2011高考物理專題復(fù)習課件大全牛頓第二定律的應(yīng)用二

1、,牛頓第二定律的應(yīng)用（二）,要點·疑點·考點,課 前 熱 身,能力·思維·方法,延伸·拓展,,要點·疑點·考點,一、連接體問題當兩個或兩個以上的物體之間通過輕繩、輕桿相連或直接接觸一起運動的問題.二、整體法與隔離法 1.當研究問題中涉及多個物體組成的系統(tǒng)時，通常把研究對象從系統(tǒng)中“隔離”出來，單獨進行受力及運動情況的分析.這叫隔離法. 2.系統(tǒng)中各物體加速

2、度相同時，我們可以把系統(tǒng)中的物體看做一個整體.然后分析整體受力，由F=ma求出整體加速度，再作進一步分析.這種方法叫整體法. 3.解決連接體問題時，經(jīng)常要把整體法與隔離法結(jié)合起來應(yīng)用.,,,課 前 熱 身,1.如圖3-4-1所示，靜止的A、B兩物體疊放在光滑水平面上，已知它們的質(zhì)量關(guān)系是mA＜mB，用水平恒力拉A物體，使兩物體向右運動，但不發(fā)生相對滑動，拉力的最大值為F1；改用水平恒力拉B物體，同樣使兩物體向右運動，但不發(fā)生相對滑動

3、，拉力的最大值為F2，比較F1與F2的大小，正確的是（A）A.F1＜F2B.F1=F2C.F1＞F2D.無法比較大小,圖3-4-1,,課 前 熱 身,2質(zhì)量分別為m1、m2的物塊用輕質(zhì)細繩相連跨接在一輕定滑輪上，已知m1＞m2，開始時用手托住m1，使m1、m2處于靜止狀態(tài)，當把手突然抽出后，求繩中拉力大小.【答案】分別對m1和m2同牛頓第二定律表述即可解得T=(2m1m2g)/(m1+m2).,,,能力·思維&#

4、183;方法,【例1】如圖3-4-2所示，物體A放在物體B上，物體B放在光滑的水平面上，已知mA=6kg，mB=2kg，A、B間動摩擦因數(shù)?=0.2.A物上系一細線，細線能承受的最大拉力是20N，水平向右拉細線，假設(shè)A、B之間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.在細線不被拉斷的情況下，下述中正確的是（g=10m/s2）(CD),圖3-4-2,,能力·思維·方法,A.當拉力F＜12N時，A靜止不動B.當拉力F＞12N時，A相

5、對B滑動C.當拉力F=16N時，B受A摩擦力等于4ND.無論拉力F多大，A相對B始終靜止,,能力·思維·方法,【解析】要判斷A、B是否有相對滑動，可假設(shè)F=F0時，A、B間的摩擦力達到最大值，求出此時拉力的數(shù)值F0，若F＞F0，則A、B有相對滑動；若F＜F0，則A、B無相對滑動.A、B間的最大靜摩擦力為f0=?mAg=0.2×6×10=12N.當A、B間的靜摩擦力f=f0時，由牛頓第二定律

6、得：對B： ?mAg=mBa,a=?mAg/mB=0.2×6×10/2=6m/s2；,,能力·思維·方法,對A、B整體：F0=(mA+mB)a=(6+2)×6=48N.可見，F(xiàn)≤48N時，A、B均可保持相對靜止而一起做加速運動因細線能承受最大拉力為20N＜48N，故在細線不斷的情況下無論F多大，A、B總相對靜止當F=16N時，A、B共同運動，則a=F/mA+mB=16/

7、6+2=2m/s2,此時f=mBa=2×2=4N.本題答案：CD,,能力·思維·方法,【解題回顧】在判斷A、B間是否發(fā)生相對滑動時，不能主觀地認為F0=f0.這是許多同學(xué)在解決此類問題時常犯的錯誤，請同學(xué)們仔細本會A、B相對滑動的條件。,,能力·思維·方法,【例2】如圖3-4-3，物體M、m緊靠著置于動摩擦因數(shù)為的斜面上，斜面的傾角為θ，現(xiàn)施一水平力F作用于M，M、m共同向上加速運動

8、，求它們之間相互作用力的大小.,圖3-4-3,,能力·思維·方法,【解析】因兩個物體具有相同的沿斜面向上的加速度，可以把它們當成一個整體（看做一個質(zhì)點），其受力如圖3-4-4所示，建立圖示坐標系：,圖3-4-4,,能力·思維·方法,由∑Fy=0，有N1=（M+m）gcos?+Fsin? ；①由∑Fx=(M+m)a，有Fcos? - f1-(M+m)gsin?=(M+m)a，②且f1=?N1

9、③要求兩物體間的相互作用力，∴應(yīng)把兩物體隔離.,,能力·思維·方法,對m受力分析如圖3-4-5所示，,圖3-4-5,,能力·思維·方法,由∑Fy=0得N2-mgcos?=0④由∑Fx=ma得N-f2-mgsin?=ma⑤且f2=?N2⑥由以上聯(lián)合方程解得：N=（cos?-?sin?）mF/(M+m).此題也可以隔離后對M分析列式，但麻煩些.,,能力·思維·方法,

