本章复习与测试教学设计(第二课时)

高一物理牛顿运动定律三案合一

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用牛顿定律解决问题（专题1）

【教学目标】

1. 知道连结体问题。

2. 理解整体法和隔离法在动力学中的应用。

3. 初步掌握连结体问题的求解思路和解题方法。

【教学重难点】

1. 连结体问题

2.整体法和隔离法的综合应用

3. 连结体问题的解题思路

【课前或课中预习】

1.在分析和求解连接体问题时，首先遇到的，就是研究对象的选取问题。其方法有两种：一是隔离法，二是整体法。其中隔离法是最基本的方法。

2.外力和内力

①系统：相互作用的物体称为系统，系统由两个或者两个以上的物体组成。

②系统内部物体间的相互作用力称为内力，系统外部物体对系统的作用力称为外力。

3.通常在分析外力对系统的作用时，优选整体法；在分析系统内各物体（部分）的相互作用时用隔离法。

4. 整体法适用的条件是两个物体有相同的加速度

5.隔离法与整体法，不是相互对立的，一般问题的求解中，随着研究对象的转化，往往两种方法交叉运用，相辅相成. 为使解答简便，一般先整体后隔离。

【教学要点】

一.整体法与隔离法

二.区别系统外力和内力

三.解题步骤及方法

【教学过程】

在实际生活中，我们常常遇到几个相互联系的，在外力作用下一起运动或者静止的物体系，因此，在解决此类问题，必然涉及到选择哪个物体作为研究对象？今天给大家介绍一种处理连接体方法——整体法与隔离法（复习）PPT1

一、整体法与隔离法（、PPT2）

1.整体法：是将几个物体看作一个整体，可用一个质点来代替整体，画受力分析时不考虑物体之间的相互作用力，只分析这一整体之外的物体对整体的作用力。

2. 隔离法：就是把要分析的物体从相关的物体系中隔离出来，只分析该物体以外的物体对该物体的直接作用力，不考虑该物体对其它物体的作用力。

3.通常在分析外力对系统的作用时，优选整体法；在分析系统内各物体（部分）的相互作用时用隔离法。

二、区别系统外力和内力（PPT3）

1.系统内部物体间的相互作用力称为内力，系统外部物体对系统的作用力称为外力。

二.连结体问题

在研究力和运动的关系时，经常会涉及到相互联系的物体之间的相互作用，这类问题称为“连结体问题”。连结体一般是指由两个或两个以上有一定联系的物体构成的系统。

F A B

三.解连接体问题的基本方法：整体法与隔离法PPT9-13

整体法和隔离法是牛顿第二定律应用中极为普遍的方法.隔离法是根本，但有时较烦琐；整体法较简便，但无法求解系统内物体间相互作用力.所以只有两种方法配合使用，才能有效解题.故二者不可取其轻重. 连接体问题对在解题过程中选取研究对象很重要.有时以整体为研究对象，有时以单个物体为研究对象.整体

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作为研究对象可以将不知道的相互作用力去掉，单个物体作研究对象主要解决相互作用力.对于有共同加速度的连接体问题，一般先用整体法由牛顿第二定律求出加速度，再根据题目要求，将其中的某个物体进行隔离分析和求解．由整体法求解加速度时，F=ma，要注意质量m与研究对象对应．

1.整体法、隔离法的选用

①整体法的选取原则

当物体间相对静止，具有共同的对地加速度时，就可以把它们作为一个整体，通过对整体所受的合外力列出整体的牛顿第二定律方程。若在已知与待求量中一涉及系统内部的相互作用时，可取整体为研究对象，分析整体受到的外力，应用牛顿第二定律列方程。当系统内物体的加速度相同时：F(m1m2...mn)a；否则Fm1a1m2a2...mnan。

②隔离法的选取原则

若在已知量或待求量中涉及到系统内物体之间的作用时，就需要把物体从系统中隔离出来，根据各个物体(或一个物体的各个部分)的受力情况，画出隔离体的受力图，应用牛顿第二定律列方程求解．

③整体法、隔离法的交替运用

若连接体内各物体具有相同的加速度，且要求物体之间的作用力时，可以先用整体法求出加速度，然后再用隔离法选取合适的研究对象，应用牛顿第二定律求作用力．即“先整体求加速度，后隔离求内力”．

