有接触处的摩擦及绳的质量不计 为使三个物体无相对运动 则水平推力F为多少 有相互作用力的系统 整体法与隔离法 例2 倾角为30 的斜面体置于粗糙的水平地面上 已知斜面体的质量为M 10Kg 一质量为m 1 0Kg的木块正沿斜面体的斜面由静止开始加速下滑 木块滑行路程s 1 0m时 其速度v 1 4m s 而斜面体保持静止 求 求地面对斜面体摩擦力的大小及方向 地面对斜面体支持力的大小 有相互作用力的系统 整体法与隔离法 变式4 如图示 两物块质量为M和m 用绳连接后放在倾角为 的斜面上 物块和斜面的动摩擦因素为 用沿斜面向上的恒力F拉物块M运动 求中间绳子的张力 有相互作用力的系统 整体法与隔离法 变式5 如图所示 置于水平面上的相同材料的m和M用轻绳连接 在M上施一水平力F 恒力 使两物体作匀加速直线运动 对两物体间细绳拉力正确的说法是 A 水平面光滑时 绳拉力等于mF M m B 水平面不光滑时 绳拉力等于mF M m C 水平面不光滑时 绳拉力大于mF M m D 水平面不光滑时 绳拉力小于mF M m 有相互作用力的系统 整体法与隔离法 变式6 如图所示五个相同的木块并排放在水平地面上 与地面光滑接触 当用水平力F推第1块使它们以共同的加速度运动时 第2块对第3块的推力为 思考 如果水平地面是粗糙的又如何 有相互作用力的系统 整体法与隔离法 1 如图所示 A B两个物体靠在一起 放在光滑的水平地面上 它们的质量分别为MA 3kg MB 6kg 今用水平力FB拉B FA推A FA和FB随时间变化的关系是FA 9 2t N FB 3 2t N 求从t 0到A B脱离 它们的位移是多少 有相互作用力的系统 即时反馈 2 质量为M的小车放在光滑的水平地面上 右面靠墙 小车的上表面是一个光滑的斜面 斜面的倾角为 设当地重力加速度为g 那么 当有一个质量为m的物体在这个斜面上自由下滑时 小车对右侧墙壁的压力大小是 A B C D 有相互作用力的系统 即时反馈 3 如图所示 长L 1 6m 质量M 3kg的木板静放在光滑水平面上 质量m 1kg的小物块放在木板的右端 木板和物块间的动摩擦因数 0 1 现对木板施加一水平向右的拉力F 取g 10m s2 求 1 使物块不掉下去的最大拉力F 2 如果拉力F 10N恒定不变 小物块所能获得的最大速度 有相互作用力的系统 隔离法 4 木块A放在斜面体B的斜面上处于静止 如图所示 当斜面体向右做加速度渐渐增大的加速运动时 木块A相对于斜面体B仍保持静止 则斜面体受到的木块的压力N和摩擦力f的变化情况是 A N增大 f增大B N不变 f增大C N减小 f不变D N减小 f增大 有相互作用力的系统 隔离法 5 如图所示的装置 A是电磁铁 C是胶木秤盘 A和C 包括支架 的总质量为M B是铁片 B的质量为m 整个装置用轻绳悬挂于O点 当电磁铁通电 铁片被吸引上升的过程中 轻绳上的拉力F的大小为 AF MgB Mg M m g 有相互作用力的系统 6 如图所示 一辆汽车A拉着装有集装箱的拖车B 以速度v1 30m s进入向下倾斜的直车道 车道每100m下降2m 为使汽车速度在s 200m的距离内减到v2 10m s 驾驶员必须刹车 假定刹车时地面的摩擦阻力是恒力 且该力的70 作用于拖车B 30 作用于汽车A 已知A的质量m1 2000kg B的质量m2 6000kg 求汽车与拖车的连接处沿运动方向的相互作用力 取重力加速度g 10m s2 牛顿第二定律的应用 7 两个劈形物块的质量分别为m1和m2 劈面光滑 倾角为 两物块与水平面之间的动摩擦因数分别为 1和 2 现用水平恒力F 未知 推动 使两物块向右运动 如图所示 试求 1 保持m1和m2无相对滑动时 系统的最大加速度 2 此时m1对m2的压力 3 此时对m1的推力F 有相互作用力的系统 整体法与隔离法 当水平恒力F增大时 整体的加速度a也将增大 m1所受地面的支持力将变小 当F增大某一值时 整体的加速度将增大到最大am 此时m1所受地面的支持力为0 m1所受地面的摩擦力也为0 对此时的m1受力分析如图所示 竖直方向 N1cos m1g 水平方向 F N1sin m1am N1 m1g cos F m1gtan m1am 有相互作用力的系统 整体法与隔离法 当整体的加速度最大时 此时m1所受地面的支持力为0 m1所受地面的摩擦力也为0 对此时的m1和m2整体受力分析如图所示 竖直方向 N2 m1 m2 g 水平方向 f2 2N2 2 m1 m2 g F f2 m1 m2 am 所以F m1 m2 am 2g 有相互作用力的系统 整体法与隔离法 8 如图所示 斜面MN的倾角 37o 斜面上有一质量为m的物体A B是一带竖直推板的直杆 其质量为2m 现使直杆B以水平加速度a 0 4g向右运