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1、专题1：动力学中的连接体问题（两课时）高中物理必修第一册课件目录CONTENT高中物理必修第一册课件连接体模型不同面上的连接体不同加速度连接体拓展学习高中物理必修第一册课件 在用图式方式探究加速度与力、质量的关系实验中，当在用图式方式探究加速度与力、质量的关系实验中，当m的质量远远的质量远远小于小于M的质量时，可以用的质量时，可以用mg代替绳上的拉力，这是为什么呢代替绳上的拉力，这是为什么呢?问题与思考01.解法与探究02.高中物理必修第一册课件槽槽码：码：mgT=ma小车：小车：T=Ma可知，当可知，当M m时，时，T=mg整体：整体：mg=(M+m)a方法一：方法一：对槽码和小车单独分析对
2、槽码和小车单独分析方法二：方法二：对槽码和小车整体分析对槽码和小车整体分析小车：小车：T=Ma以上两种方法分别从隔离和整体的角度处理问题，却收到同样的效果。在处理动力学问题时，我们怎样才能将两种方法做到灵活使用呢？mgmgMgMgF FN NT TT Ta a连接体模型第一部分连接体01.高中物理必修第一册课件 两个或两个以上相互作用的物体组成的整体叫两个或两个以上相互作用的物体组成的整体叫连接体连接体。它们一般有着力学或者运动学方面的联系。它们一般有着力学或者运动学方面的联系。常见的连接体模型有哪些呢常见的连接体模型有哪些呢？常见的连接方式02.高中物理必修第一册课件FABABa1.1.绳子
3、或弹簧连接绳子或弹簧连接高中物理必修第一册课件常见的连接方式03.2.2.依靠相互的挤压（压力）相联系依靠相互的挤压（压力）相联系m1m2m1m2m1m2FF3.3.依靠摩擦相联系（叠加体）依靠摩擦相联系（叠加体）m1m2F该类问题的一般处理方法是什么呢？该类问题的一般处理方法是什么呢？连接体问题的常用处理方法04.高中物理必修第一册课件1.1.整体法：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，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其优点在于它不涉及系统内各物体之间的相互
4、作用力。的相互作用力。2.2.隔离法：隔离法：把系统中某一物体把系统中某一物体(或一部分或一部分)隔离出来作为一个单独的研究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(或一部分或一部分)的的受力情况或单个过程的运动情形。受力情况或单个过程的运动情形。高中物理必修第一册课件1.1.加速度相同加速度相同的连接体的连接体(1)(1)若求解整体的加速度，可用整体法整个系统看成一个研究若求解整体的加速
5、度，可用整体法整个系统看成一个研究对象，分析整体受外力情况，再由牛顿第二定律求出加速度；对象，分析整体受外力情况，再由牛顿第二定律求出加速度；(2)(2)若求解系统内力，可先用整体法求出整体的加速度，再用隔若求解系统内力，可先用整体法求出整体的加速度，再用隔离法将内力转化成外力，由牛顿第二定律求解。离法将内力转化成外力，由牛顿第二定律求解。先先整整体体后后隔隔离离连接体问题的两种常见情况05.高中物理必修第一册课件2.2.加速度不同加速度不同的连接体：的连接体：若系统内各个物体的加速度不同，一般应采用隔离法以各个物若系统内各个物体的加速度不同，一般应采用隔离法以各个物体分别作为研究对象，对每个
6、研究对象进行受力和运动情况分析，分体分别作为研究对象，对每个研究对象进行受力和运动情况分析，分别应用牛顿第二定律建立方程，并注意应用各个物体的相互作用关系别应用牛顿第二定律建立方程，并注意应用各个物体的相互作用关系联立求解联立求解 隔离分析，找加速度之间的关系隔离分析，找加速度之间的关系连接体问题的两种常见情况06.平面上的连接体第二部分平面上的连接体01.高中物理必修第一册课件例题1若若ABAB用一个绳子连在一起，在用一个绳子连在一起，在F F的作用下一起匀加速向右运动，地面光的作用下一起匀加速向右运动，地面光滑。滑。A A、B B的质量各为的质量各为m ma a=1kg=1kg,m mb
