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【学霸优课】届物理一轮复习课件: 连接体问题
撬题·对点题 必刷题 专题三 牛顿运动定律 考点三 连接体问题 撬点·基础点 重难点 撬法·命题法 解题法
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基础点知识点1 连接体
1.定义:多个相互关联的物体连接(叠放、并排或由绳子、细杆联系)在一起构成的物体系统称为连接体。连接体一般具有相同的(速度、加速度)。如下图所示:
2.处理连接体问题的方法:整体法与隔离法,要么先整体后隔离,要么先隔离后整体。
(1)整体法是指系统内(即连接体内)物体间无相对运动时(具有相同加速度),可以把连接体内所有物体组成的系统作为考虑,分析其受力情况,对整体列方程求解的方法。
运动情况
整体
整体法可以求系统的或外界对系统的作用力。
(2)隔离法是指当我们所研究的问题涉及多个物体组成的系统时,需要求连接体内各部分间的相互作用力,从研究方便出发,把某个物体从系统中出来,作为研究对象,分析其受力情况,再列方程求解的方法。
隔离法适合求系统内各间的相互作用力或各个物体的加速度。
3.整体法、隔离法的选取原则
(1)整体法的选取原则
若连接体内各物体具有相同的,且不需要求物体之间的作用力,可以把它们看成一个,分析整体受到的合外力,应用牛顿第二定律求出加速度(或其他未知量)。
(2)隔离法的选取原则
若连接体内各物体的不相同,或者要求出系统内各物体之间的作用力时,就需要把物体从系统中隔离出来,应用牛顿第二定律列方程求解。
加速度
隔离
物体
加速度
整体
加速度
(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,且要求出物体之间的作用力时,可以先用求出加速度,然后再用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”。
知识点2 临界与极值
1.临界问题
物体由某种物理状态转变为另一种物理状态时,所要经历的一种特殊的转折状态,称为临界状态。这种从一种状态变成另一种状态的分界点就是临界点,此时的条件就是临界条件。
在应用牛顿运动定律解决动力学的问题中,当物体的加速度不同时,物体有可能处于不同的状态,特别是题目中出现“最大”“最小”“刚好”“恰好出现”或“恰好不出现”等词语时,常常会涉及临界问题。
整体法
隔离法
2.产生临界(极值)问题的条件
(1)接触与脱离的临界(极值)条件:两物体相接触或脱离,临界(极值)条件是:弹力FN=。
(2)相对滑动的临界(极值)条件;两物体相接触且处于相对静止时,常存在着静摩擦力,则相对滑动的临界(极值)条件是:静摩擦力达到。
(3)绳子断裂与松弛的临界(极值)条件:绳子所能承受的张力是有限的,绳子断与不断的临界(极值)条件是绳中张力等于它所能承受的最大张力,绳子松弛的临界(极值)条件是FT=。
(4)加速度最大与速度最大的临界(极值)条件:当物体在受到变化的外力作用下运动时,其加速度和速度都会不断变化,当所受合外力最大时,具有最大;合外力最小时,具有最小。当出现速度有最大值或最小值的临界(极值)条件时,物体处于临界(极值)状态,所对应的速度便会出现最大值或最小值。
0
最大值
0
加速度
加速度
重难点一、连接体问题
1.常见类型
(1)涉及滑轮类的问题
这类问题中一般都忽略绳、滑轮的重力和摩擦力,且滑轮的大小忽略不计。若要求绳的拉力,一般都必须采用隔离法。绳跨过定滑轮,连接的两物体虽然加速度大小相同但方向不同,可以先整体求a的大小,再隔离求FT。如图所示,可由整体法列方程为(m1-m2)g=(m1+m2)aa=,再隔离m1(或m2)求FT,有m1g-FT=m1aFT=
(2)水平面上的连接体问题
这类问题一般多是连接体(系统)中各物体保持相对静止,即具有相同的加速度。解题时,一般采用先整体、后隔离的方法。
建立坐标系时也要考虑矢量正交分解越少越好的原则,或者正交分解力,或者正交分解加速度。
(3)斜面体与上面的物体类连接体问题
斜面体(或称为劈形物体、楔形物体)与在斜面体上物体组成的连接体(系统)的问题,一般为物体与斜面体的加速度不同,其中最多的是物体具有加速度,而斜面体静止的情况。解题时,可采用隔离法,但是相当麻烦,因涉及的力过多。如果问题不涉及物体与斜面体的相互作用,则采用整体法用牛顿第二定律求解。
2.解题思路
(1)分析所研究的问题适合应用整体法还是隔离法。
处理各物体加速度都相同的连接体问题时,整体法与隔离法往往交叉使用,一般思路是:
①求内力时,先用整体法求加速度,再用隔离法求物体间的作用力。
求外力时,先用隔离法求加速度,再用整体法求整体受到外加的作用力。
(2)对整体或隔离体进行受力分析,应用牛顿第二定律确定整体或隔离体的加速度。
(3)结合运动学方程解答所求解的未知物理量。
3.必避误区
(1)对连接体进行受力分析时误认为力可以通过物体传递,如用水平力F推M及m一起
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