牛顿运动定律的综合应用-资料课件

第3讲牛顿运动定律的综合应用1.连接体(1)两个(或两个以上)相关联的物体，我们称之为连接体．连接体的加速度通常是

的，但也有不同的情况．(2)处理连接体问题的方法：

与．要么先整体后隔离，要么先隔离后整体．相同整体法隔离法第3讲牛顿运动定律的综合应用1.连接体相同整体法隔离法2．整体法(1)整体法是指连接体内物体间无相对运动时(具有相同加速度)，可以把连接体内所有物体组成的系统作为

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

或外界对系统的作用力．3．隔离法(1)隔离法是指当我们所研究的问题涉及多个物体组成的系统时，需要求连接体内各部分间的相互作用力，从研究方便出发，把某个物体从系统中

出来，作为研究对象，分析受力情况，再列方程求解．(2)隔离法适合求物体系统内各

的相互作用力或各个物体的加速度．加速度隔离物体间整体2．整体法加速度隔离物体间整体【针对训练】(2019·吴中模拟)如图3－3－1所示，水平地面上有两块完全相同的木块A、B，水平推力F作用在木块A上，用FAB表示木块A、B间的相互作用力，下列说法可能正确的是()A．若地面是完全光滑的，则FAB＝FB．若地面是完全光滑的，则FAB＝F/2C．若地面是有摩擦的，且木块A、B未被推动，可能FAB＝F/3D．若地面是有摩擦的，且木块A、B被推动，则FAB＝F/2【针对训练】【解析】

若地面光滑，先用整体法得F＝2ma，再用隔离法分析木块B有FAB＝ma，则FAB＝F/2.若地面是有摩擦的，且木块A、B被推动，由整体法得F－2μmg＝2ma，用隔离法对木块B有FAB－μmg＝ma，则FAB＝F/2.若木块A、B未被推动，则FAB≤F/2.【答案】

BCD【解析】若地面光滑，先用整体法得F＝2ma，再用隔离法分析在物体的运动变化过程中，往往达到某个特定状态时，有关的物理量将发生突变，此状态叫

，相应的待求物理量的值叫

，此类问题称为临界问题．利用临界值来作为解题思路的起点是一种很有用的思考途径，这种方法称为临界条件法，又叫极限法．这种方法是将物体的变化过程推至

——临界状态，抓住满足临界值的条件，准确分析物理过程进行求解．常出现的临界条件为：(1)地面、绳子或杆的弹力为零；(2)相对静止的物体间静摩擦力达到

，通常在计算中取最大静摩擦力

滑动摩擦力．临界状态临界值极限最大等于在物体的运动变化过程中，往往达到某个特定状态时，有关的物理量【针对训练】2.如图3－3－2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．4μmg【针对训练】【答案】

C【答案】C(1)若系统内各物体具有相同的加速度，且要求物体间的相互作用力时，一般先用整体法由牛顿第二定律求出系统的加速度(注意F＝ma中质量m与研究对象相对应)，再根据题目要求，将其中的某个物体(受力数少的物体)进行隔离分析并求解它们之间的相互作用力，即“先整体求加速度，后隔离求内力”．(2)若系统内各个物体的加速度不相同，又需要知道物体间的相互作用力，往往把物体从系统中隔离出来，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．(1)若系统内各物体具有相同的加速度，且要求物体间的相互作用牛顿运动定律的综合应用-资料课件【审题视点】

(1)开始时F较小，两物体一起以相同的加速度运动．(2)当F增大到某一值时，两物体相对滑动，m1水平方向仅受滑动摩擦力作用，加速度不变，m2水平方向所受合力增大，加速度增大．

【答案】

A

【审题视点】(1)开始时F较小，两物体一起以相同的加速度运牛顿运动定律的综合应用-资料课件【答案】

B【答案】B此类问题的特点是物体的受力情况或运动情况由图象给出，要求能从中提取有效信息，然后将问题转化为一般动力学问题，用解牛顿定律问题的常规方法去解决．此类问题的特点是物体的受力情况或运动情况由图象给出，要求能从牛顿运动定律的综合应用-资料课件牛顿运动定律的综合应用-资料课件【答案】

