2023~2024学年4-5 课时2 利用牛顿第二定律解决模型问题

4.5课时2利用牛顿第二定律解决模型问题physics一、连接体模型

1.定义：两个或两个以上相互作用的物体组成的整体叫连接体。FABABFABABθa绳子或弹簧连接2.常见的连接方式3.连接体问题的常用处理方法（1）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。（2）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.内力与外力：两个（或两个以上）物体组成的连接体，它们之间相互作用力叫内力，它们与外界之间的力叫外力。

若要求解外力，选用整体法；若要求解内力，选用隔离法。一般优先用整体法，再结合隔离法求解。

在“连接体运动”的问题中，比较常见的连接方式有：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。②两个物体通过互相接触挤压连接在一起，它们间的相互作用力是“弹力”、“摩擦力”连接在一起。先整体后隔离例题：若AB用一个绳子连在一起，在F的作用下一起匀加速向右运动，地面光滑。A、B的质量各为ma=1kg，mb=2kg，求：(1)若F=30N，A、B之间的弹力多大？(2)若F=30N，若A、B与地之间的动摩擦因数为μ=0.1，则A、B之间弹力多大？ABF【解析】(1)若F=30N，A、B之间的弹力多大？ABF

对整体：隔离A：AF弹解得：ABF(2)若F=30N，并且A、B与地之间的动摩擦因数为μ=0.1，则A、B之间弹力多大？

对整体：隔离A：解得：ABFfAF弹fA外力内力a整体法F=ma隔离法F=maABF二、传送带模型1.特点：

传送带运输是利用货物和传送带之间的摩擦力将货物运送到别的地方去。它涉及摩擦力的判断、运动状态的分析和运动学知识的运用。(1)判断摩擦力突变点(含大小和方向)，给运动分段；(2)物体运动速度与传送带运行速度相同，是解题的突破口；(3)考虑物体与传送带共速之前是否滑出。2.解题思路：情景1：如图所示，一滑块以v0=2m/s的速度滑上水平传送带，已知传送带以v=4m/s的速度顺时针转动，传送带与物块间摩擦因数为μ=0.2，g=10m/s2。试分析：(1)滑块在传送带上的受力情况；(2)滑块在传送带上做什么运动？有几种运动的可能？(3)这几种可能情况当中，哪一种可以作为临界？对传送带的长度L有什么要求？(4)物块滑离传送带时，与传送带间的相对位移如何计算？v0vv0vmgFNf①据牛顿第二定律：μmg=ma，a=μg；③恰好共速时，2aL0=V2-V02；L＞L0，先加速再匀速；L＜L0，一直加速；④求解好每段的运动时间，△x满足“同向相减”；②一直加速或先加速后匀速；v0v例题1：如图所示，一滑块以v0=3m/s的速度滑上水平顺时针转动的传送带，已知传送带的长度L=4m，传送带与物块间摩擦因数为μ=0.2，g=10m/s2，试求：(1)传送带的速度为v1=6m/s，滑块滑离传送带的时间多久？划痕多长？(2)传送带的速度为v2=1m/s，滑块滑离传送带的时间多久？划痕多长？(1)滑块一直加速，加速1s，划痕长度Δx1=2m；(2)先减速1s再匀速1s，划痕长度Δx2=1m；情景2：如图所示，一滑块以v0=6m/s的速度滑上水平传送带，已知传送带以v=4m/s的速度逆时针转动，传送带与物块间摩擦因数为μ=0.2，g=10m/s2，试分析：(1)滑块的受力情况如何？(2)滑块能从右端滑出传送带，对传送带的长度L有什么要求？(3)滑块没有从右端滑离传送带，向左端运动的过程中有几种可能？(4)怎样计算整个过程中滑块与传送带间的相对位移？V0VV0VmgFNf②刚开始滑块以加速度a=μg，水平向左，滑块向右减速；所以传送带长度满足v02≥2aL0；mgFNf③v0≥v时，先加速后匀速；v0＜v时，一直加速；④求解好每段时间，△x满足“反向相加，同向相减”；V例题2：如图所示，一滑块以v0=6m/s的速度滑上传送带，已知传送带的长度L=10m，传送带与物块间摩擦因数为μ=0.2，g=10m/s2，传送带以4m/s的速度逆时针运动。试求：滑块滑离传送带的时间多久？划痕多长？v0v据牛顿第二定律：μmg=ma，a=μg=2m/s2；2ax=v02，x=9m＜10m；滑块向右减速3s，后向左加速2s；划痕Δx=Δx1+Δx2=(21+4)m=25m；1.模型特点（1）涉及两个发生相对滑动的物体。（2）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；

若滑块和滑板反向运动，位移之和等于板长。三、板块模型2.思路点拨例题：如图所示，质量M=2kg足够长的木板静止在水平地面上，与地面的动摩擦因数μ1=0.1，另一个质量m=1kg的小滑块，以v0=6m/s的初速度滑上木板，滑块与木板之间的动摩擦因数μ2=0.5，

g=10m/s2。（1）若木板固定，求小滑块在木板上滑过的距离；（2）若木板