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第四章：专题4
动力学中的连接体问题（两课时）
高中物理必修第一册课件
主讲老师：xxx
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
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连接体。
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？
常见的连接方式
02.
高中物理必修第一册课件
F
A
B
A
B
θ
a
1.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.依靠相互的挤压（压力）相联系
m
1
m
2
m
1
m
2
m
1
m
2
F
F
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.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。
高中物理必修第一册课件
1.加速度相同的连接体
(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)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。
先整体
后隔离
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.加速度不同的连接体
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联立求解．
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.
实例1: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A、B两个物体用绳子连在一起，在拉力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之间绳子的弹力多大？
(2)若F=30N，且A、B与地之间的动摩擦因数均为μ=0.1，则A、B之间绳子的弹力多大？
A
B
F
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解析
典例分析
02.
(1)若F=30N，A、B之间的弹力多大？
AB
F
对整体：
隔离A：
A
F弹
解得：
A
B
F
高中物理必修第一册课件
(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？
解析
典例分析
03.
对整体：
隔离A：
解得：
AB
F
f
A
F弹
fA
外力
内力
a
整体法
F=ma
隔离法
F=ma
A
B
F
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问题拓展1
04.
隔离A：
对整体：
解得：
A
F弹
fA
AB
F
f
A
B
F
比一比，看谁算的快？
思考：若A、B两个物体用弹簧连在一起，在F=30N的拉力作用下一起匀加速向右运动。 A、B的质量各为ma=1kg,mb=2kg，且A、B与地之间的动摩擦因数均为μ=0.1，求A、B之间绳子的弹力大小。
高中物理必修第一册课件
m
1
m
2
F
如图，m1、m2在F的作用下一起匀加速向右运动，求m1对m2的作用力。
问题拓展2
05.
有规律吗？若放在斜面上呢？
实例2: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mA、mB的A、B两物块用轻线连接放在倾角为θ的斜面上，用始终平行于斜面向上的恒定拉力F拉A，使A、B沿斜面向上一起做匀加速运动，A、B与斜面的动摩擦因数均为μ，为了增大细线上的张力，下列办法可行的是（　　）
A．仅增大A的质量mA
B．仅增大B的质量mB
C．仅增大斜面倾角θ（F仍平行于斜面）
D．仅增大动摩擦因数μ
【参考答案】A
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解析
典例分析
02.
根据牛顿第二定律得，对整体：
要增加T，可增大A物的质量，或减小B物的质量。改变倾角θ和改变动摩擦因数不能改变细线上的拉力，故A正确。
对A:
规律总结
03.
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连接体的动力分配原理：两个物体(系统的两部分)在外力(总动力)的作用下以共同的加速度运动时，单个物体分得的动力与自身的质量成正比，与系统的总质量成反比。相关性：两物体间的内力与接触面是否光滑无关，与物体所在接触面倾角无关。
m
1
m
2
F
F
A
B
发现规律了吗？
A
B
F
高中物理必修第一册课件
上图为探究加速度与力、质量的关系实验装置，已知槽码的质量为m，小车的质量为M，当平衡摩擦力后,求绳上的拉力T.
学以致用
04.
解法与探究
05.
高中物理必修第一册课件
槽码：mg－T = ma
小车：T = Ma
可知，当M >> m时，T = mg
整体： mg = (M+m)a
方法一：对槽码和小车单独受力分析
方法二：对槽码和小车整体受力分析
小车： T = Ma
为什么当槽码的质量m远远小于小车的质量M时，才可以用mg代替绳上的拉力
mg
Mg
FN
T
T
a
连接体
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常见的连接方式
06.
m
1
m
2
F
F
m
1
m
2
F
上面的连接体模型是不是也满足同样的规律呢？
B
A
θ
B
A
F
α
F
θ
B
A
感谢指导！
主讲老师：xxx
专题2：动力学中的连接体问题（第二课时）
高中物理必修第一册课件
高中物理必修第一册课件
例题3
斜面上连接体拓展
01.
质量分别为M和m的物体A、B，紧靠着置于摩擦因数为μ的斜面上，斜面的倾角θ，现施一水平力F作用于A，A、B共同加速沿斜面向上运动，求它们之间的作用力大小。
F
θ
B
A
典例分析
02.
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解析
θ
N
f
θ
v
（M+m)g
a
F
θ
对整体，根据牛顿第二定律
①
②
对物体m，根据牛顿第二定律
③
联立①②③解得：
F
θ
B
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4
竖直面上的连接体
01.
如图所示，m1>m2 ，滑轮质量和摩擦不计，则当m1和m2匀加速运动的过程中，弹簧秤的读数是多少？
对整体：
隔离m1：
解得：
弹簧秤的示数：
拓展学习
02.
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例题5
如图所示，三物体以细绳相连，mA=2kg，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】3.75m/s ；6.25N；18.75N
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解析
典例分析
03.
对ABC整体，根据牛顿第二定律
隔离C：
隔离B：
不同加速度
的连接体
第五部分
不同加速度的连接体
01.
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例题6
如图所示，在倾角为α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2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，则此时木板沿斜面下滑的加速度为多大？
α
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解析
典例分析
02.
α
α
α
mg
f
2mg
N2
N1
N1’
f’
α
a
分别对人和板受力分析：
木板匀加速下滑
①
②
其中
③
联立①②③式解得：
拓展学习
03.
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例题7
如图，所有接触面均光滑，问：
（1）要使m相对M静止，则作用在M上的水平力F为多大？此时斜面体对m的支持力为多大？
（2）要使m做自由落体运动，则水平作用力又该如何
F
θ
m
M
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解析
典例分析
04.
F
θ
m
M
mg
N
θ
ma
（1）分析知，m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.
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解析
F
θ
m
M
（2）如图,设m做自由落体运动时的位移为Sm时，斜面的位移为SM
SM
Sm
当m刚好能做自由落体运动时，有
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例题8
拓展学习
06.
如图，在台秤的托盘上放一底面粗糙，倾角为θ斜面体，质量为m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。
典例分析
07.
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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方向。因ay竖直向下，故物体失重。
整体分析：
思考：台秤托盘对斜面体的摩擦力大小和方向？
方向水平向左
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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m1、m2、m3…，这个系统受到的合外力为F合，则这系统的牛顿第二定律为：
其正交表示式为：
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
谢谢观看

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