教案-动力学连接体问题.ppt

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F/(M,m),；,(C),水平面不光滑时，绳拉力大于,mF/(M,m),；,(D),水平面不光滑时，绳拉力小于,mF/(M,m),。,M,m,F,AB,规律：,T,的大小与运动情况无关,T,的大小与,无关,变形题,质量分别为,m,1,、,m,2,的,A,、,B,两物体用一轻质弹簧连接在一起，在水平拉力,F,1,、,F,2,作用下，在光滑水平面上以相同的加速度,a,向左运动，求弹簧的弹力。,A,B,F,2,F,1,解析：,A,、,B,两物体的加速度相同，运动状态完全一样，可作为一个整体，应用,牛顿第二定律,求出其加速度；再对,A,或,B,应用牛顿第二定律，求出弹簧的弹力。,A,F,1,B,F,2,变形题,光滑的水平面上有质量分别为m,1、,m,2,的两物体静止靠在一起(如图),现对m,1,施加一个大小为F方向向右的推力作用。求此时物体m,2,受到物体 m,1,的作用力F,1,m,1,m,2,F,F,F,1,F,1,F,N1,解法一：,分别以m,1、,m,2,为隔离体作受力分析,F,N2,m,1,g,m,2,g,对m,1,有：F,F,1,=m,1,a （1）,对m,2,有:F,1,=m,2,a （2）,联立（1）、（2）可得,F,1,=,m,1,m,2,F,m,2,F,1,F,N2,解法二：,对m,1、,m,2,视为整体作受力分析,m,2,g,有：F=（m,1,+m,2,）a （1）,对m,2,作受力分析,联立（1）、（2）可得,F,1,=,F,N,（m,1,+m,2,）g,F,有：F,1,=m,2,a （2）,粗糙时，,求m,1,对m,2,的作用力大小,。,m,1,m,2,m,2,g,F,1,F,N,F,f,思考,用水平推力F向左推m,2,，则,m,1,，,m,2,间的作用力与原来相同吗？,对m,2,受力分析,：,A,B,C,D,练习,四个相同的木块并排放在光滑的水平地面上,当用力,F,推A使它们共同加速运动时,A对B的作用力是多少?,练习,在上题中,如果共有,6,块相同的物块置于光滑地面,请计算第,2,块对第,3,块的作用力,.,1,2,F,3,4,5,6,例,2,质量为,M,、倾角为,的斜面体静止在水平桌面上，与桌面的动摩擦因素为,。质量为,m,的物块置于斜面上，物块与斜面的接触是光滑的。为了保持物块相对斜面静止，用一水平力,F,推斜面体，如图所示，此水平力的大小等于多少？,物块,受力如图示：,mg,F,N,1,物块相对斜面静止，只能有向左的加速度,a,，所以合力一定向左。,由牛顿定律得：,mg tan=ma,解：整体,受力如图示,：,f,F,(,M,+,m,),g,F,N,2,F,f,=(,m,+,M,),a,F,N,2,-(,m,+,M,),g,=0,f,=,F,N,2,=,(,m,+,M,),g,代入得,F,=,f,+(,m,+,M,),a,=(,m,+,M,),g,(,+tan,),a,a,所以,a,=,g,tan,m,M,F,思考,质量为M的斜面放置于水平面上，其上有质量为m的小物块，各接触面均无摩擦力，将水平力 F加在M上，要求m与M不发生相对滑动，力F应为多大?,解:,以m为对象,，,其受力如图,，,由图可得：,例,3,如图，两个叠放在一起的滑块，置于固定的、倾角为,的斜面上，滑块,A,、,B,的质量分别为,M,、,m,，,A,与斜面间动摩擦因数为,1,，,B,与,A,之间动摩擦因数为,2,，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,B,受到的摩擦力多大？方向如何？,B,A,解：根据牛顿第二定律求出,AB,整体的加速度,对,B,物体,联立式解出滑块,B,受到的摩擦力大小,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,在弹力和摩擦力的方向不明确时，可用假设法去分析,例,4,物体,B,放在物体,A,上，,A,、,B,的上下表面均与斜面平行，如图，当两者以相同的初速度靠惯性沿光滑固定斜面,C,向上做匀减速运动时,(),A,A,受到,B,的摩擦力沿斜面方向向上,B,A,受到,B,的摩擦力沿斜面方向向下,C,A,、,B,之间的摩擦力为零,D,A,、,B,之间是否存在摩擦力取决于,A,、,B,表面的性质,