2.运用隔离法解题的基本步骤

①明确研究对象或过程、状态，选择隔离对象. ②将研究对象从系统中隔离出来，或将研究的某状态、某过程从运动的全过程中隔离出来. ③对隔离出的研究对象进行受力分析，注意只分析其它物体对研究对象的作用力. ④寻找未知量与已知量之间的关系，选择适当的物理规律列方程求解. 【例1】在粗糙的水平地面上，质量分别为mA mB的物体A、B中间用轻绳连接，现用水平力F拉物体B，使A、B一起向右做加速运动，

A、B与地面的动摩擦因素都是μ，求绳子的拉力。

【例2】在光滑的水平地面上，质量为M的车厢内用轻绳挂着质量为m的小球，车厢在水平外力作用下向右做加速运动，小球相对车厢静止时，轻绳与竖直方向的夹角为θ，求外力F的大小

【例3】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=5 m/s2上升时，人对地面压力为（g=10m/s2）

【例4】

在粗糙水平面上有一个三角形木块a，在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的两个木块b和c，如图所示，已知m1＞m2，三木块均处于静止，则粗糙地面对于三角形木块（

）

A．有摩擦力作用，摩擦力的方向水平向右

B．有摩擦力作用，摩擦力的方向水平向左

C．有摩擦力作用，但摩擦力的方向不能确定D．没有摩擦力的作用

【例5】如图所示，设A重10N，B重20N，A、B间的动摩擦因数为0.1，B与地面的摩擦因数为0.2．问：（1）至少对B向左施多大的力，才能使A、B发生相对滑动？（2）若A、B间μ1=0.4，B与地间μ2=0.l，则F多大才能产生相对滑动？

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【课外练习】

1.如图所示，置于光滑水平面上的木块A和B，其质量为mA和mB。当水平力F作用于A左端上时，两物体一起作加速运动，其A、B间相互作用力大小为N1；当水平力F作用于B右端上时，两物体一起做加速度运动，其A、B间相互作用力大小为N2。则以下判断中正确的是(

) A．两次物体运动的加速度大小相等

B．N1+N2

C．Nl十N2=F

D．N1：N2=mB：mA

2.如图所示，质量为ml的物体和质量为m2的物体，放在光滑水平面上，用仅能承受6N的拉力的线相连。ml=2kg，m2=3kg。现用水平拉力

F拉物体ml或m2，使物体运动起来且不致把绳拉断，则F的大小和方向应为（

）

A．10N，水平向右拉物体m2

B．10N，水平向左拉物体m1

A F C．15N，水平向右拉物体m2

D．15N，水平向左拉物体m1 3.如图所示，一夹子夹住木块，在力F作用下向上提升．夹子和木块的质量分别为m、M，夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为Fm.若木块不滑动，力F的最大值是(

)

2Fmm＋M2Fmm＋MA.

B.

Mm2Fmm＋M2Fmm＋MC. －(m＋M)g

D. ＋(m＋M)g

MM【答案】

A

4.如图所示，质量为M的框架放在水平地面上，一轻质弹簧上端固定在框架上，下端固定一个质量为m的小球.小球上下振动时，框架始终没有跳起.当框架对地面压力为零的瞬间，小球的加速度大小为

（

）

A.g

B．Mmg

C．0

D．Mmg

mm【答案】D 【解析】当框架对地面压力为零的瞬间，以框架为研究对象，框架受重力Mg和弹簧的弹力F1，两力的合外力为零F1=Mg，①

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5.如图所示，猴子的质量为m，开始时停在用绳悬吊的质量为M的木杆下端，当绳子断开瞬时，猴子沿木杠以加速度a（相对地面）向上爬行，则此时木杆相对地面的加速度为（

）

A．g

B．Mg

mC．gm(ga)

D．gMm

aM【答案】C 06.倾角37，质量M=5kg的粗糙斜面位于水平地面上，质量m=2kg的木块置于斜面顶端，从静止开始匀加速下滑，经t=2s到达底端，运动路程L=4m,在此过程中斜面保持静止2sin370.6,cos370.8,g取10m/s（），求：

（1）地面对斜面的摩擦力大小与方向；

（2）地面对斜面的支持力大小

【答案】（1）3.2N 向左（2）67.6N

【解析】隔离法：

对木块：mgsinf1ma，mgcosN10

因为s12at，得a2m/s2

2所以，f18N，N116N

对斜面：在水平方向上：设摩擦力f向左，则fN1sinf1cos3.2N，方向向左。

（如果设摩擦力f向右，则fN1sinf1cos3.2N，同样方向向左。）

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