高中物理第四章牛顿运动定律专题培优(三)应用牛顿运动定律解决三类典型问题学案解析版新人教版必修1

1、应用牛顿运动定律解决三类典型问题连结体问题连结体两个或两个以上相互作用的物体构成的拥有相同加快度的整体叫连结体。如几个物体叠放在一同，或并排斥放在一同，或用绳子、细杆等连在一同。2办理连结体问题的方法整体法：把多个物体构成的系统作为一个研究对象来分析的方法。不用考虑系统内力的影响，只考虑系统遇到的外力。间隔法：把系统中的各个部分(或某一部分)间隔，作为一个独自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。3整体法与间隔法的采纳求解各部分加快度都相同的连结体问题时，要优先考虑整体法；假如还需要求物体之间的作用力，再用间隔法。求解连结体问题时，跟着研究对象

2、的变换，常常两种方法交织运用。一般的思路是先用其中一种方法求加快度，再用另一种方法求物体间的作用力或系统所受合力。不论运用整体法还是间隔法，解题的重点还是在于对研究对象进行正确的受力分析。例1在水平川面上有两个相互接触的物体A和B，它们的质量分别为m1和m2，与地面间的动摩擦因数均为，若用水平推力F作用于A物体，使A、B一同向前运动，以以下图，求两物体间的相互作用力为多大？分析以A、B整体为研究对象，其受力如图甲所示，由牛顿第二定律可得F(m1m2)g(m1m2)a因此Fgamm12再以B物体为研究对象，其受力如图乙所示，由牛顿第二定律可得FABm2gm2am2F联立得两物体间的作用力FABm

3、1m2。答案m2Fm1m2临界问题临界问题在物体的运动状态发生变化的过程中，常常会达到某一特定状态，此时相关的物理量将发生突变，此状态即为临界状态，相应的物理量的值为临界值。临界状态一般比较隐蔽，它在必定条件下才会出现。若题目中出现“最大”“最小”“恰巧”等词语，常有临界问题。2动力学中的典型临界问题(1)接触与走开的临界条件：两物体相接触或走开的临界条件是弹力FN0。相对静止或相对滑动的临界条件：两物体相接触且处于相对静止时，常存在着静摩擦力，则相对静止或相对滑动的临界条件：静摩擦力为零或达到最大值。绳子断裂与废弛的临界条件：绳子所可以承受的张力是有限的，绳子断与不断的临界条件是张力等于它所

4、能承受的最大张力。绳子废弛的临界条件是FT0。加快度最大与速度最大的临界条件：当物体在变化的外力作用下运动时，其加快度和速度都会不断变化，当所受合外力最大时，拥有最大加快度；合外力最小时，拥有最小加快度。当出现加快度为零时，物体处于临界状态，所对应的速度便会出现最大值或最小值。3解决临界问题的方法极限法：把物理问题(或过程)推向极端，从而使临界现象(或状态)显现，达到赶快求解的目的。假定法：有些物理过程没有明显出现临界问题的线索，但在变化过程中可能出现临界问题，也可能不出现临界问题，解答这类题目一般用假定法。数学方法：将物理过程转变为数学公式，依照数学表达式求解得出临界条件。例2一弹簧秤的秤盘

5、A的质量1.5kg，盘上放一物体，的质量为10.5kg，mBBM弹簧自己质量不计，其劲度系数k800N/m，系统静止时以以下图。现给B一个竖直向上的力F使它从静止开始向上做匀加快运动，已知在头0.20s内，F是变力，此后F是恒力，求F的最大值和最小值。(g取10m/s2)分析设刚开始时弹簧压缩量为x1，则：x1mMg0.15mk设两者恰巧分别时弹簧压缩量为x，则：kxmgma2212在前0.2s时间内，由运动学公式得：x1x22at由解得：a6m/s2由牛顿第二定律，开始时：min()72NFmMa最后分别后：FmaxMgMa即：FmaxM(ga)168N。答案168N72N传达带问题传达带问

6、题波及摩擦力的判断、物体运动状态的分析和运动学知识的运用，重点观察学生分析问题和解决问题的能力。主要有以下两类：水平传达带当传达带水平运动时，应特别注意摩擦力的突变和物体运动状态的变化。摩擦力的突变，常常以致物体的受力情况和运动性质的突变。静摩擦力达到最大值，是物体和传达带恰巧保持相对静止的临界状态；滑动摩擦力存在于发生相对运动的物体之间，因此两物体的速度达到相同时，滑动摩擦力要发生突变(滑动摩擦力为0或变为静摩擦力)。倾斜传达带当传达带倾斜时，除了要注意摩擦力的突变和物体运动状态的变化外，还要注意物体与传达带之间的动摩擦因数和传达带倾斜角度对受力的影响，从而正确判断物体的速度和传达带速度相等

7、时物体的运动性质。2倾斜传达带问题的两种情况倾斜传达带问题可分为倾斜向上传达和倾斜向下传达两种情况(物体从静止开始，传达带匀速运动且足够长)：条件运动性质tan物体先沿传达带做向上的加快直线运动，速度相同此后两者倾斜相对静止，一同做匀速运动向上tan物体保持静止传达tan物体沿传达带做向下的加快直线运动tan物体先相对传达带向上滑，做初速度为零的匀加快直线运动，速度相同后两者相对静止，一同做匀速运动倾斜向下物体先相对传达带向上滑，沿皮带向下做初速度为零的匀加传达tan速直线运动，速度与皮带速度相同后滑动摩擦力反向，物体相对传达带下滑，连续做向下的匀加快直线运动例3此刻传达带传达货物已被宽泛地应用，以以下图为一水平传达带装置表示图。紧绷的传达带AB向来保持恒定的速率v1m/s运行，一质量为m4kg的物体被无初速度地放在A处，传达带对物体的滑动摩擦力使物体开始做匀加快直线运动，随后物体又以与传送带相等的速率做匀速直线运动。设物体与传达带之间的动摩擦因数0.1，A、B间的距离L2m，g取10m/s2。求(1)物体在传达带上运动的时间；(2)假如提高传达带的运行速率，物体就能被较快地传达到B处，求传达带对应的最小运行速率。分析(1)物体在传达带上