高中物理 牛顿运动定律的应用-连接体问题 新人教版必修1
【课件】牛顿运动定律的综合应用(7)连接体+课件-高一上学期物理人教版(2019)必修第一册
C．若F=10N则a=3.0m/s2
D．若F=15N则a=4.0m/s2
地面粗糙，AB粗糙
F
如图所示，小物块A叠放在长方体物块B上，B置于粗糙水平面上。A、B质量分别为mA=2kg，mB=1kg，
A、B之间动摩擦因数μ1=0.3，B与地面之间动摩擦因数μ2=0.1，现对A施加水平力F且F从0开始逐渐增
大，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小g=10m/s2。则下列说法正确的是（
）
A．当F小于6N时，A、B都相对地面静止
B．当F增大到6N时，A、B开始发生相对滑动
C．当F等于9N时，B的加速度为1m/s2
D．当F增大到12N时，A、B开始发生相对滑动
地面粗糙，AB粗糙
F
（多选）如图所示，物块A、B静止叠放在水平地面上，B受到大小从零开始逐渐增大的水平拉力F作用，
）
A．在相同时间内物块A、B运动的路程之比为1∶2
B．物块A、B的加速度之比为2∶1
C．轻绳的拉力为
2
D．B下落高度h时速度为 ℎ
如图所示，小车静止在平直路面上，车中挂着一个质量为m=2kg的小球，绳AC与水平车顶的夹角
θ=53°，绳子BC水平，重力加速度g=10m/s2，cos53°=0.6，sin53°=0.8．求：
做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为x3，如图所示．则（ ）
A．x1= x2= x3
B．x1 >x3= x2
C．若m1>m2，则 x1>x3= x2
D．若m1<m2，则 x1＜x3= x2
一列列驰骋的中欧班列将急需的防疫及生产生活物资送至沿线各国，为战胜疫情增添了信心和力量，成
听课记录新2024秋季高中物理必修第一册人教版第四章运动和力的关系《牛顿运动定律的运用》
听课记录新2024秋季高中物理必修第一册人教版第四章运动和力的关系《牛顿运动定律的运用》1. 教学目标（核心素养）•物理观念：理解并掌握牛顿运动定律（尤其是第二定律）在解决实际问题中的应用，形成对物体运动规律的科学认识。
•科学思维：培养学生运用牛顿运动定律分析物理问题的能力，包括受力分析、建立物理模型、列方程求解等步骤。
•科学探究：通过案例分析、小组讨论等方式，引导学生经历科学探究的过程，提升问题解决能力和创新思维。
•科学态度与责任：培养严谨的科学态度，学会用物理学的视角观察世界，理解物理定律在社会生活中的应用价值。
2. 导入•教师行为：教师展示一段汽车刹车后滑行的视频，引导学生观察并思考：“汽车为什么会停下来？刹车过程中汽车的受力情况如何？如何用牛顿运动定律来解释这一现象？”•学生活动：学生观看视频，积极思考教师提出的问题，尝试用已有知识进行初步解释。
•过程点评：通过生活实例导入，激发学生的学习兴趣，引导学生将理论知识与实际现象相联系，为后续的牛顿运动定律应用学习做好铺垫。
3. 教学过程•教师行为：•讲解牛顿第二定律的应用：详细阐述牛顿第二定律（F=ma）的公式含义、矢量性以及在实际问题中的应用方法。
•案例分析：选取几个典型的物理问题（如斜面滑块、竖直上抛运动等），引导学生进行受力分析，建立物理模型，并根据牛顿第二定律列出方程求解。
•小组讨论：将学生分成小组，每组分配一个案例进行分析讨论，鼓励学生交流思路、分享解法，并尝试解决可能出现的疑惑。
•教师巡视指导：在学生讨论过程中，教师巡视各小组，给予必要的指导和帮助，确保每位学生都能参与进来并有所收获。
•学生活动：•认真听讲，记录牛顿第二定律的应用方法和案例分析的关键步骤。
•积极参与小组讨论，发表自己的见解，与同学合作解决问题。
•在教师指导下，尝试独立解决类似问题，巩固所学知识。
•过程点评：教学过程注重理论与实践相结合，通过案例分析和小组讨论的方式，使学生在解决问题的过程中深化对牛顿运动定律的理解和应用能力。
高中物理 牛顿运动定律的应用连接体问题课件 新人教版必修1
提起，要保证细绳不被拉
断，力F的取值范围？
B
• 练习4. 如图，质量分别为1kg和
2kg 的A、B 两木块浮在水面上，
且被6N的外力压住处于平衡，若突
然撤去外力，求两木块间的弹力大
小.
