教育专题:专题08__连接体问题(1).ppt
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1、第三章 牛顿运动定律河北师大附中河北师大附中河北师大附中河北师大附中 李喜昌李喜昌李喜昌李喜昌专题八专题八 连接体问题连接体问题1.连接体:一些(通过斜面、绳子、轻杆、重力场、一些(通过斜面、绳子、轻杆、重力场、一些(通过斜面、绳子、轻杆、重力场、一些(通过斜面、绳子、轻杆、重力场、电场、磁场等)相互约束的物体系统叫连接体。连接体电场、磁场等)相互约束的物体系统叫连接体。连接体电场、磁场等)相互约束的物体系统叫连接体。连接体电场、磁场等)相互约束的物体系统叫连接体。连接体问题问题问题问题“连接连接连接连接”的本质是物体之间的相互作用力。的本质是物体之间的相互作用力。的本质是物体之间的相互作用力
2、。的本质是物体之间的相互作用力。定义:定义:定义:定义:就是把几个物体视为一个整体,作为研究对就是把几个物体视为一个整体,作为研究对就是把几个物体视为一个整体,作为研究对就是把几个物体视为一个整体,作为研究对象。进行受力(外力,性质力)分析和运动分析。象。进行受力(外力,性质力)分析和运动分析。象。进行受力(外力,性质力)分析和运动分析。象。进行受力(外力,性质力)分析和运动分析。优点:优点:优点:优点:整体法的优点是研究对象少,未知量少,方整体法的优点是研究对象少,未知量少,方整体法的优点是研究对象少,未知量少,方整体法的优点是研究对象少,未知量少,方程数少,求解简洁。程数少,求解简洁。程数
3、少,求解简洁。程数少,求解简洁。条件:条件:条件:条件:连接体的各部分加速度相同;连接体的各部分加速度相同;连接体的各部分加速度相同;连接体的各部分加速度相同;不涉及不涉及不涉及不涉及物体之间的相互作用力,求联接体中的加速度或合外物体之间的相互作用力,求联接体中的加速度或合外物体之间的相互作用力,求联接体中的加速度或合外物体之间的相互作用力,求联接体中的加速度或合外力时。力时。力时。力时。(1)整体法)整体法2.连接体问题的解法:定义:定义:定义:定义:是把要分析的物体从连接体中隔离出来,作是把要分析的物体从连接体中隔离出来,作是把要分析的物体从连接体中隔离出来,作是把要分析的物体从连接体中隔
4、离出来,作为研究对象进行受力分析。将物体间的内力转化为外为研究对象进行受力分析。将物体间的内力转化为外为研究对象进行受力分析。将物体间的内力转化为外为研究对象进行受力分析。将物体间的内力转化为外力。力。力。力。优点:优点:优点:优点:容易看清单个物体的受力情况,问题处理起容易看清单个物体的受力情况,问题处理起容易看清单个物体的受力情况,问题处理起容易看清单个物体的受力情况,问题处理起来比较方便、简单。来比较方便、简单。来比较方便、简单。来比较方便、简单。(2)隔离法隔离法条件:条件:条件:条件:当各部分加速度不同时当各部分加速度不同时当各部分加速度不同时当各部分加速度不同时,一般采用一般采用一
5、般采用一般采用“隔离法隔离法隔离法隔离法”;在分析连接体内各物体(或一个物体的各个部在分析连接体内各物体(或一个物体的各个部在分析连接体内各物体(或一个物体的各个部在分析连接体内各物体(或一个物体的各个部分)间的相互作用力时必须用隔离法。分)间的相互作用力时必须用隔离法。分)间的相互作用力时必须用隔离法。分)间的相互作用力时必须用隔离法。整体法求加速度,隔离法求相互作用力。3.解题关键:灵活选择研究对象,整体法和隔离法灵活选择研究对象,整体法和隔离法灵活选择研究对象,整体法和隔离法灵活选择研究对象,整体法和隔离法相结合。对研究对象认真受力分析和运动分析。相结合。对研究对象认真受力分析和运动分析
6、。相结合。对研究对象认真受力分析和运动分析。相结合。对研究对象认真受力分析和运动分析。1.1.如图所示,有如图所示,有如图所示,有如图所示,有n n个质量均为个质量均为个质量均为个质量均为mm的立方体,放在光滑的立方体,放在光滑的立方体,放在光滑的立方体,放在光滑的水平桌面上,若以大小为的水平桌面上,若以大小为的水平桌面上,若以大小为的水平桌面上,若以大小为F F的恒力推第一块立方体,的恒力推第一块立方体,的恒力推第一块立方体,的恒力推第一块立方体,求:求:求:求:(1 1)作用在每个立方体上的合力()作用在每个立方体上的合力()作用在每个立方体上的合力()作用在每个立方体上的合力(2 2)第
