高一牛頓第二定律應(yīng)用連接體問題含答案

1、牛頓第二定律的應(yīng)用連接體問題 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道什么是連接體與隔離體。2.知道什么是內(nèi)力和外力。3.學(xué)會(huì)連接體問題的分析方法，并用來解決簡單問題?！咀灾鲗W(xué)習(xí)】一、連接體與隔離體兩個(gè)或兩個(gè)以上物體相連接組成的物體系統(tǒng)，稱為。如果把其中某個(gè)物體隔離出來，該物體即為。二、外力和內(nèi)力如果以物體系為研究對(duì)象，受到系統(tǒng)之外的作用力，這些力是系統(tǒng)受到的力，而系統(tǒng)內(nèi)各物體間的相互作用力為。應(yīng)用牛頓第二定律列方程不考慮力。如果把物體隔離出來作為研究對(duì)象，則這些內(nèi)力將轉(zhuǎn)換為隔離體的力。三、連接體問題的分析方法1.整體法：連接體中的各物體如果，求加速度時(shí)可以把連接體作為一個(gè)整體。運(yùn)用列方程求解。2.隔離法：如果要

2、求連接體間的相互作用力，必須隔離其中一個(gè)物體，對(duì)該物體應(yīng)用求解，此法稱為隔離法。3.整體法與隔離法是相對(duì)統(tǒng)一，相輔相成的。本來單用隔離法就可以解決的連接體問題，但如果這兩種方法交叉使用，則處理問題就更加方便。如當(dāng)系統(tǒng)中各物體有相同的加速度，求系統(tǒng)中某兩物體間的相互作用力時(shí)，往往是先用法求出，再用法求?！镜湫屠}】BAFm1m2例1.兩個(gè)物體A和B，質(zhì)量分別為m1和m2，互相接觸放在光滑水平面上，如圖所示，對(duì)物體A施以水平的推力F，則物體A對(duì)物體B的作用力等于（）A.B.C.FD.擴(kuò)展：1.若m1與m2與水平面間有摩擦力且摩擦因數(shù)均為則對(duì)B作用力等于。m2m1 2.如圖所示，傾角為的斜面上放兩物

3、體m1和m2，用與斜面F平行的力F推m1，使兩物加速上滑，不管斜面是否光滑，兩物體之間的作用力總為。例2.如圖所示，質(zhì)量為M的木板可沿傾角為的光滑斜面下滑，木板上站著一個(gè)質(zhì)量為m的人，問（1）為了保持木板與斜面相對(duì)靜止，計(jì)算人運(yùn)動(dòng)的加速度？（2）為了保持人與斜面相對(duì)靜止，木板運(yùn)動(dòng)的加速度是多少？【針對(duì)訓(xùn)練】FBA1.如圖光滑水平面上物塊A和B以輕彈簧相連接。在水平拉力F作用下以加速度a作直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)A和B的質(zhì)量分別為mA和mB，當(dāng)突然撤去外力F時(shí)，A和B的加速度分別為（）A.0、0B.a、0VC.、D.a、A2.如圖A、B、C為三個(gè)完全相同的物體，當(dāng)水平力F作用FB于B上，三物體可一起勻速運(yùn)動(dòng)

4、。撤去力F后，三物體仍可一C起向前運(yùn)動(dòng)，設(shè)此時(shí)A、B間作用力為f1，B、C間作用力為f2，則f1和f2的大小為（）aA.f1f20B.f10，f2FC.f1，f2D.f1F，f203.如圖所示，在前進(jìn)的車廂的豎直后壁上放一個(gè)物體，物體與壁間的靜摩擦因數(shù)0.8，要使物體不致下滑，車廂至少應(yīng)以多大的加速度前進(jìn)？（g10m/s2）F4.如圖所示，箱子的質(zhì)量M5.0kg，與水平地面的動(dòng)摩擦因數(shù)0.22。在箱子頂板處系一細(xì)線，懸掛一個(gè)質(zhì)量m1.0kg的小球，箱子受到水平恒力F的作用，使小球的懸線偏離豎直方向30°角，則F應(yīng)為多少？（g10m/s2）BA【能力訓(xùn)練】1.如圖所示，質(zhì)量分別為M、m

5、的滑塊A、B疊放在固定的、傾角為的斜面上，A與斜面間、A與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為1，2，當(dāng)A、B從靜止開始以相同的加速度下滑時(shí)，B受到摩擦力（）A.等于零B.方向平行于斜面向上C.大小為1mgcosD.大小為2mgcosmM2.如圖所示，質(zhì)量為M的框架放在水平地面上，一輕彈簧上端固定在框架上，下端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球。小球上下振動(dòng)時(shí)，框架始終沒有跳起，當(dāng)框架對(duì)地面壓力為零瞬間，小球的加速度大小為（）A.gB.C.0D.ABCTaTb3.如圖，用力F拉A、B、C三個(gè)物體在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)在中間的B物體上加一個(gè)小物體，它和中間的物體一起運(yùn)動(dòng)，且原拉力F不變，那么加上物體以后，兩段繩中的拉力

6、Fa和Fb的變化情況是（）A.Ta增大B.Tb增大MmC.Ta變小D.Tb不變4.如圖所示為雜技“頂竿”表演，一人站在地上，肩上扛一質(zhì)量為M的豎直竹竿，當(dāng)竿上一質(zhì)量為m的人以加速度a加速下滑時(shí)，竿對(duì)“底人”的壓力大小為（）A.（M+m）gB.（M+m）gmaC.（M+m）g+maD.（Mm）gF5.如圖，在豎直立在水平面的輕彈簧上面固定一塊質(zhì)量不計(jì)的薄板，將薄板上放一重物，并用手將重物往下壓，然后突然將手撤去，重物即被彈射出去，則在彈射過程中，（即重物與彈簧脫離之前），重物的運(yùn)動(dòng)情況是（）A.一直加速B.先減速，后加速ABCC.先加速、后減速D.勻加速6.如圖所示，木塊A和B用一輕彈簧相連，豎