F
A B
• 想想看,这节课我们学到了什么? • 自己找出或想出几个相似的例子来
巩固本节课学到的方法. • 处理资料第三节的其它问题.
例1. 如图，两物块质量为m1和m2 ，用绳连接 后放在倾角为θ的斜面上，物块和斜面的动摩擦 因素为μ，用沿斜面向上的恒力F 拉物块 m1运动， 求中间绳子的张力.
解：画出m1 和m2 的受力图如图示： 由牛顿运动定律，
对m1有 F - T - m1 gsinθ-μ m1gcosθ = m1 a （1）
物体1和2紧靠在一起置于水平面上，若在1上施加
向右的水平作用力F1,在2上施加向右的水平作用力 F2,两物体一起向左匀加速运动。则对两物间作用力
F12大小描述正确的是（ AC ）
F1
12
F2
A.若水平面光滑，则F12为（ F1 + F2）/ 2 B.若水平面光滑，则F12为（ F1 - F2）/ 2 C.若水平面与物块间有摩擦，则 F12为（ F1 + F2）/ 2 D.若水平面与物块间有摩擦，则 F12为（ F1 - F2）/ 2
牛顿运动定律的应用
（连接体问题）
2021年9月24日1时15分
❖一、高考走势 两个或两个以上物体相互连接参与
运动的系统称为连接体.以平衡态或非平 衡态下连接体问题拟题屡次呈现于高考 卷面中，是考生备考临考的难点之一.
二、处理连接体问题的基本方法
❖ 在分析和求解物理连接体命题时， 遇到的关键之一，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.
最新人教版 高一物理 必修一 用牛顿运动定律解决问题(一) 导学案(部分答案)
用牛顿运动定律解决问题（一）组题人：一、两类动力学问题（1）已知物体的受力情况求物体的运动情况根据物体的受力情况求出物体受到的合外力，然后应用牛顿第二定律F=ma求出物体的加速度，再根据初始条件由运动学公式就可以求出物体的运动情况––物体的速度、位移或运动时间。
（2）已知物体的运动情况求物体的受力情况根据物体的运动情况，应用运动学公式求出物体的加速度，然后再应用牛顿第二定律求出物体所受的合外力，进而求出某些未知力。
求解以上两类动力学问题的思路，可用如下所示的框图来表示：（3）在匀变速直线运动的公式中有五个物理量，其中有四个矢量v0、v1、a、s，一个标量t。
在动力学公式中有三个物理量，其中有两个矢量F、a，一个标量m。
运动学和动力学中公共的物理量是加速度a。
在处理力和运动的两类基本问题时，不论由力确定运动还是由运动确定力，关键在于加速度a，a是联结运动学公式和牛顿第二定律的桥梁。
二、应用牛顿第二定律解题的一般步骤：1确定研究对象：依据题意正确选取研究对象2分析：对研究对象进行受力情况和运动情况的分析，画出受力示意图和运动情景图3列方程:选取正方向，通常选加速度的方向为正方向。
方向与正方向相同的力为正值，方向与正方向相反的力为负值，建立方程4解方程：用国际单位制，解的过程要清楚，写出方程式和相应的文字说明，必要时对结果进行讨论三、整体法与隔离法处理连接体问题1．连接体问题所谓连接体就是指多个相互关联的物体，它们一般具有相同的运动情况(有相同的速度、加速度)，如：几个物体或叠放在一起，或并排挤放在一起，或用绳子、细杆联系在一起的物体组(又叫物体系)．2．隔离法与整体法(1)隔离法：在求解系统内物体间的相互作用力时，从研究的方便性出发，将物体系统中的某部分分隔出来，单独研究的方法．(2)整体法：整个系统或系统中的几个物体有共同的加速度，且不涉及相互作用时，将其作为一个整体研究的方法．3．对连接体的一般处理思路(1)先隔离，后整体．(2)先整体，后隔离典例剖析典例一、由受力情况确定运动情况【例1】将质量为0.5 kg的小球以14 m/s的初速度竖直上抛，运动中球受到的空气阻力大小恒为2.1 N，则球能上升的最大高度是多少？