5. 牛顿运动定律的应用教学设计及教案分析

连接体问题

教学目标

教学重点

教学难点

教学方法建议

（1）知道什么是连接体与隔离体

（2）知道什么是内力和外力

（3）学会连接体问题的分析方法，并用来解决简单问题

学会连接体问题的分析方法

使用连接体问题的分析方法，来解决简单问题。

讲练结合；讨论

一、连接体与隔离体

两个或两个以上物体相连接组成的物体系统，称为连接体。如果把其中某个物体隔离出来，该物体即为隔离体。

二、外力和内力

如果以物体系为研究对象，受到系统之外的作用力，这些力是系统受到的外力，而系统内各物体间的应用牛顿第二定律列方程不考虑内力。如果把物体隔离出来作为研究对象，则这些内力将转换为隔离相互作用力为内力。

体的外力。

三、连接体问题的分析方法

1．整体法

连接体中的各物体如果加速度相同，求加速度时可以把连接体作为一个整体。运用牛顿第二定律列方程求解。

2．隔离法

如果要求连接体间的相互作用力，必须隔离其中一个物体，对该物体应用牛顿第二定律求解，此法称为隔离法。

3．整体法与隔离法是相对统一，相辅相成的。本来单用隔离法就可以解决的连接体问题，但如果这两种方法交叉使用，则处理问题就更加方便。如当系统中各物体有相同的加速度，求系统中某两物体间的相互作用力时，往往是先用整体法法求出加速度，再用隔离法法求物体受力。

简单连接体问题的分析方法

1．连接体：两个（或两个以上）有相互作用的物体组成的具有相同大小加速度的整体。

2．“整体法”：把整个系统作为一个研究对象来分析（即当做一个质点来考虑）。

注意：此方法适用于系统中各部分物体的加速度大小方向相同情况。

3．“隔离法”：把系统中各个部分（或某一部分）隔离作为一个单独的研究对象来分析。

注意：此方法对于系统中各部分物体的加速度大小、方向相同或不相同情况均适用。

4．“整体法”和“隔离法”的选择

求各部分加速度相同的连结体的加速度或合外力时，优选考虑“整体法”；如果还要求物体之间的作用力，再用“隔离法”，且一定是从要求作用力的那个作用面将物体进行隔离；如果连结体中各部分加速度不同，一般都是选用“隔离法”。

5．若题中给出的物体运动状态（或过程）有多个，应对不同状态（或过程）用“整体法”或“隔离法”进行受力分析，再列方程求解。

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例一：如图所示，质量分别为m和M的两个物体用细绳连接，置于光滑水平面上，在M上施加一水平力，使两物体一起做匀加速直线运动。已知加速度大小为a，则水平力的大小是多少？

a

m M F 小结：

1、连接体：

2、隔离法：

针对训练1：如图所示，质量为M和m的两物体用一段细绳连接并跨过定滑轮，M置于水平桌面上，与之相连的绳处于水平状态。不计绳、滑轮的质量及一切摩擦，当M和m一起加速运动时，绳上的张力为多大？加速度为多大？

M m

例一：如图所示，质量分别为m和M的两个物体用细绳连接，置于光滑水平面上，在M上施加一水平力，使两物体一起做匀加速直线运动。已知加速度大小为a，则水平力的大小是多少？

a

- 2 - m M F

小结：

1、内力：

外力：

2、整体法：

针对训练2：如图所示，人和车的质量分别为m和M，人用水平力F拉绳子，图中两段绳子都处于水平方向，若不计滑轮、绳子质量及摩擦，地面水平且光滑，人与车保持相对静止，则车的加速度为多大？

小结：

1、隔离法：

2、整体法：

3、综合运用：

巩固练习：如图所示，箱子的质量M，地面光滑。在箱子顶板处系一细线，悬挂一个质量m的小球，箱子受到水平恒力F的作用，使小球的悬线偏离竖直方向θ角，则F应为多少？（g＝10 m/s2）

F

θ

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