(1)0.2(2)6N(3)46m【答案】(1)0.2(2)6N(3)46m牛顿运动定律的综合应用-资料课件牛顿运动定律的综合应用-资料课件【答案】

(1)0.2N(2)0.375m【答案】(1)0.2N(2)0.375m(1)滑块—滑板类问题的特点涉及两个物体，并且物体间存在相对滑动．(2)滑块和滑板常见的两种位移关系滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和滑板同向运动，位移之差等于板长；反向运动时，位移之和等于板长．(1)滑块—滑板类问题的特点牛顿运动定律的综合应用-资料课件牛顿运动定律的综合应用-资料课件【答案】

1s【答案】1s牛顿运动定律的综合应用-资料课件【解析】

本题中人和木板运动的特点：相对于地面，人向右加速运动，木板向左加速运动，两者构成的整体的运动状态并不相同，所以分析、求解时不能整体分析，只能将人和木板分别隔离，即采用两次隔离进行分析、求解．(1)设人的质量为m，加速度为a1，人受到的摩擦力为f，由牛顿第二定律有f＝ma1＝200N.(2)由牛顿第三定律可知人对木板的摩擦力大小为f′＝200N设木板的质量为M，加速度为a2，对木板由牛顿第二定律有f′－μ(M＋m)g＝Ma2代入数据解得a2＝2m/s2，方向向左．【解析】本题中人和木板运动的特点：【答案】

(1)200N(2)2m/s2，方向向左(3)8m4m【答案】(1)200N(2)2m/s2，方向向左(在应用牛顿运动定律解决动力学问题中，当物体运动的加速度不同时，物体有可能处于不同的状态，特别是题目中出现“最大”、“最小”、“刚好”等词语时，往往会有临界现象，此时要采用假设法或极限分析法，看物体以不同的加速度运动时，会有哪些现象发生，尽快找出临界点，求出临界条件．在应用牛顿运动定律解决动力学问题中，当物体运动的加速度不同时1．动力学中的典型临界问题(1)接触与脱离的临界条件：两物体相接触或脱离，临界条件是：弹力FN＝0.(2)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，则相对滑动的临界条件是：静摩擦力达到最大值．(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绳中张力等于它所能承受的最大张力，绳子松弛的临界条件是：FT＝0.1．动力学中的典型临界问题(4)加速度最大与速度最大的临界条件：当物体在受到变化的外力作用下运动时，其加速度和速度都会不断变化，当所受合外力最大时，具有最大加速度；合外力最小时，具有最小加速度．当出现速度有最大值或最小值的临界条件时，物体处于临界状态，所对应的加速度为零或最大．2．解题策略解决此类问题重在形成清晰的物理图景，分析清楚物理过程，从而找出临界条件或达到极值的条件，要特别注意可能出现的多种情况．(4)加速度最大与速度最大的临界条件：当物体在受到变化的外力【潜点探究】

此题有两个临界条件，当推力F较小时，物块有相对斜面向下运动的可能性，此时物块受到的摩擦力沿斜面向上；当推力F较大时，物块有相对斜面向上运动的可能性，此时物块受到的摩擦力沿斜面向下．找准临界状态是求解此题的关键．【潜点探究】此题有两个临界条件，当推力F较小时，物块有相对牛顿运动定律的综合应用-资料课件(2)设物块处于相对斜面向上滑动的临界状态时的推力为F2，对物块分析，在水平方向有F′Nsinθ＋μF′Ncosθ＝ma2，竖直方向有F′Ncosθ－μF′Nsinθ－mg＝0，对整体有F2＝(M＋m)a2代入数值得a2＝11.2m/s2，F2＝33.6N综上所述可知推力F的取值范围为：14.4N≤F≤33.6N【答案】

14.4N≤F≤33.6N(2)设物块处于相对斜面向上滑动的临界状态时的推力为F2，对牛顿运动定律的综合应用-资料课件【答案】

72N168N【答案】72N168N●连接体的受力分析1．(2019·铜川模拟)如图3－3－11所示，A、B两物体紧靠着放在粗糙水平面上．A、B间接触面光滑，在水平推力F作用下两物体一起加速运动，物体A恰好不离开地面，则关于A、B两物体的受力个数，下列说法正确的是()A．A受3个力，B受4个力B．A受4个力，B受3个力C．A受3个力，B受3个力D．A受4个力，B受4个力【解析】