7、b=2=2kgkg，求：求：(1)(1)若若F=30NF=30N，A A、B B之间的弹力多大？之间的弹力多大？(2)(2)若若F=30NF=30N，若若A A、B B与地之间的动摩擦因数为与地之间的动摩擦因数为=0.1=0.1，则，则A A、B B之间弹力之间弹力多大？多大？A AB BF F高中物理必修第一册课件解析典例分析02.(1)(1)若若F=30NF=30N，A A、B B之间的弹力多大？之间的弹力多大？ABABF F 对整体：对整体：隔离隔离A A：A AF F弹弹解得：解得：A AB BF F高中物理必修第一册课件问题拓展03.若将中间的绳子换成劲度系数若将中间的绳子换成劲度系
8、数k=2N/cmk=2N/cm的弹簧，的弹簧，ABAB在外力在外力F F的作用下一起向右加的作用下一起向右加速，若弹簧伸长量为速，若弹簧伸长量为2cm2cm，若，若A A、B B与地之间的动摩擦因数为与地之间的动摩擦因数为=0.1=0.1，A A、B B的质量的质量各为各为m ma a=1kg=1kg,m mb b=2kg=2kg求此时拉力求此时拉力F F的大小。的大小。隔离隔离A A分析：分析：对整体：对整体：解得：解得：由胡克定律得：由胡克定律得：A AF F弹弹f fA AABABF Ff fA AB BF F 你发现规律了吗？弹力的大小与哪些因素有关呢？若放在斜面上呢？你发现规律了吗？
9、弹力的大小与哪些因素有关呢？若放在斜面上呢？斜面上的连接体第三部分高中物理必修第一册课件例题2斜面上的连接体01.如图所示，质量分别为如图所示，质量分别为mA、mB的的A、B两物块用轻线连接放在倾角两物块用轻线连接放在倾角为为的斜面上，用始终平行于斜面向上的恒定拉力的斜面上，用始终平行于斜面向上的恒定拉力F拉拉A，使，使A、B沿斜沿斜面向上一起做匀加速运动，面向上一起做匀加速运动，A、B与斜面的动摩擦因数均为与斜面的动摩擦因数均为，为了增大，为了增大细线上的张力，下列办法可行的是（）细线上的张力，下列办法可行的是（）A仅增大仅增大A的质量的质量mAB仅增大仅增大B的质量的质量mBC仅增大斜面倾
10、角仅增大斜面倾角（F仍平行于斜面）仍平行于斜面）D仅增大动摩擦因数仅增大动摩擦因数【参考答案】【参考答案】A A高中物理必修第一册课件解析典例分析02.根据牛顿第二定律得，对整体根据牛顿第二定律得，对整体：要增加要增加T，可增大，可增大A物的质量，或减小物的质量，或减小B物的质量。改变倾角物的质量。改变倾角和改变和改变动摩擦因数不能改变细线上的拉力，故动摩擦因数不能改变细线上的拉力，故A正确。正确。对对A:A:规律总结03.高中物理必修第一册课件 连连接接体体的的动动力力分分配配原原理理：两两个个物物体体(系系统统的的两两部部分分)在在外外力力(总总动动力力)的的作作用用下下以以共共同同的的加
11、加速速度度运运动动时时，单单个个物物体体分分得得的的动动力力与与自自身身的的质质量量成成正正比比，与与系系统统的的总总质质量量成成反反比比。相相关关性性：两两物物体体间间的的内内力力与与接接触触面是否光滑无关，与物体所在接触面倾角无关。面是否光滑无关，与物体所在接触面倾角无关。高中物理必修第一册课件例题3拓展学习04.如图，两个叠放在一起的滑块，置于固定的、倾角为如图，两个叠放在一起的滑块，置于固定的、倾角为的斜面上，的斜面上，滑块滑块A A、B B的质量分别为的质量分别为M M、m m，A A与斜面间动摩擦因数为与斜面间动摩擦因数为1 1，B B与与A A之之间动摩擦因数为间动摩擦因数为2
12、2，已知两滑块是从静止开始以相同的加速度从，已知两滑块是从静止开始以相同的加速度从斜面滑下，则滑块斜面滑下，则滑块B B受到的摩擦力多大？方向如何？受到的摩擦力多大？方向如何？BA典例分析05.高中物理必修第一册课件解析根据牛顿第二定律求出根据牛顿第二定律求出ABAB整体的加速度整体的加速度对对B B物体：物体：摩擦力的方向平行于斜面向上摩擦力的方向平行于斜面向上设滑块受到的摩擦力的方向平行于斜面向上设滑块受到的摩擦力的方向平行于斜面向上在弹力和摩擦力的在弹力和摩擦力的方向不明确时，可方向不明确时，可用假设法去分析用假设法去分析BA联立联立解得：解得：高中物理必修第一册课件例题4拓展学习06.