解析通过对小球受力分析求出其上升的加速度及上升的最大高度．以小球为研究对象，受力分析如右图所示．在应用牛顿第二定律时通常默认合力方向为正方向，题目中求得的加速度为正值，而在运动学公式中一般默认初速度方向为正方向，因而代入公式时由于加速度方向与初速度方向相反而代入负值．根据牛顿第二定律得mg ＋Ff ＝ma ，a ＝mg ＋Ff m＝0.5×9.8＋2.10.5m/s2＝14m/s2上升至最大高度时末速度为0，由运动学公式0－v20＝2ax 得最大高度x ＝02－v202a ＝0－1422×(－14) m ＝7 m.答案 7 m 1．受力情况决定了运动的性质，物体具体的运动状况由所受合外力决定，同时还与物体运动的初始条件有关． 2．受力情况决定了加速度，但与速度没有任何关系.【例2】如图所示，在倾角θ＝37°的足够长的固定的斜面底端有一质量m ＝1kg 的物体，物体与斜面间动摩擦因数μ＝0.25.现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动，拉力F ＝10N ，方向平行斜面向上，经时间t ＝4s 绳子突然断了，求：(1)绳断时物体的速度大小．(2)从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间．(sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80，g ＝10 m/s2)解析 (1)物体受拉力向上运动过程中，受拉力F 、斜面的支持力FN 、重力mg 和摩擦力Ff ，如右图所示，设物体向上运动的加速度为a1，根据牛顿第二定律有：F-mgsin θ-Ff=ma1因Ff=μFN ，FN=mgcos θ 解得a1=2 m/s2t=4 s 时物体的速度大小为v1=a1t=8 m/s.(2)绳断时物体距斜面底端的位移m t a x 1621211==绳断后物体沿斜面向上做匀减速直线运动，设运动的加速度大小为a2，受力如上图所示，则根据牛顿第二定律，对物体沿斜面向上运动的过程有：mgsin θ+Ff=ma2 Ff=μmgcos θ 解得a2=8 m/s2物体做减速运动的时间s t a v1212==减速运动的位移m t a x 4222212==此后物体将沿着斜面匀加速下滑，设物体下滑的加速度为a3，受力如右图所示，根据牛顿第二定律对物体加速下滑的过程有:mgsin θ-Ff=ma3 Ff=μmgcos θ解得a3=4 m/s2设物体由最高点到斜面底端的时间为t3，所以物体向下匀加速运动的位移：2332121t a x x =+解得s t 2.3103≈= 所以物体返回到斜面底端的时间为t 总=t2+t3=4.2 s典例二、由运动情况确定受力情况【例3】民用航空客机的机舱除通常的舱门外还设有紧急出口，发生意外情况的飞机在着陆后，打开紧急出口的舱门，会自动生成一个由气囊组成的斜面，机舱中的乘客就可以沿斜面迅速滑行到地面上来．若某型号的客机紧急出口离地面高度为4m ，构成斜面的气囊长度为5 m ．要求紧急疏散时乘客从气囊上由静止下滑到达地面的时间不超过2 s ，则(1)乘客在气囊上下滑的加速度至少为多大？(2)气囊和下滑乘客间的动摩擦因数不得超过多少？(g ＝10 m/s2) 解析（1）设h ＝4 m ，L ＝5 m ，t ＝2 s ，斜面倾角为θ，则Lh=θsin .乘客在气囊上下滑过程，由221at L = 解得： a ＝2.5 m/s2（2）乘客下滑过程受力分析如右图则有：FN=mgcos θ ,Ff =μFN = μmgcos θ 由牛顿第二定律可得:mgsin θ- Ff=ma代入数据解得：1211=μ规律总结：物体的加速度由物体所受的合力决定，两者大小、方向及变化一一对应；速度大小的变化情况取决于加速度的方向与速度方向的关系，当两者同向时，速度变大，当两者反向时，速度变小。