该题考查加速度相同的连接体的受力分析．由于A恰好不离开地面，所以地面对A的支持力为零，因此A只受到三个力的作用，而B受到四个力的作用，A选项正确．【答案】

A●连接体的受力分析●整体法与隔离法及超重问题2.(2019·上海高考)如图3－3－12，在水平面上的箱子内，带异种电荷的小球a、b用绝缘细线分别系于上、下两边，处于静止状态．地面受到的压力为FN，球b所受细线的拉力为F.剪断连接球b的细线后，在球b上升过程中地面受到的压力()A．小于FNB．等于FNC．等于FN＋FD．大于FN＋F●整体法与隔离法及超重问题【解析】

剪断细线前，把箱子以及两小球a、b看做一个整体，静止时地面受到的压力为FN等于三个物体的总重力，即FN＝Mg＋mag＋mbg，对球b由平衡条件得F电＝mbg＋F；剪断细线后，对箱子和a球由平衡条件得FN′＝Mg＋mag＋F电′＝FN－mbg＋F电′，b球加速上升过程中，两球之间的库仑力增大，即F电′＞F电，因此FN′＞FN＋F，D正确，A、B、C错误．【答案】

D【解析】剪断细线前，把箱子以及两小球a、b看做一个整体，静●临界问题3.(2019届渭南模拟)如图3－3－13所示，有A、B两个楔形木块，质量均为m，靠在一起放于水平面上，它们的接触面的倾角为θ.现对木块A施一水平推力F，若不计一切摩擦，要使A、B一起运动而不发生相对滑动，求水平推力F的最大值．●临界问题【解析】

A、B一起运动，则以A、B整体为研究对象，由牛顿第二定律得：F＝2ma以A为研究对象，其受力情况如图所示．由图可知，A、B一起运动而不发生相对滑动的临界条件是地面对A的支持力为FN＝0竖直方向：FBAcosθ＝mg水平方向：F－FBAsinθ＝ma联立上式可得F＝2mgtanθ，即水平推力F的最大值为2mgtanθ.【答案】

2mgtanθ【解析】A、B一起运动，则以A、B整体为研究对象，由牛顿第牛顿运动定律的综合应用-资料课件牛顿运动定律的综合应用-资料课件●滑块－滑板类问题5．(2019届东北师大附中检测)如图3－3－15，质量M＝1kg的木板静止在水平面上，质量m＝1kg、大小可以忽略的铁块静止在木板的右端．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知木板与地面间的动摩擦因数μ1＝0.1，铁块与木板之间的动摩擦因数μ2＝0.4，取g＝10m/s2.现给铁块施加一个水平向左的力F.(1)若力F恒为8N，经1s铁块运动到木板的左端，求木板的长度L；(2)若力F从零开始逐渐增加，且木板足够长．试通过分析与计算，在图3－3－16中作出铁块受到的摩擦力f随力F大小变化的图象．●滑块－滑板类问题牛顿运动定律的综合应用-资料课件牛顿运动定律的综合应用-资料课件【答案】

(1)1m(2)见解析【答案】(1)1m(2)见解析牛顿运动定律的综合应用-资料课件牛顿运动定律的综合应用-资料课件牛顿运动定律的综合应用-资料课件48第3讲牛顿运动定律的综合应用1.连接体(1)两个(或两个以上)相关联的物体，我们称之为连接体．连接体的加速度通常是

的，但也有不同的情况．(2)处理连接体问题的方法：

与．要么先整体后隔离，要么先隔离后整体．相同整体法隔离法第3讲牛顿运动定律的综合应用1.连接体相同整体法隔离法2．整体法(1)整体法是指连接体内物体间无相对运动时(具有相同加速度)，可以把连接体内所有物体组成的系统作为

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

或外界对系统的作用力．3．隔离法(1)隔离法是指当我们所研究的问题涉及多个物体组成的系统时，需要求连接体内各部分间的相互作用力，从研究方便出发，把某个物体从系统中