C,解：,对,A,、,B,整体，由牛顿第二定律得，,A,B,C,f,AB,m,B,g,F,AB,y,x,假设,B,受摩擦力如图所示，则对,B,，由牛顿第二定律得，,a,例,5,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,M,和,m,的,A,、,B,两个物体，已知,A,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,F,推物体,A,，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,A,、,B,之间的摩擦力多大？,B,A,F,解,:,对整体，根据牛顿第二定律,对,B,物体,联立式解出滑块,B,受到的摩擦力大小,摩擦力可能平行于斜面向上，可能向下，还可能为零。,设物体,B,受到的摩擦力的方向平行于斜面向上,思考,物体,B,放在物体,A,上，,A,、,B,的上下表面均与斜面平行，如图，当两者以相同的初速度靠惯性沿光滑固定斜面,C,向上做匀减速运动时,(),A,A,受到,B,的摩擦力沿斜面方向向上,B,A,受到,B,的摩擦力沿斜面方向向下,C,A,、,B,之间的摩擦力为零,D,A,、,B,之间是否存在摩擦力取决于,A,、,B,表面的性质,C,解：,对,A,、,B,整体，由牛顿第二定律得，,A,B,C,f,AB,m,B,g,F,AB,y,x,假设,B,受摩擦力如图所示，则对,B,，由牛顿第二定律得，,a,例,6,物体,M,、,N,紧靠着置于摩擦因数为,的斜面上，斜面的 倾角,，现施一水平力,F,作用于,M,，,M,、,N,共同加速沿斜面向上运动，求它们之间的作用力大小。,F,m,M,N,f,v,（,M+m)g,a,F,解,:,对整体，根据牛顿第二定律,对物体,m,，根据牛顿第二定律,联立,式解出两物体之间的作用力,例,7,如图所示，弹簧秤外壳质量为,m,0,，弹簧及挂钩的质量忽略不计，挂钩吊着一重物质量为,m,，现用一方向竖直向上的外力,F,拉着弹簧秤，使其向上做匀加速运动，则弹簧秤的读数为（）,A.,mg,B.,C.D.,D,例,8,如图所示,质量为,M,和,m,的物体,用一根轻绳连接,跨过定滑轮,由静止释放,求轻绳中的拉力和两物体的加速度分别为多大？,m,M,思考,如图,m,1,m,2,滑轮质量和摩擦不计,则当将两物体由静止释放后,弹簧秤的读数是多少?,m,1,m,2,思考,在气垫导轨上用不可伸缩的细绳，一端系在质量为,m,1,的滑块上，另一端系在质量为,m,2,的钩码上，如图所示。设导轨与滑块之间、细绳与滑轮之间无摩擦，求滑块的加 速度以及细绳的拉力。,m,1,m,2,a,a,例,10,如图所示，所有接触面均光滑，（,1,）系统能否静止,?,（,2,）要使三个物体没有相对滑动，可以在大木块上加一水平力,F,，如何加,?,多大,?,不能,例,11,如图所示,在光滑的地面上,水平外力F拉动小车和木块一起做加速运动,小车质量为,M,木块质量为,m,设加速度大小为,a,木块和小车之间的动摩擦因数为,则在这个过程中,木块受到的摩擦力大小是:,M,m,a,F,A,.,mg,B.ma,C,.,mF/(M+m),D,.,F-Ma,练习,光滑水平地面上叠放着两个物体,A,、,B,，质量分别为,m,A,=2.0kg,、,m,B,=4.0kg,，,A,与,B,间的动摩擦因数,=0.25,，,A,物体在大小为,F,=12N,的水平力作用下，从静止开始运动，求,B,物体所受摩擦力多大？,F,多大时,B,将相对,A,滑动？,(,g,=10m/s,2,),F,A,B,思考：若水平力,F,作用在,B,物体上，要使两物体分离，,F,要多大？,解析：,B,物体的加速度由什么力产生；若,A,、,B,两物体不相对滑动，应满足什么条件？,当连接体内各物体的加速度不相同时，一般情况下采用隔离法，但也可以用整体法,可以使一些问题大大简化。,F,x,m,1,a,1x,+m,2,a,2x,+m,n,a,nx,F,y,m,1,a,1y,+m,2,a,2y,+m,n,a,ny,规律：,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。