6、牛顿运动定律的应用（五）.ppt

第四章牛顿运动定律 6 牛顿运动定律的应用 五 用隔离法和整体法解连结体平衡问题 牛顿第一定律 惯性定律 反映了力是物体运动状态改变的原因 并不是维持物体运动状态的原因惯性 物体本身固有的属性 物体的惯性大小完全取决于质量 与其它因素无关 牛顿第二定律 f合 ma 反映了力和运动的关系 牛顿第三定律 作用力和反作用力定律 反映了物体之间的相互作用规律 牛顿运动定律 力是产生加速度的原因 两类问题 已知物体受力的情况 确定物体运动情况 已知物体的运动情况 确定物体受力情况 解题思路 牛顿运动定律的应用 加速度a 运动情况 受力情况 加速度a 连结体 连结体 两个 或两个以上 物体相互连结参以运动的系统 内力与外力 连结体间的相互作用力叫内力 外部对连结体的作用力叫外力 外力 内力 隔离法和整体法 隔离法 若连结体内 即系统内 各物体的加速度大小或方向不同时 一般应将各个物体隔离出来 分别对各个物体根据牛顿定律列式 并要注意标明各物体的加速度方向 找到各物体之间的速度制约关系 整体法 若连结体内 即系统内 各物体的加速度相同 又不需要系统内各物体间的相互作用力时 可取系统作为一个整体来研究 若连结体内各物体的加速度虽不相同 主要指大小不同 但不需求系统内物体间的相互作用力时 可利用fx m1a1x m2a2x fy m1a1y m2a2y 对系统列式较简捷 特别是处理选择题 填充题中加速度不同物体的有关问题时尤为方便 整体法与隔离法交叉使用 若连接体内 即系统内 各物体具有相同的加速度时 应先把连接体当成一个整体列式 如还要求连接体内物体相互作用的内力 则把物体隔离 对单个物体根据牛顿定律列式 专题训练 如图所示 放置在水平地面上的直角劈m上有一个质量为m的物体 若m在其上匀速下滑 仍保持静止 那么正确的说法是 对地面的压力等于 m m g 对地面的压力大于 m m g 地面对 没有摩擦力 地面对 有向左的摩擦力 解 物体 m均处于平衡状态 可以把此两物体看做一整体 这一整体在竖直方向受到向下的重力 mg mg 和向上的支持力 对整体由平衡条件得 n m m g 正确 因为系统水平方向合力为零 所以地面对 没有摩擦力 正确 ac 专题训练 如图所示 用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来 今对小球a持续施加一个向左偏下 的恒力 对b施加反向的同样大小的恒力 最后达到平衡 表示平衡状态的图可能是 a 解 选研究两小球组成的系统 受力如图甲 因 与 等值反向 所以oa线的拉力 与系统处静止 且与系统的重力等值反向 即 a线的拉力竖直向上 再以b球做为研究对象 b受三力平衡 ab线的拉力必与 gb的合力等值反向 斜向左上方 所以 图正确 fab 专题训练 如图所示 重为 的均匀链条 两端用等长的轻绳连接 挂在等高的地方 绳与水平方向成 角 试求 绳子张力 链条最低点的张力 解 研究整个链条 受三力而平衡 如图甲 两绳的合力 与链条的重力等值反向 g 研究左半根链条 受三力如图乙 链条最低点的张力为 专题训练 1 如图所示 测力计 绳子和滑轮的质量都不计 摩擦不计 物体 重40牛 物体 重10牛 以下说法正确的是 a 地面对 的支持力是30牛b 测力计示数20牛c 物体 受到的合外力是30牛d 测力计示数30牛 ab 专题训练 2 如图所示 三个物体均静止 2牛 方向水平 则 与 之间 与 之间 与地面之间的摩擦力分别为 牛 牛 牛 牛 牛 牛 牛 c 专题训练 3 如图所示 在两块相同的竖直木板之间 有质量均为m的 块相同的砖 用两个大小均为 的水平力压木板 使砖静止不动 则第 块对第 块的摩擦力大小为 零 mg mg 2 mg a 专题训练 4 如图所示 在光滑的水平面上 有等质量的五个物体 每个物体的质量为m 若用水平推力f推1号物体 求 1 它们的加速度是多少 2 