13、如图所示，倾角为如图所示，倾角为的斜面固定不动，斜面上叠放着质量分别为的斜面固定不动，斜面上叠放着质量分别为M和和m的的A、B两个物体，已知两个物体，已知A物体与斜面之间的动摩擦因数为物体与斜面之间的动摩擦因数为（tan）。）。今用与斜面平行向下的恒力今用与斜面平行向下的恒力F推物体推物体A，使两个物体一起沿斜面向下做，使两个物体一起沿斜面向下做匀加速运动，且它们之间无相对滑动，则匀加速运动，且它们之间无相对滑动，则A、B之间的摩擦力多大？之间的摩擦力多大？BAF典例分析07.高中物理必修第一册课件解析对整体，根据牛顿第二定律对整体，根据牛顿第二定律对对B B物体物体联立联立解得：解得：摩擦力
14、可能平行于摩擦力可能平行于斜面向上、可能向斜面向上、可能向下，还可能为下，还可能为0 0。设物体设物体B B受到的摩擦力的方向平行于斜面向上受到的摩擦力的方向平行于斜面向上BAF高中物理必修第一册课件例题5拓展学习08.质量分别为质量分别为M M和和m m的物体的物体A A、B B，紧靠着置于摩擦因数为，紧靠着置于摩擦因数为的斜面上，的斜面上，斜面的倾角斜面的倾角，现施一水平力，现施一水平力F F作用于作用于A A，A A、B B共同加速沿斜面向上共同加速沿斜面向上运动，求它们之间的作用力大小。运动，求它们之间的作用力大小。F FB BA A典例分析09.高中物理必修第一册课件解析Nf f v
15、（M+m)gaF对整体，根据牛顿第二定律对整体，根据牛顿第二定律对物体对物体m m，根据牛顿第二定律，根据牛顿第二定律联立联立解得：解得：F FB BA A竖直面上的连接体第四部分高中物理必修第一册课件例题6竖直面上的连接体01.如图所示，如图所示，m m1 1 m m2 2 ，滑轮质量和摩擦不计，则当，滑轮质量和摩擦不计，则当m m1 1和和m m2 2匀加速匀加速运动的过程中，弹簧秤的读数是多少？运动的过程中，弹簧秤的读数是多少？对整体：对整体：隔离隔离m m1 1：解得：解得：弹簧秤的示数：弹簧秤的示数：拓展学习02.高中物理必修第一册课件例题7 如图所示，三物体以细绳相连，mA=2kg
16、，mB=3kg，mC=1kg，A、C与水平桌面间的动摩擦因数=0.25，则系统的加速度大小为多少？绳中的张力各是多少?（g取10m/s2）【答案】【答案】3.75m/s；6.25N；18.75N高中物理必修第一册课件解析典例分析03.对对ABCABC整体，根据牛顿第二定律整体，根据牛顿第二定律隔离隔离C C：隔离隔离B B：不同加速度的连接体第五部分不同加速度的连接体01.高中物理必修第一册课件例题8 如图所示，在倾角为如图所示，在倾角为的固定光滑斜面上，有一用绳子拴着的长的固定光滑斜面上，有一用绳子拴着的长木板，木板上站着一个小孩，已知木板的质量是小孩质量的木板，木板上站着一个小孩，已知木板
17、的质量是小孩质量的2 2倍，当绳子倍，当绳子突然断开时，小孩立即沿着木板向上跑，以保持其相对斜面的位置不变，突然断开时，小孩立即沿着木板向上跑，以保持其相对斜面的位置不变，则此时木板沿斜面下滑的加速度为多大？则此时木板沿斜面下滑的加速度为多大？高中物理必修第一册课件解析典例分析02.mgf2mgN N2 2N N1 1N1f a分别对人和板受力分析：分别对人和板受力分析：木板匀加速下滑木板匀加速下滑其中其中联立联立式解得：式解得：拓展学习03.高中物理必修第一册课件例题9如图，所有如图，所有接触面均光滑，问：接触面均光滑，问：（1 1）要使）要使m m相对相对M M静止，则作用在静止，则作用在
18、M M上的水平力上的水平力F F为多大？此时斜面体对为多大？此时斜面体对m m的支持力为多大？的支持力为多大？（2 2）要使）要使m m做自由落体运动，则水平作用力又该如何做自由落体运动，则水平作用力又该如何?F Fm mM M高中物理必修第一册课件解析典例分析04.F Fm mM MmgNma（1 1）分析知，）分析知，m m受到的重力和支持力的合力一定水平向左，受力如图。受到的重力和支持力的合力一定水平向左，受力如图。典例分析05.高中物理必修第一册课件解析F Fm mM M（2 2）如图）如图,设设m m做自由落体运动时的位移为做自由落体运动时的位移为S Sm m时，斜面的位移为时，斜面
19、的位移为S SM MSMSm当当m m刚好能做自由落体运动时，有刚好能做自由落体运动时，有高中物理必修第一册课件解析拓展学习06.如图，在台秤的托盘上放一底面粗糙，倾角为如图，在台秤的托盘上放一底面粗糙，倾角为斜面体，质量斜面体，质量为m的物的物体，如果斜面光滑。求物体从斜面上下滑过程中，台秤的读数。体，如果斜面光滑。求物体从斜面上下滑过程中，台秤的读数。典例分析07.高中物理必修第一册课件解析 物体实际加速度方向沿斜面向下，将加速度分解到竖直方向和水平物体实际加速度方向沿斜面向下，将加速度分解到竖直方向和水平方向。因方向。因ay竖直向下，故物体失重。竖直向下，故物体失重。整体整体分析：分析：
20、思考：思考：台秤托盘对斜面体的摩擦力大小和方向？台秤托盘对斜面体的摩擦力大小和方向？方向水平向左方向水平向左高中物理必修第一册课件解析规律总结08.若系统内有几个物体，这几个物体的质量分别为若系统内有几个物体，这几个物体的质量分别为m1、m2、m3，这个系统受到的合外力为这个系统受到的合外力为F合合，则这系统的牛顿第二定律为：，则这系统的牛顿第二定律为：其正交表其正交表示式为：示式为：运用此法时，要分析系统所受到的外力；分析系统内各物体的运用此法时，要分析系统所受到的外力；分析系统内各物体的加速度大小和方向；建立直角坐标，分解力与各物体的加速度。加速度大小和方向；建立直角坐标，分解力与各物体的加速度。THANKS