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《高中物理专题二 整体、隔离法求解连接体问题练习人教版必修1.doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、专题二整体、隔离法求解连接体问题两个(或两个以上)物体组成的连接体,它们之间连接的纽带是,高中阶段只求相同的问题。学会对连接体的受力分析,分清内力和外力【例题】如图所示,a、b、c三块木块叠放在光滑的水平面上,在b上施加水平向右的恒力,使其做加速运动,运动中三木块保持相对静止,则()acbFA.c对a的摩擦力方向向右B.b对a的摩擦力方向向右C.b受到的摩擦力比c受到的摩擦力大D.b受到的摩擦力与c受到的摩擦力反向一.求内力:先整体后隔离在连接体内,各物体具有相同的加速度,所以,可以把连接体当成一个整体,分析它所受的外力,利用牛顿第二定律求出加速度。再把某物体隔离,对该物体单独进行受
2、力分析,再一次利用牛顿第二定律进行列式求解。【例1】如图所示,光滑水平面上,AB两物体在水平恒力、作用下运动。已知,则A施于B的作用力的大小是多少?【例1引申】若水平面粗糙,A、B是同种材料制成的,在推力F1、F2的作用下运动,物体A对物体B的作用力又为多大?思路点拨此题设置的物理情景及所运用的物理规律都很简单,第一种情景与第二种情景的区别是:第一种情景无摩擦,A和B一起肯定匀加速运动,而第二种情景则有摩擦,A和B一起可能匀速运动,也可能匀加速运动.可用整体法求出A、B共同运动的加速度,用隔离法求出它们之间的相互作用力——内力.正确解答(1)地面光滑时,以A、B系统为研究对象,由牛顿
3、第二定律,有F1-F2=(m1+m2)a1①以B为研究对象,B受到A水平向右推力FN1,由牛顿第二定律,有FN1-F2=m2a1②①、②联立求解得(2)当地面粗糙时,若A、B一起匀速运动,对A、B组成的系统,有F1-F2-μ(m1+m2)g=0③以B为研究对象,设A对B水平向右的推力为FN2,有④FN2-F2-μm2g=0③、④联立求解得若A、B一起加速运动,由牛顿第二定律,有F1-F2-μ(m1+m2)g=(m1+m2)a2⑤以A为研究对象,设B对A水平向左的推力为FN3,由牛顿第二定律有F1-FN3-μm1g=m1a2⑥⑤、⑥联立求解得误点警示因为A、B是同种材料制成的,它们与水
4、平面的动摩擦因数相同,才有上述结论,若A、B与水平面间的动摩擦因数不同,则A、B间的相互作用力还与动摩擦因数有关.(请同学们自己证明)小结点评(1)经计算可知,不论地面是否光滑,只要A、B与水平面间的动摩擦因数相同且A、B一起运动,A、B间的相互作用力是一样的.(2)若把A、B一起放在光滑的斜面上,用F1、F2沿斜面方向推,结果一样.(3)若用一个力推,令F1=0或F2=0代入上式即可.【例2】有5个质量均为m的相同木块,并列地放在水平地面上,如下图所示。已知木块与地面间的动摩擦因数为μ。当木块1受到水平力F的作用,5个木块同时向右做匀加速运动,求:12345F(1)匀加速运动的加速
5、度;(2)第4块木块所受合力;(3)第4木块受到第3块木块作用力的大小.(答案:,)提示:先将5个木块视作整体,运用牛顿第二定律求其加速度;然后巧妙地将4、5两木块视作整体,分析受力,运用牛顿第二定律求第4木块受到第3块木块作用力的大小. 【同步训练题】某升降电梯在下降时速度图象如图所示,一质量为60kg的人随电梯一起下降,对电梯压力最大值、最小值各是多少(g取10m/s2)解:人随电梯一起运动加速度相等0—2s2—6s6—8s运动中人受力0—2s2—6s6—8s人对电梯压力为FN为作用反作用力大小相等。∴电梯向下运动减速时压力最大为780N,向下加速时压力最小为420N。一.求外力
6、:先隔离后整体θ【例3】如图所示,装有架子的小车,用细线拖着小球在水平地面上向左匀加速运动,稳定后绳子与竖直方向的夹角为θ.求小车加速度a的大小.思路点拨分析小球受力,根据牛顿第二定律,由小球加速度的方向确定小球所受合力的方向,求出合力,再由牛顿第二定律求出a的大小.TF合Gθ图4—21正确解答小球与小车相对静止,它们的加速度相同,小车的加速度方向水平向左,小球的加速度方向也水平向左,由牛顿第二定律可知,小球所受合力的方向水平向左,如图4—21所示,小球所受合力的大小由牛顿第二定律F合=ma,可得由于小车和小球的加速度相同,所以小车加速度的大小a′=a=gtanθ小结点评解这类题的关
7、键是由物体加速度的方向确定合力的方向.若物体受两个力的作用,用平行四边形定则直接求解就比较方便;若物体受力个数较多,宜采用正交分解法.另外由a=gtanθ可知,θ角的变大是a增大的结果,速度增大不一定有此效果;θ角减小是a变小的结果,只要向右偏,向左的速度仍在增大.发散演习1.在例3中已知小车向左运动,则下列说法正确的是()A.若小球偏离竖直方向右偏,则小车向左加速运动B.若小球偏离竖直方向左偏,则小车向左减速运动C.若小球偏离竖直方向左偏的角度恒定,则小