10、【解題回顧】若系統(tǒng)內(nèi)各物體的加速度相同，解題時先用整體法求加速度，后用隔離法求物體間的相互作用力.注意：隔離后對受力最少的物體進行分析較簡潔此題也可沿F方向建立x軸，但要分解加速度a，會使計算更麻煩.,,能力·思維·方法,【例3】如圖3-4-6，靜止于粗糙的水平面上的斜劈A的斜面上，一物體B沿斜面向上做勻減速運動，那么，斜劈受到的水平面給它的靜摩擦力的方向怎樣？,圖3-4-6,,能力·思維·方法

11、,【解析】此類問題若用常規(guī)的隔離方法分析將是很麻煩的.把A和B看做一個系統(tǒng)，在豎直方向受到向下的重力和豎直向上的支持力；在水平方向受到摩擦力f，方向待判定. 斜劈A的加速度a1=0，物體B的加速度a2沿斜面向下，將a2分解成水平分量a2x和豎直分量a2y（圖3-4-7）,圖3-4-7,,能力·思維·方法,對A、B整體的水平方向運用牛頓第二定律∑Fx外=m1a1x+m2a2x，得f=m2a2x∵f與a2x同方

12、向∴A受到的摩擦力水平向左.此題還可做如下討論：（1）當B勻速下滑時，f=0，（2）當B減速下滑時，f向右.,,能力·思維·方法,【解題回顧】若一個系統(tǒng)內(nèi)物體的加速度不相同，（主要指大小不同）又不需求系統(tǒng)內(nèi)物體間的互相作用力時，利用∑Fx外=m1a1x+m2a2x……,∑Fy外=m1a1g+m2a2y+……對系統(tǒng)列式較簡捷，因為對系統(tǒng)分析外力，可減少未知的內(nèi)力，使列式方便，大大簡化了運算，以上這種方法，我們把它也

13、叫做“整體法”，用此種方法要抓住三點：（1）分析系統(tǒng)受到的外力；（2）分析系統(tǒng)內(nèi)各物體的加速度大小和方向；（3）建立直角坐標系.分別在兩方向上對系統(tǒng)列出方程.,,能力·思維·方法,【例4】一彈簧稱的稱盤質(zhì)量m1=1.5kg，盤內(nèi)放一物體P，P的質(zhì)量m2=10.5kg，彈簧質(zhì)量不計，其勁度系數(shù)k=800N/m，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，如圖3-4-8所示，現(xiàn)給P施加一豎直向上的力F使Ｐ從靜止開始向上做勻加速運動，已知在最初0.

14、2s內(nèi)F是變力，在0.2s后F是恒力，求F的最小值和最大值各為多少？,圖3-4-8,,能力·思維·方法,【解析】未施加拉力時，系統(tǒng)處于平衡，故有 kx0=(m1+m2)g.當0≤t≤0.2s時，P勻加速上升的位移 x0-x=1/2at2.當t=02s時，P與稱盤分離（N=0），,,能力·思維·方法,由牛頓第二定律F=ma得：對稱盤：kx-m1g=m1a,解得a=[k(x0-1/

15、2at2)-m1g]/m1=6m/s2.開始運動時，彈簧壓縮量最大，F(xiàn)有最小值：Fmin=(m1+m2)a=12×6=72N當N=0時F有最大值：Fmax=m2（g+a）=10.5×16=168N,,能力·思維·方法,【解題回顧】本例中對于兩物體分離的條件的判斷是難點，也是解題的關(guān)鍵.N=0時，彈簧沒有恢復(fù)原長.彈力方向向上.可以先分析m1對m2支持力的變化特點.對整體：F+F彈-(m1+

16、m2)g=(m1+m2)a,隨著彈簧彈力F彈減小，F(xiàn)增大.再對m2有F+FN-m2g=m2a，F(xiàn)N將隨F增大而減小，當FN減小為0時，m2與m1分離.,,,延伸·拓展,【例5】如圖3-4-9所示，A、B兩物體通過兩個滑輪連接，其質(zhì)量分別為M和m，光滑斜面的傾角為α，繩的C端固定在斜面上.求A、B兩物體的加速度.,圖3-4-9,,延伸·拓展,【解析】因為A、B兩物體的質(zhì)量M和m的具體數(shù)據(jù)不知道，故其加速度的方向很難確定

17、，為了便于分析，需要對加速度的方向作一假設(shè)，現(xiàn)假設(shè)A物體的加速度方向沿斜面向下、B物體的加速度方向豎直向上，且規(guī)定此方向為正，作A、B兩物體受力分析圖，見圖3-4-10,圖3-4-10,,延伸·拓展,由牛頓第二定律知：Mgsina-TA=MaA,TB-mg=maB依題意有TA=2TB，aA=1/2aB故解得aA=(Msina-2m)g/(M+4m),aB=2(Msina-2m)g/(M+4m),,延伸·拓展,