,若系统内有几个物体，这几个物体的质量分别为,m,1,，,m,2,，,m,3,，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：,其正交分解法的表示式为：,题型二：有不同加速度的连接体问题,例,1,如图所示，一根质量为,M,的长木杆一端拴着竖直悬杆，杆上有一只质量为,m,的小猴。某时刻突然绳断了，在杆开始下落时小猴同时开始沿杆向上爬，在下面两种情况下求杆下落的加速度。,（,1,）小猴相对于地面静止,（,2,）当杆匀加速下落,2,米时小猴匀加速下落,1,米。,例,2,如图，有一块木板静止在光滑且足够长的水平面上，木板质量为,M=4kg,，长为,L=1.4m,；木板右端放着一小滑块，小滑块质量为,m=1kg,，小滑块与木板间的动摩擦因数为,0.4,（,g=10m/s,2,）,（,1,）现用恒力,F,作用在木板,M,上，为使得能从,M,上面滑落下来，求,F,大小的范围（设,f,m,=f,滑,）,(2),其他条件不变,若恒力,F=22.8N,且始终作用在,M,上,使,m,最终从,M,上面滑落下来,求,m,在,M,上滑动的时间,M,m,F,点评：若两个物体加速度不同，应采用隔离法对物体进行受力分析，依据牛顿第二定律列方程求加速度,再根据位移关系列方程求解。,例,3,如图，倾角为,的固定光滑斜面上，用绳子拴着一长木板，木板上站着小孩。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？,mg,f,2mg,N,2,N,1,N,1,f,a,解,:,人处于平衡状态,木板匀加速下滑,其中,联立,式解出木板沿斜面下滑的加速度,例,4,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？方向？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加？多大,?,例,5,一只质量为,m,的小猫，跳起来抓住悬在天花板上质量为,M,的竖直木杆，当小猫抓住木杆的瞬间，悬木杆的绳断了，设木杆足够长，由于小猫不断地向上爬，可使小猫离地高度始终不变，则木杆下落的加速度是多少？,解,：把杆和猫视为整体，线断后合外力为,(,M+m,),g,，小猫离地高度不变，它对地加速度为,a,1,=0,，设杆的加速度为,a,2,，对系统列牛顿第二定律表达式：,例,6,如图，在台秤的托盘上放一底面粗糙，倾角为,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。,解,：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。,整体分析系统：,拓展：台秤托盘对斜面体的摩擦力大小和方向？,水平向左,因,a,y,竖直向下，故物体失重。,例,7,如右图所示，滑杆和底座的质量为,M,，一质量为,m,的猴子沿杆以,0.4,g,的加速度加速下滑，此时底座对地面的压力为,(,),A.,Mg,+0.4,mg,B.,Mg,+0.6,mg,C.(,M,+,m,),g,D.,Mg,B,解析一：,(,隔离法,),设猴子与杆之间的摩擦力为,F,f,，对猴子则有,:,mg,F,f,=,ma,对滑杆和底座则有,Mg,+,F,f,=,N,，解得,F,N,=,Mg,+0.6,mg,解析二：,(,整体法,),整体运用牛顿运动定律得：,(,M,+,m,),g,F,N,=,ma,解得,F,N,=(,M,+,m,),g,ma,=,Mg,+0.6,mg,A,B,v,0,例,8,如图所示，底座,A,上装有一根足够长的直立长杆，其总质量为,M,，杆上套有质量为,m,的圆环,B,，它与杆有摩擦，当圆环以初速度,V,0,向上飞起时，圆环的加速度为,a,，底座不动。,（,1,）定性分析环在上升和下降过程中，,A,对地面的压力与整体的重力相比较谁大？,（,2,）分别计算在整个过程中，水平面对底座的支持力多大？（设摩擦力不变）,解：,（,1,）环不论上升还是下降，环都有向下的加速度，故整体上有失重的现象，所以,A,对地面的压力小于整体的重力。,（,2,）,N,=,（,M,+,m,）,g,m a,a,例,9,如图所示，质量,M,60kg,的人通过光滑的定滑轮用绳拉着,m,20kg,的物体。当物体以加速度,a,5m/s,2,上升时，人对地面的压力为多少？