牛顿运动定律的应用——连接体问题
牛顿运动定律的应用——连接体问题一、连接体概述相互连接并且有共同的加速度的两个或多个物体组成的系统可以看作连接体。
如下图所示：还有各种不同形式的连接体的模型图，不一一描述。
只以常见的模型为例。
二、问题分类1.已知外力求内力（先整体后隔离）如果已知连接体在合外力的作用下一起运动，可以先把连接体系统作为一个整体，根据牛顿第二定律求出他们共同的加速度；再隔离其中的一个物体，求相互作用力。
2.已知内力求外力（先隔离后整体）如果已知连接体物体间的相互作用力，可以先隔离其中一个物体，根据牛顿第二定律求出他们共同的加速度；再把连接体系统看成一个整体，求解外力的大小。
2、木块A 和B 置于光滑的水平面上它们的质量分别为m m A B 和。
如图所示当水平力F 作用于左端A 上，两物体一起加速运动时，AB 间的作用力大小为N 1。
当同样大小的力F 水平作用于右端B 上，两物体一起加速运动时，AB 间作用力大小为N 2，则（ACD ）A ．两次物体运动的加速度大小相等；B ．N N F 12+<；C ．N N F 12+=；D ．N N m m B A 12::= 18、如图所示，光滑水平桌面上，有甲、乙两个用细线相连的物体在水平拉力F 1和F 2的作用下运动，已知F 1＜F 2，则以下说法中正确的有（ ABD ）A ．若撤去F 1，则甲的加速度一定变大B ．若撤去F 1，则细线上的拉力一定变小C ．若撤去F 2，则乙的加速度一定变大D ．若撤去F 2，则细线上的拉力一定变小6、在粗糙水平面上放一个三角形木块a ，有一滑块b 沿木块斜面匀速下滑，则下列说 F 图1 F 图2 θ 图3 θ 图4法中正确的是(A)a 保持静止，且没有相对于水平面运动的趋势；(B)a 保持静止，但有相对水平面向右运动的趋势；(C)a 保持静止，但有相对水平面向左运动的趋势；(D)没有数据，无法通过计算判断.4、质量为M 的斜面静止在水平地面上。
高中物理牛顿运动定律的应用 牛顿运动定律的应用之连接体问题
牛顿运动定律的应用之连接体问题牛顿运动定律的应用-一、连接体概述两个或两个以上物体相互连接参与运动的系统称为连接体。
如几个物体叠放在一起，或并排挤放在一起，或用绳子、细杆等连在一起。
如下图所示：还有各种不同形式的连接体的模型图，不一一描述。
只以常见的模型为例。
连接体一般具有相同的运动情况(速度、加速度)。
二、连接体的分类根据两物体之间相互连接的媒介不同，常见的连接体可以分为三大类。
1. 两个物体通过接触面的弹力或摩擦力的作用连接在一起。
接触连接：连接：)两个物体通过轻绳或轻杆的作用连接在一起；2. 绳(杆弹簧连接：两个物体通过弹簧的作用连接在一起；3.三、连接体的运动特点——轻绳在伸直状态下，两端的连接体沿绳方向的速度大小总是相等。
轻绳——轻杆平动时，连接体具有相同的平动速度；轻杆转动时，连接体具有相同的角速度，而线速轻杆度与转动半径成正比。
——在弹簧发生形变的过程中，两端连接体的速率不一定相等；在弹簧形变最大时，两端连接轻弹簧体的速率相等。
四、处理连接体问题的基本方法 1. 内力和外力相互作用的物体称为系统。
系统由两个或两个以上的物体组成。
）系统：（1）系统内部物体间的相互作用力叫内力，系统外部物体对系统内物体的作用力叫外力。
（22. 整体法）含义：（1所谓整体法就是将两个或两个以上物体组成的整个系统或整个过程作为研究对象进行分析研究的方法。