7、直放在木塊C上，三者靜置于地面，它們的質(zhì)量之比是1:2:3，設(shè)所有接觸面都光滑，當(dāng)沿水平方向抽出木塊C的瞬時(shí)，A和B的加速度分別是aA= ，aB=。aPA45°7.如圖所示，一細(xì)線的一端固定于傾角為45°的光滑楔形滑塊A的頂端P處，細(xì)線的另一端拴一質(zhì)量為m的小球。當(dāng)滑塊至少以加速度a向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球?qū)瑝K的壓力等于零。當(dāng)滑塊以a2g的加速度向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，線的拉力大小F。8.如圖所示，質(zhì)量分別為m和2m的兩物體A、B疊放在一起，放在光滑的水平地面上，已知A、B間的最大摩擦力為A物體重力的倍，若用水平力分別作用在A或B上，使A、B保持相對(duì)靜止做加速運(yùn)動(dòng)，則作用于A、B上的最大拉力

8、FA與FB之比為多少？ABFM9.如圖所示，質(zhì)量為80kg的物體放在安裝在小車上的水平磅稱上，小車沿斜面無摩擦地向下運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)觀察到物體在磅秤上讀數(shù)只有600N，則斜面的傾角為多少？物體對(duì)磅秤的靜摩擦力為多少？10.如圖所示，一根輕彈簧上端固定，下端掛一質(zhì)量為mo的平盤，盤中有一物體，質(zhì)量為m，當(dāng)盤靜止時(shí)，彈簧的長度比自然長度伸長了L。今向下拉盤使彈簧再伸長L后停止，然后松手放開，設(shè)彈簧總處在彈性限度以內(nèi)，剛剛松開手時(shí)盤對(duì)物體的支持力等于多少？參考答案典型例題：例1.分析：物體A和B加速度相同，求它們之間的相互作用力，采取先整體后隔離的方法，先求出它們共同的加速度，然后再選取A或B為研究對(duì)象，求

9、出它們之間的相互作用力。解：對(duì)A、B整體分析，則F（m1+m2）a所以求A、B間彈力FN時(shí)以B為研究對(duì)象，則答案：B說明：求A、B間彈力FN時(shí)，也可以以A為研究對(duì)象則：FFNm1aFFN故FN對(duì)A、B整體分析F（m1+m2）g=（m1+m2）a再以B為研究對(duì)象有FNm2gm2aFNm2gm2提示：先取整體研究，利用牛頓第二定律，求出共同的加速度再取m2研究，由牛頓第二定律得FNm2gsinm2gcosm2a整理得例2.解（1）為了使木板與斜面保持相對(duì)靜止，必須滿足木板在斜面上的合力為零，所以人施于木板的摩擦力F應(yīng)沿斜面向上，故人應(yīng)加速下跑。現(xiàn)分別對(duì)人和木板應(yīng)用牛頓第二定律得：對(duì)木板：Mgsin

10、F。對(duì)人：mgsin+Fma人（a人為人對(duì)斜面的加速度）。解得：a人，方向沿斜面向下。（2）為了使人與斜面保持靜止，必須滿足人在木板上所受合力為零，所以木板施于人的摩擦力應(yīng)沿斜面向上，故人相對(duì)木板向上跑，木板相對(duì)斜面向下滑，但人對(duì)斜面靜止不動(dòng)?，F(xiàn)分別對(duì)人和木板應(yīng)用牛頓第二定律，設(shè)木板對(duì)斜面的加速度為a木，則：對(duì)人：mgsinF。對(duì)木板：Mgsin+F=Ma木。解得：a木，方向沿斜面向下。即人相對(duì)木板向上加速跑動(dòng)，而木板沿斜面向下滑動(dòng)，所以人相對(duì)斜面靜止不動(dòng)。答案：（1）（M+m）gsin/m，（2）（M+m）gsin/M。針對(duì)訓(xùn)練1.D2.C3.解：設(shè)物體的質(zhì)量為m，在豎直方向上有：mg=F，

11、F為摩擦力在臨界情況下，F(xiàn)FN，F(xiàn)N為物體所受水平彈力。又由牛頓第二定律得：FNma由以上各式得：加速度4.解：對(duì)小球由牛頓第二定律得：mgtg=ma對(duì)整體，由牛頓第二定律得：F(M+m)g=(M+m)a由代入數(shù)據(jù)得：F48N能力訓(xùn)練1.BC2.D3.A4.B5.C6.0、 7.g、8.解：當(dāng)力F作用于A上，且A、B剛好不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，對(duì)B由牛頓第二定律得：mg=2ma對(duì)整體同理得：FA(m+2m)a 由得當(dāng)力F作用于B上，且A、B剛好不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，對(duì)A由牛頓第二定律得：mgma對(duì)整體同理得FB(m+2m)a由得FB3mgN所以：FA:FB1:2axf靜9.解：取小車、物體、磅秤這個(gè)整體為研究對(duì)象，受a總重力Mg、斜面的支持力N，由牛頓第二定律得，ayMgsinMa，a=gsin取物體為研究對(duì)象，受力mg情況如圖所示。將加速度a沿水平和豎直方向分解，則有f靜macosmgsincosmgNmasinmgsin2由式得：Nmgmgsin2=mgcos2，則cos代入數(shù)據(jù)得，30°由式得，f靜mgsincos代入數(shù)據(jù)得f靜346N。根據(jù)牛頓第三定律，物體對(duì)磅秤的靜摩擦力為346N