2 3号物体间的压力为多少 解 因各个物体的加速度相同 可以五个物体整体为研究对象求出整体的加速度 再以3 4 5号物体为研究对象求出2 3号物体间的压力 对整体f 5ma对3 4 5号物体t 3ma得a f 5m t 3f 5 专题训练 5 在粗糙水平面上有一个三角形木块a 在它的两个粗糙斜面上分别放着质量为m1和m2的两个木块b和c 如图2所示 已知m1 m2 三木块均处于静止状态 则粗糙地面对三角形木块a 有摩擦力作用 摩擦力的方向水平向右b 有摩擦力作用 摩擦力的方向水平向左c 有摩擦力作用 但摩擦力的方向不能确定d 没有摩擦力作用 解 由于三个物体的加速度相同 又只需判断地面对三角形木块的摩擦力 所以以三个物体整体为研究对象 很快能得到正确答案d 拓展发散 题中若 1 b和c都匀速下滑 而a处于静止状态 2 a和b处于静止状态 c加速下滑 地面对三角形木块的摩擦力情况又怎样 专题训练 如图所示 劲度系数为k的轻质弹簧一端与墙固定 另一端与倾角为 的斜面体小车连接 小车置于光滑的水平面上 在小车上叠放一个物体 已知小车质量为m 物体质量为m 小车位于o点时 整体系统处于平衡状态 现将小车从o点拉到b点 令ob b 无初速释放后 小车即在水平面b c间来回运动 而物体和小车始终没有相对运动 求 小车运动到b点时的加速度大小和物体所受到的摩擦力大小 b的大小必须满足什么条件 才能使得小车和物体一起运动的过程中 在某一位置时 物体和小车之间的摩擦力为零 专题训练 解析 所求的加速度a和摩擦力f是小车在b点时的瞬时值 当物体和小车之间的摩擦力为零时 小车的加速度变为a 小车距o的距离变为b 取m m 弹簧组成的系统为研究对象取m为研究对象 在沿斜面方向有 设满足条件时ob b 取m为研究对象有 将水平加速度a分解到沿斜面方向 如图所示 劲度系数为k的轻质弹簧一端与墙固定 另一端与倾角为 的斜面体小车连接 小车置于光滑的水平面上 在小车上叠放一个物体 已知小车质量为m 物体质量为m 小车位于o点时 整体系统处于平衡状态 现将小车从o点拉到b点 令ob b 无初速释放后 小车即在水平面b c间来回运动 而物体和小车始终没有相对运动 求 小车运动到b点时的加速度大小和物体所受到的摩擦力大小 b的大小必须满足什么条件 才能使得小车和物体一起运动的过程中 在某一位置时 物体和小车之间的摩擦力为零 专题训练 4 如图11所示 质量为m的框架放在水平地面上 一个轻质弹簧固定在框架上 下端拴一个质量为m的小球 当小球上下振动时 框架始终没有跳起 在框架对地面的压力为零的瞬间 小球加速度大小为 gb c 0d 解法一 分别以框架和小球为研究对象 当框架对地面的压力为零时作受力分析如图所示 对框架 f mg对小球 mg f ma所以 a m m g m方向向下 答案选d d 解法二 以框架和小球整体为研究对象 框架和小球所受的重力为 m m g 框架对地的高度不变 其加速度为零 故合外力提供小球做加速运动所需的外力 对系统由牛顿第二定律有 m m g ma 所以 a m m g m方向向下 答案选d 专题训练 如图 半径为 的光滑球 重为 光滑木块厚为h 重为 用至少多大的水平力 推木块才能使球离开地面 解法一 隔离球 受力如图甲 受三个力n1 n2和 由平衡条件知n1和n2的合力与 等大反向 据三角形相似有 再隔离木块 受力如图乙 据水平方向力的平衡有f n2 sin 而sin 联立得 f 解法二 先取整体 把球和木块当整体 分析 此整体在水平方向受力如图丙所示 由平衡条件有 n1 再隔离球 受力图如图甲 由三角形相似有 整体法与隔离法很多时候同时出现在同一个题目中 先整体后隔离 先隔离后整体 已知内力求外力 已知外力求内力 整体与隔离之间的联系是 共同的加速度 小结 小结 通过对以上各例题的学习 我想大家一定熟悉和掌握了以整体为对象解决连接体问题的方法 回顾一下 使用这种方法 究竟有哪些优越