（）理解：2 1FFma是指研究对象所受的合外力，将连接体作为整体看待，简化了受力情况，因为＝，牛顿第二定律BAFA保持相对静止沿粗糙水平面加速滑动时，连接体间的相互作用力是内力.如图所示，用水平力使拉、若求它们的加速度，便可把它们看做一个整体，这样它们之间相互作用的静摩擦力便不需考虑。
题目不涉及连接体的内力问题时，应优先选用整体法：3）运用整体法解题的基本步骤（. 明确研究的系统或运动的全过程①.②画出系统的受力图和运动全过程的示意图. 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③ 3. 隔离法 1）含义：（包括物体、状态和某些过程，从系统或全过程中隔离出来进行研究所谓隔离法就是将所研究的对象-- 的方法。
人教版高一物理必修一课件：4.6牛顿运动定律——连接体问题
•
用假设法分析物体受力
方法I：假定此力不存在，根据物体的受力情况分析物 体将发生怎样的运动，然后再确定此力应在什么方向， 物体才会产生题目给定的运动状态．
方法Ⅱ：假定此力存在，并沿某一方向，用运动规律 进行分析运算，若算得结果是正值，说明此力确实存 在并与假定方向相同；若算得的结果是负值，说明此 力也确实存在，但与假定的方向相反；若算得的结果 是零，说明此力不存在．
•
14.如图，两个叠放在一起的矩形滑块，置于固定的、 倾角为θ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μ1，B与A之间动摩擦因数为μ2， 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？
解：根据牛顿第二定律求出AB整体的加速度
( M m) g sin 1 ( M m) g cos a ( M m) g (sin 1 cos ) ①
N2 f2 θ m
N1
F
T
f
1
M
mg
B
T
A
Mg
思考.为了增加轻线上的张力，可行的办法是( AB ) A．减小A物块的质量 B．增大B物块的质量 C．增大倾角θD．增大动摩擦因数 μ •
13.如图所示，车厢里悬挂着两个质量不同的小球，上 面的球比下面的球质量大，当车厢向右做匀加速运 动时(空气阻力不计)，两个小球稳定后所处的位置 在下列各图中正确的是() B
•
4.如图所示，放在粗糙水平面上的物块A、B用轻质弹 簧秤相连，两物块与水平面间的动摩擦因数均为 μ. 今对物块A施加一水平向左的恒力F，使A、B一起向 左匀加速运动，设A、B的质量分别为m、M，则弹簧 秤的示数为() A MF MF A.B. m M m
4.5 牛顿运动定律的应用-连接体问题(教学课件)——高一上学期物理人教版 (2019)必修第一册
如图所示，小球M处于静止状态，弹簧与竖直方向的夹 角为θ，烧断BO绳的瞬间，试求小球M的加速度的大小和方 向。
答案：gtanθ 方向水平向右
弹簧连接体模型小结
轻绳：绳的弹力可发生突变。当其他条件 发生变化的瞬间，绳的弹力可以瞬时产生、 瞬时改变或瞬时消失。（当绳被剪断时， 绳的弹力瞬间消失）
轻弹簧：弹簧的弹力不能发生突变。当其 他条件发生变化的瞬间，可以认为弹簧的 弹力不变。（当弹簧被剪断时，弹簧的弹 力瞬间消失）
B．在轻绳被烧断的瞬间，B的加速度大小为2gsinθ
1
C．剪断弹簧的瞬间，A的加速度大小为 gsinθ
2
D．突然撤去外力F的瞬间，A的加速度大小为2gsinθ
1。整体和系统的牛顿第二定律方程 （1）整体分析时：F整体合力=（M+m)a （2）系统分析时：F系统合力=__M_a_1_+_m_a_2 2.分解力和加速度的牛顿第二定律方程
（2021·全国·高一课时练习）如图所示，一沿水平方向做匀加速直线运动
的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向的夹角 37 ，小球和车厢相对
