物理人教版（2023）必修第一册4.3牛顿第二定律(第2课时-连接体模型)课件（共34张ppt）

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思考：在探究a与拉力F和小车质量M的关系时

第3节牛顿第二定律（第2课时）

F

mg

F

钩码

M

当mF

分别对钩码和小车牛二分析

钩码：mg-F=ma

小车：F=Ma

得F=

当mm2，滑轮质量和摩擦不计，则当m1和m2匀加速运动的过程

中，弹簧秤的读数是多少？

整体:

隔m1:

得T=

解：

F

B

A

F/

m1g

m2g

T

T

F弹=2T

法2：

隔m2:

隔m1:

得T=

F弹=2T

一、连接体模型

靠弹力连接的物体

第3节牛顿第二定律（第2课时）

二、弹连体：

思考：质量相等的几个木块在拉力F作用下一起加速，试求几个木块之间的摩擦内力水平面光滑。

整体：F=4ma

隔ABC：fDC=3ma

=3m

隔AB：fCB=2ma

=2m

隔A：fBA=ma

=m

F

B

A

D

C

fDC

fCB

fBA

一、连接体模型

靠弹力连接的物体

第3节牛顿第二定律（第2课时）

二、弹连体：

F

B

A

D

C

整体：F=4ma

隔BCD：fAB=3ma

=3m

隔CD：fCB=2ma

=2m

隔D：fBA=ma

=m

fCD

fBC

fAB

思考：质量相等的几个木块在拉力F作用下一起加速，试求几个木块之间的摩擦内力水平面光滑。

一、连接体模型

靠弹力连接的物体

第3节牛顿第二定律（第2课时）

二、弹连体：

思考：若水平面与A的动摩擦因数为μ？

整体：F-μ4mg=4ma

隔BCD：fAB=3ma

=3m

隔CD：fBC=2ma

=2m

隔D：fCD=ma

=m

F

B

A

D

C

fCD

fBC

fAB

一、连接体模型

靠弹力连接的物体

第3节牛顿第二定律（第2课时）

二、弹连体：

整体：F-μ4mg=4ma

隔D：F-fDC=ma

fDC=

隔CD：F-fCB=2ma

隔BCD：F-fBA=3ma

fCB=

fBA=

F

B

A

D

C

fDC

fCB

fBA

思考：若水平面与A的动摩擦因数为μ？

靠摩擦力连接的物体

三、摩连体：

【典例6】如图，两个叠放在一起的滑块，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？

B

A

θ

解:整体

摩擦力的方向平行于斜面向上．

得f=

隔B：

【典例7】如图所示，倾角为α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μ（μ>tanα）。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

α

解:整体

隔B：

得fAB=

A、B摩擦力可能平行于斜面向上、可能向下，还可能为0。

【典例8】质量分别为M和m的物体A、B，紧靠着置于摩擦因数为μ的斜面上，斜面的倾角θ，现施一水平力F作用于A，A、B共同加速沿斜面向上运动，求它们之间的作用力大小。

θ

解:整体

隔B:

得FMm=

F

θ

B

A

N

Ff

θ

v

（M+m)g

a

F

θ

mg

N/

FMm

Ff/

【典例9】如图所示，在倾角为α的固定光滑斜面上，有一用绳子拴着的长木板，木板上站着一个小孩，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？

α

α

α

mg

f

2mg

N2

N1

N1/

f/

α

a

解:分别对人和板受力分析

木板匀加速下滑

①

②

其中

③

联立①②③式解得：

【典例10】如图，所有接触面均光滑，问要使m相对M静止，则作用在M上的水平力F为多大？此时斜面体对m的支持力为多大？

F

θ

m

M

mg

N

θ

ma

解:

A

B

思考：A与弹簧拴接，A、B压缩一段弹簧后静止释放，在一起上升的过程中A、B什么时候分离.

B：mBg=mBa

A：mAg+kx=mAa

kx=0,时分离

B:F-mBg=mBa

A:kx-mAg=mAa

A

B

F

kx=F

,时分离

B：F-mBgsinθ=mBa

A：kx-mAgsinθ=mAa

kx=F

,时分离

A

B

a

T

mg

N

=ma

x

y

a

mg

N

N

mgtan300=ma

g

思考：斜劈顶端有个支柱，用细绳悬挂一个小球，当斜劈和小球一起向右加速时，斜劈的加速度达到多大时，小球会飞离斜劈.