出来，作为研究对象，分析受力情况，再列方程求解．(2)隔离法适合求物体系统内各

的相互作用力或各个物体的加速度．加速度隔离物体间整体2．整体法加速度隔离物体间整体【针对训练】(2019·吴中模拟)如图3－3－1所示，水平地面上有两块完全相同的木块A、B，水平推力F作用在木块A上，用FAB表示木块A、B间的相互作用力，下列说法可能正确的是()A．若地面是完全光滑的，则FAB＝FB．若地面是完全光滑的，则FAB＝F/2C．若地面是有摩擦的，且木块A、B未被推动，可能FAB＝F/3D．若地面是有摩擦的，且木块A、B被推动，则FAB＝F/2【针对训练】【解析】

若地面光滑，先用整体法得F＝2ma，再用隔离法分析木块B有FAB＝ma，则FAB＝F/2.若地面是有摩擦的，且木块A、B被推动，由整体法得F－2μmg＝2ma，用隔离法对木块B有FAB－μmg＝ma，则FAB＝F/2.若木块A、B未被推动，则FAB≤F/2.【答案】

BCD【解析】若地面光滑，先用整体法得F＝2ma，再用隔离法分析在物体的运动变化过程中，往往达到某个特定状态时，有关的物理量将发生突变，此状态叫

，相应的待求物理量的值叫

，此类问题称为临界问题．利用临界值来作为解题思路的起点是一种很有用的思考途径，这种方法称为临界条件法，又叫极限法．这种方法是将物体的变化过程推至

——临界状态，抓住满足临界值的条件，准确分析物理过程进行求解．常出现的临界条件为：(1)地面、绳子或杆的弹力为零；(2)相对静止的物体间静摩擦力达到

，通常在计算中取最大静摩擦力

滑动摩擦力．临界状态临界值极限最大等于在物体的运动变化过程中，往往达到某个特定状态时，有关的物理量【针对训练】2.如图3－3－2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．4μmg【针对训练】【答案】

C【答案】C(1)若系统内各物体具有相同的加速度，且要求物体间的相互作用力时，一般先用整体法由牛顿第二定律求出系统的加速度(注意F＝ma中质量m与研究对象相对应)，再根据题目要求，将其中的某个物体(受力数少的物体)进行隔离分析并求解它们之间的相互作用力，即“先整体求加速度，后隔离求内力”．(2)若系统内各个物体的加速度不相同，又需要知道物体间的相互作用力，往往把物体从系统中隔离出来，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．(1)若系统内各物体具有相同的加速度，且要求物体间的相互作用牛顿运动定律的综合应用-资料课件【审题视点】

(1)开始时F较小，两物体一起以相同的加速度运动．(2)当F增大到某一值时，两物体相对滑动，m1水平方向仅受滑动摩擦力作用，加速度不变，m2水平方向所受合力增大，加速度增大．

【答案】

A

【审题视点】(1)开始时F较小，两物体一起以相同的加速度运牛顿运动定律的综合应用-资料课件【答案】

B【答案】B此类问题的特点是物体的受力情况或运动情况由图象给出，要求能从中提取有效信息，然后将问题转化为一般动力学问题，用解牛顿定律问题的常规方法去解决．此类问题的特点是物体的受力情况或运动情况由图象给出，要求能从牛顿运动定律的综合应用-资料课件牛顿运动定律的综合应用-资料课件【答案】

(1)0.2(2)6N(3)46m【答案】(1)0.2(2)6N(3)46m牛顿运动定律的综合应用-资料课件牛顿运动定律的综合应用-资料课件【答案】

(1)0.2N(2)0.375m【答案】(1)0.2N(2)0.375m(1)滑块—滑板类问题的特点涉及两个物体，并且物体间存在相对滑动．(2)滑块和滑板常见的两种位移关系滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和滑板同向运动，位移之差等于板长；反向运动时，位移之和等于板长．(1)滑块—滑板类问题的特点牛顿运动定律的综合应用-资料课件牛顿运动定律的综合应用-资料课件【答案】

1s【答案】1s牛顿运动定律的综合应用-资料课件【解析】

本题中人和木板运动的特点：相对于地面，人向右加速运动，木板向左加速运动，两者构成的整体的运动状态并不相同，所以分析、求解时不能整体分析，只能将人和木板分别隔离，即采用两次隔离进行分析、求解．(1)设人的质量为m，加速度为a1，人受到的摩擦力为f，由牛顿第二定律有f＝ma1＝200N.(2)由牛顿第三定律可知人对木板的摩擦力大小为f′＝200N设木板的质量为M，加速度为a2，对木板由牛顿第二定律有f′－μ(M＋m)g＝Ma2代入数据解得a2＝2m/s2，方向向左．【解析】本题中人和木板运动的特点：【答案】