静止，小球的质量为m 1kg ，g取10m/s2 ，sin 37 0.6 ，cos37 0.8 ，
求：(1)车厢运动的加速度； (2)悬线对小球的拉力大小．
（1）分解力（a沿接触面）
Fx合=ma; Fy合=_0__
（2）分解加速度（a不沿接触面）：Fx合=_m__a_y; Fy合=_m_a_
x
【例】如图所示，在置于水平地面上的盛水容器中，用一端固定于容器底部
的细线拉住一个空心的塑料球，使之静止在深水中，此时容器底部对地面的
压力记为N1；某时刻拉紧球的细线突然断开后，球便在水中先加速后匀速地 竖直上升，若球在加速运动阶段和匀速运动阶段容器底部对地面的压力分别
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牛顿第二定律——连接体问题（整体法与隔离法）
一、连接体：当两个或两个以上的物体通过绳、杆、弹簧相连，或多个物体直接叠放在一起的系统 二、处理方法——整体法与隔离法
系统运动状态相同
整体法
问题不涉及物体间的内力 使用原则
隔离法
三、连接体题型：
1【例1】A 、B 力N F A 6=推A ，用水平力N F B 3=拉B ，A 、B
【练1】如图所示，质量为M 的斜面A 在水平向左的推力F 作用下，A 与B B 的质量为m ，则它们的加速度a 及推力A. ()(,sin μθ++==g m M F g a B. θθcos )(,cos g m M F g a +==C. ()(,tan μθ++==g m M F g a D. g m M F g a )(,cot +==μθ
【练2】如图所示，质量为2m 的物体2定滑轮连接质量为1m 的物体，与物体1 A. 车厢的加速度为θsin g
B. 绳对物体1的拉力为θcos 1g
m
C. 底板对物体2的支持力为g m m )(12-
D. 物体2所受底板的摩擦力为θtan 2g m
m
C.0 N
的质量分别为m A =0.2kg ，m B =0.4kg ，盘C 的质量m C =0.6kg ，处，处于静止状态。
当用火柴烧断O 处的细线瞬间，木块A 的加
的压力F BC 多大？（g 取10m/s 2
）
A B
O
连接体作业
1、如图所示，小车质量均为M ，光滑小球P 的质量为m ，绳的质量不计，水平地面光滑。
要使小球P 随车一起匀加速运动（相对位置如图所示），则施于小车的水平拉力F 各是多少？（θ已知）
球刚好离开斜面 球刚好离开槽底 F= F= F= F= 2、如图所示，A 、B 质量分别为m1，m2，它们在水平力F 的作用下均一起加速运动，甲、乙中水平面光滑，两物体间动摩擦因数为μ，丙中水平面光滑，丁中两物体与水平面间的动摩擦因数均为μ，求A 、B 间的摩擦力和弹力。
f= f= F AB = F AB = 3、如图所示，在光滑水平桌面上，叠放着三个质量相同的物体，用力推物体a ，使三个物体保持静止，一起作加速运动，则各物体所受的合外力 （ ） A ．a 最大 B ．c 最大 C ．同样大 D ．b 最小
4、如图所示,小车的质量为M,
的前端相对于车保持静止,A.在竖直方向上,B.在水平方向上,C.若车的加速度变小,D.若车的加速度变大,5、物体A 、B 叠放在斜面体C 上，物体的作用下一起随斜面向左匀加速运动的过程中，物体A
、B 擦力为
2
f F ，（
2≠f F ），则（ A.
1=f F B.
2
f F C.
1
f F 水平向左 D.
2
f F 6、如图3所示，质量为M
A. 地面对物体M
B. 地面对物体M
C. 物块m
D. 地面对物体M 7、如图所示，质量M ＝8kg 到1.5m/s 0.2
8、如图6所示，质量为A m 的物体A 沿直角斜面C
B B 2a F
a b c
求三角形木块受到静摩擦力和支持力？。