7、)第)第)第3 3个立个立个立个立方体作用于第方体作用于第方体作用于第方体作用于第4 4个立方体上的力。个立方体上的力。个立方体上的力。个立方体上的力。123nF解:根据牛顿第二定律解:根据牛顿第二定律解:根据牛顿第二定律解:根据牛顿第二定律整体的加速度整体的加速度整体的加速度整体的加速度作用在每个小立方体上的合力作用在每个小立方体上的合力作用在每个小立方体上的合力作用在每个小立方体上的合力以从第以从第以从第以从第4 4 4 4个立方体到第个立方体到第个立方体到第个立方体到第n n n n个立方体的个立方体的个立方体的个立方体的n-3n-3n-3n-3个立方体组成的系统为个立方体组成的系统为个
8、立方体组成的系统为个立方体组成的系统为研究对象,则第研究对象,则第研究对象,则第研究对象,则第3 3 3 3个立方体对第个立方体对第个立方体对第个立方体对第4 4 4 4个立方体的作用力个立方体的作用力个立方体的作用力个立方体的作用力灵活选择研究对象,整体法和隔离法相结合;根据力产生的效果(加速度)进行受力分析是高中物理重点掌握的受力分析的方法。2.2.(20092009年安徽理综卷年安徽理综卷年安徽理综卷年安徽理综卷2222)在)在)在)在20082008年北京残奥会开幕式年北京残奥会开幕式年北京残奥会开幕式年北京残奥会开幕式上,运动员手拉绳索向上攀登,最终点燃了主火炬,体上,运动员手拉绳索
9、向上攀登,最终点燃了主火炬,体上,运动员手拉绳索向上攀登,最终点燃了主火炬,体上,运动员手拉绳索向上攀登,最终点燃了主火炬,体现了残疾运动员坚忍现了残疾运动员坚忍现了残疾运动员坚忍现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神不拔的意志和自强不息的精神不拔的意志和自强不息的精神不拔的意志和自强不息的精神 。为。为。为。为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用,可将了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用,可将了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用,可将了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用,可将过程简化。一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮,一过程简化。一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定
10、滑轮,一过程简化。一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮,一过程简化。一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮,一端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住。如图端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住。如图端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住。如图端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住。如图所示。设运动员的质量为所示。设运动员的质量为所示。设运动员的质量为所示。设运动员的质量为65kg65kg,吊椅的质量,吊椅的质量,吊椅的质量,吊椅的质量为为为为15kg15kg,不计定滑轮与绳子间的摩擦。重力,不计定滑轮与绳子间的摩擦。重力,不计定滑轮与绳子间的摩擦。重力,不计定滑轮与绳子间的摩擦。重力
11、加速度取加速度取加速度取加速度取g=10m/sg=10m/s2 2。当运动员与吊椅一起正。当运动员与吊椅一起正。当运动员与吊椅一起正。当运动员与吊椅一起正以加速度以加速度以加速度以加速度a=1m/sa=1m/s2 2上升时,试求上升时,试求上升时,试求上升时,试求(1 1)运动员竖直向下拉绳的力;)运动员竖直向下拉绳的力;)运动员竖直向下拉绳的力;)运动员竖直向下拉绳的力;(2 2)运动员对吊椅的压力。)运动员对吊椅的压力。)运动员对吊椅的压力。)运动员对吊椅的压力。解析:解析:解析:解析:(1(1(1(1)设运动员受到绳向上的拉力为)设运动员受到绳向上的拉力为)设运动员受到绳向上的拉力为)设