小车a多大时小球C会脱离A

第3节牛顿第二定律（第2课时）

一、连接体模型:

二、弹连体：

四、连接体脱离

FN=0

靠弹力连接的物体

靠摩擦力连接的物体

三、摩连体：

a

A

B

F

a

1.弹连体：

【典例11】如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端与A物体相连接，将B物体放置在A物体的上面，A、B的质量都为m，初始时两物体都处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体B上，使物体B开始向上做匀加速运动，拉力F与物体

B的位移x的关系如图乙所示，重力加速度g＝

10m/s2，下列说法中正确的是()

A．物体B位移为4cm时，弹簧处于原长状态

B．物体B的加速度大小为5m/s2

C．物体A的质量为4kg

D．弹簧的劲度系数为5N/cm

kx0＝2mg

kx0

2mg

A、B：20=2ma

隔B:

C

隔A:

50-mg=ma

k(x0-0.04)-mg=ma

【典例12】如图所示，一弹簧一端固定在倾角为θ＝37°的光滑固定斜面的底端，另一端拴住质量为m1＝6kg的物体P，Q为一质量为m2＝10kg的物体，弹簧的质量不计，劲度系数k＝600N/m，系统处于静止状态。现给物体Q施加一个方向沿斜面向上的力F，使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，已知在前0.2s时间内，F为变力，0.2s以后F为恒力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2。求：(1)系统处于静止状态时，弹簧的压缩量x0；(2)物体Q从静止开始沿斜面向上做匀加速运动的加速度大小a；(3)力F的最大值与最小值。

kx0

(m1+m2)g

N

解：(1)(m1＋m2)gsinθ＝kx0

得x0＝0.16m。

【典例12】如图所示，一弹簧一端固定在倾角为θ＝37°的光滑固定斜面的底端，另一端拴住质量为m1＝6kg的物体P，Q为一质量为m2＝10kg的物体，弹簧的质量不计，劲度系数k＝600N/m，系统处于静止状态。现给物体Q施加一个方向沿斜面向上的力F，使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，已知在前0.2s时间内，F为变力，0.2s以后F为恒力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2。求：(1)系统处于静止状态时，弹簧的压缩量x0；(2)物体Q从静止开始沿斜面向上做匀加速运动的加速度大小a；(3)力F的最大值与最小值。

kx1

m1g

N1

解：(1)(m1＋m2)gsinθ＝kx0

得x0＝0.16m。

(2)分离P:

kx1－m1gsinθ＝m1a

【典例12】如图所示，一弹簧一端固定在倾角为θ＝37°的光滑固定斜面的底端，另一端拴住质量为m1＝6kg的物体P，Q为一质量为m2＝10kg的物体，弹簧的质量不计，劲度系数k＝600N/m，系统处于静止状态。现给物体Q施加一个方向沿斜面向上的力F，使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，已知在前0.2s时间内，F为变力，0.2s以后F为恒力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2。求：(1)系统处于静止状态时，弹簧的压缩量x0；(2)物体Q从静止开始沿斜面向上做匀加速运动的加速度大小a；(3)力F的最大值与最小值。

kx0

(m1+m2)g

N

分离Q:Fmax－m2gsinθ＝m2a

(3)一开始整体

【典例13】工地施工现场停放着一辆运载水泥管的货车，车厢底部一层水泥管水平紧密地排列着，上层摆放着的4根水泥管没有用绳索固定。现在我们来分析货车前部的A、B、C三根形状完全相同的水泥管，侧视图如图所示，下列说法正确的是()

D

a

mg

N

N

F

思考：A、B在拉力F作用下一起在光滑的水平面上加速，两个物体的质量分别为mA、mB。动摩擦因数为μ，试求当F满足什么条件时，两物体发生相对滑动。并求此时加速度a

f

F=

整体:F=(mA+mB)a

隔B:f=mBa

当f=fm=μmAg时相对滑动

aBm=

aAm=

μg

F=

整体:F=(mA+mB)a

隔A:f=mAa

μg

f

思考：A、B叠放在动摩擦因数为μ2的水平面上，两个物体的质量分别为mA、mB。动摩擦因数为μ1，对A施加一个水平拉力F，F从零开始增加的过程中，两物体如何运动？

fAB

fAB

F=fAB=f地

若μ1mAgμ2(mA+mB)g，

B永远静止

AB一起加速直到分离。

aBm=

=

思考：A、B叠放在动摩擦因数为μ2的水平面上，两个物体的质量分别为mA、mB。动摩擦因数为μ1，对A施加一个水平拉力F，F从零开始增加的过程中，两物体如何运动？

fAB

fAB

f地

μ1

μ2

若0Fm

相对滑动

F=fAB=f地

若μ1mAgμ2(mA+mB)g，

B永远静止

AB一起加速直到分离。

四、连接体脱离

FN=0

1.弹连体：

甲

F乙

fAB

fBA

μ1

μ1

2.摩连体：

fAB=fm

(1)水平面光滑分离:

F甲=(mA+mB)aBm

F乙=

(mA+mB)aAm=

(mA+mB)μ1g

μ2

μ2

(2)水平面粗糙分离:

Ff地

Ff地

甲

F乙

fAB

fBA

μ1

μ1

(2)水平面粗糙分离:

Ff地

Ff地

μ2

μ2

F甲-μ2(mA+mB)g=(mA+mB)aBm

F乙-μ2(mA+mB)g=(mA+mB)aAm

F乙=μ2(mA+mB)g+(mA+mB)μ1g

aBm

F甲=μ2(mA+mB)g+(mA+mB)

aAm

=μg

μ1

μ2

μ1

μ2

(3)水平面一起