(1)200N(2)2m/s2，方向向左(3)8m4m【答案】(1)200N(2)2m/s2，方向向左(在应用牛顿运动定律解决动力学问题中，当物体运动的加速度不同时，物体有可能处于不同的状态，特别是题目中出现“最大”、“最小”、“刚好”等词语时，往往会有临界现象，此时要采用假设法或极限分析法，看物体以不同的加速度运动时，会有哪些现象发生，尽快找出临界点，求出临界条件．在应用牛顿运动定律解决动力学问题中，当物体运动的加速度不同时1．动力学中的典型临界问题(1)接触与脱离的临界条件：两物体相接触或脱离，临界条件是：弹力FN＝0.(2)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，则相对滑动的临界条件是：静摩擦力达到最大值．(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绳中张力等于它所能承受的最大张力，绳子松弛的临界条件是：FT＝0.1．动力学中的典型临界问题(4)加速度最大与速度最大的临界条件：当物体在受到变化的外力作用下运动时，其加速度和速度都会不断变化，当所受合外力最大时，具有最大加速度；合外力最小时，具有最小加速度．当出现速度有最大值或最小值的临界条件时，物体处于临界状态，所对应的加速度为零或最大．2．解题策略解决此类问题重在形成清晰的物理图景，分析清楚物理过程，从而找出临界条件或达到极值的条件，要特别注意可能出现的多种情况．(4)加速度最大与速度最大的临界条件：当物体在受到变化的外力【潜点探究】

此题有两个临界条件，当推力F较小时，物块有相对斜面向下运动的可能性，此时物块受到的摩擦力沿斜面向上；当推力F较大时，物块有相对斜面向上运动的可能性，此时物块受到的摩擦力沿斜面向下．找准临界状态是求解此题的关键．【潜点探究】此题有两个临界条件，当推力F较小时，物块有相对牛顿运动定律的综合应用-资料课件(2)设物块处于相对斜面向上滑动的临界状态时的推力为F2，对物块分析，在水平方向有F′Nsinθ＋μF′Ncosθ＝ma2，竖直方向有F′Ncosθ－μF′Nsinθ－mg＝0，对整体有F2＝(M＋m)a2代入数值得a2＝11.2m/s2，F2＝33.6N综上所述可知推力F的取值范围为：14.4N≤F≤33.6N【答案】

14.4N≤F≤33.6N(2)设物块处于相对斜面向上滑动的临界状态时的推力为F2，对牛顿运动定律的综合应用-资料课件【答案】

72N168N【答案】72N168N●连接体的受力分析1．(2019·铜川模拟)如图3－3－11所示，A、B两物体紧靠着放在粗糙水平面上．A、B间接触面光滑，在水平推力F作用下两物体一起加速运动，物体A恰好不离开地面，则关于A、B两物体的受力个数，下列说法正确的是()A．A受3个力，B受4个力B．A受4个力，B受3个力C．A受3个力，B受3个力D．A受4个力，B受4个力【解析】

该题考查加速度相同的连接体的受力分析．由于A恰好不离开地面，所以地面对A的支持力为零，因此A只受到三个力的作用，而B受到四个力的作用，A选项正确．【答案】

A●连接体的受力分析●整体法与隔离法及超重问题2.(2019·上海高考)如图3－3－12，在水平面上的箱子内，带异种电荷的小球a、b用绝缘细线分别系于上、下两边，处于静止状态．地面受到的压力为FN，球b所受细线的拉力为F.剪断连接球b的细线后，在球b上升过程中地面受到的压力()A．小于FNB．等于FNC．等于FN＋FD．大于FN＋F●整体法与隔离法及超重问题【解析】

剪断细线前，把箱子以及两小球a、b看做一个整体，静止时地面受到的压力为FN等于三个物体的总重力，即FN＝Mg＋mag＋mbg，对球b由平衡条件得