12、运动员受到绳向上的拉力为F F F F,由于跨过定滑轮的,由于跨过定滑轮的,由于跨过定滑轮的,由于跨过定滑轮的两段绳子拉力相等,吊椅受到绳的拉力也是两段绳子拉力相等,吊椅受到绳的拉力也是两段绳子拉力相等,吊椅受到绳的拉力也是两段绳子拉力相等,吊椅受到绳的拉力也是F F F F。对运动员和吊。对运动员和吊。对运动员和吊。对运动员和吊椅整体进行受力分析如图所示,则有:椅整体进行受力分析如图所示,则有:椅整体进行受力分析如图所示,则有:椅整体进行受力分析如图所示,则有:由牛顿第三定律,运动员竖直向下拉绳的力由牛顿第三定律,运动员竖直向下拉绳的力由牛顿第三定律,运动员竖直向下拉绳的力由牛顿第三定律,运
13、动员竖直向下拉绳的力(2 2 2 2)设吊椅对运动员的支持力为)设吊椅对运动员的支持力为)设吊椅对运动员的支持力为)设吊椅对运动员的支持力为F F F FN NN N,对运动员进行受力分析,对运动员进行受力分析,对运动员进行受力分析,对运动员进行受力分析如图所示,则有:如图所示,则有:如图所示,则有:如图所示,则有:由牛顿第三定律,运动员对吊椅竖直向下的压力由牛顿第三定律,运动员对吊椅竖直向下的压力由牛顿第三定律,运动员对吊椅竖直向下的压力由牛顿第三定律,运动员对吊椅竖直向下的压力(m人人+m椅椅)gFFam人人gFNFa解出解出解出解出解出解出解出解出5.5.物体物体物体物体A A和和和和B
14、 B的质量分别为的质量分别为的质量分别为的质量分别为1.0kg1.0kg和和和和2.0kg2.0kg,用,用,用,用F=12NF=12N的水平力推动的水平力推动的水平力推动的水平力推动A A,使,使,使,使A A和和和和B B一起沿着水平面运动,一起沿着水平面运动,一起沿着水平面运动,一起沿着水平面运动,A A和和和和B B与水平面间的动摩擦因数均为与水平面间的动摩擦因数均为与水平面间的动摩擦因数均为与水平面间的动摩擦因数均为0.20.2,求,求,求,求A A对对对对B B的弹力。的弹力。的弹力。的弹力。(g g取取取取10m/s10m/s2 2)ABF解:对解:对解:对解:对ABABABAB
15、整体,根据牛顿第二定律整体,根据牛顿第二定律整体,根据牛顿第二定律整体,根据牛顿第二定律对对对对B B B B物体物体物体物体因此因此因此因此A A A A对对对对B B B B的弹力的弹力的弹力的弹力重要推论:两个物体通过绳子或直接接触构成连接体,两个物体间的相互作用力与在水平面和斜面上运动无关,也与存在不存在摩擦力无关。6 6如图所示,倾角为如图所示,倾角为如图所示,倾角为如图所示,倾角为 的斜面上放两物体的斜面上放两物体的斜面上放两物体的斜面上放两物体mm1 1和和和和mm2 2,用,用,用,用m1m2F解解解解:(:(:(:(1 1 1 1)对整体和对整体和对整体和对整体和m mm m
16、2 2 2 2分别根据牛顿第二定律分别根据牛顿第二定律分别根据牛顿第二定律分别根据牛顿第二定律联立联立联立联立式解出两物体之间的作用力式解出两物体之间的作用力式解出两物体之间的作用力式解出两物体之间的作用力与斜面平行的力与斜面平行的力与斜面平行的力与斜面平行的力F F推推推推mm1 1,使两物体加,使两物体加,使两物体加,使两物体加速上滑,如果斜面光滑,两物体之间速上滑,如果斜面光滑,两物体之间速上滑,如果斜面光滑,两物体之间速上滑,如果斜面光滑,两物体之间的作用力为多大?如果斜面不光滑,的作用力为多大?如果斜面不光滑,的作用力为多大?如果斜面不光滑,的作用力为多大?如果斜面不光滑,两物体之间
17、的作用力为多大?两物体之间的作用力为多大?两物体之间的作用力为多大?两物体之间的作用力为多大?(2 2 2 2)对整体和)对整体和)对整体和)对整体和m mm m2 2 2 2分别根据牛顿第二定律分别根据牛顿第二定律分别根据牛顿第二定律分别根据牛顿第二定律联立联立联立联立式解出两物体之间的作用力式解出两物体之间的作用力式解出两物体之间的作用力式解出两物体之间的作用力重要推论:两个物体通过绳子或直接接触构成连接体,两个物体间的相互作用力与在水平面和斜面上运动无关,也与存在不存在摩擦力无关。认真观察两个方程的特点,寻找解方程组的技巧。推论:mm1 1、mm2 2组成的物体系一起加速运动,如果力组成
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- 教育 专题 08 _ 连接 问题
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