,练习,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，如图所示设运动员的质量为,65 kg,，吊椅的质量为,15 kg,，不计定滑轮与绳子间的摩擦，重力加速度取,g,10 m/s2.,当运动员与吊椅一起正以加速度,a,1 m/s2,上升时，求：,(1),运动员竖直向下拉绳的力,；,(2),运动员对吊椅的压力,解析：,设运动员和吊椅的质量分别为,M,和,m,，绳拉运动员的力为,F,.,以运动员和吊椅整体为研究对象，受到重力的大小为,(,M,m,),g,，向上的拉力为,2,F,，根据牛顿第二定律,2,F,(,M,m,),g,(,M,m,),a,F,440 N,根据牛顿第三定律，运动员拉绳的力大小为,440 N,，方向竖直向下,(2),以运动员为研究对象，运动员受到三个力的作用，重力大小，,Mg,，绳的拉力,F,，吊椅对运动员的支持力,F,N,.,根据牛顿第二定律：,F,F,N,Mg,Ma,F,N,275 N,根据牛顿第三定律，运动员对吊椅的压力大小为,275 N,，方向竖直向下,设运动员和吊椅的质量分别为,M,和,m,；运动员竖直向下的拉力大小为,F,，对吊椅的压力大小为,F,N,.,根据牛顿第三定律，绳对运动员的拉力大小为,F,，吊椅对运动员的支持力大小为,F,N,.,分别以运动员和吊椅为研究对象，根据牛顿第二定律：,F,F,N,Mg,Ma,F,F,N,mg,ma,由解得,F,440 N,，,F,N,275 N.,练习,如图所示，质量为,M,的长平板车放在光滑的倾角为,的斜面上，车上站着一质量为,m,的人，若要平板车静止在斜面上，车上的人必须,(),。,(A),匀速向下奔跑,(B),以加速度 向下奔跑,(C),以加速度 向上奔跑,(D),以加速度 向下奔跑,例,10,如图所示，放置在水平地面上的直角劈,M,上有一个质量为,m,的物体，若,m,沿斜面匀加速下滑，,M,保持静止，那么下列说法中正确的是：（）,A,M,对地面的压力等于（,M,m,）,g,B,M,对地面的压力小于（,M,m,）,g,C,地面对,M,没有摩擦力,D,地面对,M,有向左的摩擦力,BD,解析：,M,对地面的压力、地面对,M,的摩擦力，都是直角劈和物体,m,作为一个整体与外界的作用力，故用整体法来分析求解较为方便。,m,有沿斜面向下的加速度，将其沿水平方向和竖直方向分解，有水平向左和竖直向下的加速度，,这一整体在竖直方向上受到向下的重力（,M+m,）,g,和向上的支持力,F,N,，处于失重状态，所以,A,错，,B,正确，由整体牛顿第二定律得，这一整体在水平方向上有向左的合外力，故,D,正确，,C,错误。,练习,质量为,m,的物体沿斜面匀速下滑时，斜面体保持不动。现在对物体施加一个向右下方的力,F,，则此后斜面体受地面的摩擦力为（）,A.,水平向左,B.,水平向右,C.,零,D.,无法确定,C,练习,如图，将质量为,m,1,、,m,2,的物体分置于质量为,M,的,物体的两侧，均处于平衡状态，,m,1,m,2,，,，下,述说法正确的是,（）,A,）,m,1,对,M,的正压力一定大于,m,2,对,M,的正压力,B,）,m,1,对,M,的摩擦力一定大于,m,2,对,M,的摩擦力,C,）水平地面对,M,的支持力一定等于,(M+m,1,+m,2,)g,D,）水平地面对,M,的摩擦力一定等于零,m,1,m,2,M,ACD,赠送精美图标,1,、字体安装与设置,如果您对PPT模板中的字体风格不满意，可进行批量替换，一次性更改各页面字体。,在,“,开始”,选,项卡,中,，点击“,替,换”按,钮右,侧箭,头,，,选,择“,替,换,字,体,”。（如下,图）,在图“替换”下拉列表中选择要更改字体。（如下图）,在“替换为”下拉列表中选择替换字体。,点击“替换”按钮，完成。,47,2,、替换模板中的图片,模板中的图片展示页面，您可以根据需要替换这些图片，下面介绍两种替换方法。,方法一：更改图片,选中模版中的图,片,（,有些图片与其他,对象,进行了组合，,选,择,时,一定要选中图,片 本身，而不是组合）。,单击鼠标右键，选择“更改图片”，选择要替换的图片。（如下图）,注意：,为防止替换图片发生变形，请使用与原图长宽比例相同的图片。,47,PPT,放映设置,PPT,放映场合不同，放映的要求也不同，下面将例举几种常用的放映设置方式。,让PPT停止自动播放,1.,单击,”,幻灯片放映,”,选项卡，去除“使用计时”选项即可。,让PPT进行循环播放,1.,单击”幻灯片放映”选项卡中的“设置幻灯片放映”，在弹出对话框中勾选“循 环放映，按,ESC,键终止”。,48,